CN114227374B - 一种轴加工对刀装置及轴加工机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴加工对刀装置及轴加工机床，所述轴加工对刀装置包括固定板、基板、伸缩气缸和探测组件；所述伸缩气缸固定在所述基板上，所述伸缩气缸的输出轴连接所述探测组件；所述基板上设置有第一连接块和第二连接块，所述第一连接块和所述第二连接块之间形成一个容纳槽，所述伸缩气缸与所述容纳槽配合连接；所述固定板的一端固定在所述基板上，所述固定板与所述基板之间形成有夹角α，所述α的约束条件为：0°<α<90°。所述对刀装置固定在刀塔上，所述对刀装置设置有传感器，能够实现自动对刀，减少人工对刀的失误率，提高生产效率。所述对刀装置与刀塔之间设置夹角，可以满足不同对刀点的对刀操作，具有很好的通用性，减少生产成本。

Description

一种轴加工对刀装置及轴加工机床

技术领域

本发明主要涉及机械加工设备领域，具体涉及一种轴加工对刀装置及轴加工机床。

背景技术

在轴加工过程中，为了确保加工的准确性，需要进行对刀操作来调整刀具的起始坐标。目前的加工生产过程中，一般采用手动对刀，需要操作人员手动调整刀具对工件进行试切对刀，人力成本高，失误率高，加工生产效率低下。

目前的对刀仪结构复杂，针对不同的对刀点需要更换不同的对刀装置，通用性不高，生产成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种轴加工对刀装置及轴加工机床，所述对刀装置固定在刀塔上，设置有伸缩气缸和传感器，能够自动对刀，所述对刀装置与刀塔之间设置有夹角，能够适应不同的对刀需求。

本发明提供了一种轴加工对刀装置，所述轴加工对刀装置包括固定板、基板、伸缩气缸和探测组件；

所述伸缩气缸固定在所述基板上，所述伸缩气缸的输出轴连接所述探测组件；

所述基板上设置有第一连接块和第二连接块，所述第一连接块和所述第二连接块之间形成一个容纳槽，所述伸缩气缸与所述容纳槽配合连接；

所述固定板的一端固定在所述基板上，所述固定板与所述基板之间形成有夹角α，所述α的约束条件为：0°<α<90°。所述轴加工对刀装置还包括第一导杆和第二导杆，所述基板上固定有第一连接块和第二连接块；

所述第一连接块套接在所述第一导杆上，所述第二连接块套接在所述第二导杆上。

所述第一导杆的一端固定在所述探测组件的一端上，所述第二导杆的一端固定在所述探测组件的另一端上。

所述第一导杆的另一端与所述第二导杆的另一端通过连接板连接固定，所述连接板为U型板。

所述基板上设置有第一导槽和第二导槽，所述第一连接板固定在所述第一导槽上，所述第二连接板固定在所述第二导槽上。

所述探测组件包括探测头和连接盒，所述探测头的一端固定在所述连接盒上，所述探测头的另一端为球体结构。

所述连接盒内靠近所述伸缩气缸的一端设置有第一安装孔和第二安装孔，所述第一导杆的一端固定在所述第一安装孔上，所述第二导杆的一端固定在所述第二安装孔上；

所述连接盒内设置有传感器安装槽，所述传感器安装槽内安装有传感器。

本发明还提供了一种轴加工机床，所述轴加工机床包括刀塔，所述刀塔上固定有所述轴加工对刀装置。

所述轴加工机床还包括夹持装置和驱动装置，所述夹持装置包括左夹部和右夹部，所述左夹部设置在所述机床的一端，所述右夹部设置在所述机床的另一端。

所述驱动装置包括夹具连接部，所述左夹部固定在所述夹具连接部上。

本发明提供了一种轴加工对刀装置及轴加工机床，所述轴加工对刀装置固定在刀塔上，所述对刀装置设置有传感器，能够实现自动对刀，减少人工对刀的失误率，提高生产效率。所述对刀装置与刀塔之间设置夹角，可以满足不同对刀点的对刀操作，具有很好的通用性，减少生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例中轴精加工机床结构示意图；

