一种阀门生产用车削机床的换刀设备的制作方法

1.本发明涉及阀门生产加工技术领域，尤其涉及一种阀门生产用车削机床的换刀设备。


背景技术：

2.阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、泄压、稳压等功能，其中部分功能与阀门自身的形状、规格有明显的关系，因此阀门生产时常使用数控车削机床进行精密加工，车削刀具的质量也与阀门质量息息相关。
3.为保证加工精度，工作人员需要及时更换废旧车削刀具，而常规的刀具与刀座之间往往通过多个螺钉拧紧固定，在更换刀具时不仅需要暂停对阀门的加工，还需要借助辅助工具对刀具进行拆卸与安装，降低了阀门生产效率，若引进换刀系统、刀盘、机械手等数控车削专用装置，不仅对机床的软硬件要求较高，还会大幅提高生产成本，并且换刀系统的绝对位置记忆效果依赖于伺服模块所实现，可能出现的故障原因多、排查难度高，需要由专业技术人员进行维护、负责，耗费的人力资源较多，为此，我们提出一种阀门生产用车削机床的换刀设备。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中阀门生产时车削刀具不便于快速更换且引入专用系统、装置成本较高的问题，而提出的一种阀门生产用车削机床的换刀设备。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种阀门生产用车削机床的换刀设备，包括安装座、刀具和存放箱，所述刀具的尾部设有底座，所述安装座上设有驱动机构，所述驱动机构的输出端通过连臂固定有固定框，所述固定框的中部水平设有定位板，且定位板与固定框顶壁之间设有出液组件，所述固定框的内壁上对称开设有两个卡槽，且两个卡槽均位于定位板的下方，所述定位板内安装有电磁铁，所述定位板的底壁固定连接有抵块；
7.所述存放箱的底部安装有气缸，所述存放箱内滑动设有搁置板，且气缸的输出端与搁置板固定连接，所述搁置板上至少放置有一个装配座；
8.所述装配座内开设有导向槽和型槽，且导向槽位于型槽的上方，所述导向槽内对称滑动设置有两个楔形卡件，所述型槽内滑动设置有连板，所述连板的一侧通过扭簧转动安装有多个压杆，所述装配座的顶部嵌设有两个永磁板，且两个永磁板关于导向槽对称分布。
9.进一步，所述出液组件包括与固定框相连接的喷液管，所述喷液管的一端密封连接有弹性软管且另一端朝向刀具，所述定位板的顶部固定有与喷液管相连通的竖筒，所述竖筒内密封滑动设有堵头，且堵头内设有永磁块，所述堵头与定位板之间连接有复位弹簧。
10.进一步，所述竖筒的高度大于堵头的长度，所述竖筒的侧壁上开设有通气孔，且通气孔靠近定位板。
11.进一步，所述导向槽的顶部、两侧分别设有与外界相连通的槽口、连通口，所述槽口的规格与抵块的规格相匹配，两个所述连通口的规格与楔形卡件的规格相匹配。
12.进一步，所述导向槽的槽底对称固定有两个导向滑杆，且两个楔形卡件均与导向滑杆滑动配合连接，两个所述楔形卡件之间对称连接有多个压缩弹簧。
13.进一步，所述型槽的两端分别设有与外界相连通的插接口、螺纹口，所述底座由插接口插入型槽内，所述螺纹口螺纹连接有锁止杆，所述锁止杆的一端与连板之间同轴连接有转动接头，所述锁止杆的另一端延伸至装配座外部。
14.进一步，所述型槽的槽壁上对称开设有两个定位槽，且两个定位槽的端部均与插接口齐平，所述底座的前后两侧均固定有与定位槽相匹配的条形块。
15.进一步，所述底座的上下两侧均开设有外槽，所述底座朝向连板的一侧开设有内槽，每个所述压杆上均开设有滑孔，所述装配座内对称安装有多个圆杆，每个所述圆杆均穿过对应的滑孔并与滑孔滑动相连，且与同一压杆相连的圆杆、扭簧的中轴线不共面。
