刀具库、换刀机构和多主轴加工中心制造技术

本实用新型专利技术提供了一种刀具库、带刀具库的换刀机构和包括换刀机构的多主轴加工中心。一种刀具库，包括刀具库安装架、刀具库支架和若干刀具收纳仓，所述刀具库安装架被构造为能固定于机床主轴横梁，所述刀具库支架安装于所述刀具库安装架，所述刀具收纳仓固定于所述刀具库支架，每个所述刀具收纳仓包括多个刀具收纳腔，其特征在于：每个所述刀具收纳仓上的所述多个刀具收纳腔排列成刀具收纳腔矩阵，沿与所述机床主轴横梁平行的方向布置的所述刀具收纳腔构成所述刀具收纳腔矩阵的行，所述刀具收纳腔矩阵的行数大于1。该刀具库的刀具储存容量大、对刀具的防护性好、可维护周期长，使用该刀具库的换刀机构换刀效率高，加工中心的加工效率高。

Tool magazine, tool changer and multi spindle machining center

The utility model provides a tool library, a tool changing mechanism with a tool library and a multi-spindle machining center including a tool changing mechanism. A tool library includes a tool library mounting rack, a tool library bracket and several tool storage bins. The tool library mounting rack is constructed to be fixed to the cross beam of the machine tool spindle. The tool library bracket is installed on the tool library mounting rack. The tool storage bin is fixed on the tool library bracket, and each tool receives the tool storage bundle. The utility model comprises a plurality of tool receptacle chambers, which are characterized in that the plurality of tool receptacle chambers arranged on each tool receptacle bin are arranged into a matrix of tool receptacle chambers, and the row of the matrix of tool receptacle chambers is composed of the row of the matrix of tool receptacle chambers arranged parallel to the cross beam of the machine tool spindle. The row number of rows of the matrix of tool receptacle chambers is greater than 1. . The tool storage capacity of the tool library is large, the protection of the tool is good, and the maintenance cycle is long. The tool changing mechanism using the tool library has high tool changing efficiency, and the processing efficiency of the machining center is high.

