一种数控车床换刀机构的制作方法

1.本实用新型涉及机床刀架技术领域，特别涉及一种数控车床换刀机构。


背景技术：

2.为了方便工件的加工，保证工件的加工效率，传统的数控机床上都设置有刀盘，刀盘上具有若干数量的刀座，每个刀座内都安装有对应的刀具，在加工过程中通过刀盘的转动来选择当前加工时所需的刀具。刀盘上的刀座数量有限，有时无法满足某样工件加工时所需的所有工序，或是当刀具出现损坏等现象时便需要更换刀具，根据现有数控机床的结构，一般的做法都是，先将数控机床停机，然后将安装于数控机床刀盘上刀座内的刀具取下并更换上新的刀具，然后再重新将数控机床开机。但是，传统的数控机床的这种换刀方式存在一些不足之处，刀座与刀盘是相互固连不可拆卸的，因此换刀时，只能将刀具从刀座上拆卸下来，然后更换上新的刀具，在换刀的过程中也需要花费操作人员大量的时间与精力，而且换刀过程也比较复杂，另外，由于刀座的不可拆卸，导致每次换刀后的刀具都需要在数控机床内进行对刀，因此存在复位精度差，定位不可靠等问题。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种数控车床换刀机构。在更换刀具时，无需拆装紧固件，只需将盖板取下即可实现换刀，盖上即可对车刀进行精准复位；结构简单且容易拆装，提高了刀具更换的效率，降低了刀具的更换难度。
4.根据本实用新型的第一方面实施例的数控车床换刀机构，包括：刀盘，设有楔形槽；刀座，安装于所述楔形槽内，能相对所述楔形槽滑动并固定；所述刀座包括底座和盖板，所述底座上部设有用于放置车刀的刀槽，所述刀槽一端设有止位板，所述止位板用于对车刀的轴向方向进行限位；所述刀槽的槽壁穿设有紧固件，所述紧固件穿入所述刀槽内与车刀相抵，用于夹紧固定车刀；所述盖板压盖于所述底座上，以将所述紧固件压紧于车刀。
5.根据本实用新型实施例的数控车床换刀机构，至少具有如下有益效果：传统的数控机床的刀座与刀盘是相互固连不可拆卸的，本实用新型的刀座与刀盘为可拆卸连接，且为滑动连接于刀座上，便于对刀座进行调节且在更换车刀时可通过将刀座整体更换，增加一种更换方式，便于不同车刀适配不同的刀座。车刀在刀座内限位结构简单，通过盖板即可实现对车刀的径向方向进行限位，只需将盖板取下即可实现换刀，盖上即可对车刀进行限位；结构简单且容易拆装，提高了刀具更换的效率，降低了刀具的更换难度。
6.根据本实用新型的一些实施例，所述刀槽的两侧分别设有第一槽壁和第二槽壁，所述第一槽壁和所述第二槽壁的上部均设有安装槽，所述盖板嵌入所述安装槽；所述盖板中部设有压板，所述盖板嵌入所述安装槽内时，所述压板嵌入所述刀槽内，与所述刀槽内的车刀相抵。
7.根据本实用新型的一些实施例，所述底座还设有卡板槽，所述卡板槽设于所述第
二槽壁外侧；所述第二槽壁设有穿行孔，所述穿行孔连通所述刀槽和所述卡板槽；所述紧固件穿设于所述穿行孔内，所述紧固件两端分别位于所述刀槽和所述卡板槽内。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述紧固件包括竖板和抵杆，所述竖板竖直设于所述卡板槽内，所述抵杆穿设于所述穿行孔，所述抵杆一端与所述竖板连接，另一端穿入所述刀槽内与车刀相抵。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述第二槽壁外侧设有朝内凹陷的嵌入部，所述竖板嵌入所述嵌入部内，所述竖板连接有所述抵杆的一面与所述嵌入部的壁面相贴。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述盖板一端设有朝下延伸的嵌入板，所述嵌入板嵌入所述卡板槽内，所述嵌入板两侧分别与所述卡板槽和所述竖板接触，以将所述紧固件压紧于车刀。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述盖板另一端设有朝下延伸的固定板，所述固定板设有限位槽；所述第一槽壁外侧设有凸板，所述凸板连接有能嵌入所述限位槽内的限位装置，所述限位装置用于对所述固定板限位。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述限位装置为拉伸弹簧和限位块，所述限位块能嵌入所述限位槽内，所述拉伸弹簧两端分别与所述限位块和所述凸板连接，以将所述盖板压紧于所述底座。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述楔形槽底部设有滑槽，所述滑槽与所述楔形槽相通，所述滑槽内安装有滑动螺栓，所述滑动螺栓一端卡设于所述滑槽内，另一端向上延伸出所述楔形槽并嵌入所述刀座内，与所述刀座连接。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述刀座沿所述楔形槽的延伸方向设有开口槽，所述滑动螺栓包括头部和杆身，所述头部限制于所述滑槽内，所述杆身向上延伸出所述楔形槽并嵌入所述开口槽内，所述杆身与所述刀座通过螺母连接，以将所述刀座旋紧于所述楔形槽。