16.进一步，所述驱动机构包括线性驱动器，所述线性驱动器的输出端连接有液压缸，所述液压缸的输出端与连臂固定相连。
17.本发明具有以下优点：
18.1、本发明利用锁止杆的旋转实现刀具与装配座之间的连接或拆分，操作过程简单，普通员工无需借助额外的五金件或工具即可完成，并且刀具的拆卸与换刀过程相互独立，相较于常规的人工换刀方式能有效缩减换刀时间，提高车削效率；
19.2、本发明主要由线性驱动器以及液压缸组合实现固定框的平移、升降，再由电磁铁的通断电实现装配座的固定或释放，相较于现有的数控车削机床换刀系统而言，本设备省略了刀盘的设置，不依赖于机械手臂进行拔、插刀动作，对数控车削机床的软硬件要求较低，故障率、设备成本相应降低，在一定程度上减少了阀门生产的成本；
20.3、本发明中冷却液喷洒位置对应于刀具与工件的接触位置，既能降低接触区域的温度，又可以将切屑带走并减小刀具的磨损，保证工件加工精度，相较于现有技术中将喷液管吊装在工件上方的方式，本设备在使用时冷却液的覆盖区域更大，不会出现工件加工面各区域散热速度不一的问题，并且在废旧刀具与新刀具的更换过程中，冷却液自动中断喷洒，从而在阀门加工时节约部分冷却液。
附图说明
21.图1为本发明提出的一种阀门生产用车削机床的换刀设备的结构示意图；
22.图2为本发明提出的一种阀门生产用车削机床的换刀设备中固定框、定位板以及喷液管的剖视图；
23.图3为本发明提出的一种阀门生产用车削机床的换刀设备中装配座的剖视图；
24.图4为本发明提出的一种阀门生产用车削机床的换刀设备中槽口、导向槽以及连通口的分布示意图；
25.图5为本发明提出的一种阀门生产用车削机床的换刀设备中楔形卡件的连接示意图；
26.图6为本发明提出的一种阀门生产用车削机床的换刀设备中刀具固定后的结构示意图；
27.图7为本发明提出的一种阀门生产用车削机床的换刀设备中刀具固定时底座的剖视图。
28.图中：1安装座、2线性驱动器、3液压缸、4连臂、5固定框、6喷液管、61竖筒、62堵头、621永磁块、63复位弹簧、7弹性软管、8定位板、9装配座、10刀具、11锁止杆、12存放箱、121气缸、122搁置板、13电磁铁、14抵块、15卡槽、16槽口、17导向槽、18连通口、19导向滑杆、20永磁板、21型槽、22插接口、23螺纹口、24定位槽、25楔形卡件、26压缩弹簧、27底座、28条形块、29连板、30转动接头、31压杆、32滑孔、33圆杆、34外槽、35内槽、36齿牙。
具体实施方式
29.参照图1-7，一种阀门生产用车削机床的换刀设备，包括安装座1、刀具10和存放箱12，刀具10的尾部设有底座27，底座27可安装在现有车削机床的旋转运动转台上，旋转运动转台的结构不再图示，安装座1上设有驱动机构，驱动机构包括线性驱动器2，线性驱动器2的输出端连接有液压缸3，液压缸3的输出端通过连臂4固定有固定框5，固定框5的中部水平设有定位板8，且定位板8与固定框5顶壁之间设有出液组件，固定框5的内壁上对称开设有两个卡槽15，且两个卡槽15均位于定位板8的下方，定位板8内安装有电磁铁13，定位板8的底壁固定连接有抵块14；
30.本发明利用线性驱动器2与液压缸3的组合实现固定框5的平移、升降，但不限制于何种型号的线性驱动器2以及液压缸3，刀具10与旋转运动转台共轴时，可做圆周运动，两者中心轴不重合时，可做偏心运动，同样地，刀具10也可做直线运动，在此不再赘述；
31.固定框5呈倒置的u型，主要由水平面上的平板和竖直面上的两个侧板构成，定位板8与两个侧板的中部固定连接，且平行于平板，卡槽15则位于两个侧板上，并且相对设置；