图2是本发明实施例中夹持装置结构示意图；

图3是本发明实施例中左顶尖结构示意图；

图4是本发明实施例中对刀装置结构示意图；

图5是本发明实施例中连接盒内部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例中轴精加工机床结构示意图，所述轴精加工机床包括夹持装置1、刀塔2、对刀装置3、驱动装置4和工件5，所述驱动装置4设置在所述夹持装置1的一端，与所述夹持装置1配合连接，所述刀塔2设置在所述夹持装置1的上方，所述对刀装置3固定在所述刀塔2的右上方位置。所述夹持装置1用以夹持工件5，所述驱动装置4驱动所述工件5转动，所述对刀装置3用以实现所述刀塔2的自动对刀操作。

具体的，图2示出了本发明实施例中夹持装置结构示意图，所述夹持装置1包括左夹部11、右夹部12和弹性夹盘13，所述弹性夹盘13固定在所述左夹部11上，所述左夹部11设置在所述机床的一端，且所述左夹部11与所述驱动装置4连接固定，所述右夹部12设置在所述机床的另一端，所述左夹部11和所述右夹部12用以夹持所述工件5。

进一步的，所述左夹部11内设置有左顶尖111，所述左顶尖111为锥形结构，与所述工件5的一端中心孔配合相接，所述右夹部12内设置有右顶尖121，所述右顶尖121为锥形结构，与所述工件5的另一端中心孔配合相接。所述左顶尖111和所述右顶尖121用以所述工件5的对心定位，确保所述工件5能够在所述夹持装置1保持水平位置，确保加工准确性。

具体的，所述左夹部11开设有第一配合槽112，所述左顶尖111固定在所述第一配合槽112内，所述工件5的一端自所述第一配合槽112的槽口伸进所述左夹部11内，与所述左顶尖111配合相接，所述右夹部12上开设有第二配合槽122，所述右顶尖121固定在所述第二配合槽122内，所述工件5的另一端自所述第二配合槽122的槽孔伸进所述右夹部12内，并与所述右顶尖121配合连接。

进一步的，所述左顶尖111上设置有第一弹簧组113，所述右顶尖121上连接有第二弹簧组123，所述第一弹簧组113一端固定在所述左夹部11内，所述第一弹簧组113的另一端与所述左顶尖111相接。所述第二弹簧组123的一端固定在所述右夹部12内，所述第二弹簧组123的另一端与所述右顶尖121相接。所述第一弹簧组113和所述第二弹簧组123在夹持所述工件5时起缓冲作用，在所述第一弹簧组113和所述第二弹簧组123的作用下，所述夹持装置1能够提高所述工件5的夹持稳定性，确保所述工件5处于准确的加工位置上。

可选的，所述第一弹簧组113和所述第二弹簧组123包括若干个弹簧，所述若干个弹簧的数量可以为2个，或者3个，或者4个，或者5个等等。

具体的，图3示出了本发明实施例中左顶尖结构示意图，所述第一配合槽112内还设置有顶尖盖114，所述顶尖盖114覆盖在所述左顶尖111上，用以保护和支撑所述左顶尖111，所述左顶尖111自所述顶尖盖114伸出与所述工件5相接。

所述左顶尖111为圆锥体结构，在装夹工件的过程中，所述左顶尖111受到工件的挤压往所述驱动装置4的方向移动，所述左顶尖111与所述顶尖盖114相接的面积少，可以减少所述活动顶尖和所述顶尖盖114之间的摩擦，在夹持工件时，所述左顶尖111在所述第一弹簧组113的作用下顶在所述工件的中心孔上，所述左顶尖111与所述顶尖盖114在所述第一弹簧组113的作用下紧密配合，保证夹持稳定性。

