CN109434533A - 电磁永磁式换刀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电磁永磁式换刀装置，包括用于旋转的换刀臂和用于夹持刀具的换刀手，所述换刀手包括夹持座、弹性件、活塞、抵持件和电磁体；所述夹持座装设于所述换刀臂上，且所述夹持座的周壁上贯通开设有多个装配孔；所述弹性件、所述活塞和所述电磁体套设于所述夹持座上，且所述电磁体相对于所述活塞其位置保持固定，所述弹性件的两端分别与所述电磁体及所述活塞弹性抵持；若干所述抵持件分别活动地装设于所述夹持座上的多个所述装配孔内并与活塞相抵持，所述电磁永磁式换刀装置换刀过程中无撞击，刀具的夹持由多个相互独立的平行功能部件完成，安全运行系数高，且改变了锁紧方式，可有效防止掉刀现象。

Description

电磁永磁式换刀装置
技术领域
本发明涉及加工中心换刀领域，具体涉及一种电磁永磁式换刀装置。
背景技术
换刀装置是加工中心的重要组成部分，其作用是将主轴上的刀具与刀库中的刀具相互交换，以实现自动换刀的功能。目前，换刀装置中夹持刀具的换刀手普遍采用的是弹簧销式夹持方式，其原理是利用弹簧推动活动销和锁紧销实现对刀具的夹持和锁定。该类换刀手在使用过程中普遍存在以下缺陷：（1）抓刀及松刀时，刀具会与扣刀口处的活动销产生撞击，不仅会产生金属撞击声，而且会导致刀具与活动销的磨损、变形和损毁，换刀的速度也不宜过快，影响换刀速度；（2）刀具仅靠一个活动销实现夹持和锁紧，活动销若出现故障则将无法正常工作，设备安全运行系数不高；（3）刀具的锁紧由弹簧推动锁紧销实现，若锁紧销的弹簧老化、断裂等造成弹性不足，则容易造成无法锁紧刀具，造成掉刀。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种电磁永磁式换刀装置，该电磁永磁式换刀装置换刀过程中无撞击，刀具的夹持由多个相互独立的平行功能部件完成，安全运行系数高，且改变了锁紧方式，可有效防止掉刀现象。
本发明采用了如下技术方案：
一种电磁永磁式换刀装置，包括用于旋转的换刀臂和用于夹持刀具的换刀手，所述换刀手包括夹持座、抵持件和电磁体；
所述夹持座装设于所述换刀臂上，且所述夹持座的周壁上贯通开设有多个装配孔；
所述电磁体环绕于所述夹持座，且所述电磁体相对于所述抵持件其位置保持固定；
若干所述抵持件分别活动地装设于所述夹持座上的多个所述装配孔内，且所述抵持件为永磁体，所述电磁体产生磁场时，所述电磁体与所述抵持件相向的面的磁场极性相同。
优选地，所述换刀臂两端分别贯通开设有一夹持孔，所述夹持孔装设有所述夹持座。
优选地，所述电磁体包括铁芯和线圈，所述线圈与外部直流电源相电联。
优选地，所述铁芯为环形，所述线圈缠绕于所述铁芯，且所述铁芯卡设于所述换刀臂的凹槽内。
优选地，所述铁芯为环形，所述线圈缠绕于所述铁芯，且所述铁芯与所述夹持座固联。
优选地，所述抵持件为椭圆形永磁体，且所述抵持件的两磁极均位于所述抵持件的移动方向上。
优选地，所述抵持件为中间矩形两端圆弧形的键型结构，且所述抵持件的两磁极位于圆弧形的两端部。
优选地，所述电磁体与所述抵持件之间预留有一容许所述抵持件移动的空腔。
优选地，所述抵持件沿移动方向的端部的大小及形状与刀具的夹持凹槽相匹配。
