一种数控加工中心换刀装置的制作方法

1.本发明属于换刀装置技术领域，具体涉及一种数控加工中心换刀装置。


背景技术：

2.现有的数控加工中心中的切削设备是利用刀具实现切削的目的，而现有的切削设备上具有供刀具安装的刀盘，而为了方便加工时切换刀具，现有都是使用可安装有多组刀具的刀盘，在切削设备上安装有电机用于驱动刀盘转动即可切换刀具。
3.但是利用电机切换刀具时，由于刀具固定在电机转轴上，使用时定位效果差，刀具受到较大的阻力时位置容易偏移，降低了刀具的使用效率。
4.因此，提出一种数控加工中心换刀装置用于解决上述弊端。


技术实现要素：

5.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的换刀装置。
6.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种数控加工中心换刀装置，包括壳体，所述壳体具有内表面和外表面，壳体的内表面上安装有环形刀盘，所述环形刀盘呈圆环状结构，环形刀盘上安装有多组刀具，多组刀具沿着环形刀盘轴线方向呈环形阵列分布，所述壳体上设置有同时贯穿其内外表面的环形槽，所述环形刀盘上的刀具活动伸出环形槽并位于壳体的外表面，所述壳体的内表面还设置有用于驱动环形刀盘转动进行换刀的驱动组件，所述驱动组件包括电机、动力轴，所述动力轴传动连接在电机上，所述电机上固定设置有主动齿轮，所述环形刀盘的内圈设置有与主动齿轮相啮合的齿轮槽，所述环形槽将壳体分为内壳体部分和外壳体部分，内壳体部分位于环形槽的圆形中间位置，外壳体部分位于环形槽的圆形外部位置，内壳体部分和外壳体部分之间通过连接机构固定连接；所述壳体的内表面设置有用于定位环形刀盘的定位机构，定位机构包括导向圆筒，所述壳体的内表面固定设置有侧边支撑架，所述导向圆筒固定焊接在侧边支撑架的一侧，所述导向圆筒中伸缩设置有定位卡板，所述动力轴上固定安装有定位齿轮，所述定位卡板与定位齿轮的上相邻两组之间的轮齿间隙对应，所述定位齿轮位于主动齿轮的上方。
7.作为本发明的进一步优化方案，所述主动齿轮中设置有控制定位卡板伸缩的同步器，同步器包括固定安装在主动齿轮底部的线圈，所述线圈、电机与给供电的电路之间为串联电路，所述主动齿轮的底部固定焊接有拉持弹簧，所述拉持弹簧的端部固定焊接有磁性板，所述磁性板远离拉持弹簧的一端固定焊接有连接杆，所述连接杆远离磁性板的一端与定位卡板之间固定连接。
8.作为本发明的进一步优化方案，所述导向圆筒的内部还设置有空心气囊，所述空心气囊位于连接杆的下方，空心气囊贴合在磁性板远离拉持弹簧的一面，空心气囊远离磁性板的一面贴合设置有受力板，所述受力板固定焊接在导向圆筒的下方内壁，所述空心气
囊中存储有润滑油，空心气囊的上端设置有活动穿过导向圆筒上表面的上油管，上油管的端部设置有密封塞，所述空心气囊的下端设置有下管道，所述下管道的下端一体设置有控量管道，所述控量管道的内径大于下管道的内径，所述控量管道活动穿过导向圆筒的下表面，所述控量管道的下端连通设置有添加管，所述添加管沿着侧边支撑架表面并穿出至壳体外表面，所述连接机构包括连接壳体，所述添加管穿出壳体外表面的一端伸入连接壳体内部形成的通过腔室中，所述环形槽的底部设置有盒体，所述盒体中设置有海绵块，所述添加管通向海绵块的表面。
9.作为本发明的进一步优化方案，所述盒体的上方设置有开槽，所述开槽上方滑动设置有活动挡盖，所述开槽与刀具对应，所述活动挡盖的一端活动穿过至连接壳体外部，活动挡盖活动穿过连接壳体外部的一端固定焊接有复位连接板，所述连接壳体的外表面固定焊接有拉持复位连接板的复位弹簧。
