一种便于更换刀头的数控机床

本发明属于数控机床，具体为一种便于更换刀头的数控机床。

背景技术：

1、数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床，能够根据已编好的程序，使机床动作并加工零件。数控机床综合了机械、自动化、计算机、微电子等技术，解决了复杂、精密、小批量零件的加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床。因此数控机床不仅具有对加工对象适应性强、加工精度高等特点，而且能够保证稳定的加工质量，提高生产效率。

2、数控机床加工的过程中，对刀失误、切削刀具进给量过大、主轴转速过快都会使切削刀具断裂，为了继续工作就必须更换新的切削刀具。现有的刀柄更换切削刀具的方式较为烦琐，如弹簧刀柄需要放在特定的刀架台上，再使用轴承扳手用力卸下螺帽，取出弹簧刀柄中的弹簧夹套以及切削刀具才能更换，换刀过程较为烦琐。其次，加工过程中需要更换不同规格的切削刀具，这就需要与之相匹配的弹簧夹套对其进行夹紧，使得加工成本升高。最后，现有刀柄底部留有夹紧切削刀具的孔洞，然而刀柄使用的环境中杂质较多，闲置时易进入杂质，再次使用时需清理干净，否则切削刀具与夹紧套之间会因为杂质产生空隙，致使夹紧力不够，切削刀具在加工工件时会发生滑动，从而使生产出的工件尺寸和加工误差不符合生产要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种便于更换刀头的数控机床，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种便于更换刀头的数控机床，包括拉柄，所述拉柄的下部固定连接有上刀身，所述上刀身的下表面固定连接有法兰，所述法兰曲面的中部开设有v形槽，所述法兰的前后两侧开设有对称的驱动键槽，所述法兰的下表面固定连接有下刀身，所述下刀身的中部安装有切削刀具，所述上刀身的内部固定安装有电源，所述法兰的中部固定连接有第一永磁体，所述第一永磁体的形状是圆柱体，所述第一永磁体的曲面上固定连接有第一线圈，所述第一线圈的的长度与第一永磁体高度相等。

3、优选的，所述下刀身侧面的上部活动套接有按压开关，所述下刀身的内部固定安装有四个等圆周排列的第二永磁体，所述第二永磁体的形状是圆柱体，所述第二永磁体的曲面上固定连接有第二线圈，所述第二线圈的长度与第二永磁体的高度相等，所述第二永磁体的下方开设有液压腔，所述液压腔的内部活动套接有永磁活塞，前后两组所述液压腔的底部均开设有第一油路，所述第一油路的下端设置有限位装置，所述第一油路的下端活动套接有上主柱塞，所述上主柱塞的一端固定连接有上夹紧块，所述上夹紧块的一侧固定连接有橡胶垫，所述上主柱塞的两侧安装有与上夹紧块固定连接的上副柱塞，所述上副柱塞的中部固定连接有与下刀身固定连接的上拉紧弹簧，一侧与另一侧所述液压腔的底部均开设有第二油路，所述第二油路的下端设置有限位装置，所述第二油路的下端活动套接有下主柱塞，所述下主柱塞的一端固定连接有下夹紧块，所述下主柱塞的两侧安装有与下夹紧块固定连接的下副柱塞，所述下副柱塞的中部固定连接有与下刀身固定连接的下拉紧弹簧。

4、优选的，所述限位装置设置有四组，所述限位装置由拉伸弹簧、t形块、槽板、复位弹簧组成，所述拉伸弹簧的两端均固定安装有t形块，所述t形块的外侧安装有槽板，所述槽板外侧固定连接有两个与下刀身固定连接的复位弹簧，所述拉伸弹簧安装在上主柱塞和下主柱塞的内部，所述槽板上开设有与不同切削刀具的直柄相匹配槽位。

5、优选的，所述切削刀具由连接块、限位槽、刀具主体组成，所述刀具主体的上方固定连接有连接块，所述刀具主体的中部开设有限位槽。

6、优选的，所述第一油路的下端为e字形，所述第一油路下端的中部活动套接有上主柱塞，所述第一油路下端的两侧均活动套接有上副柱塞，所述第二油路的下端为e字形，所述第二油路下端的中部活动套接有下主柱塞，所述第二油路下端的两侧均活动套接有下副柱塞，所述第一油路与第二油路均充满液压油。