【技术实现步骤摘要】
刀具库、换刀机构和多主轴加工中心
本技术涉及加工中心的换刀机构，尤其涉及多主轴加工中心的换刀机构。
技术介绍
由于多主轴加工中心(简称多头加工中心或多头机床)的加工效率比单主轴加工中心(简称单头加工中心或单头机床)高几倍甚至几十倍，今年来多头加工中心的应用越来越广，特别在3C行业，多头加工中心的应用尤为广泛；然而多头加工中心在具备高效加工的优点的同时，刀具库参与的换刀过程成为限制其加工效率进一步提高的很大因素。目前国内的普遍使用的多头机床的刀具库为直排式刀具库，例如中国专利201520451989.8公开了一种安装于机床主轴横梁31后下方的直排式刀库，参照图23-24，相对于机床主轴横梁31后置的刀具库11远离加工区，能避免刀具库11上装载的刀具受加工粉尘、加工切屑或冷却液等的影响，然而，其仍存在以下不足点：(1)刀具库11上的刀夹11.1横向布置(沿机床主轴横梁方向布置，即图24中X方向布置)，而多主轴加工中心的多个主轴也是沿机床主轴横梁排开布置的，因此，刀具库11上的刀夹11.1的个数(即刀具容量)受限于多个主轴之间的中心距，每个刀具库的刀具容量相对较小；(2)刀夹11.1为卡钳形式，即刀夹11.1的两个夹爪之间有相对靠近的预紧力，刀具在进出刀夹11.1时与刀夹11.1的两个夹爪挤压摩擦、克服上述预紧力将刀夹打开，因此在主轴取换刀过程中刀柄会有一定的磨损；(3)虽然刀具库11的安装位置远离主轴以远离加工粉尘等的影响，且在类似应用中可以通过设置刀具库门来对刀具库11内装夹的刀具进行隔离污染环境的保护，但是在主轴换刀时，仍然需要将刀具库往前(往主轴方向，即图23中Y方向)推移，即在换刀过程中，仍然不能避免刀具的刀柄受到污染，而刀具的刀柄受污染后，会进一步对装夹它的主轴造成损伤；(4)换刀过程开始，主轴就需要停止加工，然后将主轴上原有的刀具放回刀具库11，再从刀具库11中选取新刀具装夹到主轴上，刀具库11不具备提前备刀功能，换刀效率低；(5)刀具库11的刀具容量小，再加上刀具刀柄易磨损，两个因素共同作用导致整个刀具库11的刀具更换频率高，维护周期短，浪费时间和人工，影响整个生产效率。类似的直排式刀具库还可以见于中国专利201621197453.9以及中国专利201420811469.9，其中涉及的刀具库同样具有以上不足点。因此提供一种高容量性、高防护性、可维护周期长以及能够快速换刀的刀具库显得尤其重要。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的状态而做出本技术。本技术提供一种刀具库，包括刀具库安装架、刀具库支架和若干刀具收纳仓，所述刀具库安装架被构造为能固定于机床主轴横梁，所述刀具库支架安装于所述刀具库安装架，所述刀具收纳仓固定于所述刀具库支架，每个所述刀具收纳仓包括多个刀具收纳腔，每个所述刀具收纳仓上的所述多个刀具收纳腔排列成刀具收纳腔矩阵，沿与所述机床主轴横梁平行的方向布置的所述刀具收纳腔构成所述刀具收纳腔矩阵的行，所述刀具收纳腔矩阵的行数大于1。在至少一个实施方式中，所述刀具的刀柄端部能伸入所述刀具收纳腔而被所述刀具收纳腔包围。在至少一个实施方式中，所述刀具收纳仓包括刀具储存板，沿机床主轴方向在刀具储存板上开设通孔形成所述刀具收纳腔，所述通孔的上端设置有磁性部件，所述通孔的下端供所述刀柄伸入。在至少一个实施方式中，所述刀具收纳仓还包括辅助夹持板，所述辅助夹持板设置在所述刀具储存板的下端面，所述辅助夹持板上开设有与所述刀具收纳腔贯通的刀具收容孔，所述刀具收容孔的直径略小于所述刀柄的直径，当所述刀柄穿过所述刀具收容孔时所述刀柄与所述刀具收容孔形成过盈配合。在至少一个实施方式中，所述辅助夹持板由耐磨弹性材料制成。在至少一个实施方式中，所述刀具库支架能相对所述刀具库安装架上下平移。本技术还提供一种换刀机构，其包括机床主轴横梁、刀具库和换刀平台，所述刀具库为根据本技术的刀具库，在所述刀具库的所述刀具收纳仓上，沿与所述机床主轴横梁垂直的方向布置的所述刀具收纳腔构成所述刀具收纳腔矩阵的列，所述刀具收纳腔矩阵包括两列；所述换刀平台包括换刀平台安装架、换刀爪架和若干换刀爪组，所述换刀平台安装架固定于所述机床主轴横梁的下部，所述换刀爪架安装于所述换刀平台安装架，所述换刀爪组安装于所述换刀爪架，所述换刀爪组的数量与所述刀具收纳仓的数量相同，一个所述换刀爪组包括并列布置的两个换刀爪；每一个所述换刀爪组位于一个所述刀具收纳仓的正下方，且每一个所述换刀爪组中的一个所述换刀爪位于所述刀具收纳腔矩阵的一个列的正下方。在至少一个实施方式中，所述刀具库支架能相对所述刀具库安装架上下平移，所述换刀爪架能相对所述换刀平台安装架前后平移。在至少一个实施方式中，所述换刀爪包括两个能相对张开或闭合的换刀爪片，所述换刀爪片的张开或闭合受动力源控制。本技术还提供一种多主轴加工中心，包括主轴和换刀机构；所述换刀机构为根据本技术的换刀机构；所述主轴有多个，多个所述主轴在所述机床主轴横梁上互相间隔一定距离布置；所述刀具库的所述刀具收纳仓的数量与所述主轴的数量相等。本技术提供的刀具库在不改变机床主轴横梁尺寸的前提下，极大提高了刀具库的刀具储存容量，且该刀具库能在任何时候都保护刀具的刀柄免受加工环境的污染；本技术刀具库和与之配合使用的换刀平台，共同构成了本技术的换刀机构，该换刀机构具有提前备刀功能，大大提高了换刀效率、提高了机床的加工效率，并延长了设备的维护周期。相比于现有技术，本技术至少具有下列优点中的一个：(1)刀具被以纵向排列的方式收容在刀具库内，在不改变多主轴加工中心的各主轴中心距的情况下，增加了刀具库的刀具储存容量；(2)刀具库的刀具收纳腔将每一个刀柄的一端单独罩笼，全方位阻隔了加工现场的粉尘、切屑和冷却液等的污染；(3)换刀过程中，刀具库始终位于机床主轴横梁靠后的位置，刀具收纳仓不需要向主轴方向前推，而通过换刀平台来实现刀具库和主轴之间刀具的更换；(4)对应每一个主轴，换刀平台上设有一对(两个)换刀爪，能够提前备刀，即在主轴停止加工之前就完成备刀过程，提高了换刀效率和加工效率；(5)换刀平台上的换刀爪受气动控制，避免了刀柄和夹爪之间的摩擦，降低了刀柄的磨损；(6)由于刀具库容量增大、刀具不易磨损且主轴也不易磨损，整个加工中心的维护周期延长，生产效率提高。附图说明图1根据本技术的具有换刀机构的多主轴加工中心部分结构示意图；图2根据本技术的刀具库的立体结构示意图；图3根据本技术的刀具库的另一视角的立体结构示意图；图4根据本技术的刀具收纳仓的立体结构示意图；图5根据本技术的刀具收纳仓的剖视图；图6根据本技术的换刀平台的立体结构示意图；图7根据本技术的换刀平台的仰视示意图；图8根据本技术的换刀爪组的主视示意图；图9根据本技术的备刀过程的步骤S1.2阶段的加工中心左视示意图；图10根据本技术的备刀过程的步骤S1.3阶段的加工中心左视示意图；图11根据本技术的备刀过程的步骤S1.4阶段的加工中心部分结构主视示意图；图12根据本技术的备刀过程的步骤S1.5阶段的加工中心左视示意图；图13根据本技术的主轴换刀过程的步骤S2.1阶段的加工中心左视示意图；图14根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刀具库，包括刀具库安装架、刀具库支架和若干刀具收纳仓，所述刀具库安装架被构造为能固定于机床主轴横梁，所述刀具库支架安装于所述刀具库安装架，所述刀具收纳仓固定于所述刀具库支架，每个所述刀具收纳仓包括多个刀具收纳腔，其特征在于：每个所述刀具收纳仓上的所述多个刀具收纳腔排列成刀具收纳腔矩阵，沿与所述机床主轴横梁平行的方向布置的所述刀具收纳腔构成所述刀具收纳腔矩阵的行，所述刀具收纳腔矩阵的行数大于1。

