[实用新型]精密换刀装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种数控机床上使用的换刀装置，具体涉及一种可以使粗加工和精加工得以连续进行，并且可以减少加工时间、提高加工效率、降低生产成本的精密换刀装置。

背景技术

目前，随着社会的进步和科技的发展，数控机床逐渐取代传统机床，在机械生产和制造领域发挥着越来越重要的作用。

数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行切削加工。首先把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数(主轴转数、进给量、背吃刀量等)以及辅助功能(换刀、主轴正反转、切削液开关等)，按照数控指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单输入到数控机床的控制系统中，从而指挥机床加工零件。

现有的数控机床，其换刀装置的结构有多种式样，但在目前确定的使用条件下存在二个问题：一是大部分结构形式的换刀装置在换刀时，刀盘体都会发生径向和轴向位移，使得刀具在加工结束后的原地进行换刀时，刀具与被加工零件发生干涉而损坏刀具；而采取退回到加工前的起始位置再进行二次换刀，从刀具加工行程结束再返回到加工前起始位置的这一行程，是一段空行程，刀具不做任何有效工作，是一道无用的工序，不但浪费时间，而且严重制约生产效率的提高；二是目前市场上所销售的自动刀架等换刀装置，其结构复杂、安装尺寸大、费用昂贵，不适合使用。

实用新型内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种可以使粗加工和精加工得以连续进行，并且可以减少加工时间、提高加工效率、降低生产成本的精密换刀装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型的精密换刀装置，包括刀盘、刀座体、刀盘拉紧机构、换位机构和定位机构，所述刀盘的端面上安装有粗加工刀具和精加工刀具，刀盘的轴后部安装有刀盘拉紧机构；所述粗加工刀具和精加工刀具位置的切换通过换位机构实现，再由定位机构精确限定刀盘的位置。当粗加工行程结束后，刀具无需返回到加工前的起始位置，就可以在原地直接将粗加工刀具切换为精加工刀具，然后继续用精加工刀具对工件进行精加工，即：在第一道加工行程结束后的返回行程中，同时进行第二道工序的加工，可以大大节省时间、提高加工效率。

刀具在进行工件的加工时，会产生较大的切削力，使得安装刀具的刀盘有发生转动的趋势，这时必须要有刀盘拉紧机构施加拉紧力、抵御切削力、保证刀盘的刚性并防止转动。所述刀盘拉紧机构包括刀盘、拉紧气缸、锁紧螺母，所述刀盘的轴安装在刀座体的孔内，刀盘的轴后部安装有拉紧气缸的活塞和锁紧螺母，刀座体的后部安装有拉紧气缸的缸体。当刀盘的轴在刀座体上转动并在特定角度上停住、刀具处于切削状态时，外来的气源通过管路通道向拉紧气缸内送气，拉紧气缸内压力增大，推动活塞相对于刀座体及气缸体向后移动，再通过刀盘的轴使刀盘的后端面紧密贴合在刀座体上，从而产生大的贴合力、保证切削的刚性。当粗加工完成后，刀盘准备换位时，首先断开拉紧气缸的进气、并使拉紧气缸内的压力气体排出，这时附加于刀盘后端面的拉紧力也已消除，刀盘仅依靠拉紧气缸内部涨紧圈的弹力以保证刀盘与刀座体间不出现隙缝、防止赃物落入，此时刀盘在换位机构的驱动下即可在刀座上自由顺畅的转动。

为了使刀盘上的粗加工刀具或精加工刀具能够更精确的定位，即要求刀具的刀尖与主轴轴线等高。所述定位机构包括挡杆，所述挡杆安装在刀盘上，刀座体上与挡杆对应的位置设有圆弧槽，挡杆顶端插入圆弧槽内，圆弧槽两端分别设有对挡杆起限位作用的第一螺栓和第二螺栓。当需要切换粗加工刀具进行加工时，换位机构驱动刀盘使得挡杆沿圆弧槽运动，直到挡杆触碰到圆弧槽顶端的第一螺栓，说明粗加工刀具到达预设位置；当需要切换精加工刀具进行加工时，换位机构驱动刀盘使得挡杆沿圆弧槽运动，直到挡杆触碰到圆弧槽另一顶端的第二螺栓，说明精加工刀具到达预设位置。

所述换位机构包括可驱动刀盘转动的换位气缸，所述换位气缸一端固定在机架上，换位气缸另一端与刀盘通过连接杆连接。

作为优选方案，所述粗加工刀具和精加工刀具的安装角度为30°～45°，因为角度过小容易发生粗加工刀具和精加工刀具之间的安装位置干涉；而角度过大又会增大换位气缸的运动行程。

所述对挡杆起限位作用的第一螺栓和第二螺栓，其准确定位位置可以通过螺纹的旋合长度来进行调整、并且通过螺母将位置固定住。