7、优选的，所述第二永磁体的下端与永磁活塞上端的磁极相同。

8、优选的，所述上拉紧弹簧的一端与上夹紧块固定连接，所述上拉紧弹簧的另一端与下刀身固定连接，所述下拉紧弹簧的一端与下夹紧块固定连接，所述下拉紧弹簧的另一端与下刀身固定连接。

9、优选的，所述连接块由可被磁铁吸附的金属材料制成，所述第一永磁体和第二永磁体都由娇顽磁场大的磁性材料制成。

10、本发明的有益效果如下：

11、1、本发明通过第一线圈和第一永磁体的设置，更换新的切削刀具时，一直按压按压开关，第一线圈通电，使第一永磁体的吸附切削刀具能力减弱，切削刀具可以被轻易取下。之后将新的切削刀具放入刀柄，松开按压开关，第一线圈断电，第一永磁体吸附新切削刀具，完成切削刀具的更换。这与现有刀柄更换切削刀具相比节约了时间，操作也更加简单。

12、2、本发明通过上夹紧块和下夹紧块的设置，两个上夹紧块之间的夹紧行程可变，两个下夹紧块之间的夹紧行程同样可变，且最大行程都大于最大规格切削刀具直柄的直径，通过液压油的挤压力改变行程大小，从而达到夹紧不同规格切削刀具的目的，同时现有刀柄在更换不同直柄的切削刀具时，需要更换相对应的弹簧夹套才能压紧切削刀具，而本发明无需更换部件就可以夹紧不同直径的切削刀具。

13、3、本发明通过上夹紧块和下夹紧块的设置，刀柄闲置时，通过第二永磁体与永磁活塞之间的斥力，推动液压腔内的液压油使两个上夹紧块紧密贴合，两个下夹紧块也同样紧密贴合，从而达到阻止杂质进入刀柄的目的，避免了再次使用刀柄加工工件时因杂质带来的加工误差。

14、4、本发明通过限位装置的设置，可以根据第一油路和第二油路中的液压油的状态不同，起到不同的效果。当液压油因永磁活塞下移使其压力增大时，同时推动t形块向外伸展与槽板接触并拉伸拉伸弹簧；当液压油推动上主柱塞和下主柱塞向内运动时，t形块外侧倾斜面挤压槽板倾斜面并使复位弹簧压缩，移动到下一槽位时，复位弹簧恢复原长使槽板复位，以此重复直至移动到目标槽位，此过程不会影响上主柱塞和下主柱塞向内移动的过程，到达目标槽位后，切削刀具受到较大的侧向力时，上主柱塞或者下主柱塞有向外移动的趋势，然而t形块外侧竖直面与槽板上槽位的竖直面接触，槽板会抵住t形块从而使上主柱塞或者下主柱塞无法向外移动，被限制上主柱塞和下主柱塞不会向外运动，从而使切削刀具不会发生偏转。当液压油因永磁活塞上移压力减小时，t形块受到的压力减小，拉伸弹簧会拉动t形块向中心移动不与槽板接触，从而不会阻碍上拉紧弹簧拉动上夹紧块和下拉紧弹簧拉动下夹紧块向外运动。

技术特征：

1.一种便于更换刀头的数控机床，包括拉柄(1)，所述拉柄(1)的下部固定连接有上刀身(2)，所述上刀身(2)的下表面固定连接有法兰(3)，所述法兰(3)曲面的中部开设有v形槽(7)，所述法兰(3)的前后两侧开设有对称的驱动键槽(8)，所述法兰(3)的下表面固定连接有下刀身(4)，所述下刀身(4)的中部安装有切削刀具(5)，其特征在于：所述上刀身(2)的内部固定安装有电源(6)，所述法兰(3)的中部固定连接有第一永磁体(16)，所述第一永磁体(16)的形状是圆柱体，所述第一永磁体(16)的曲面上固定连接有第一线圈(9)，所述第一线圈(9)的的长度与第一永磁体(16)高度相等。