15.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
16.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：
17.图1是本实用新型的结构示意图；
18.图2是本实用新型刀座的结构分解图；
19.图3是图1中a处的放大图；
20.图4是图1中b处的放大图；
21.图5是本实用新型的剖视图；
22.图6是本实用新型刀座的等轴测的结构分解图。
23.附图标记：
24.刀盘100、楔形槽110、滑槽120、宽槽121、窄槽122、滑动螺栓130、头部131、杆身132、凹槽133、滑轨140、第一螺纹孔150、锁紧螺栓151、旋转轴160、连接孔170；
25.刀座200、底座201、盖板202、嵌入块203、止位板210、紧固件220、抵杆221、竖板
222、刀槽230、第一槽壁231、第二槽壁232、穿行孔233、安装槽234、嵌入部235、凸板236、卡板槽240、第三槽壁241、第一条形孔242、限位螺栓243、嵌入板250、第二螺纹孔251、固定板260、限位槽261、拉伸弹簧262、限位块263、压板270、开口槽280、圆槽281、连接板290、第二条形孔291。
具体实施方式
26.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅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.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.参照图1至图6，本实用新型实施例的一种数控车床换刀机构，包括：刀盘100，设有楔形槽110；刀座200，安装于楔形槽110内，能相对楔形槽110滑动并固定；楔形槽110的剖面呈梯形，下部较宽，上部较窄；刀座200底部设有与楔形槽110剖面相匹配的嵌入块203，嵌入块203同样为梯形，嵌入块203设于刀座200的底部且凸出刀座200的底面，嵌入块203嵌入楔形槽110后，刀座200的底面与刀盘100的上表面相贴，且刀座200将无法上下移动，只能沿楔形槽110的延伸方向滑动。
30.在本实用新型进一步的实施例中，刀座200包括底座201和盖板202，底座201上部设有用于放置车刀的刀槽230，刀槽230一端设有止位板210，止位板210用于对车刀的轴向方向进行限位；刀槽230的槽壁穿设有紧固件220，紧固件220穿入刀槽230内与车刀相抵，以在水平面的车刀径向方向的对车刀进行限位，即将紧固件220从一侧挤压车刀，将车刀推至与另一侧的槽壁，以夹紧固定车刀；盖板202压盖于底座201上，以将紧固件220压紧于车刀，且在垂直面的车刀径向方向上对车刀进行限位；仅从上方挤压车刀，使车刀紧贴刀槽230的槽底壁，以夹紧固定车刀。具体的，为了便于在轴向方向对车刀进行调节，止位板210上设有一螺纹孔，螺纹孔内旋设有螺栓，可通过旋转螺栓推动车刀在刀槽230内沿刀槽230的延伸方向滑动；但是一般无须进行调节。传统的数控机床的刀座200与刀盘100是相互固连不可拆卸的，本实用新型的刀座200与刀盘100为可拆卸连接，且为滑动连接于刀座200上，便于对刀座200进行调节且在更换车刀时可通过将刀座200整体更换，增加一种更换方式，便于
不同车刀适配不同的刀座200。车刀在刀座200内限位结构简单，通过盖板202即可实现对车刀的径向方向进行限位，只需将盖板202取下即可实现换刀，盖上即可对车刀进行精准限位；结构简单且容易拆装，提高了刀具更换的效率，降低了刀具的更换难度。
31.在本实用新型的一些实施例中，刀槽230的两侧分别设有第一槽壁231和第二槽壁232，第一槽壁231和第二槽壁232的上部均设有安装槽234，盖板202嵌入安装槽234；盖板202中部设有压板270，盖板202嵌入安装槽234内时，压板270嵌入刀槽230内，与刀槽230内的车刀相抵。具体的，如图2所示，安装槽234设有四个，第一槽壁231的顶部间隔设有两个，第二槽壁232顶部同样设有两个且与第一槽壁231的两个位置对应。压板270的宽度与刀槽230的宽度一致，刚好能够嵌入刀槽230内，压板270的两侧为与安装槽234相对应的板体，板体嵌入安装槽234内以实现对盖板202进行限位。需要了解的是，盖板202压嵌入刀槽230内时，首先是压板270与刀槽230内的车刀接触，压板270两侧的板体不一定会与安装槽234的槽底相贴，如此即可确保压板270能与车刀接触并对其施加压力。