32.存放箱12的底部安装有气缸121，存放箱12内滑动设有搁置板122，且气缸121的输出端与搁置板122固定连接，搁置板122上至少放置有一个装配座9，安装座1与存放箱12偏移设置，在车削机床驱动安装座1转动时，连臂4等结构的运动轨迹不与安装座1相重合，在需要更换刀具10时，由线性驱动器2通过各结构带动固定框5移动到存放箱12的上方；
33.装配座9内开设有导向槽17和型槽21，且导向槽17位于型槽21的上方，导向槽17内对称滑动设置有两个楔形卡件25，型槽21内滑动设置有连板29，连板29的一侧通过扭簧转动安装有多个压杆31，扭簧可绕设在一根芯轴上共同构成扭力轴，扭力轴即是具有扭转弹性的直轴，在受到外力时允许连接工具转动，在撤去外力时依靠弹力使连接工具复位，之所以设置芯轴是为了提高单一扭簧的支撑性能，显而易见地，扭簧与芯轴之间具有装配间隙，装配座9的顶部嵌设有两个永磁板20，且两个永磁板20关于导向槽17对称分布，每个装配座9的底部均有一层隔磁垫；
34.如图4-5所示，两个楔形卡件25相对、相背的面均为斜面，相对的斜面可与抵块14配合，相背的斜面使得楔形卡件25的上端先进入卡槽15内，避免装配座9向上运动时，由于抵块14将两个楔形卡件25推离，导致楔形卡件25未与卡槽15相对时就与固定框5相抵。
35.出液组件包括与固定框5相连接的喷液管6，喷液管6的一端密封连接有弹性软管7且另一端朝向刀具10，定位板8的顶部固定有与喷液管6相连通的竖筒61，竖筒61内密封滑动设有堵头62，且堵头62内设有永磁块621，堵头62与定位板8之间连接有复位弹簧63；
36.如图2所示，堵头62进入喷液管6后可隔断液体流动，为保证密封性，可选用主体为
筒形且顶部为半球壳体结构的竖筒61，喷液管6采用两段式结构，并且对称连接在竖筒61的两侧，堵头62的主体为圆柱形且顶部为半球形，消除堵头62密封时的缝隙，并且非异型的竖筒61以及堵头62相对容易加工生产；
37.竖筒61的高度大于堵头62的长度，竖筒61的侧壁上开设有通气孔，且通气孔靠近定位板8，通气孔的直径很小，在堵头62向下移动时，其下方的空气无法快速排出，致使两段喷液管6之间导通需要一定的时间，因此设置小规格的通气孔能起到简易的延时作用；
38.弹性软管7远离喷液管6的一端应当通过密封转动轴套与现有的供液机构相连接，并且无论固定框5的位置处于何处，弹性软管7整体转动轴线均与旋转运动转台的轴线重合，以避免弹性软管7与工件或车削机床相缠绕，在使用时也可利用现有技术中其他旋转供水结构替代上述结构，只要保证喷液管6随刀具10运动并且无缠绕现象发生即可。
39.如图3-4所示，导向槽17的顶部、两侧分别设有与外界相连通的槽口16、连通口18，槽口16的规格与抵块14的规格相匹配，两个连通口18的规格与楔形卡件25的规格相匹配。
40.导向槽17的槽底对称固定有两个导向滑杆19，且两个楔形卡件25均与导向滑杆19滑动配合连接，两个楔形卡件25之间对称连接有多个压缩弹簧26，导向槽17或导向滑杆19上设有用于楔形卡件25定位的凸起，当楔形卡件25在压缩弹簧26的作用下回到导向槽17内时，凸起限制楔形卡件25的滑动距离，避免两个楔形卡件25移动距离不相同，需要说明地是，在两个楔形卡件25位于导向槽17内时，压缩弹簧26也处于拉伸状态。
41.型槽21的两端分别设有与外界相连通的插接口22、螺纹口23，底座27由插接口22插入型槽21内，螺纹口23螺纹连接有锁止杆11，锁止杆11的一端与连板29之间同轴连接有转动接头30，锁止杆11的另一端延伸至装配座9外部，转动锁止杆11可实现连板29的左右移动；