2.根据权利要求1所述的一种便于更换刀头的数控机床，其特征在于：所述下刀身(4)侧面的上部活动套接有按压开关(26)，所述下刀身(4)的内部固定安装有四个等圆周排列的第二永磁体(10)，所述第二永磁体(10)的形状是圆柱体，所述第二永磁体(10)的曲面上固定连接有第二线圈(11)，所述第二线圈(11)的长度与第二永磁体(10)的高度相等，所述第二永磁体(10)的下方开设有液压腔(17)，所述液压腔(17)的内部活动套接有永磁活塞(12)，前后两组所述液压腔(17)的底部均开设有第一油路(13)，所述第一油路(13)的下端设置有限位装置(27)，所述第一油路(13)的下端活动套接有上主柱塞(14)，所述上主柱塞(14)的一端固定连接有上夹紧块(15)，所述上夹紧块(15)的一侧固定连接有橡胶垫(23)，所述上主柱塞(14)的两侧安装有与上夹紧块(15)固定连接的上副柱塞(22)，所述上副柱塞(22)的中部固定连接有与下刀身(4)固定连接的上拉紧弹簧(21)，一侧与另一侧所述液压腔(17)的底部均开设有第二油路(18)，所述第二油路(18)的下端设置有限位装置(27)，所述第二油路(18)的下端活动套接有下主柱塞(19)，所述下主柱塞(19)的一端固定连接有下夹紧块(20)，所述下主柱塞(19)的两侧安装有与下夹紧块(20)固定连接的下副柱塞(25)，所述下副柱塞(25)的中部固定连接有与下刀身(4)固定连接的下拉紧弹簧(24)。

3.根据权利要求2所述的一种便于更换刀头的数控机床，其特征在于：所述限位装置(27)由拉伸弹簧(2701)、t形块(2702)、槽板(2703)、复位弹簧(2704)组成，所述拉伸弹簧(2701)的两端均固定安装有t形块(2702)，所述t形块(2702)的外侧安装有槽板(2703)，所述槽板(2703)外侧固定连接有两个与下刀身(4)固定连接的复位弹簧(2704)，所述拉伸弹簧(2701)安装在上主柱塞(14)和下主柱塞(19)的内部，所述槽板(2703)上开设有锯齿状的槽位，所述槽板(2703)的槽位与切削刀具(5)的尺寸相匹配。

4.根据权利要求2所述的一种便于更换刀头的数控机床，其特征在于：所述切削刀具(5)由连接块(501)、限位槽(502)、刀具主体(503)组成，所述刀具主体(503)的上方固定连接有连接块(501)，所述刀具主体(503)的中部开设有限位槽(502)。

5.根据权利要求2所述的一种便于更换刀头的数控机床，其特征在于：所述第一油路(13)的下端为e字形，所述第一油路(13)下端的中部活动套接有上主柱塞(14)，所述第一油路(13)下端的两侧均活动套接有上副柱塞(22)，所述第二油路(18)的下端为e字形，所述第二油路(18)下端的中部活动套接有下主柱塞(19)，所述第二油路(18)下端的两侧均活动套接有下副柱塞(25)，所述第一油路(13)与第二油路(18)均充满液压油。

6.根据权利要求2所述的一种便于更换刀头的数控机床，其特征在于：所述第二永磁体(10)的下端与永磁活塞(12)上端的磁极相同。

7.根据权利要求2所述的一种便于更换刀头的数控机床，其特征在于：所述上拉紧弹簧(21)的一端与上夹紧块(15)固定连接，所述上拉紧弹簧(21)的另一端与下刀身(4)固定连接，所述下拉紧弹簧(24)的一端与下夹紧块(20)固定连接，所述下拉紧弹簧(24)的另一端与下刀身(4)固定连接。

8.根据权利要求2所述的一种便于更换刀头的数控机床，其特征在于：所述连接块(501)由可被磁铁吸附的金属材料制成，所述第一永磁体(16)和第二永磁体(10)都由娇顽磁场大的磁性材料制成。

技术总结
本发明属于数控机床技术领域，且公开了一种便于更换刀头的数控机床，包括拉柄，所述拉柄的下部固定连接有上刀身，所述上刀身的下表面固定连接有法兰，所述法兰的曲面中部开设有V形槽，所述法兰的前后两侧开设有对称的驱动键槽，所述法兰的下表面固定连接有下刀身，所述下刀身的中部安装有切削刀具。首先，本发明解决了现有的刀柄更换刀具的过程较为烦琐，不易操作的问题；其次，解决了现有刀柄在更换不同直柄的刀具时，需要连同刀柄中的压紧弹簧部件一起更换，不同直柄的切削刀具需要准备不同的压紧弹簧，造成加工成本较高的问题。

技术研发人员：庄宏军,杨春红,罗鸿金,于地,于春雨
受保护的技术使用者：长春光华学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13