具体的，所述顶尖盖114内设置有润滑脂，在每次装夹工件时，所述左顶尖111和所述顶尖盖114之间存在相对移动状态，在夹持工件时，所述左顶尖111和所述顶尖盖114之间紧密贴合，所述润滑脂减少所述左顶尖111和所述顶尖盖114之间的摩擦，保证所述左顶尖111的使用寿命。

进一步的，所述润滑脂可以选用钠基润滑脂，也可以选用钙钠润滑脂。

进一步的，所述右顶尖121具有与所述左顶尖111相同的结构特征和功能作用，具体可以参考所述左顶尖111的结构特征和功能作用，这里不再一一赘述。

具体的，所述左夹部11上固定有所述弹性夹盘13，所述弹性夹盘13用以夹持所述工件5，所述弹性夹盘13为圆盘结构，所述弹性夹盘13设置有若干个夹爪，所述若干个夹爪能够使得所述弹性夹盘13在夹持所述工件5时均匀受力，保证夹持的稳定性，同时保证所述夹持装置1的使用寿命。

进一步的，所述弹性夹盘13上的若干个夹爪数量不少于6个，即所述若干个夹爪的数量可以为6个，或者7个，或者8个，或者9个等等。

具体的，所述驱动装置4固定在所述机床的一端，所述驱动装置4内开设有容纳腔43，所述容纳腔43内容纳有驱动电机41和夹具连接部42，所述驱动电机41的输出轴与所述夹具连接部42连接固定，所述夹具连接部42与所述容纳腔43配合的位置上设置有滚动轴承44，所述滚动轴承44确保所述驱动电机41能够带动所述夹具连接部42转动，所述夹具连接部42内开设有安装槽421，所述左夹部11固定在所述安装槽421内，所述左夹部11可以随所述夹具连接部42转动。

具体的，将所述工件5夹持在所述夹持装置1上，通过所述驱动装置4驱动转动，配合所述刀塔2进行精加工。

具体的，图4示出了本发明实施例中对刀装置结构示意图，所述对刀装置3包括固定板31、伸缩气缸32、基座33和探测组件34，所述基座33固定有第一连接块331和第二连接块332，所述伸缩气缸32固定在所述基板33上，所述基板33承载所述伸缩气缸32，所述伸缩气缸32的输出轴与所述探测组件34的中部位置连接固定，所述探测组件34在所述伸缩气缸32的作用下做伸缩运动。

进一步的，所述第一连接块331和所述第二连接块332之间设置有容纳槽，所述伸缩气缸32与所述容纳槽配合连接，所述容纳槽用以限制所述伸缩气缸32的位置，便于所述伸缩气缸32的安装固定。

具体的，所述探测组件34的两端分别连接有第一导杆341和第二导杆342，所述第一导杆341的一端固定在所述探测组件34的一端上，所述第二导杆342的一端固定在所述探测组件34的另一端上，所述第一导杆341和所述第二导杆342的另一端通过连接板35相互连接，所述连接板35将所述第一导杆341和所述第二导杆342连接固定，便于伸缩移动。

进一步的，所述连接板35为U型结构，所述U型结构能够使得所述探测组件34在伸缩运动过程中，避免与所述伸缩气缸32发生干涉的情况。所连接板35能够满足所述探测组件34的伸缩运动需要，同时减少所述对刀装置3的规格大小，使得所述伸缩气缸32固定在所述基座33上，并不影响所述对刀装置3的运作，结构简单，占用空间小。

具体的，所述第一导杆341穿过所述第一连接块331，所述第二导杆342穿过所述第二连接块332，所述第一连接块331和所述第二连接块332用以限定所述第一导杆341和所述第二导杆342的位置，同时，所述探测组件34基于所述第一导杆341和所述第二导杆342与所述第一连接块331和所述第二连接块332的连接配合固定在所述基座33上。

具体的，所述探测组件34包括连接盒343和探测头344，所述连接盒343上设置有传感器36，所述探测组件34基于所述传感器36记录所述第一导杆341和所述第二导杆342的位移数据，将所述位移数据反馈到机床控制系统上，所述机床的控制系统基于所述位移数据进行刀具位置的调整，完成对刀操作。