42.螺纹口23与锁止杆11采用细牙螺纹，并且牙螺纹为三角形形状，使得两者具有良好的自锁性。
43.型槽21的槽壁上对称开设有两个定位槽24，且两个定位槽24的端部均与插接口22齐平，此处齐平是指定位槽24的一端起始于型槽21的内槽壁，而不代表定位槽24与插接口22平滑连通，底座27的前后两侧均固定有与定位槽24相匹配的条形块28。
44.底座27的上下两侧均开设有外槽34，底座27朝向连板29的一侧开设有内槽35，每个压杆31上均开设有滑孔32，装配座9内对称安装有多个圆杆33，每个圆杆33均穿过对应的滑孔32并与滑孔32滑动相连，且与同一压杆31相连的圆杆33、扭簧的中轴线不共面，初始状态时，多个压杆31为平行分布，而随着连板29向右移动，滑孔32与圆杆33的接触位置也发生改变，使得位于中部的两个压杆31与内槽35相抵时呈外八字型，位于外侧的两个压杆31与外槽34相抵时呈内八字型；
45.外槽34与内槽35上均设有多个齿牙36，压杆31上均设有摩擦片，且摩擦片与齿牙36接触面开设有多条沟槽，当压杆31夹紧底座27时，底座27不会因振动或其他因素出现滑动；
46.在阀门生产前，先选取多个刀具10备用，再将其依次与装配座9相固定，具体步骤如下：将刀具10的底座27由插接口22插入型槽21内，随着插入深度的增加，条形块28与定位槽24相抵，此时位于中部的两个压杆31伸入内槽35中，转动锁止杆11，使其伸出装配座9的长度增大，圆杆33与滑孔32接触位置改变时，压杆31的角度也随之变化，使得压杆31分别与
外槽34、内槽35抵接，当锁止杆11无法转动时，说明压杆31已经对底座27进行固定；
47.刀具10固定后，将装配座9叠放在搁置板122上，以待后续更换，利用气缸121调节搁置板122的高度，使得最上方的装配座9始终处于同一高度；
48.车削设备通过线性驱动器2与液压缸3的组合实现固定框5的平移、升降，当固定框5移动到存放箱12的正上方时，定位板8与装配座9相对，此时电磁铁13所在的电路通入电流，使电磁铁13产生恒定的磁场，永磁板20受到磁场吸引力，带动装配座9向上移动，抵块14随之通过槽口16插入两个楔形卡件25之间，参照图4可知，两个楔形卡件25会相互滑动远离，并且楔形卡件25的上端先插入对应的卡槽15中，当连通口18与卡槽15对齐时，楔形卡件25背离抵块14的一侧恰好完全插入卡槽15内，因此，只要保证电磁铁13激发稳定的磁场，就能使装配座9与固定框5稳定连接，刀具10与其可视为一个整体，由线性驱动器2与液压缸3组合调控位置，刀具10磨损后，利用线性驱动器2将刀具10牵引至另一位置，断开电磁铁13所在的电路，压缩弹簧26自然带动楔形卡件25复位，废旧刀具10以及装配座9会自动落在废弃区，反向转动锁止杆11即可释放底座27，由此进行刀具10的更换，而废旧刀具10的更换不影响存放箱12内其余刀具10的使用，因此缩减了换刀时间，优化了阀门生产流程，也能在一定程度上提高车削效率；
49.在刀具10进行上述自动装配的过程中，永磁块621同样受到电磁铁13的磁性吸引力，堵头62在克服复位弹簧63形变力向下滑动时，竖筒61内的空气只能由通气孔向外排出，而通气孔的直径很小，致使两段喷液管6之间导通需要一定的时间，因此设置小规格的通气孔能起到简易的延时作用，当刀具10装配完成并且远离安装座1后，冷却液才能通过喷液管6向外喷洒，对刀具10以及工件进行降温，同时冷却液可以将切屑带走并减小刀具10的磨损，保证工件加工精度，当电磁铁13断电后，喷液管6自动断开，也能在阀门加工时节约部分冷却液。