[发明专利]加工中心开口式换刀机构其及换刀方法

权利要求书

1.加工中心开口式换刀机构，包括机架，机架上装有刀库、装在刀库下方可夹装刀具的主轴、带动主轴竖向运动的主轴导轨、用于交换主轴与刀库上刀具的换刀臂和控制系统，刀库、主轴导轨和换刀臂的动作由控制系统统一控制，换刀臂水平设置与主轴平行且位于在刀库和主轴的前方，其特征在于：

所述的刀库包括固定在机架上的刀库立架、插存刀具且可带动刀具运动的刀杯链条组件和与主轴竖向对齐且可沿竖向升降的刀具升降组件，刀杯链条组件和刀具升降组件均装在刀库立架上，刀杯链条组件上开设与刀具升降组件配合的换刀开口，运动到换刀开口的刀具进入至刀具升降组件中；

所述的换刀臂包括驱动箱、与驱动箱传动连接的臂轴和装在臂轴前端的换刀夹持件，臂轴设置在刀库前方随驱动箱的传动而转动及伸缩，换刀夹持件随臂轴的向前伸出而伸入至换刀开口与主轴之间，并与进入至刀具升降组件中的刀具和主轴上的刀具竖向对齐，使刀具随刀具升降组件和主轴的运动而夹持在换刀夹持件中。

2.根据权利要求1所述的加工中心开口式换刀机构，其特征在于：所述的刀杯链条组件装在刀库立架正面，包括可转动装在刀库立架上且通过电机驱动的主动齿轮、可转动的装在刀库立架上且与主动齿轮水平对齐的从动齿轮、绕行在主动齿轮和从动齿轮之间的链条、与链条配合且用于插存刀具的刀杯和防止刀杯从链条上脱落的外挡圈，链条上均匀设置用于放置刀杯的链条槽，外挡圈与链条形状相同且设置在链条外周，刀杯置于链条槽中随链条同步运动。

3.根据权利要求2所述的加工中心开口式换刀机构，其特征在于：所述的换刀开口开设在外挡圈的底部，刀具升降组件包括装在刀库立架背面的升降油缸，设置在刀库立架背面并与升降油缸的伸端缩连接的升降板、装在升降板上的承托夹持件，刀杯随链条运动至开换刀开口且尾端进入至承托夹持件中，刀库立架上设置对刀杯升降进行导向的刀杯导向槽，刀杯导向槽竖向对齐在换刀开口的下方。

4.根据权利要求3所述的加工中心开口式换刀机构，其特征在于：所述的升降板与刀库立架背面的导轨导向配合，刀库立架在升降板所在位置开设通孔，承托夹持件设置在通孔中，承托夹持件包括夹持油缸、固定在夹持油缸上端且为橡胶材质的刀杯夹持部和固定在夹持油缸中部的刀杯承托部，刀杯承托部与换刀开口水平对齐，进入至承托夹持件的刀杯尾端承托在刀杯承托部上，并随夹持油缸的缩短而被夹在刀杯夹持部和刀杯承托部之间。

5.根据权利要求1所述的加工中心开口式换刀机构，其特征在于：所述的驱动箱包括箱体、装在箱体上的减速电机、装在箱体中与减速电机的输出轴连接的齿轮传动组件，臂轴的内端伸入箱体中与齿轮传动组件连接，外端伸出箱体连接换刀夹持件。

6.根据权利要求5所述的加工中心开口式换刀机构，其特征在于：所述的齿轮传动组件包括与减速电机的输出轴同轴固定的主动锥齿轮、与主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮、仅八分之一外周具有齿轮的不完全大齿轮、与不完全大齿轮配合的小齿筒，不完全大齿轮的外径大于从动锥齿轮的外径，不完全大齿轮与从动锥齿轮通过从动轴同轴固定，从动轴与减速电机的输出轴垂直且与臂轴平行，从动轴和小齿筒分别通过轴承可转动的装在箱体上，小齿筒的外径小于从动锥齿轮的外径，小齿筒与臂端内端同轴连接并设置在不完全大齿轮的下方，不完全大齿轮随从动锥齿轮的转动而与小齿筒啮合。

7.根据权利要求6所述的加工中心开口式换刀机构，其特征在于：所述的臂轴包括换刀轴、套在换刀轴上且与箱体固定的轴套，换刀轴内端伸入至箱体中与小齿筒同轴键连接，外端伸出轴套与换刀夹持件连接，主动锥齿轮与换刀轴之间铰接连杆，连杆随主动齿锥轮的转动带动换刀轴向前伸出或向后回缩。

8.根据权利要求6所述的加工中心开口式换刀机构，其特征在于：所述的换刀轴上具有一体成型的限位凸环，限位凸环位于箱体内，且随换刀轴的向前伸出而与箱体接触限定换刀轴的伸出长度，换刀轴上螺纹配合安装沿径向外凸的凸轮滚子，轴套的内壁上开设沿轴向设置的凸轮槽和位于在凸轮槽后方的内凹环槽，凸轮滚子随换刀轴的向前伸出而伸入凸轮槽中限制换刀轴的转动或随换刀轴的向后回缩而与凸轮槽分离并进入内凹环槽中消除对换刀轴的转动限制。