32.在本实用新型的进一步实施例中，压板270的下表面，即压板270与车刀接触的面设置有多个凸起以用于增大与车刀接触的摩擦力。压板270还设有上下贯穿的螺纹孔，螺纹孔内旋设有螺栓，螺栓端部可以与车刀相抵，以将车刀更加紧固的锁在刀槽230内。但是螺栓只是作为一道保险措施，提供更加安全的保障。
33.在本实用新型的一些实施例中，底座201还设有卡板槽240，卡板槽240设于第二槽壁232外侧；第二槽壁232设有穿行孔233，穿行孔233连通刀槽230和卡板槽240；紧固件220穿设于穿行孔233内，紧固件220两端分别位于刀槽230和卡板槽240内。
34.在本实用新型的一些具体实施例中，紧固件220包括竖板222和抵杆221，竖板222竖直设于卡板槽240内，抵杆221穿设于穿行孔233，抵杆221一端与竖板222一侧连接，另一端穿入刀槽230内与车刀相抵。具体的，抵杆221设有多根，如图2所示，抵杆221设有三根，三根抵杆221均连接于竖板222的同一侧。穿行孔233同样设有三个，三根抵杆221分别穿设于三个穿行孔233内；抵杆221能相对穿行孔233滑动，进而带动竖板222在卡板槽240内滑动。
35.在本实用新型的一些实施例中，第二槽壁232外侧设有朝内凹陷的嵌入部235，竖板222嵌入嵌入部235内，竖板222连接有抵杆221的一面与嵌入部235的壁面相贴。如图2、图5所示，嵌入部235为一与竖板222大小一致的凹槽133，嵌入部235的深度与竖板222的厚度一致，竖板222嵌入嵌入部235后，竖板222背离刀槽230的一面与第二槽壁232的外侧面处于同一竖直面。
36.在本实用新型的一些实施例中，盖板202一端设有朝下延伸的嵌入板250，嵌入板250嵌入卡板槽240内，嵌入板250两侧分别与卡板槽240和竖板222接触，以将紧固件220压紧于车刀。具体的，如图5所示，嵌入板250的下部设有弧面，竖板222的上部同样设有弧面，便于嵌入板250的插入。嵌入板250逐渐向下插入，将推动竖板222朝刀槽230的方向移动，进而使得抵杆221远离竖板222的一端与刀槽230内的车刀紧密相抵，将车刀压紧。卡板槽240两侧的槽壁分别为第二槽壁232和第三槽壁241，嵌入板250的两侧分别与第三槽壁241和竖板222相贴。
37.需要注意的是，嵌入板250的底部一般不会接触到卡板槽240的底部，由于盖板202压盖于刀槽230上时，是压板270先与车刀接触，因此如若嵌入板250设置过长与卡板槽240的底部接触，将会对压板270下压的路径造成阻碍，使得压板270无法与车刀接触而无法压
紧车刀。
38.在本实用新型的一些实施例中，盖板202另一端设有朝下延伸的固定板260，固定板260设有限位槽261；第一槽壁231外侧设有凸板236，凸板236连接有能嵌入限位槽261内的限位装置，所述限位装置用于对固定板260进行限位。固定板260与嵌入板250分别对盖板202的两端限位，使得盖板202与底座201的连接更为紧固。
39.在本实用新型的一些具体实施例中，限位装置为拉伸弹簧262和限位块263，限位块263能嵌入限位槽261内，拉伸弹簧262两端分别与限位块263和凸板236连接，以将盖板202压紧于底座201。具体的，如图2、图4所示，凸板236固定连接于第一槽壁231的外侧，且位于第一槽壁231的下部；固定板260的内侧面与第一槽壁231的外侧面相贴，凸板236位于固定板260的下方。限位块263与限位槽261的形状一致，限位块263的底部通过拉伸弹簧262与凸板236连接，限位槽261的下方设有供拉伸弹簧262穿过的槽，限位块263嵌入限位槽261内时，拉伸弹簧262处于被拉伸状态，以向固定板260施加朝下的拉力，进而使得盖板202紧紧压盖于底座201上。
40.需要注意的是，由于只在固定板260一侧设有限位装置，因此盖板202的拉力是倾斜的，另一侧嵌入板250不具有使得盖板202向下的拉力。但是由于嵌入板250式紧紧的嵌入在卡板槽240内，其两侧分别被竖板222和卡板槽240的第三槽壁241抵住，因此只向固定板260施加向下的拉力时，并不能将嵌入板250拉出。为了更好的让盖板202将刀槽230内的车刀压紧，如图6所示，在嵌入板250背离刀槽230的一侧设有第二螺纹孔251，第三槽壁241设有与第二螺纹孔251相对应的第一条形孔242，第一条形孔242内设有限位螺栓243，限位螺栓243端部穿过第一条形孔242旋入第二螺纹孔251内，且限位螺栓243的外部旋设有螺母，通过螺母将限位螺栓243锁紧于第三槽壁241。
