切割刀具机械加工数控机床设计

摘要：所设计的一种便于更换切割刀具的机械加工用数控机床，包括工作台、电机和液压缸，工作台的内部轴承连接有转杆，转杆的外侧键连接有半齿轮，电机的输出端与转杆的下端连接。该便于更换切割刀具的机械加工用数控机床利用齿块实现切割刀具本体和调节齿轮之间的联动，并利用丝杆转动带动调节杆移动，调节棘爪和棘齿之间的位置，利用棘爪和棘齿对调节齿轮的转动进行限定，从而对切割刀具本体进行锁定，快速的实现切割刀具本体的拆卸和安装。

关键词：数控机床；切割刀具；机械加工；更换

机械加工是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等，使其成为成品或者半成品的过程，按加工方式上的差别可分为切削加工和压力加工，在进行机械加工的切削加工时常常会使用切割数控机床，利用切割数控机床快速便捷的对工件进行切割。但是，现有的机械加工用数控机床在使用的过程中仍存在不足之处，不能方便的对切割刀具进行拆卸更换，使用的便利性较低，不便于对切割刀具进行维护，且在加工过程中出现切割刀具故障时，不能快速的对刀具进行更新，影响后续的加工效率。本设计目的在于提供一种便于更换切割刀具的机械加工用数控机床，以解决以上提出的目前市场上现有的机械加工用数控机床不能方便的对切割刀具进行拆卸更换，在加工过程中出现切割刀具故障时，不能快速的对刀具进行更新的问题。

1技术设计方案

一种便于更换切割刀具的机械加工用数控机床，包括工作台、电机和液压缸，工作台的内部轴承连接有转杆，且转杆的外侧键连接有半齿轮，电机的输出端与转杆的下端连接，半齿轮的右方啮合连接有全齿轮，且全齿轮键连接在刀架下端的外侧，刀架轴承连接在工作台的上方，且刀架上方的外侧安装有安装架，安装架的内部设置有切割刀具本体。该便于更换切割刀具的机械加工用数控机床利用齿块实现切割刀具本体和调节齿轮之间的联动，并利用丝杆转动带动调节杆移动，调节棘爪和棘齿之间的位置，利用棘爪和棘齿对调节齿轮的转动进行限定，从而对切割刀具本体进行锁定，快速的实现切割刀具本体的拆卸和安装。与现有技术相比，便于更换切割刀具的机械加工用数控机床具有的优点是：（1）利用齿块实现切割刀具本体和调节齿轮之间的联动，并利用丝杆转动带动调节杆移动，调节棘爪和棘齿之间的位置，利用棘爪和棘齿对调节齿轮的转动进行限定，从而对切割刀具本体进行锁定，快速的实现切割刀具本体的拆卸和安装。（2）半齿轮转动带动全齿轮转动1/4，从而控制刀架转动1/4面，对不同方位的安装架的位置进行调节，从而对切割刀具本体进行更新，此设计不会影响数控机床的运行，且可方便的对切割刀具本体进行更换。

2实例说明

一种便于更换切割刀具的机械加工用数控机床，如图1所示：包括工作台1、转杆2、半齿轮3、电机4、全齿轮5、刀架6、调节杆7、安装架8、滑块801、压缩弹簧802、卡座803、丝杆9、齿块10、卡块11、液压缸12、切割刀具本体13、调节齿轮14、棘齿15、棘爪16、转轴17和涡旋弹簧18，工作台1的内部轴承连接有转杆2，且转杆2的外侧键连接有半齿轮3，电机4的输出端与转杆2的下端连接，半齿轮3的右方啮合连接有全齿轮5，且全齿轮5键连接在刀架6下端的外侧，刀架6轴承连接在工作台1的上方，且刀架6上方的外侧安装有安装架8，安装架8的内部设置有切割刀具本体13，且切割刀具本体13的外侧安装有齿块10，齿块10的外侧啮合连接有调节齿轮14，且调节齿轮14的内侧连接有棘齿15，棘齿15的外侧贴合设置有棘爪16，且棘爪16焊接连接在转轴17的外侧，转轴17通过涡旋弹簧18与调节杆7连接，调节杆7的内部螺纹连接有丝杆9，且丝杆9轴承连接在安装架8上，液压缸12螺栓固定在工作台1的上方，且液压缸12的下端安装有卡块11。半齿轮3和全齿轮5的大小相同，且半齿轮3的齿数是全齿轮5齿数的1/4，此设计可带动刀架6一次转动1/4面，方便快速的对安装架8的位置进行更换。刀架6与工作台1构成转动机构，且刀架6的俯剖面为圆形结构，并且刀架6的外侧等角度的分布有安装架8，此设计可稳定的控制刀架6转动，对不同方位的安装架8的位置进行调节。安装架8包括滑块801、压缩弹簧802和卡座803，且安装架8的外端固定安装有滑块801，并且滑块801的下侧连接有压缩弹簧802，同时安装架8的上侧焊接连接有卡座803，此设计可控制安装架8上下往复移动，从而控制切割刀具本体13上下往复移动，利用切割刀具本体13对工件进行切割。滑块801的俯剖面为“工”字形结构，且滑块801通过压缩弹簧802与刀架6构成弹性结构，此设计可保证安装架8稳定的竖直移动，避免安装架8与刀架6脱离连接。齿块10等间距的分布在切割刀具本体13和调节齿轮14的连接处，且调节齿轮14的中心线与调节杆7的中心线相互重合，并且调节杆7的俯剖面为“T”形结构，同时调节杆7与安装架8为滑动连接，此设计可实现切割刀具本体13和调节齿轮14之间的联动，通过锁定调节齿轮14便可锁定切割刀具本体13。

