一种用于数控机床的液压式自动抓屑器的制作方法

1.本实用新型涉及数控机床技术领域，具体为一种用于数控机床的液压式自动抓屑器。


背景技术：

2.数控立车车削加工过程中，切屑经常呈现连续带状，不易自行断屑，在加工大型筒形、内弧形零件时，由于零件结构特点，容易出现切屑在零件上缠绕现象，发生挤屑、划伤成型表面的风险增大，影响加工质量。对于这种情况，目前主要采用人工干预的形式，暂停加工程序，人工取出缠绕废屑。当然，也有部分先进数控机床具有相应模块来解决这一问题，但这些模块都只适用于特定数控机床，不能普适。


技术实现要素：

3.要解决的技术问题
4.为了解决现有已使用数控机床没有自动清理缠绕在大型筒形、内弧形零件中废屑的功能结构问题，本实用新型提出一种用于数控机床的液压式自动抓屑器，设计缠绕废屑清理结构，并借助现有已使用数控机床结构的功能条件，在不增加动力源的情况下，实现废屑抓取，而且抓屑器在不工作时，占用空间较少，对机床刀具的正常使用影响很小。
5.本实用新型的技术方案为：
6.所述一种用于数控机床的液压式自动抓屑器，其特征在于：包括多爪连杆、缸体、活塞杆和弹簧；
7.所述缸体内部具有用于布置弹簧和活塞杆的腔体；所述缸体外壁主体结构与所述数控机床中的车刀刀柄外壁结构一致，使缸体能够固定安装在所述数控机床的刀架上；
8.所述缸体的腔体开口处密封安装有缸盖；所述缸盖具有供活塞杆杆体运动的通孔，且活塞杆杆体与缸盖滑动密封配合；
9.所述缸体的腔体开口端部具有径向向外凸起结构，径向向外凸起结构内具有冷却液流道，径向向外凸起结构的台阶面具有冷却液流道入口，且当缸体安装在刀架上后，冷却液流道入口与刀架上的冷却液喷口密封连接；
10.所述活塞杆内端与缸体内部腔体壁面滑动密封配合，且活塞杆与所述腔体底面之间安装有压缩弹簧；所述活塞杆内端与缸盖之间的腔体为冷却液腔体；
11.所述活塞杆外端连接多爪连杆，所述多爪连杆还连接缸体，通过活塞杆在弹簧和冷却液的驱动下实现轴向运动，带动实现多爪连杆的抓取和释放动作。
12.进一步的，所述缸体外壁上部具有外螺纹，在缸体装入所述数控机床的刀架上后，通过固定环拧在缸体所述外螺纹上，压紧固定缸体。
13.进一步的，所述冷却液流道入口处设置有台阶，用于布置密封圈与刀架上的冷却液喷口密封连接。
14.进一步的，所述冷却液流道内设置有压力调节阀和泄压阀，能够调节缸体内的冷
却液压力。
15.整个抓屑器通过活塞运动，带动多爪连杆完成张开、抓取动作。当冷却液压入缸体，冷却液压力大于弹簧压力，活塞杆收缩，带动连杆使多爪张开；当冷却液关闭，冷却液无压力，在弹簧压力作用下，活塞杆伸出，带动连杆使多爪收缩。
16.有益效果
17.本实用新型提出一种用于数控机床的液压式自动抓屑器，能够安装在现有数控车床的刀架上，通过现有数控机床的冷却液源作为动力源，利用机床编程控制抓取动作，实现清理工件缠绕废屑的目的，避免了人为停机清理废屑，干扰连续车削加工的问题，而且无需对现有机床进行改造即可直接用于现有数控机床，适应了连续加工和“黑灯工厂”无人值守的需要，实现不停机、不人为干预，达到连续加工过程。
18.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
19.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1：系统原理图；
21.其中：1、三爪卡盘；2、软爪；3、工件；4、抓屑器；5、刀架；6、废屑；7、缸体；8、固定环；
22.图2：抓取机构结构图；
23.其中：9、四爪连杆；10、活塞杆；11、缸盖；12、流道；13、弹簧；
24.图3：切削液流量控制结构图；
25.其中：14、压力调节阀；15、泄压阀；16、机床刀架；17、机床冷却液管道；18、密封垫圈；19、冷却液流道；20、压力调节槽。
具体实施方式
