CN112222910A - 用于龙门铣床的换刀装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于龙门铣床的换刀装置及方法，包括本体、上放刀单元、刀具校调芯轴、侧放刀芯轴、工具放置架和长型刀具放置孔；其中，本体安装在机床台面上，上放刀单元、刀具校调芯轴、长型刀具放置孔设置于本体的上平面，侧放刀芯轴和工具放置架设置于本体的侧面，每个上放刀单元、侧放刀芯轴、长型刀具放置孔和工具放置架的置放孔都有固定的位置和编号且编入龙门铣床的数控子程序中；机床附件执行程序自动移动刀具到换刀位置，结合人工辅助操作，完成刀具的半自动更换，必要时对刀具进行校调。本发明用于大型龙铣的换刀分区，可放置多种刀具，实现了更换刀具的半自动化和刀具校调的便利化，具有功能齐全、校调更换方便、生产效率高、劳动强度低、安全系数高的优点。

Description

用于龙门铣床的换刀装置及方法

技术领域

本发明涉及一种数控机床的加工工艺装置，尤其涉及一种用于龙门铣床的换刀装置及方法，属于数控机床技术领域。

背景技术

船用低速柴油机的机架、机座等零件属于六面体工件，多数采用大型数控龙门铣床加工。由于工件体积形状较大，加工中要用到多种大型刀具和接长刀具，而数控龙铣的自动刀库承载能力不足，因而大型刀具的安装、拆卸均不方便，目前一般采用人工方式，依靠人工搬运、更换和安装大型刀具，因此存在着劳动强度大、安全风险高、生产效率低的不足。

发明内容

本发明所要解决的问题是，克服原有换刀方法的不足，提供一种用于龙门铣床的换刀装置及方法，用于大型数控龙门铣床换刀分区，可以放置多种刀具，快速准确方便地进行换刀操作，具有功能齐全、作业效率高、半自动化换刀的优点。

本发明解决其技术问题的技术方案是：

一种用于龙门铣床的换刀装置，安装于该龙门铣床的换刀分区，包括本体、上放刀单元、刀具校调芯轴、侧放刀芯轴、工具放置架和长型刀具放置孔；所述本体为箱式框架构件，固定安装在机床台面上，上平面和侧面上设置有多个定位孔，所述上放刀单元固定设置于所述本体的上平面的定位孔内，用于放置不同的刀具，所述刀具校调芯轴固定设置于所述本体的上平面的定位孔内，用于校调所述刀具，所述侧放刀芯轴固定设置于所述本体的侧面的定位孔内，用于放置不同的刀具，所述工具放置架固定设置于所述本体的侧面，上面设有多个置放孔，用于放置不同的工具，所述长型刀具放置孔设置于所述本体的上平面，用于放置不同的长型刀具；

每个上放刀单元、侧放刀芯轴、长型刀具放置孔和工具放置架的置放孔都有固定的位置和编号，该位置的坐标和编号编入所述龙门铣床的数控子程序中；

机床附件执行程序自动移动刀具到换刀位置，结合人工辅助操作，完成刀具的半自动更换，必要时对刀具进行校调。

进一步地，所述的本体的下部固定连接有定位键，该定位键嵌入所述机床台面的定位槽内，将所述换刀装置固定安装在机床台面上。

进一步地，所述的刀具校调芯轴包括有芯轴，该芯轴经过精磨加工与所述刀具的芯轴孔配合。

进一步地，所述的侧放刀芯轴的端部连接有偏心安全锁片。

进一步地，所述的上放刀单元、刀具校调芯轴、侧放刀芯轴、工具放置架和长型刀具放置孔的数量为不止一个。

本发明的另一技术方案如下：

一种采用上述换刀装置实现的用于龙门铣床的换刀方法，其包括如下步骤：

1)上位存取刀

存刀——机床附件执行程序将所述刀具移动至所述上放刀单元的位置，该上放刀单元的定位销进入该刀具的定位孔内，人工辅助拆卸刀盘螺栓，所述刀具座置于所述上放刀单元上；

取刀——人工辅助将校平后的刀具以刀尖向下放置在所述上放刀单元上，机床附件执行程序移动到所述上放刀单元的位置上，将所述刀具的芯轴孔对准该机床附件的芯轴，人工辅助锁紧刀盘螺栓，机床附件执行程序将所述刀具移动至待加工位置；