10.作为本发明的进一步优化方案，所述控量管道的内部设置有圆形磁块和环形磁块，所述环形磁块固定焊接在控量管道的下端，所述圆形磁块活动设置于控量管道的上端，所述圆形磁块与环形磁块对应，所述圆形磁块的直径大于下管道内径和控量管道下端连通添加管位置的开口直径。
11.作为本发明的进一步优化方案，所述动力轴的下端固定设置有导向圆板，所述壳体上设置有供导向圆板转动连接的定位孔。
12.作为本发明的进一步优化方案，所述侧边支撑架设置有两组，两组侧边支撑架之间固定安装有上支撑板，所述电机固定安装在上支撑板的底部。
13.作为本发明的进一步优化方案，所述环形刀盘的下表面固定设置有转动环，所述转动环活动设置于环形槽中，所述转动环的下端固定焊接有刀具连接座，所述刀具安装在刀具连接座上。
14.作为本发明的进一步优化方案，所述导向圆筒远离侧边支撑架一侧的开口位置设置有向外翻边的喇叭口。
15.作为本发明的进一步优化方案，所述连接壳体沿着刀具转动方向的两侧开口。
16.本发明的有益效果在于：本发明通过在壳体内表面设置有定位机构，实现刀具的稳定定位，避免了刀具受应力较大时移位的现象，具体的，当定位卡板卡合定位在定位齿轮的上相邻两组之间的轮齿间隙中时，动力轴被定位，使得动力轴、环形刀盘、刀具均不能转动，从而实现刀具的稳定定位。
17.本发明中主动齿轮中设置有同步器，同步器使得电机在开启时，定位机构自动接触对刀具的定位，电机在关闭时，定位机构自动对刀具定位，具备联动性，具体的，由于线圈、电机与给供电的电路之间为串联电路，当给电机供电时，线圈中也具有电流通过，电流通过线圈时使得线圈产生磁性，磁性可将磁性板吸附朝向远离定位齿轮的一侧移动，由于磁性板与定位卡板之间通过连接杆固定连接，在磁性板朝向远离定位齿轮一侧移动时，定位卡板也朝向远离定位齿轮一侧移动，从而使得卡合定位在定位齿轮的上相邻两组之间的轮齿间隙中的定位卡板移出，接触对定位齿轮的定位，电机可顺利带动环形刀盘转动对刀具进行更换，当电机上的电流断开时，线圈中的电流也断开，此时，线圈失去电流后产生的磁性消失，磁性板会通过拉持弹簧的弹力作用复位，磁性板复位时，定位卡板同步复位卡合在对应的两组轮齿间隙中，辅助刀具实现定位目的。
18.当环形刀盘转动对刀具进行更换时，通过连接机构中的刀具被海绵块涂覆有润滑油，从而实现切换一次刀具，对刀具进行一次上油保养，代替了人工上油的操作，避免刀具生锈。
附图说明
19.图1为本发明数控加工中心换刀装置的结构示意图；图2为本发明壳体的结构示意图；图3为本发明导向圆筒的结构示意图；图4为本发明图3中a处的结构放大示意图；图5为本发明连接壳体的结构示意图。
20.图中：1、壳体；2、电机；3、上支撑板；4、动力轴；5、主动齿轮；6、环形刀盘；7、定位齿轮；8、导向圆板；9、侧边支撑架；10、连接机构；11、环形槽；12、转动环；13、刀具连接座；14、刀具；15、导向圆筒；16、添加管；17、通过腔室；18、盒体；19、海绵块；20、开槽；21、活动挡盖；22、定位孔；23、连接壳体；24、复位弹簧；25、复位连接板；26、线圈；27、拉持弹簧；28、磁性板；29、上油管；30、密封塞；31、空心气囊；32、定位卡板；33、连接杆；34、喇叭口；35、受力板；36、下管道；37、控量管道；38、圆形磁块；39、环形磁块。
具体实施方式
21.下面结合附图对本技术作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本技术进行进一步的说明，不能理解为对本技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本技术作出一些非本质的改进和调整。