具体的，图5示出了本发明实施例中连接盒内部结构示意图，所述连接盒343靠近所述伸缩气缸32的一侧端面上设置有第一安装孔3431和第二安装孔3432，所述第一安装孔3431和所述第二安装孔3432之间设置有连接孔3433，所述第一导杆341的一端固定在所述第一安装孔3431上，所述第二导杆342的一端固定在所述第二安装孔3432上，所述伸缩气缸32的输出轴与所述连接孔3433配合连接。

进一步的，所述连接盒343靠近所述探测头344的一端侧面上设置有探测头连接槽3434，所述探测头连接槽3434用以连接所述探测头344。

具体的，所述连接盒343内设置有传感器安装槽3435，所述传感器36安装在所述传感器安装槽3435内，所述传感器36为激光位移传感器，所述连接盒34靠近所述伸缩气缸32的一端侧面上开设有输出孔，所述传感器36能够通过所述输出孔向外发射激光脉冲。

具体的，所述传感器36通过所述输出孔向所述伸缩气缸32发射红色激光，所述红色激光接触到所述伸缩气缸32的表面并发射回来所述传感器36上，所述传感器36通过反射回来的激光脉冲，计算所述第一导杆341和所述第二导杆342的位移距离，并将计算结果数据发送到所述数控机床的控制系统中，所述机床的控制系统通过所述位移数据，结合相关数据信息进行分析计算，确定所述刀塔2的加工起始坐标。

进一步的，所述探测头344的一端固定在所述连接盒343上，所述探测头344的另一端自所述连接盒343伸出，所述探测头344的另一端为球状结构，用以接触所述工件5。所述探测头344的球状结构能够确保所述探测头344在接触所述工件5为点接触，能够保证测量的准确性，减少测量误差。

进一步的，所述基座33上设置有第一导槽333和第二导槽334，所述第一连接块331固定在所述第一导槽333上，所述第二连接块332固定在所述第二导槽334上，所述第一导槽333和所述第二导槽334便于所述第一连接块331和所述第二连接块332的位置调整，所述对刀装置3可以根据所述工件5的规格和对刀点的不同情况，进行调整，通过调整所述第一连接块331在所述第一导槽333的位置，以及调整所述第二连接块332在所述第二导槽334上的位置，调整所述探测组件34的伸缩距离，可以减少所述伸缩气缸32的工作负担，减少功耗。

具体的，所述固定板31的一端固定在所述基座33上，所述固定板31的另一端固定在所述刀塔2上，所述固定板31上设置有第三导槽311和第四导槽312，所述第一导槽311和所述第二导槽312与所述刀塔2连接固定，根据所述刀塔2的规格和尺寸不同，所述固定板31可以通过所述第三导槽311和所述第四导槽312适应固定在不同规格的刀塔2上，具有很好的通用性。

进一步的，所述固定板31与所述基座33之间相距有预设角度α，所述预设角度α的约束关系为0°<α<90°，所述预设角度基于所述工件5以及所述刀塔2的位置关系调整，所述固定板31固定在所述刀塔2的时候，所述对刀装置3与所述刀塔2的轴向方向形成夹角，所述对刀装置3能够以所述工件5上的阶梯面为对刀点，或者以所述工件5的圆周侧面为对刀点，实现所述轴精加工的Z轴和X轴向的坐标确定，从而满足所述加工机床对所述工件5圆周表面的车削加工，或者所述工件5阶梯面的车削加工，或者所述工件5的镗孔加工等。

进一步的，所述对刀装置3的材质为铝材质、也可以为钨钢材质，结构简单，质量轻，保证所述探测组件34的接触寿命。

具体的，所述探测组件34通过设置所述传感器36，记录所述第一导杆341和所述第二导杆342的移动位置，所述探测组件34的重复定位精度范围为-1um到+1um之间，满足所述工件5的精加工需求。

