数控机床的高效率自动化换刀工艺制造技术

本发明专利技术提供了数控机床的高效率自动化换刀工艺，其步骤在于：首先，用户推动舱门沿着安装斜面的长度方向背离床头箱滑动，使舱门由屏蔽状态切换至打开状态，将两个加工工件分别装夹于固定装夹机构与活动装夹机构的夹持端上，再将舱门由打开状态切换至屏蔽状态，处于工作就位状态的车刀进给对装夹于固定装夹机构上的加工工件进行车削；而后，当需要跟换车刀对加工工件进行切削时，旋转换刀机构驱动转动环进行转动，将处于工作就位状态的车刀切换至闲置状态并且其对应的传动块与进给驱动机构的输出端相分离，将处于闲置状态的车刀切换至工作就位状态并且其对应的传动块与进给驱动机构的输出端相结合。

High efficiency automatic tool change technology of CNC machine tool

【技术实现步骤摘要】
数控机床的高效率自动化换刀工艺
本专利技术涉及一种车床，具体涉及数控机床的高效率自动化换刀工艺。
技术介绍
车床是加工零件最常见的加工设备之一，其主要利用车刀对高速回转的工件进行切削加工处理，常用于加工工件的内外回转表面、端面和各种内外螺纹，采用相应的刀具和附件，还可进行钻孔、扩孔、攻丝和滚花等，常见的车刀包括45°外圆车刀、75°外圆车刀、90°左偏刀、90°右偏刀、镗孔刀、切断刀、螺纹车刀、成型刀等等，不同的加工类型需要跟换不同的车刀，但是目前，普通车床存在一个致命的缺点，即加工效率低，一方面原因是，当需要对加工工件进行多个类型的车削加工时，需要将主轴电机停止转动，而后转动刀架跟换不同的车刀，再启动主轴带动加工工件进行转动，费时费力，另一方面原因是，只有一个三爪卡盘对工件装夹，每次装夹只能对一个加工工件进行车削加工，需要频繁的停机开机装夹工件，大大降低了工件的加工效率，为此，本专利技术人设计一种结构巧妙、原理简单、包含两个同轴心且相对布置的三抓卡盘，能够一次性装夹两个加工工件，并且能够方便快捷的跟换不同类型的车刀对加工工件进行不同类型车削处理的斜床身卧式高效率数控车床。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种结构巧妙、原理简单、包含两个同轴心且相对布置的三抓卡盘，能够一次性装夹两个加工工件，并且能够方便快捷的跟换不同类型的车刀对加工工件进行不同类型车削处理的斜床身卧式高效率数控车床。为实现上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案如下。数控机床的高效率自动化换刀工艺，其步骤在于：（一）正常车削阶段；S1：用户推动舱门沿着安装斜面的长度方向背离床头箱滑动，使舱门由屏蔽状态切换至打开状态，将两个加工工件分别装夹于固定装夹机构与活动装夹机构的夹持端上，再将舱门由打开状态切换至屏蔽状态，处于工作就位状态的车刀进给对装夹于固定装夹机构上的加工工件进行车削；床身沿其长度方向一端面固定设置有床头箱且床头箱的高度大于床身的高度，床身的上端面设置成矩形安装斜面，安装斜面的长度方向平行于水平方向、宽度方向与水平方向构成四十五度夹角，床头箱上设置有与控制系统建立有信号连接的控制面板，安装斜面上固定罩设有与其匹配的矩形加工舱，加工舱包括沿自身宽度方向开设有矩形敞口的外壳以及与该敞口构成启闭式连接配合的舱门，外壳的敞口方向垂直于安装斜面所在平面，舱门与外壳沿平行于安装斜面的长度方向构成滑动导向配合且舱门设置成透明状，舱门设置成可相互切换至的屏蔽状态与打开状态且初始状态为屏蔽状态，舱门的外部设置有把手；所述装夹部件、车刀部件均设置于加工舱内，装夹部件包括靠近床头箱一端布置的固定装夹机构、背离床头箱一端布置的活