优选地，所述装配孔开设为内大口小的两侧贯通的形状，所述抵持件两端可伸出至所述装配孔两外侧且所述抵持件无法从所述装配孔内脱出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：若干所述抵持件分别活动地装设于所述夹持座上的多个所述装配孔内，且所述抵持件为永磁体，所述电磁体产生磁场时，所述电磁体得电产生磁场，磁场磁力推动所述抵持件夹紧刀具，刀具的夹紧过程中不会产生产生撞击，可防止刀具与换刀手的磨损、变形和损毁，换刀速度更快；松开刀具时，所述电磁体失电不产生磁场，磁场磁力消失，所述抵持件松开刀具，刀具的松刀过程中也不会产生产生撞击；此外，刀具由若干所述抵持件执行夹持和锁紧动作，各个所述抵持件间相互独立动作，个别所述抵持件出现故障不会造成整个换刀装置无法正常工作，设备安全运行系数高；同时，刀具的锁紧动作由所述电磁体驱动实现，可有效避免由于弹簧老化、断裂等原因造成的无法锁紧刀具及掉刀现象。
附图说明
图1为本发明实施例的电磁永磁式换刀装置的整体结构示意图。
图2为与图1对应的A部分的局部放大剖视结构示意图。
图3为与图1对应的本发明实施例的抵持件结构示意图。
图4为本发明另一实施例的抵持件的结构示意图。
附图标记说明：
换刀臂：1
换刀手：2
夹持座：21 装配孔：211
抵持件：22 电磁体：23 空腔：24。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
请结合参阅图1、图2、图3和图4。本发明一实施例的一种电磁永磁式换刀装置，如图1所示，包括换刀臂1和换刀手2，在换刀过程中，换刀臂1可绕位于其中心的旋转轴旋转和上下移动，两个换刀手2分别位于换刀臂1的两端，换刀手2用于夹持刀具。换刀臂1的两端分别贯通开设有一夹持孔，两个夹持孔中均装设有换刀手2。
如图2所示，换刀手2包括夹持座21、抵持件22和电磁体23。夹持座21为T型构造，夹持座21通过其上端直径较大的环形凸缘支撑固定于换刀臂1的夹持孔中。夹持座21下部的周壁上贯通开设有多个装配孔211，装配孔211在夹持座21的周壁的同一高度环绕夹持座一周分布。每个装配孔211中均活动地装设有抵持件22。
抵持件22为永磁体，具体形状如图3或图4所示，抵持件22可以是椭圆形永磁体，也可以是中间为矩形，两端为圆弧形的键型结构。无论抵持件22是椭圆形，还是键型，抵持件22的两磁极均位于其左右移动的方向上，即磁极位于抵持件22的左右两端部。
装配孔211设置为内大口小的两侧贯通的形状，如图2所示，其具体形状应与抵持件22的形状相匹配。需保证的是，抵持件22两端可伸出至装配孔211的两个外侧，但抵持件22无法从装配孔211内脱出，从而使抵持件22能够相对于夹持座21在一定范围内左右移动。
电磁体23环绕于夹持座21，电磁体23为环形，包括环形铁芯和缠绕于铁芯的线圈，铁芯为环形，电磁体23可通过铁芯固定卡设于换刀臂1的凹槽内或者固定连接于夹持座21，其目的是使电磁体23相对于抵持件22保持固定位置。
当线圈与外部直流电源接通时，电磁体23产生磁场，电磁体23与抵持件22相向的面的磁场极性相同，即电磁体23的N极与抵持件22的N极向对，或者是电磁体23的S极与抵持件22的S极向对，从而使电磁体23通过磁场推动抵持件22向着夹持座21的内腔方向移动，并最终夹紧刀具。此外，通过线圈的电流与产生的磁场推力大小之间存在大致线性对应关系，即线圈中的电流越大，产生的磁场强度越大，对抵持件22的斥力也越大。