具体的，使用所述机床对所述工件5进行精加工时，使用所述夹持装置1夹持所述工件5，通过所述弹性夹盘13夹紧所述工件5，通过所述左顶尖111和所述右顶尖121抵住所述工件5的两端，保证所述工件5转动时，轴线方向保持水平，减少中心跳动。所述机床的控制系统控制所述刀塔2移动，所述对刀装置3随所述刀塔2向工件移动，当所述刀塔2接近所述工件5时，所述对刀装置3上的探测组件34基于所述伸缩气缸32的伸缩运动接触所述工件5，记录所述对刀装置3上第一导杆341和所述第二导杆342的移动位置数据，并将所述数据反馈到所述机床的控制系统上，所述机床的控制系统通过所述数据进行分析计算，调整所述刀塔2的位置，使得所述刀塔2处于加工程序的起点位置。

进一步的，所述机床的控制系统通过所述驱动装置4驱动所述夹具连接部42转动，所述夹具连接部42带动所述工件5进行转动。所述刀塔2在所述机床的控制系统调控下，开始进行所述工件5的精加工操作。

本发明实施例提供了一种轴加工对刀装置及轴加工机床，所述机床通过设置轴加工对刀装置，实现机床的自动对刀操作，避免了传统人工对刀的失误，操作简单，提高了生产效率，保证了生产质量。所述对刀装置3与所述刀塔2之间形成有夹角，可以适应不同的对刀点，具有很好的通用性。

另外，以上对本发明实施例所提供的一种轴加工对刀装置及轴加工机床进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种轴加工对刀装置，其特征在于，所述轴加工对刀装置包括固定板、基板、伸缩气缸、探测组件、第一导杆和第二导杆，所述基板上固定有第一连接块和第二连接块；

所述第一连接块套接在所述第一导杆上，所述第二连接块套接在所述第二导杆上；

所述伸缩气缸固定在所述基板上，所述伸缩气缸的输出轴连接所述探测组件；

所述基板上设置有第一连接块和第二连接块，所述第一连接块和所述第二连接块之间形成一个容纳槽，所述伸缩气缸与所述容纳槽配合连接；

所述固定板的一端固定在所述基板上，所述固定板与所述基板之间形成有夹角α，所述α的约束条件为：0°<α<90°；

所述探测组件包括探测头和连接盒，所述探测头的一端固定在所述连接盒上，所述探测头的另一端为球体结构；

所述连接盒内靠近所述伸缩气缸的一端设置有第一安装孔和第二安装孔，所述第一导杆的一端固定在所述第一安装孔上，所述第二导杆的一端固定在所述第二安装孔上；

所述连接盒内设置有传感器安装槽，所述传感器安装槽内安装有传感器，所述传感器为激光位移传感器，所述连接盒靠近所述伸缩气缸的一端侧面上开设有输出孔，所述传感器通过所述输出孔向外发射激光脉冲。

2.如权利要求1所述的轴加工对刀装置，其特征在于，所述第一导杆的一端固定在所述探测组件的一端上，所述第二导杆的一端固定在所述探测组件的另一端上。

3.如权利要求2所述的轴加工对刀装置，其特征在于，所述第一导杆的另一端与所述第二导杆的另一端通过连接板连接固定，所述连接板为U型板。

4.如权利要求1所述的轴加工对刀装置，其特征在于，所述基板上设置有第一导槽和第二导槽，所述第一连接块固定在所述第一导槽上，所述第二连接块固定在所述第二导槽上。

5.一种轴加工机床，其特征在于，所述轴加工机床包括刀塔，所述刀塔上固定有如权利要求1至4任一所述的轴加工对刀装置。

6.如权利要求5所述的轴加工机床，其特征在于，所述轴加工机床还包括夹持装置和驱动装置，所述夹持装置包括左夹部和右夹部，所述左夹部设置在所述机床的一端，所述右夹部设置在所述机床的另一端。

7.如权利要求6所述的轴加工机床，其特征在于，所述驱动装置包括夹具连接部，所述左夹部固定在所述夹具连接部上。