动装夹机构，固定装夹机构与活动装夹机构的夹持端相对且同轴布置，活动装夹机构可沿着安装斜面的长度方向进行滑动，车刀部件的车削端位于固定装夹机构与活动装夹机构之间且车刀部件整体可沿着安装斜面的长度方向进行滑动，车刀部件的车削端设置有多个且沿着加工工件回转运动所在的圆周方向阵列布置，车刀部件的多个车削端分别为可拆卸装夹的不同类型的车刀且该车刀可独立进行进给车削；所述的固定装夹机构包括固定设置于床头箱内的主轴电机，主轴电机的输出轴轴向平行于安装斜面的长度方向，主轴电机输出轴上同轴固定设置于三爪卡盘一，三爪卡盘一活动穿过床头箱延伸至加工舱内，所述的主轴电机为伺服电机并且主轴电机与控制系统之间建立有信号连接；固定装夹机构在工作过程中，用户将三爪卡盘一松开，将待加工工件的一端插接于三爪卡盘一内，而后，将三抓卡盘一拧紧，当需要对该加工工件进行车削时，用户操控控制面板对控制系统发出指令，控制系统将控制主轴电机按照设定的转速进行转动，固定装夹机构带动加工工件进行高速回转运动；所述安装斜面上沿其宽度方向的中部位置开设有内沉槽且内沉槽沿安装斜面的长度方向布置并且贯穿至安装斜面沿其长度方向的端部，安装斜面沿其长度方向背离床头箱一端固定安装有支撑架，所述的活动装夹机构包括固定设置于内沉槽内的导轨一，导轨一上活动设置有导向块且导向块与导轨一沿安装斜面的长度方向构成滑动导向配合，初始状态下导向块靠近支撑架布置，导向块上固定设置有辅轴电机且辅轴电机的轴向平行于主轴电机的轴向，辅轴电机的输出轴与主轴电机的输出轴相对布置并且辅轴电机的输出轴上同轴固定设置有三爪卡盘二，所述的辅轴电机为伺服电机并且辅轴电机与控制系统之间建立有信号连接；移，所述导轨一内设置有轴向平行于安装斜面长度方向的丝杆一，丝杆一一端与床头箱转动连接配合、另一端与支撑架转动连接配合并且该端为驱动端，所述的活动装夹机构还包括与支撑架固定连接的平移电机一，平移电机一的输出轴与丝杆一同轴固定连接，平移电机一为步进电机并且平移电机一与控制系统之间建立有信号连接；活动装夹机构在工作过程中，用户将三爪卡盘二松开，将待加工工件的一端插接于三爪卡盘一内，而后，将三爪卡盘二拧紧，当需要对该加工工件进行车削时，用户操控控制面板对控制系统发出指令，控制系统将控制辅轴电机按照设定的转速进行转动，活动装夹机构带动加工工件进行高速回转运动；（二）换刀阶段；S2：当需要跟换车刀对加工工件进行切削时，旋转换刀机构驱动转动环进行转动，将处于工作就位状态的车刀切换至闲置状态并且其对应的传动块与进给驱动机构的输出端相分离，将处于闲置状态的车刀切换至工作就位状态并且其对应的传动块与进给驱动机构的输出端相结合；所述的车刀部件包括用于可拆卸安装车刀的环形刀架，刀架包括活动设置于三爪卡盘一与三爪卡盘二之间且与三爪卡盘一夹持端自定心轴线同轴布置的转动环，转动环的外圆面上固定设置有矩形凸块且两者固接为一体，凸块的长度方向沿转动环的径向布置、宽度方向平行于转动环所在圆周的切线方向，凸块设置有八个并且沿转动环所在圆周方向阵列布置，凸块靠近三爪卡盘一一端面上开设有矩形安装槽，安装槽一端贯穿至凸块的悬置端、另一端贯穿至转动环的内圆面，安装槽沿自身宽度方向的侧壁上开设有滑槽，安装槽内设置有与其匹配的矩形滑块，滑块与滑槽沿转动环的径向构成滑动导向配合，滑块沿其长度方向的一端面开设有贯穿至其另一端面的燕尾槽且燕尾槽贯穿至滑块靠近三爪卡盘一的一端面，燕尾槽沿滑块宽度方向的侧壁上活动贴合设置有楔形夹持块，夹持块与燕尾槽沿滑块的宽度方向构成滑动导向配合，两夹持块相互靠近一端面为平行于滑块长度方向的夹持平面、相互远离一端面为平行于燕尾槽侧壁的压紧斜面且初始状态下该压紧斜面与燕尾槽的侧壁相贴合，所述的车刀可拆卸装夹于两夹