【技术特征摘要】
1.一种刀具库，包括刀具库安装架、刀具库支架和若干刀具收纳仓，所述刀具库安装架被构造为能固定于机床主轴横梁，所述刀具库支架安装于所述刀具库安装架，所述刀具收纳仓固定于所述刀具库支架，每个所述刀具收纳仓包括多个刀具收纳腔，其特征在于：每个所述刀具收纳仓上的所述多个刀具收纳腔排列成刀具收纳腔矩阵，沿与所述机床主轴横梁平行的方向布置的所述刀具收纳腔构成所述刀具收纳腔矩阵的行，所述刀具收纳腔矩阵的行数大于1。2.根据权利要求1所述的刀具库，其特征在于：所述刀具的刀柄端部能伸入所述刀具收纳腔而被所述刀具收纳腔包围。3.根据权利要求2所述的刀具库，其特征在于：所述刀具收纳仓包括刀具储存板，沿机床主轴方向在刀具储存板上开设通孔形成所述刀具收纳腔，所述通孔的上端设置有磁性部件，所述通孔的下端供所述刀柄伸入。4.根据权利要求3所述的刀具库，其特征在于：所述刀具收纳仓还包括辅助夹持板，所述辅助夹持板设置在所述刀具储存板的下端面，所述辅助夹持板上开设有与所述刀具收纳腔贯通的刀具收容孔，所述刀具收容孔的直径略小于所述刀柄的直径，当所述刀柄穿过所述刀具收容孔时所述刀柄与所述刀具收容孔形成过盈配合。5.根据权利要求4所述的刀具库，其特征在于：所述辅助夹持板由耐磨弹性材料制成。6.根据权利要求1至5中任一项所述的刀具库，其特征在于：所述刀具库支架能相对所述刀具库安装架上下平...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴勇勇，毛文亮，肖衍盛，
申请(专利权)人：江西衡源智能装备有限公司，
类型：新型
国别省市：江西,36