一种能自动换刀的机床制造技术

本实用新型专利技术提供了一种能自动换刀的机床，属于机械技术领域。它解决了现有的能自动换刀的机床换刀结构复杂、生产成本高的问题。它包括工作台和垂直固定于工作台上的立柱，在立柱上设有能沿Z轴方向上下滑动的Z轴滑板，工作台上设有能沿X轴方向横向滑动的X轴滑台，在X轴滑台上设有能沿Y轴方向纵向滑动的Y轴滑台，Y轴滑台上设有工件固定架和刀具支架，刀具支架上开有若干个用于放置刀具的刀具孔，Z轴滑板上固定有用于夹紧刀具的装夹头，该装夹头可自动夹紧或松开刀具，X轴滑台、Y轴滑台和Z轴滑板的滑动均由机床的控制电路控制伺服电机来实现驱动。它具有换刀结构简单、生产成本低、适用性广等优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于机械
，涉及一种机床，尤其涉及一种能自动换刀的机床。
技术介绍
数控机床是一种高柔性和高效率的机床，被广泛应用于各种产品的加工和生产中。其高柔性体现在数控机床对频繁变换加工对象的高度适应性，保证了数控机床具有较大的加工范围，而高效率则体现在变换加工对象时的快捷及工件在一次装夹下可完成多达数十个表面的加工。因用户对其加工范围和工作效率的要求而使得自动换刀成为越来越多数控机床所必需的重要组成部分。如中国专利公开了一种能自动换刀的带刀库的钻孔箱，该钻孔箱包括钻孔箱架、钻孔动力头、钻孔驱动装置、钻孔升降装置，其设有刀库，刀库通过连接板与滑块连接，滑块置于安装在钻孔箱架的支出端上的轨道上，轨道由支出端通过钻孔动力头下端，刀库中有刀盘。刀盘有在轨 道上滑行的驱动装置，刀盘带有自动转位换刀的旋转驱动装置。自动旋转的旋转驱动装置包括电机，减速箱，再经链轮、链条与刀盘的轴连接；刀盘上设有刀夹，刀夹等圆周角分布在刀盘上。该能自动换刀的带刀库的钻孔箱的换刀过程为由气缸推动整个刀库移动至主轴下方并由电机驱动刀盘转动至合适的刀具位置，主轴内的拉刀机构抓刀后再由气缸将刀库推回到起始位置。该能自动换刀的带刀库的钻孔箱虽能实现自动换刀，并满足不同孔径的加工需求，但其换刀的过程却需要刀库、气缸、电机、减速箱、链轮及链条等多个结构的配合，不但结构过于复杂，换刀操作较为繁琐，且其生产效率较低。此外，上述钻孔箱的换刀过程中，专用的刀库占有十分重要的位置，而刀库的价格却较贵，这样，使得该设备的生产成本较高，增加了企业的经济负担，影响了经济效益。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种无需设置专用刀库、结构简单且生产成本较低的能自动换刀的机床。本技术的目的可通过下列技术方案来实现一种能自动换刀的机床，包括工作台和垂直固定于工作台上的立柱，在立柱上设有能沿Z轴方向上下滑动的Z轴滑板，其特征在于，所述的工作台上设有能沿X轴方向横向滑动的X轴滑台，在所述的X轴滑台上设有能沿Y轴方向纵向滑动的Y轴滑台，所述的Y轴滑台上设有工件固定架和刀具支架，所述的刀具支架上开有若干个用于放置刀具的刀具孔，所述的Z轴滑板上固定有用于夹紧刀具的装夹头，该装夹头可自动夹紧或松开刀具，上述的X轴滑台、Y轴滑台和Z轴滑板的滑动均由机床的控制电路控制伺服电机来实现驱动。本能自动换刀的机床在设置于工作台上的Y轴滑台上侧增设一简易的刀具支架，该刀具支架仅在上侧开有若干个用于放置刀具的刀具孔，每个刀具孔的位置确定为一单独的坐标，由机床的控制电路通过伺服电机控制Z轴滑板、X轴滑台以及Y轴滑台的移动，使上述的装夹头对准位置，以实现取刀、放刀和加工的过程。其具体操作过程如下将待加工工件固定于工件固定架上后，本机床开始工作，先确定加工所需的刀具及其相对应的坐标，再参照目前装夹头所在位置的X轴坐标以及Y轴坐标，由控制电路通过伺服电机分别控制X轴滑台和Y轴滑台作横向滑动和纵向滑动以将对应的刀具孔和刀具移动至装夹头的正下方。然后再根据装夹头所在的Z轴坐标，控制其向下运动至相应位置，由装夹头夹住工件再控制其重新上升。之后，根据待加工工件所处的位置再次移动X轴滑台和Y轴滑台至相应位置，由夹持于装夹头上的刀具对其进行加工。同样地，加工完成后，将装夹头上升，重复上述动作，将装夹头上的刀具放回之前的刀具孔，再根据需要可选取其他坐标的刀具进行加工，这样即可完成自动换刀的过程。在上述的一种能自动换刀的机床中，所述的刀具支架上部为一个水平的台面，所述的台面与所述的Y轴滑台之间具有间距，所述的刀具孔开于所述的台面上。将刀具孔开设于与Y轴滑台之间具有间距的台面上，可使刀具插于刀具孔中且其下端穿出台面，方便各种不同规格的刀具存放。 