持平面之间且车刀的刀头延伸至转动环的内圆面内；所述滑块靠近三爪卡盘一一端面上设置有与其构成螺纹连接配合的压紧螺栓，压紧螺栓的轴向平行于转动环的轴向并且压紧螺栓与压紧斜面相对齐，压紧螺栓设置有四个并且沿滑块长度方向阵列布置，四个压缩螺栓构成了螺栓组，螺栓组设置有两个并且与夹持块一一对应布置；所述安装槽的槽底靠近转动环内圆面一端固定设置有安装凸起，滑块靠近安装槽一端面上沿着由于安装凸起相匹配的避让滑槽，滑槽由滑块沿其长度方向的中部位置贯穿至其靠近转动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.数控机床的高效率自动化换刀工艺，其步骤在于：/n（一）正常车削阶段；/nS1：用户推动舱门沿着安装斜面的长度方向背离床头箱滑动，使舱门由屏蔽状态切换至打开状态，将两个加工工件分别装夹于固定装夹机构与活动装夹机构的夹持端上，再将舱门由打开状态切换至屏蔽状态，处于工作就位状态的车刀进给对装夹于固定装夹机构上的加工工件进行车削；/n床身沿其长度方向一端面固定设置有床头箱且床头箱的高度大于床身的高度，床身的上端面设置成矩形安装斜面，安装斜面的长度方向平行于水平方向、宽度方向与水平方向构成四十五度夹角，床头箱上设置有与控制系统建立有信号连接的控制面板，安装斜面上固定罩设有与其匹配的矩形加工舱，加工舱包括沿自身宽度方向开设有矩形敞口的外壳以及与该敞口构成启闭式连接配合的舱门，外壳的敞口方向垂直于安装斜面所在平面，舱门与外壳沿平行于安装斜面的长度方向构成滑动导向配合且舱门设置成透明状，舱门设置成可相互切换至的屏蔽状态与打开状态且初始状态为屏蔽状态，舱门的外部设置有把手；/n所述装夹部件、车刀部件均设置于加工舱内，装夹部件包括靠近床头箱一端布置的固定装夹机构、背离床头箱一端布置的活动装夹机构，固定装夹机构与活动装夹机构的夹持端相对且同轴布置，活动装夹机构可沿着安装斜面的长度方向进行滑动，车刀部件的车削端位于固定装夹机构与活动装夹机构之间且车刀部件整体可沿着安装斜面的长度方向进行滑动，车刀部件的车削端设置有多个且沿着加工工件回转运动所在的圆周方向阵列布置，车刀部件的多个车削端分别为可拆卸装夹的不同类型的车刀且该车刀可独立进行进给车削；/n所述的固定装夹机构包括固定设置于床头箱内的主轴电机，主轴电机的输出轴轴向平行于安装斜面的长度方向，主轴电机输出轴上同轴固定设置于三爪卡盘一，三爪卡盘一活动穿过床头箱延伸至加工舱内，所述的主轴电机为伺服电机并且主轴电机与控制系统之间建立有信号连接；/n固定装夹机构在工作过程中，用户将三爪卡盘一松开，将待加工工件的一端插接于三爪卡盘一内，而后，将三抓卡盘一拧紧，当需要对该加工工件进行车削时，用户操控控制面板对控制系统发出指令，控制系统将控制主轴电机按照设定的转速进行转动，固定装夹机构带动加工工件进行高速回转运动；/n所述安装斜面上沿其宽度方向的中部位置开设有内沉槽且内沉槽沿安装斜面的长度方向布置并且贯穿至安装斜面沿其长度方向的端部，安装斜面沿其长度方向背离床头箱一端固定安装有支撑架，所述的活动装夹机构包括固定设置于内沉槽内的导轨一，导轨一上活动设置有导向块且导向块与导轨一沿安装斜面的长度方向构成滑动导向配合，初始状态下导向块靠近支撑架布置，导向块上固定设置有辅轴电机且辅轴电机的轴向平行于主轴电机的轴向，辅轴电机的输出轴与主轴电机的输出轴相对布置并且辅轴电机的输出轴上同轴固定设置有三爪卡盘二，所述的辅轴电机为伺服电机并且辅轴电机与控制系统之间建立有信号连接；/n移，所述导轨一内设置有轴向平行于安装斜面长度方向的丝杆一，丝杆一一端与床头箱转动连接配合、另一端与支撑架转动连接配合并且该端为驱动端，所述的活动装夹机构还包括