一种五轴加工中心取刀结构的制作方法

本发明涉及金属加工机床，尤其涉及一种五轴加工中心取刀结构。

背景技术：

1、五轴加工中心是一种高精度的数控机床，主要用于加工复杂曲面。它包含五个轴，通常是x、y、z三个移动轴加上任意两个旋转轴(a、c)。这种机床在航空、航天、军事、科研、精密器械和高精医疗设备等行业具有非常重要的应用。取刀结构是五轴加工中心的关键组成部分。取刀结构使得加工中心能够通过刀库安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现多种加工功能，然而现有的刀库多为链式结构，传动速度慢，导致换刀耗时时间较长，进而影响加工效率。

2、现有技术中授权公告号为cn115555894b的中国专利，公开了智能加工中心，包括机床本体、加工台、主轴和刀库，所述刀库内部同一轴线上安装有可以转动的换刀机构和刀盘，且刀盘的外边缘固定有若干个刀具夹持机构，所述刀具夹持机构包括有固定架和对称分布在固定架内部的夹棒，该夹棒的两端对称连接有卷杆，且卷杆之间通过牵引绳进行连接，并且牵引绳可缠绕在卷杆外表面；所述夹棒包括有外筒、贯穿外筒内部并与卷杆相固定的芯杆、套接在外筒外表面的防滑套以及连接在外筒与芯杆之间的若干个弹簧二；所述固定架的内壁对称安装有滑轨，且滑轨的两端均安装有弹簧一，所述卷杆与芯杆通过螺栓进行连接，且卷杆远离芯杆的一端安装有轴承，并且轴承的外侧安装有限位滑块，该限位滑块可在滑轨内部滑动；所述固定架与刀盘之间通过安装板进行连接，且固定架的外部两侧对称安装有调节结构；所述调节结构包括有贯穿固定架的螺杆，该螺杆伸出固定架的一端外侧螺纹套接有螺母，且螺杆伸入固定架的一端安装有绕杆，并且绕杆与牵引绳的中间相固定。

3、上述智能加工中心公开的刀具夹持机构，通过牵引绳实现对刀具的夹持和松开，然而，牵引绳在长时间使用后容易松弛，当牵引绳松弛后需要通过调节机构手动进行调整，但加工中心运行的过程中，使用者难以判断牵引绳是否有问题，若牵引绳在刀库运行过程中松开，则可能会导致刀具掉落，使刀头崩坏，造成不必要的损失；故而需要针对上述问题对装置进行改进。

技术实现思路

1、本申请实施例通过提供一种五轴加工中心取刀结构，解决了现有技术的加工中心的刀库运行时，刀具的夹持可能存在无法及时校准，导致刀具容易损坏的技术问题，实现了能够增强夹持机构稳定性，为夹持刀具提供双重保障，降低刀具损坏风险的技术效果。

2、本申请实施例提供了一种五轴加工中心取刀结构，包括底座、主体、加工台、主轴和刀库，所述刀库中转动连接有换刀机构和刀盘，刀盘外边缘固定有多个与换刀机构相配合的夹持机构，所述夹持机构包括固定于刀盘上的安装板和转动连接于安装板上的固定架，所述固定架为远离安装板一侧开口的方形盒体，固定架上设置有夹棒、前盖、密封板、输气管、弹性件、限位滑块、牵引绳和调节结构；所述夹棒有两个，对称设置于固定架内部两侧，夹棒两端通过限位滑块滑动连接于固定架内，所述限位滑块通过弹性件连接于固定架内侧壁，所述牵引绳有两个，牵引绳垂直于夹棒的长度方向；

3、所述前盖有两个，两个前盖均为矩形板，分别固定于固定架两侧，并且前盖的长度方向两端分别遮罩一个限位滑块和弹性件，所述前盖的长度方向与牵引绳长度方向同向，所述密封板有四个，四个密封板的长度方向均垂直于夹棒，四个所述密封板与四个限位滑块一一对应，所述密封板、限位滑块、固定架和前盖四者之间形成密闭腔体，所述弹性件位于该腔体内，所述输气管有四个，四个输气管的一端分别连通于四个弹性件对应的密闭腔体中，另一端汇聚并连通有气泵。

4、优选的，所述夹棒整体为圆柱状，所述限位滑块与弹性件的组合有四个，分别对应于两个夹棒的端部，所述限位滑块与夹棒之间通过卷杆固定连接，牵引绳两端分别固定于位置相对的两个卷杆上；每个牵引绳中部均固定有一个调节机构，所述调节机构固定于固定架两侧，用于调整牵引绳的长度；所述前盖边缘远离夹棒处与固定架开口边缘固定连接，所述密封板滑动贯穿于固定架侧壁，密封板边缘与固定架及前盖之间动密封配合，密封板靠近固定架内部的一端固定连接于限位滑块，限位滑块与固定架和前盖三者之间滑动连接，三者动密封配合。