22.如图1至图5所示，一种数控加工中心换刀装置，包括壳体1，壳体1具有内表面和外表面，壳体1的内表面上安装有环形刀盘6，环形刀盘6呈圆环状结构，环形刀盘6上安装有多组刀具14，多组刀具14沿着环形刀盘6轴线方向呈环形阵列分布，壳体1上设置有同时贯穿其内外表面的环形槽11，环形刀盘6上的刀具14活动伸出环形槽11并位于壳体1的外表面，壳体1的内表面还设置有用于驱动环形刀盘6转动进行换刀的驱动组件，驱动组件包括电机2、动力轴4，动力轴4传动连接在电机2上，电机2上固定设置有主动齿轮5，环形刀盘6的内圈设置有与主动齿轮5相啮合的齿轮槽，环形槽11将壳体1分为内壳体部分和外壳体部分，内壳体部分位于环形槽11的圆形中间位置，外壳体部分位于环形槽11的圆形外部位置，内壳体部分和外壳体部分之间通过连接机构10固定连接；壳体1的内表面设置有用于定位环形刀盘6的定位机构，定位机构包括导向圆筒15，壳体1的内表面固定设置有侧边支撑架9，导向圆筒15固定焊接在侧边支撑架9的一侧，导向圆筒15中伸缩设置有定位卡板32，动力轴4上固定安装有定位齿轮7，定位卡板32与定位齿轮7的上相邻两组之间的轮齿间隙对应，定位齿轮7位于主动齿轮5的上方。
23.主动齿轮5中设置有控制定位卡板32伸缩的同步器，同步器包括固定安装在主动齿轮5底部的线圈26，线圈26、电机2与给供电的电路之间为串联电路，主动齿轮5的底部固定焊接有拉持弹簧27，拉持弹簧27的端部固定焊接有磁性板28，磁性板28远离拉持弹簧27的一端固定焊接有连接杆33，连接杆33远离磁性板28的一端与定位卡板32之间固定连接。
24.本发明通过在壳体1内表面设置有定位机构，实现刀具14的稳定定位，避免了刀具
14受应力较大时移位的现象，具体的，当定位卡板32卡合定位在定位齿轮7的上相邻两组之间的轮齿间隙中时，动力轴4被定位，使得动力轴4、环形刀盘6、刀具14均不能转动，从而实现刀具14的稳定定位。
25.进一步的，主动齿轮5中设置有同步器，同步器使得电机2在开启时，定位机构自动接触对刀具14的定位，电机2在关闭时，定位机构自动对刀具14定位，具备联动性，具体的，由于线圈26、电机2与给供电的电路之间为串联电路，当给电机2供电时，线圈26中也具有电流通过，电流通过线圈26时使得线圈26产生磁性，磁性可将磁性板28吸附朝向远离定位齿轮7的一侧移动，由于磁性板28与定位卡板32之间通过连接杆33固定连接，在磁性板28朝向远离定位齿轮7一侧移动时，定位卡板32也朝向远离定位齿轮7一侧移动，从而使得卡合定位在定位齿轮7的上相邻两组之间的轮齿间隙中的定位卡板32移出，接触对定位齿轮7的定位，电机2可顺利带动环形刀盘6转动对刀具14进行更换，当电机2上的电流断开时，线圈26中的电流也断开，此时，线圈26失去电流后产生的磁性消失，磁性板28会通过拉持弹簧27的弹力作用复位，磁性板28复位时，定位卡板32同步复位卡合在对应的两组轮齿间隙中，辅助刀具14实现定位目的。
26.导向圆筒15的内部还设置有空心气囊31，空心气囊31位于连接杆33的下方，空心气囊31贴合在磁性板28远离拉持弹簧27的一面，空心气囊31远离磁性板28的一面贴合设置有受力板35，受力板35固定焊接在导向圆筒15的下方内壁，空心气囊31中存储有润滑油，空心气囊31的上端设置有活动穿过导向圆筒15上表面的上油管29，上油管29的端部设置有密封塞30，空心气囊31的下端设置有下管道36，下管道36的下端一体设置有控量管道37，控量管道37的内径大于下管道36的内径，控量管道37活动穿过导向圆筒15的下表面，控量管道37的下端连通设置有添加管16，添加管16沿着侧边支撑架9表面并穿出至壳体1外表面，连接机构10包括连接壳体23，添加管16穿出壳体1外表面的一端伸入连接壳体23内部形成的通过腔室17中，环形槽11的底部设置有盒体18，盒体18中设置有海绵块19，添加管16通向海绵块19的表面。