与支撑架固定连接的平移电机一，平移电机一的输出轴与丝杆一同轴固定连接，平移电机一为步进电机并且平移电机一与控制系统之间建立有信号连接；/n活动装夹机构在工作过程中，用户将三爪卡盘二松开，将待加工工件的一端插接于三爪卡盘一内，而后，将三爪卡盘二拧紧，当需要对该加工工件进行车削时，用户操控控制面板对控制系统发出指令，控制系统将控制辅轴电机按照设定的转速进行转动，活动装夹机构带动加工工件进行高速回转运动；/n（二）换刀阶段；/nS2：当需要跟换车刀对加工工件进行切削时，旋转换刀机构驱动转动环进行转动，将处于工作就位状态的车刀切换至闲置状态并且其对应的传动块与进给驱动机构的输出端相分离，将处于闲置状态的车刀切换至工作就位状态并且其对应的传动块与进给驱动机构的输出端相结合；/n所述的车刀部件包括用于可拆卸安装车刀的环形刀架，刀架包括活动设置于三爪卡盘一与三爪卡盘二之间且与三爪卡盘一夹持端自定心轴线同轴布置的转动环，转动环的外圆面上固定设置有矩形凸块且两者固接为一体，凸块的长度方向沿转动环的径向布置、宽度方向平行于转动环所在圆周的切线方向，凸块设置有八个并且沿转动环所在圆周方向阵列布置，凸块靠近三爪卡盘一一端面上开设有矩形安装槽，安装槽一端贯穿至凸块的悬置端、另一端贯穿至转动环的内圆面，安装槽沿自身宽度方向的侧壁上开设有滑槽，安装槽内设置有与其匹配的矩形滑块，滑块与滑槽沿转动环的径向构成滑动导向配合，滑块沿其长度方向的一端面开设有贯穿至其另一端面的燕尾槽且燕尾槽贯穿至滑块靠近三爪卡盘一的一端面，燕尾槽沿滑块宽度方向的侧壁上活动贴合设置有楔形夹持块，夹持块与燕尾槽沿滑块的宽度方向构成滑动导向配合，两夹持块相互靠近一...

【技术特征摘要】
1.数控机床的高效率自动化换刀工艺，其步骤在于：
（一）正常车削阶段；
S1：用户推动舱门沿着安装斜面的长度方向背离床头箱滑动，使舱门由屏蔽状态切换至打开状态，将两个加工工件分别装夹于固定装夹机构与活动装夹机构的夹持端上，再将舱门由打开状态切换至屏蔽状态，处于工作就位状态的车刀进给对装夹于固定装夹机构上的加工工件进行车削；
床身沿其长度方向一端面固定设置有床头箱且床头箱的高度大于床身的高度，床身的上端面设置成矩形安装斜面，安装斜面的长度方向平行于水平方向、宽度方向与水平方向构成四十五度夹角，床头箱上设置有与控制系统建立有信号连接的控制面板，安装斜面上固定罩设有与其匹配的矩形加工舱，加工舱包括沿自身宽度方向开设有矩形敞口的外壳以及与该敞口构成启闭式连接配合的舱门，外壳的敞口方向垂直于安装斜面所在平面，舱门与外壳沿平行于安装斜面的长度方向构成滑动导向配合且舱门设置成透明状，舱门设置成可相互切换至的屏蔽状态与打开状态且初始状态为屏蔽状态，舱门的外部设置有把手；
所述装夹部件、车刀部件均设置于加工舱内，装夹部件包括靠近床头箱一端布置的固定装夹机构、背离床头箱一端布置的活动装夹机构，固定装夹机构与活动装夹机构的夹持端相对且同轴布置，活动装夹机构可沿着安装斜面的长度方向进行滑动，车刀部件的车削端位于固定装夹机构与活动装夹机构之间且车刀部件整体可沿着安装斜面的长度方向进行滑动，车刀部件的车削端设置有多个且沿着加工工件回转运动所在的圆周方向阵列布置，车刀部件的多个车削端分别为可拆卸装夹的不同类型的车刀且该车刀可独立进行进给车削；
所述的固定装夹机构包括固定设置于床头箱内的主轴电机，主轴电机的输出轴轴向平行于安装斜面的长度方向，主轴电机输出轴上同轴固定设置于三爪卡盘一，三爪卡盘一活动穿过床头箱延伸至加工舱内，所述的主轴电机为伺服电机并且主轴电机与控制系统之间建立有信号连接；