2)刀具校正

全过程人工操作，将所述刀具由所述上放刀单元上取下放置在所述刀具校调芯轴上，更换该刀具的刀片，将吸附磁力表吸附固定在所述本体的上平面上，表头对上所述刀片的刀尖，转动所述刀具，测出各刀片的高低差，然后取一刀尖作为基准，将其余刀尖与该基准刀尖位置校平；

3)侧位存取刀

存刀——人工辅助取下所述偏心安全锁片，机床附件执行程序移动所述刀具至所述侧放刀芯轴，人工辅助安装所述偏心安全锁片，所述刀具置于所述侧放刀芯轴上；

取刀——机床附件执行程序移动到所述侧放刀芯轴的位置上，将所述刀具的芯轴孔对准该机床附件的芯轴，人为辅助移动所述刀具靠紧并安装螺栓紧固，机床附件执行程序将所述刀具移动至待加工位置；

4)长型刀具存取刀

存刀——机床附件执行程序，移动长型的刀具到所述长型刀具放置孔的位置，松开所述刀具，该刀具落入所述长型刀具放置孔中；

取刀——机床附件执行程序，移动长型的刀具到所述长型刀具放置孔的位置，夹持所述刀具，将所述刀具移动至待加工位置。

本发明在大型龙铣的换刀分区使用，取得了明显的有益效果，不仅能够放置多种刀具，实现了更换刀具半自动化，而且能够方便地进行校正刀具，具有功能齐全、校调更换方便、生产效率高、劳动强度低、安全系数高的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中，

a1—本体，a2—定位键，a3—上放刀单元，a4—刀具校调芯轴，a5—侧放刀芯轴，a6—偏心安全锁片，a7—工具放置架，a8—吸附磁力表，a9—长型刀具放置孔，a10—刀具。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明所述的用于龙门铣床的换刀装置及方法作进一步的详细说明，但不能因此而限制本发明要求保护的范围。

请参阅图1，所述换刀装置安装于数控龙门铣床的换刀分区，包括本体a1、上放刀单元a3、刀具校调芯轴a4、侧放刀芯轴a5、工具放置架a7和长型刀具放置孔a9。

所述本体a1为箱式框架构件，通过定位键a2嵌入机床台面的定位槽内而固定安装在该机床台面上。

所述上放刀单元a3设置于所述本体a1的上平面，用于放置不同的刀具a10。该上放刀单元a3通过下部的螺帽锁紧于所述本体a1的定位孔内，包括有主体、定位销、连接螺栓和缓冲弹簧等部件。

所述刀具校调芯轴a4设置于所述本体a1的上平面，用于校调所述刀具a10。该刀具校调芯轴a4通过上部的内六角螺栓锁紧于所述本体a1的定位孔内，包括有芯轴座和芯轴，该芯轴与芯轴座经过精磨加工，与所述刀具a10的芯轴孔配合。

所述侧放刀芯轴a5设置于所述本体a1的侧面，用于放置不同的刀具a10。该侧放刀芯轴a5通过内部的内六角螺栓锁紧于所述本体a1的定位孔内，包括有芯轴和偏心安全锁片a6，该偏心安全锁片a6连接于所述侧放刀芯轴a5的端部。

所述工具放置架a7设置于所述本体a1的侧面，用于放置不同的工具，上面设有多个置放孔。

所述长型刀具放置孔a9设置于所述本体a1的上平面，用于放置不同的长型刀具。

所述上放刀单元a3、刀具校调芯轴a4、侧放刀芯轴a5、工具放置架a7和长型刀具放置孔a9的数量可以不止一个。每一个上放刀单元a3、侧放刀芯轴a5、长型刀具放置孔a9和工具放置架a7的置放孔都有固定的位置和工位编号，该位置的坐标和工位编号编入所述龙门铣床的数控子程序中，以实现自动更换刀具和工具。