5、优选的，两个所述夹棒相对的一面均开设有夹持槽，所述夹持槽的长度与夹棒的长度相适应，两个所述夹持槽相互靠近的一侧设有开口。

6、优选的，夹持槽开口处覆盖固定有适形层，适形层将夹持槽开口封闭；所述适形层为弹性橡胶材质，所述限位滑块内开设有通气道。

7、优选的，所述通气道一端开口朝向弹性件，另一端开口朝向夹持槽内，所述输气管的管径大于通气道的管径；当刀柄进入夹棒之间时，在牵引绳的拉动下，两个夹棒对刀柄进行初步定位，输气管向固定架内输送气体后，限位滑块在气体推动下滑动，同时，气体进入夹持槽使适形层在气体压力下向刀柄方向膨胀，从而使适形层贴合刀柄的圆柱面。

8、优选的，所述夹持槽内还固定有增压层，所述增压层与适形层平行设置，所述增压层与适形层之间形成密闭腔体，增压层与夹持槽内壁之间另一个密闭腔体；增压层与夹持槽内壁之间腔体与通气道连通，其内部填充有气体，所述增压层与适形层之间的腔体内部填充有低熔点石蜡，所述低熔点石蜡的熔点为40摄氏度至50摄氏度，所述增压层为弹性橡胶材质。

9、优选的，所述增压层的弹性系数大于适形层的弹性系数。

10、优选的，所述适形层上固定有多个弧形夹板，多个所述弧形夹板均为竖向设置的半圆柱面形金属片，所述弧形夹板为金属材质。

11、优选的，弧形夹板的弧面中部位于适形层与增压层之间，使得所述低熔点石蜡与弧形夹板直接接触；所述弧形夹板的开口朝向刀柄；当适形层与低熔点石蜡贴合刀柄后，在夹持槽内部气压的推动下，弧形夹板的开口边缘沿刀柄向两侧扩张形变，从而利用弧形夹板的回弹力对刀柄施加压力。

12、优选的，所述弧形夹板的开口上固定有拉绳，所述拉绳为弹性绳，所述弹性绳有多个，多个弹性绳均为水平设置，且竖向排列于弧形夹板的开口，弹性绳的两端分别固定于弧形夹板水平方向的两端边缘。

13、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

14、通过设置限位滑块和密封板相配合，使密封板、限位滑块、固定架和前盖四者之间形成密闭腔体，利用输气管对腔体内部输气，并配合牵引绳进行导向，拉伸弹性件的同时，使两个夹棒相向运动，从而夹紧刀具；当刀具被取出后，气泵将气体抽出，弹性件带动夹棒复位，解决了现有技术的加工中心的刀库运行时，刀具的夹持可能存在无法及时校准，导致刀具容易损坏的技术问题，实现了能够增强夹持机构稳定性，为夹持刀具提供双重保障，降低刀具损坏风险的技术效果。

技术特征：

1.一种五轴加工中心取刀结构，包括底座(100)、主体(200)、加工台(300)、主轴(400)和刀库(500)，所述刀库(500)中转动连接有换刀机构和刀盘，刀盘外边缘固定有多个夹持机构，所述夹持机构包括固定于刀盘上的安装板(510)和转动连接于安装板(510)上的固定架(520)，所述固定架(520)为远离安装板(510)一侧开口的方形盒体，固定架(520)上设置有夹棒(700)、前盖(540)、密封板(525)、输气管(524)、弹性件(523)、限位滑块(521)、牵引绳(526)和调节结构；所述夹棒(700)有两个，对称设置于固定架(520)内部两侧，夹棒(700)两端通过限位滑块(521)滑动连接于固定架(520)内，所述限位滑块(521)通过弹性件(523)连接于固定架(520)内侧壁，所述牵引绳(526)有两个，牵引绳(526)垂直于夹棒(700)的长度方向；