在上述的一种能自动换刀的机床中，所述的若干个刀具孔呈直线排列于上述刀具支架上。直线排列的刀具孔方便确定坐标，可使取刀和放刀的操作更加便捷，当然，为增加刀具支架上可存放的刀具数量，也可将刀具孔的分布方式调整为非直线排列。在上述的一种能自动换刀的机床中，所述的工件固定架包括一固定座、压板和紧固件，所述的固定座与上述Y轴滑台固连，所述的压板用于压紧工件且其通过所述的紧固件固定住。将待加工工件放置于固定座上，再通过压板压住待加工工件即可。在实际使用时，当待加工工件固定住后，再确定工件上需要钻孔的位置坐标并输入机床的控制电路中。在上述的一种能自动换刀的机床中，所述的工作台上固定设有X轴导轨，所述的X轴滑台可沿着X轴导轨滑动，所述的X轴滑台上固定设有Y轴导轨，所述的Y轴滑台可沿着Y轴导轨滑动。这里，X轴滑轨和Y轴滑轨相互垂直设置，可由伺服电机驱动X轴滑台和Y轴滑台分别沿上述两个导轨运动，当然，也可根据需要适当的调整X轴滑轨和Y轴滑轨的方向，使两者交错设置却并不完全垂直，这样，同样可达到相应的效果。作为另一种情况，在上述的一种能自动换刀的机床中，所述的工作台上固定设有数个呈圆筒状的X轴滑块，所述的X轴滑台下部固定有两根圆柱形的X轴滑轨，所述的X轴滑轨分别穿过所述的X轴滑块，所述的X轴滑台上侧固定设有数个呈圆筒状的Y轴滑块，所述的Y轴滑台下部固定有两根圆柱形的Y轴滑轨，所述的Y轴滑轨穿过所述的Y轴滑块。将圆柱形的滑轨穿过圆筒状的滑块也是一种能导向的滑动方式，这里，为保证滑动的稳定性，可在一根滑轨上穿设多个圆筒状的滑块。在上述的一种能自动换刀的机床中，所述的X轴滑块与X轴滑轨之间以及Y轴滑块与Y轴滑轨之间均设置有滚动轴承。相对于滑台和滑轨之间的滑动摩擦，再两者之间设置滚动轴承可使滑动摩擦转为滚动摩擦，减少摩擦力以及相对运动时的磨损。在上述的一种能自动换刀的机床中，所述的装夹头包括与上述Z轴滑板相固连的壳体、竖直设置于该壳体内且与壳体轴向固定的主轴、弹簧夹头以及能驱动上述弹簧夹头上下移动的驱动机构，所述的弹簧夹头设置于上述主轴的下端。弹簧夹头受驱动机构控制向下运动且脱离主轴时，其内孔变大，此时可松开其所夹持的刀具且为夹持下一刀具作准备；弹簧夹头移动至下一刀具处时，驱动机构带动其向上运动，此时，主轴下端具有的导向锥面可向弹簧夹头的外侧面施加作用力，使弹簧夹头的内孔缩小，夹住刀具。此外，主轴还跟设于Z轴滑板或机床立柱内的伺服电机连接以驱动其绕自身轴线方向转动以带动弹簧夹头处的刀具进行转动。在上述的一种能自动换刀的机床中，所述的驱动机构包括竖直穿设于上述主轴内的拉杆、套设于拉杆上的弹簧、螺纹连接于拉杆上端的调节螺母以及设于拉杆上方的气缸，所述的拉杆下端与上述弹簧夹头固连，其上端与气缸的活塞杆外端相抵靠，所述的主轴内侧的下部具有一凸肩，所述的弹簧的下端与上端分别与该凸肩以及上述调节螺母相抵靠。当气缸的活塞杆向外推动时，拉杆上端受力向下运动，此时，套设于拉杆外侧的弹簧被压缩，弹簧夹头向下运动脱离主轴且内孔张开；当气缸的活塞杆收回时，拉杆上端的调节螺母受到弹簧作用力与拉杆重新向上运动，弹簧夹头受到主轴下端的导向锥面作用力而内孔收缩。作为另一种情况，在上述的一种能自动换刀的机床中，所述的驱动机构包括竖直穿设于上述主轴内的拉杆以及设于该拉杆上方的气缸，该拉杆的下端与上述弹簧夹头固连，其上端与上述气缸的活塞杆外端轴向固定。拉杆上端于气缸的活塞杆外端轴向固定可使其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能自动换刀的机床，包括工作台(1)和垂直固定于工作台(1)上的立柱(2)，在立柱(2)上设有能沿Z轴方向上下滑动的Z轴滑板(3)，其特征在于，所述的工作台(1)上设有能沿X轴方向横向滑动的X轴滑台(4)，在所述的X轴滑台(4)上设有能沿Y轴方向纵向滑动的Y轴滑台(5)，所述的Y轴滑台(5)上设有工件固定架和刀具支架(6)，所述的刀具支架(6)上开有若干个用于放置刀具(7)的刀具孔(61)，所述的Z轴滑板(3)上固定有用于夹紧刀具(7)的装夹头(8)，该装夹头(8)可自动夹紧或松开刀具(7)，上述的X轴滑台(4)、Y轴滑台(5)和Z轴滑板(3)的滑动均由机床的控制电路控制伺服电机来实现驱动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林冰清，
申请(专利权)人：林冰清，
类型：实用新型
国别省市：