所述换刀装置的装配过程如下：

1)将定位键a2安装在本体a1的下面并嵌入机床台面的定位槽内，本体a1放平放直，四周紧固于机床台面上；

2)将上放刀单元a3装入本体a1上面的定位孔内，下部用螺帽锁紧；

3)将刀具校调芯轴a4装入本体a1上面的定位孔内，上部用内六角螺栓锁紧；

4)将侧放刀芯轴a5装入本体a1上面的定位孔内，通过内部的内六角螺栓锁紧；

5)将偏心安全锁片a6安装在侧放刀芯轴a5上并用螺栓锁紧，更换刀具前将其拆除；

6)将工具放置架a7安装在本体a1的侧面；

7)将吸附磁力表a8吸附在本体a1的上面，校平刀具时表头对上刀尖，转动刀具a10；

8)将长型刀具放置孔a9安装在本体a1的上面；

9)换刀装置使用前将每个工位编号，编制各工位的换刀子程序。

采用所述换刀装置实现的用于龙门铣床的换刀方法的具体步骤如下：

1)上位存取刀

存刀——机床附件执行程序将所述刀具a10移动至所述上放刀单元a3的位置，定向定位该刀具a10，所述上放刀单元a3的定位销进入该刀具a10的定位孔内，人工辅助拆卸刀盘的锁紧螺栓，所述刀具a10座置于所述上放刀单元a3上；

取刀——人工辅助将校平后的刀具a10以刀尖向下放置在所述上放刀单元a3上，机床附件执行程序移动到所述上放刀单元a3的位置上，定向定位，将所述刀具a10的芯轴孔对准该机床附件的芯轴，人工辅助拿取所述工具放置架a7上的螺栓和扳手，锁紧刀盘螺栓，机床附件执行程序将所述刀具a10移动至待加工位置；

2)刀具校正

全过程人工操作，将所述刀具a10由所述上放刀单元a3上取下放置在所述刀具校调芯轴a4上，更换该刀具a10的刀片，将所述吸附磁力表a8吸附固定在所述本体a1的上平面上，表头对上所述刀片的刀尖，转动所述刀具a10，测出各刀片的高低差，然后取一刀尖作为基准，将其余刀尖与该基准刀尖位置校平；

3)侧位存取刀

存刀——人工辅助取下所述偏心安全锁片a6，机床附件执行程序移动所述刀具a10至所述侧放刀芯轴a5，人工辅助安装所述偏心安全锁片a6，所述刀具a10置于所述侧放刀芯轴a5上；

取刀——机床附件执行程序移动到所述侧放刀芯轴a5的位置上，定向定位，人为辅助转动该刀具a10，将所述刀具a10的芯轴孔对准该机床附件的芯轴，移动所述刀具a10靠紧，安装紧固螺栓，机床附件执行程序将所述刀具a10移动至待加工位置；

4)长型刀具存取刀

存刀——机床附件执行程序，移动长型的刀具a10到所述长型刀具放置孔a9的位置，松开所述刀具a10，该刀具a10落入所述长型刀具放置孔a9中；

取刀——机床附件执行程序，移动长型的刀具a10到所述长型刀具放置孔a9的位置，夹持所述刀具a10，将所述刀具a10移动至待加工位置。

本发明实现了半自动更换刀具，每当需要更换刀具时，机床附件执行程序自动移动到换刀位置，结合人工辅助操作，完成刀具的安装和拆卸；必要时对刀具进行校调。本发明具有劳动强度低、安全系数高、生产效率高、校调换刀方便的优点，可用于大型龙铣的换刀分区，取得了明显的有益效果。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并非用来限定本发明的保护范围。本发明要求的保护范围也应包括对本发明显而易见的变换和替代方案。

Claims (6)