27.再进一步的，当环形刀盘6转动对刀具14进行更换时，通过连接机构10中的刀具14被海绵块19涂覆有润滑油，从而实现切换一次刀具14，对刀具14进行一次上油保养，代替了人工上油的操作，避免刀具14生锈。
28.而环形刀盘6转动对刀具14进行切换时，由于同步器的作用使得空心气囊31被磁性板28往复压合、释放，在空心气囊31被压合时，空心气囊31中存储的润滑油可依次通过下管道36、控量管道37、添加管16添加到海绵块19中，对海绵块19供应润滑油。
29.盒体18的上方设置有开槽20，开槽20上方滑动设置有活动挡盖21，开槽20与刀具14对应，活动挡盖21的一端活动穿过至连接壳体23外部，活动挡盖21活动穿过连接壳体23外部的一端固定焊接有复位连接板25，连接壳体23的外表面固定焊接有拉持复位连接板25的复位弹簧24。
30.工作时，刀具14在经过连接壳体23内部时，刀具14的端部正好推动开槽20中的活动挡盖21滑动，使得开槽20被打开，刀具14的端部得以与海绵块19表面接触进行上油，而刀具14在通过连接壳体23内部时，复位弹簧24拉持复位连接板25和活动挡盖21复位，活动挡盖21阻挡在开槽20的上方，避免海绵块19表面吸附灰尘的现象。
31.控量管道37的内部设置有圆形磁块38和环形磁块39，环形磁块39固定焊接在控量
管道37的下端，圆形磁块38活动设置于控量管道37的上端，圆形磁块38与环形磁块39对应，圆形磁块38的直径大于下管道36内径和控量管道37下端连通添加管16位置的开口直径。
32.其中，空心气囊31被压缩时，空心气囊31存储的润滑油推动圆形磁块38下降，使得圆形磁块38靠近环形磁块39而将控量管道37与添加管16连接处密封，使得润滑油不会继续通过添加管16，而在圆形磁块38下降的过程中少量的润滑油通过添加管16向海绵块19中供应，实现了阶段式添加润滑油的操作，圆形磁块38之间相斥环形磁块39，以便圆形磁块38能够复位。
33.动力轴4的下端固定设置有导向圆板8，壳体1上设置有供导向圆板8转动连接的定位孔22。
34.本发明中壳体1的内表面为数控加工中心设备的壳体内层，壳体1的外表面为数控加工中心设备的壳体外层，动力轴4的下端通过导向圆板8转动连接在定位孔22中，保证了动力轴4转动稳定。
35.侧边支撑架9设置有两组，两组侧边支撑架9之间固定安装有上支撑板3，电机2固定安装在上支撑板3的底部。
36.上支撑板3对电机2起到支撑的目的。
37.环形刀盘6的下表面固定设置有转动环12，转动环12活动设置于环形槽11中，转动环12的下端固定焊接有刀具连接座13，刀具14安装在刀具连接座13上。
38.进一步的，转动环12在环形槽11中转动，从而限制环形刀盘6稳定转动。
39.导向圆筒15远离侧边支撑架9一侧的开口位置设置有向外翻边的喇叭口34。
40.喇叭口34的设置方便定位卡板32在导向圆筒15靠近定位齿轮7的一端伸缩，避免了定位卡板32伸出导向圆筒15端部时被卡合限位在导向圆筒15端部的现象。
41.连接壳体23沿着刀具14转动方向的两侧开口。
42.开口的设置方便环形刀盘6转动时刀具14的通过，装置中，控量管道37的下方内壁可设置有拉持圆形磁块38的弹簧或者导向杆等，避免圆形磁块38位置偏移而不能封堵在下管道36的下端。
43.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。