41.可以理解的是，也可以是直接在安装槽234的槽底设置螺纹孔，在压板270两侧的板体上设置通孔，通过螺栓穿过板体旋设于安装槽234的螺纹孔内实现盖板202和底座201的连接。
42.在本实用新型的一些实施例中，楔形槽110底部设有滑槽120，滑槽120与楔形槽110相通，滑槽120内安装有滑动螺栓130，滑动螺栓130一端卡设于滑槽120内，另一端向上延伸出楔形槽110并嵌入刀座200内，与刀座200连接。具体的，如图5所示，滑槽120剖面为凸形槽，包括底部的宽槽121和上部的窄槽122，滑动螺杆的头部131嵌入宽槽121内，滑动螺杆的杆身132穿过窄槽122向上延伸出楔形槽110；宽槽121底部设有凸出的滑轨140，滑动螺栓130的头部131设有与滑轨140相匹配的凹槽133，滑轨140嵌入凹槽133内。宽槽121和窄槽122均为矩形槽；滑动螺栓130的头部131为矩形结构，其相对的两侧宽度刚好与宽槽121的宽度一致，滑动螺栓130在宽槽121内滑动时，其头部131宽度方向的两侧与宽槽121的两侧侧壁相贴；头部131的上表面与宽槽121的上壁相贴，下表面与宽槽121的下壁相接触，如此便限制了滑动螺栓130只能沿宽槽121的延伸方向滑动，以防止刀座200在工作过程中晃动。滑轨140设置于宽槽121的槽底壁，沿宽槽121的延伸方向设置，滑轨140嵌入头部131的凹槽133内，以减少滑动螺栓130沿宽槽121滑动时的摩擦力。另外，这样在旋拧螺母时，滑动螺栓130不能进行旋转，避免螺母和滑动螺栓130同步旋转导致螺母旋拧失效。
43.在本实用新型的一些实施例中，刀座200沿楔形槽110的延伸方向设有开口槽280，开口槽280顶部设有圆槽281；滑动螺栓130包括头部131和杆身132，头部131限制于滑槽120
内，杆身132穿设于开口槽280，且其顶部伸入圆槽281内；圆槽281内设有螺母连接滑动螺栓130与刀座200。具体的，螺母旋设在滑动螺栓130的杆身132上，螺母的外径小于圆槽281的直降，但是远大于开口槽280的宽度。开口槽280的槽底为弧面壁，其弧面壁的直径与杆身132的直径大小一致，连接时弧面壁与滑动螺栓130的杆身132相贴。螺母在开口槽280槽底的弧面壁与杆身132相贴后，旋紧螺母，以将刀座200锁紧在当前位置。
44.在本实用新型的一些实施例中，刀座200两侧均设有朝楔形槽110的径向方向延伸的连接板290，连接板290设有第二条形孔291；楔形槽110两侧设有第一螺纹孔150，第一螺纹孔150内旋设有锁紧螺栓151，锁紧螺栓151穿过第二条形孔291，并通过螺母将刀座200锁紧。具体的，如图1、图3所示，锁紧螺栓151的外周壁设置有外螺纹，第一螺纹孔150内设置有与锁紧螺栓151的外螺纹相比配的内螺纹，锁紧螺栓151一端穿过第二条形孔291，并旋入第一螺纹孔150内；然后从锁紧螺栓151的上部旋入一螺母，以将刀座200与刀盘100锁紧。
45.可以理解的是，通过螺母将滑动螺栓130锁紧于刀座200上之后即可实现对刀座200进行固定，因此也可以不设置锁紧螺栓151，锁紧螺栓151只是作为一种保护方式以更加稳固刀座200的位置。
46.在本实用新型的一些实施例中，刀盘100中部设有旋转轴160，旋转轴160连接有动力装置以用于驱动旋转轴160旋转，进而带动刀盘100旋转。
47.在本实用新型的一些实施例中，刀盘100还设有连接孔170，连接孔170内设有内螺纹，用于连接不同的刀座200。具体的，如图1所示，连接孔170是用于连接采用螺纹连接于刀盘100的刀座200，使用的刀座200与上述的刀座200不一致。
48.结合上文可知，本实用新型的换刀机构更换车刀时可以采用两种更换方式，一种是拆掉底座201上的盖板202，更换刀槽230内的车刀；另一种是将整个底座201连同车刀一起拆下一起更换。采用两种更换方式均可实现简单拆卸和快速换刀，同时可以方便对底座201进更新而不用更换刀盘100。采用第一种方式的换刀方法拆装更为方便，而采用第二种的换刀方法可以实现机外对刀，提高效率。
49.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
50.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。