3工作原理

在使用该便于更换切割刀具的机械加工用数控机床时，首先，使用者先将图1所示的整个装置平稳的放置到工作区域内，利用数控机床对工件进行切割，若在加工过程中，切割刀具本体13出现损害需要对切割刀具本体13进行更新时，将液压缸12打开，液压缸12控制卡块11上移，解除卡块11与卡座803的连接，便可将电机4外接电源，控制电机4带动转杆2转动，转杆2带动半齿轮3转动，半齿轮3带动全齿轮5转动1/4，新的安装架8上的完整的切割刀具本体13移动到切割区，停止电机4的工作，并控制液压缸12带动卡块11下移，将卡块11卡进对应位置的卡座803内，需要对工件进行切割时，便可持续控制液压缸12带动卡块11下移，同步推动安装架8下移，结合图2所示，安装架8通过“工”字形的滑块801在刀架6内竖直移动，并对压缩弹簧802进行挤压，使得压缩弹簧802开始蓄力，而安装架8带动切割刀具本体13下移对工件进行切割，切割之后，控制液压缸12带动卡块11连同卡座803和安装架8上移，此时压缩弹簧802也同步推动安装架8上移复位，带动切割刀具本体13上移，根据上述步骤，控制切割刀具本体13上下运动对工件进行切割。而工作人员可对磨损的切割刀具本体13拆卸，根据图5所示，转动丝杆9，丝杆9带动外侧螺纹连接的调节杆7后移，调节杆7的俯剖面为“T”形结构，调节杆7后端左右两侧的凸出部分在安装架8内滑动，保证调节杆7稳定水平后移，调节杆7带动棘爪16后移，结合图4所示，解除棘爪16对棘齿15的卡合，此时便可将切割刀具本体13拉出，接着反向转动丝杆9，丝杆9带动调节杆7前移，将棘爪16复位与棘齿15卡合，此时便可将新的切割刀具本体13从下向上推入安装架8，切割刀具本体13左侧的齿块10带动啮合连接的调节齿轮14逆时针转动，调节齿轮14内侧安装的棘齿15便可拨动棘爪16通过转轴17转动，转轴17端部的涡旋弹簧18同步转动进行蓄力，使得切割刀具本体13顺利上移，安装完毕之后，同时切割刀具本体13的移动，从而停止调节齿轮14的转动，此时涡旋弹簧18带动转轴17反转复位，从而带动棘爪16反转复位，利用棘爪16对棘齿15进行锁定限位，从而稳固的完成切割刀具本体13的安装。

4结语

所设计的一种便于更换切割刀具的机械加工用数控机床利用齿块实现切割刀具本体和调节齿轮之间的联动，可以解决目前市场上现有的机械加工用数控机床不能方便的对切割刀具进行拆卸更换，在加工过程中出现切割刀具故障时，不能快速的对刀具进行更新的问题。该设计结构简单，操作方便，具有广阔的市场应用前景。

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作者:万志强 王江平 张青 刘丹 单位:安徽机电职业技术学院 机械工程学院芜湖工望机械科技有限公司