为了保证抵持件22具有充足的活动空间，在电磁体23与抵持件22之间预留有一空腔24，该空腔24提供了抵持件22左右移动的空间。此外，为了保证抵持件22对刀具的夹持效果，抵持件22的两端部的大小及形状应与刀具的夹持凹槽相匹配。
该电磁永磁式换刀装置的工作原理是，当不需要夹持刀具时，电磁体23的线圈中不通电流，电磁体23不产生磁场，此时，抵持件22可在装配孔211内左右自由活动，刀具可顺利地进入到夹持座21的内部空腔中或从持座21的内部空腔中退出；当需要夹持刀具时，刀具的夹持凹槽与抵持件22的位置相互对应，电磁体23的线圈中通以电流，电磁体23产生磁场，该磁场磁力推动抵持件22向着刀具的夹持凹槽方向移动，并实现对刀具的夹紧。
与现有技术相比，当需要夹持刀具时，抵持件22在电磁体23的磁力作用下夹紧刀具，刀具的夹紧过程中不会产生产生撞击，可防止刀具和换刀手1的磨损、变形及损毁，且换刀速度更快。松开刀具时，电磁体23失电，电磁场消失，抵持件22松开刀具，松刀过程中也不会产生产生撞击。此外，刀具由若干抵持件22执行夹持和锁紧动作，各个抵持件22间相互独立动作，个别抵持件22出现故障不会造成整个换刀装置无法正常工作，设备安全运行系数高。同时，刀具的锁紧动作由电磁体23驱动实现，可有效避免由于弹簧老化、断裂等原因造成的无法锁紧刀具及掉刀现象。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种电磁永磁式换刀装置，包括用于旋转的换刀臂和用于夹持刀具的换刀手，其特征在于，所述换刀手包括夹持座、抵持件和电磁体；
所述夹持座装设于所述换刀臂上，且所述夹持座的周壁上贯通开设有多个装配孔；
所述电磁体环绕于所述夹持座，且所述电磁体相对于所述抵持件其位置保持固定；
若干所述抵持件分别活动地装设于所述夹持座上的多个所述装配孔内，且所述抵持件为永磁体，所述电磁体产生磁场时，所述电磁体与所述抵持件相向的面的磁场极性相同。
2.如权利要求1所述的电磁永磁式换刀装置，其特征在于，所述换刀臂两端分别贯通开设有一夹持孔，所述夹持孔装设有所述夹持座。
3.如权利要求1所述的电磁永磁式换刀装置，其特征在于，所述电磁体包括铁芯和线圈，所述线圈与外部直流电源相电联。
4.如权利要求3所述的电磁永磁式换刀装置，其特征在于，所述铁芯为环形，所述线圈缠绕于所述铁芯，且所述铁芯卡设于所述换刀臂的凹槽内。
5.如权利要求3所述的电磁永磁式换刀装置，其特征在于，所述铁芯为环形，所述线圈缠绕于所述铁芯，且所述铁芯与所述夹持座固联。
6.如权利要求1所述的电磁永磁式换刀装置，其特征在于，所述抵持件为椭圆形永磁体，且所述抵持件的两磁极均位于所述抵持件的移动方向上。
7.如权利要求1所述的电磁永磁式换刀装置，其特征在于，所述抵持件为中间矩形两端圆弧形的键型结构，且所述抵持件的两磁极位于圆弧形的两端部。
8.如权利要求1所述的电磁永磁式换刀装置，其特征在于，所述电磁体与所述抵持件之间预留有一容许所述抵持件移动的空腔。
9.如权利要求1所述的电磁永磁式换刀装置，其特征在于，所述抵持件沿移动方向的端部的大小及形状与刀具的夹持凹槽相匹配。
10.如权利要求1所述的电磁永磁式换刀装置，其特征在于，所述装配孔开设为内大口小的两侧贯通的形状，所述抵持件两端可伸出至所述装配孔两外侧且所述抵持件无法从所述装配孔内脱出。
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