1.一种用于龙门铣床的换刀装置，安装于该龙门铣床的换刀分区，其特征在于：所述换刀装置包括本体、上放刀单元、刀具校调芯轴、侧放刀芯轴、工具放置架和长型刀具放置孔；所述本体为箱式框架构件，固定安装在机床台面上，上平面和侧面上设置有多个定位孔，所述上放刀单元固定设置于所述本体的上平面的定位孔内，用于放置不同的刀具，所述刀具校调芯轴固定设置于所述本体的上平面的定位孔内，用于校调所述刀具，所述侧放刀芯轴固定设置于所述本体的侧面的定位孔内，用于放置不同的刀具，所述工具放置架固定设置于所述本体的侧面，上面设有多个置放孔，用于放置不同的工具，所述长型刀具放置孔设置于所述本体的上平面，用于放置不同的长型刀具；

每个上放刀单元、侧放刀芯轴、长型刀具放置孔和工具放置架的置放孔都有固定的位置和编号，该位置的坐标和编号编入所述龙门铣床的数控子程序中；

机床附件执行程序自动移动刀具到换刀位置，结合人工辅助操作，完成刀具的半自动更换，必要时对刀具进行校调。

2.根据权利要求1所述的用于龙门铣床的换刀装置，其特征在于：所述的本体的下部固定连接有定位键，该定位键嵌入所述机床台面的定位槽内，将所述换刀装置固定安装在机床台面上。

3.根据权利要求1所述的用于龙门铣床的换刀装置，其特征在于：所述的刀具校调芯轴包括有芯轴，该芯轴经过精磨加工与所述刀具的芯轴孔配合。

4.根据权利要求1所述的用于龙门铣床的换刀装置，其特征在于：所述的侧放刀芯轴的端部连接有偏心安全锁片。

5.根据权利要求1所述的用于龙门铣床的换刀装置，其特征在于：所述的上放刀单元、刀具校调芯轴、侧放刀芯轴、工具放置架和长型刀具放置孔的数量为不止一个。

6.一种采用权利要求1所述换刀装置实现的用于龙门铣床的换刀方法，其特征在于：所述换刀方法包括如下步骤：

1)上位存取刀

存刀——机床附件执行程序将所述刀具移动至所述上放刀单元的位置，该上放刀单元的定位销进入该刀具的定位孔内，人工辅助拆卸刀盘螺栓，所述刀具座置于所述上放刀单元上；

取刀——人工辅助将校平后的刀具以刀尖向下放置在所述上放刀单元上，机床附件执行程序移动到所述上放刀单元的位置上，将所述刀具的芯轴孔对准该机床附件的芯轴，人工辅助锁紧刀盘螺栓，机床附件执行程序将所述刀具移动至待加工位置；

2)刀具校正

全过程人工操作，将所述刀具由所述上放刀单元上取下放置在所述刀具校调芯轴上，更换该刀具的刀片，将吸附磁力表吸附固定在所述本体的上平面上，表头对上所述刀片的刀尖，转动所述刀具，测出各刀片的高低差，然后取一刀尖作为基准，将其余刀尖与该基准刀尖位置校平；

3)侧位存取刀

存刀——人工辅助取下所述偏心安全锁片，机床附件执行程序移动所述刀具至所述侧放刀芯轴，人工辅助安装所述偏心安全锁片，所述刀具置于所述侧放刀芯轴上；

取刀——机床附件执行程序移动到所述侧放刀芯轴的位置上，将所述刀具的芯轴孔对准该机床附件的芯轴，人为辅助移动所述刀具靠紧并安装螺栓紧固，机床附件执行程序将所述刀具移动至待加工位置；

4)长型刀具存取刀

存刀——机床附件执行程序，移动长型的刀具到所述长型刀具放置孔的位置，松开所述刀具，该刀具落入所述长型刀具放置孔中；

取刀——机床附件执行程序，移动到所述长型刀具放置孔的位置，夹持所述刀具，将所述刀具移动至待加工位置。

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