2.根据权利要求1所述的五轴加工中心取刀结构，其特征在于，所述夹棒(700)整体为圆柱状，所述限位滑块(521)与弹性件(523)的组合有四个，分别对应于两个夹棒(700)的端部，所述限位滑块(521)与夹棒(700)之间通过卷杆(522)固定连接，牵引绳(526)两端分别固定于位置相对的两个卷杆(522)上；每个牵引绳(526)中部均固定有一个调节机构(530)，所述调节机构(530)固定于固定架(520)两侧，用于调整牵引绳(526)的长度；所述前盖(540)边缘远离夹棒(700)处与固定架(520)开口边缘固定连接，所述密封板(525)滑动贯穿于固定架(520)侧壁，密封板(525)边缘与固定架(520)及前盖(540)之间动密封配合，密封板(525)靠近固定架(520)内部的一端固定连接于限位滑块(521)，限位滑块(521)与固定架(520)和前盖(540)三者之间滑动连接，三者动密封配合。

3.根据权利要求2所述的五轴加工中心取刀结构，其特征在于，两个所述夹棒(700)相对的一面均开设有夹持槽(720)，两个所述夹持槽(720)相互靠近的一侧设有开口。

4.根据权利要求3所述的五轴加工中心取刀结构，其特征在于，夹持槽(720)开口处覆盖固定有适形层(721)，适形层(721)将夹持槽(720)开口封闭；所述适形层(721)为弹性橡胶材质，所述限位滑块(521)内开设有通气道(710)。

5.根据权利要求4所述的五轴加工中心取刀结构，其特征在于，所述通气道(710)一端开口朝向弹性件(523)，另一端开口朝向夹持槽(720)内，所述输气管(524)的管径大于通气道(710)的管径；当刀柄(600)进入夹棒(700)之间时，在牵引绳(526)的拉动下，两个夹棒(700)对刀柄(600)进行初步定位，输气管(524)向固定架(520)内输送气体后，限位滑块(521)在气体推动下滑动，同时，气体进入夹持槽(720)使适形层(721)在气体压力下向刀柄(600)方向膨胀，从而使适形层(721)贴合刀柄(600)的圆柱面。

6.根据权利要求5所述的五轴加工中心取刀结构，其特征在于，所述夹持槽(720)内还固定有增压层(722)，所述增压层(722)与适形层(721)平行设置，所述增压层(722)与适形层(721)之间形成密闭腔体，增压层(722)与夹持槽(720)内壁之间另一个密闭腔体；增压层(722)与夹持槽(720)内壁之间腔体与通气道(710)连通，其内部填充有气体，所述增压层(722)与适形层(721)之间的腔体内部填充有低熔点石蜡，所述低熔点石蜡的熔点为40摄氏度至50摄氏度，所述增压层(722)为弹性橡胶材质。

7.根据权利要求6所述的五轴加工中心取刀结构，其特征在于，所述增压层(722)的弹性系数大于适形层(721)的弹性系数。

8.根据权利要求7所述的五轴加工中心取刀结构，其特征在于，所述适形层(721)上固定有多个弧形夹板(730)，多个所述弧形夹板(730)均为竖向设置的半圆柱面形金属片，所述弧形夹板(730)为金属材质。

9.根据权利要求8所述的五轴加工中心取刀结构，其特征在于，弧形夹板(730)的弧面中部位于适形层(721)与增压层(722)之间，使得所述低熔点石蜡与弧形夹板(730)直接接触；所述弧形夹板(730)的开口朝向刀柄(600)；当适形层(721)与低熔点石蜡贴合刀柄(600)后，在夹持槽(720)内部气压的推动下，弧形夹板(730)的开口边缘沿刀柄(600)向两侧扩张形变，从而利用弧形夹板(730)的回弹力对刀柄(600)施加压力。

10.根据权利要求9所述的五轴加工中心取刀结构，其特征在于，所述弧形夹板(730)的开口上固定有拉绳(731)，所述拉绳(731)为弹性绳，所述弹性绳有多个，多个弹性绳均为水平设置，且竖向排列于弧形夹板(730)的开口，弹性绳的两端分别固定于弧形夹板(730)水平方向的两端边缘。

技术总结本申请公开了一种五轴加工中心取刀结构，涉及金属加工机床技术领域，包括底座、主体、加工台、主轴、气泵和刀库，刀库中转动连接有换刀机构和刀盘，刀盘外边缘固定有多个与换刀机构相配合的夹持机构，夹持机构包括固定于刀盘上的安装板和转动连接于安装板上的固定架，固定架上设置有夹棒、前盖、密封板、输气管、弹性件、限位滑块、牵引绳和调节结构；实现了能够增强夹持机构稳定性，为夹持刀具提供双重保障，降低刀具损坏风险的技术效果。技术研发人员：甘阳洲,曹政德,刘军,庄生唐受保护的技术使用者：深圳市洪昕德立科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2