26.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
27.本实施例中液压式自动抓屑器的原理是，将设计的液压式自动抓屑器直接安装在数控机床的刀架上，占用数控车床刀架上一个刀位，并借用刀架刀位上的冷却液作为活塞动力源，配合压缩弹簧实现抓屑器的张开闭合动作，抓取出工件上的废屑。系统原理图如图1所示。
28.如图1和图2所示，本实施例中的用于数控机床的液压式自动抓屑器，包括四爪连杆、缸体、活塞杆和弹簧。
29.所述缸体内部具有用于布置弹簧和活塞杆的腔体；所述缸体外壁主体结构与所述数控机床中的车刀刀柄外壁结构一致，使缸体能够固定安装在所述数控机床的刀架上。
30.本实用新型的一个关键点就是利用现成的机床刀架结构，将缸体主题的外径尺寸设计与刀架中刀柄安装孔的安装尺寸一致，抓屑器与机床刀架的安装方式，与车刀刀柄在机床刀架的安装方式一致，缸体穿过刀柄安装孔，用固定环拧在缸体螺纹上，压紧固定抓屑器。如图1所示，缸体穿过刀架上的刀柄安装孔中，使用固定环与缸体外螺纹连接紧固在刀
架上，此连接结构简洁实用，无需改造现有机床设备便能实现抓屑器的安装。
31.所述缸体的腔体开口端部具有径向向外凸起结构，径向向外凸起结构内具有冷却液流道，径向向外凸起结构的台阶面具有冷却液流道入口，且当缸体安装在刀架上后，冷却液流道入口与刀架上的冷却液喷口密封连接。
32.所述缸体的腔体开口处密封安装有缸盖；所述缸盖具有供活塞杆杆体运动的通孔，且活塞杆杆体与缸盖滑动密封配合；所述活塞杆内端与缸体内部腔体壁面滑动密封配合，且活塞杆与所述腔体底面之间安装有压缩弹簧；所述活塞杆内端与缸盖之间的腔体为冷却液腔体。
33.机床冷却液连接见图3，通过利用机床现有冷却液压力作为动力源，无需添加新的动力结构，应用方便。如图3中所示，缸体冷却液接口对齐机床冷却液喷口，固定环旋转压紧固定缸体，在冷却液接口处使用橡胶垫圈密封，通过缸体上加工好的冷却液流道，将冷却液压力引入缸体内，通过冷却液流道上设置的压力调节阀和泄压阀，调节控制缸体内的冷却液压力，保证抓取动作的实现。
34.所述活塞杆外端连接四爪连杆，所述四爪连杆还连接缸体，通过活塞杆在弹簧和冷却液的驱动下实现轴向运动，带动实现四爪连杆的抓取和释放动作。四爪连杆的开口尺寸根据零件大小调节，进而根据需要的开口尺寸，调节冷却液流道中的压力调节阀，提供足够的冷却液压力，提供足够的活塞杆行程，使四爪连杆的开口尺寸达到要求；而抓屑器不工作时，切削液不提供动力，为了防止影响相邻刀位刀具使用，压缩弹簧提供足够的活塞杆行程，使四爪连杆缩回处于闭合状态。
35.在使用过程中，将抓屑器视作刀具应用，通过数机床自带软件或者使用g代码编写抓屑器运动程序。抓屑程序包括：1、在换刀点换刀(更换为抓屑器)，2、快速移动抓屑器至工件上方，3、开启冷却液(四爪张开)，4、抓屑器向下移动，5、关闭冷却液(四爪闭合抓取废屑)，6、退回换刀点，7、开启冷却液(四爪张开抛弃废屑)，8、关闭冷却液(四爪闭合防止干涉)，9、换刀(更换加工刀具)。实现的过程即为：未使用时，弹簧伸长，活塞杆伸出，四爪连杆收缩；使用时，在换刀点，调用抓屑器，移动抓屑器至抓取位置上方，启动该刀具位置切削液喷出，压缩弹簧，活塞杆收缩，四爪连杆张开，移动抓屑器至抓取位置；关闭该刀具位置切削液，弹簧伸长，活塞杆伸长，四爪连杆收缩，抓住废屑，移动抓屑器带走废屑；再次启动该刀具位置切削液喷出，压缩弹簧，活塞杆收缩，四爪连杆张开，废屑掉落；再次关闭该刀具位置切削液，四爪连杆收缩，回到换刀点。
36.经过实际运行验证，本实用新型实现了大型筒形、内弧形零件中废屑的抓取清理功能，操作人员不需要频繁停机手动取出缠绕内零件内的废屑，大大减少了人为干预设备连续运转的情况，为无人化和黑灯工厂模式做好准备。
37.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。