固定装夹机构在工作过程中，用户将三爪卡盘一松开，将待加工工件的一端插接于三爪卡盘一内，而后，将三抓卡盘一拧紧，当需要对该加工工件进行车削时，用户操控控制面板对控制系统发出指令，控制系统将控制主轴电机按照设定的转速进行转动，固定装夹机构带动加工工件进行高速回转运动；
所述安装斜面上沿其宽度方向的中部位置开设有内沉槽且内沉槽沿安装斜面的长度方向布置并且贯穿至安装斜面沿其长度方向的端部，安装斜面沿其长度方向背离床头箱一端固定安装有支撑架，所述的活动装夹机构包括固定设置于内沉槽内的导轨一，导轨一上活动设置有导向块且导向块与导轨一沿安装斜面的长度方向构成滑动导向配合，初始状态下导向块靠近支撑架布置，导向块上固定设置有辅轴电机且辅轴电机的轴向平行于主轴电机的轴向，辅轴电机的输出轴与主轴电机的输出轴相对布置并且辅轴电机的输出轴上同轴固定设置有三爪卡盘二，所述的辅轴电机为伺服电机并且辅轴电机与控制系统之间建立有信号连接；
移，所述导轨一内设置有轴向平行于安装斜面长度方向的丝杆一，丝杆一一端与床头箱转动连接配合、另一端与支撑架转动连接配合并且该端为驱动端，所述的活动装夹机构还包括与支撑架固定连接的平移电机一，平移电机一的输出轴与丝杆一同轴固定连接，平移电机一为步进电机并且平移电机一与控制系统之间建立有信号连接；
活动装夹机构在工作过程中，用户将三爪卡盘二松开，将待加工工件的一端插接于三爪卡盘一内，而后，将三爪卡盘二拧紧，当需要对该加工工件进行车削时，用户操控控制面板对控制系统发出指令，控制系统将控制辅轴电机按照设定的转速进行转动，活动装夹机构带动加工工件进行高速回转运动；
（二）换刀阶段；
S2：当需要跟换车刀对加工工件进行切削时，旋转换刀机构驱动转动环进行转动，将处于工作就位状态的车刀切换至闲置状态并且其对应的传动块与进给驱动机构的输出端相分离，将处于闲置状态的车刀切换至工作就位状态并且其对应的传动块与进给驱动机构的输出端相结合；
所述的车刀部件包括用于可拆卸安装车刀的环形刀架，刀架包括活动设置于三爪卡盘一与三爪卡盘二之间且与三爪卡盘一夹持端自定心轴线同轴布置的转动环，转动环的外圆面上固定设置有矩形凸块且两者固接为一体，凸块的长度方向沿转动环的径向布置、宽度方向平行于转动环所在圆周的切线方向，凸块设置有八个并且沿转动环所在圆周方向阵列布置，凸块靠近三爪卡盘一一端面上开设有矩形安装槽，安装槽一端贯穿至凸块的悬置端、另一端贯穿至转动环的内圆面，安装槽沿自身宽度方向的侧壁上开设有滑槽，安装槽内设置有与其匹配的矩形滑块，滑块与滑槽沿转动环的径向构成滑动导向配合，滑块沿其长度方向的一端面开设有贯穿至其另一端面的燕尾槽且燕尾槽贯穿至滑块靠近三爪卡盘一的一端面，燕尾槽沿滑块宽度方向的侧壁上活动贴合设置有楔形夹持块，夹持块与燕尾槽沿滑块的宽度方向构成滑动导向配合，两夹持块相互靠近一端面为平行于滑块长度方向的夹持平面、相互远离一端面为平行于燕尾槽侧壁的压紧斜面且初始状态下该压紧斜面与燕尾槽的侧壁相贴合，所述的车刀可拆卸装夹于两夹持平面之间且车刀的刀头延伸至转动环的内圆面内；
所述滑块靠近三爪卡盘一一端面上设置有与其构成螺纹连接配合的压紧螺栓，压紧螺栓的轴向平行于转动环的轴向并且压紧螺栓与压紧斜面相对齐，压紧螺栓设置有四个并且沿滑块长度方向阵列布置，四个压缩螺栓构成了螺栓组，螺栓组设置有两个并且与夹持块一一对应布置；
所述安装槽的槽底靠近转动环内圆面一端固定设置有安装凸起，滑块靠近安装槽一端面上沿着由于安装凸起相匹配的避让滑槽，滑槽由滑块...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆永柱，张红梅，
申请(专利权)人：六安丰恺尼机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34