切割刀具機械加工數控機床設計
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摘要：所設計的一種便于更換切割刀具的機械加工用數控機床，包括工作臺、電機和液壓缸，工作臺的內部軸承連接有轉桿，轉桿的外側鍵連接有半齒輪，電機的輸出端與轉桿的下端連接。該便于更換切割刀具的機械加工用數控機床利用齒塊實現切割刀具本體和調節齒輪之間的聯動，并利用絲桿轉動帶動調節桿移動，調節棘爪和棘齒之間的位置，利用棘爪和棘齒對調節齒輪的轉動進行限定，從而對切割刀具本體進行鎖定，快速的實現切割刀具本體的拆卸和安裝。
關鍵詞：數控機床；切割刀具；機械加工；更換
機械加工是改變生產對象的形狀、尺寸、位置和性質等，使其成為成品或者半成品的過程，按加工方式上的差別可分為切削加工和壓力加工，在進行機械加工的切削加工時常常會使用切割數控機床，利用切割數控機床快速便捷的對工件進行切割。但是，現有的機械加工用數控機床在使用的過程中仍存在不足之處，不能方便的對切割刀具進行拆卸更換，使用的便利性較低，不便于對切割刀具進行維護，且在加工過程中出現切割刀具故障時，不能快速的對刀具進行更新，影響后續的加工效率。本設計目的在于提供一種便于更換切割刀具的機械加工用數控機床，以解決以上提出的目前市場上現有的機械加工用數控機床不能方便的對切割刀具進行拆卸更換，在加工過程中出現切割刀具故障時，不能快速的對刀具進行更新的問題。
1技術設計方案
一種便于更換切割刀具的機械加工用數控機床，包括工作臺、電機和液壓缸，工作臺的內部軸承連接有轉桿，且轉桿的外側鍵連接有半齒輪，電機的輸出端與轉桿的下端連接，半齒輪的右方嚙合連接有全齒輪，且全齒輪鍵連接在刀架下端的外側，刀架軸承連接在工作臺的上方，且刀架上方的外側安裝有安裝架，安裝架的內部設置有切割刀具本體。該便于更換切割刀具的機械加工用數控機床利用齒塊實現切割刀具本體和調節齒輪之間的聯動，并利用絲桿轉動帶動調節桿移動，調節棘爪和棘齒之間的位置，利用棘爪和棘齒對調節齒輪的轉動進行限定，從而對切割刀具本體進行鎖定，快速的實現切割刀具本體的拆卸和安裝。與現有技術相比，便于更換切割刀具的機械加工用數控機床具有的優點是：（1）利用齒塊實現切割刀具本體和調節齒輪之間的聯動，并利用絲桿轉動帶動調節桿移動，調節棘爪和棘齒之間的位置，利用棘爪和棘齒對調節齒輪的轉動進行限定，從而對切割刀具本體進行鎖定，快速的實現切割刀具本體的拆卸和安裝。（2）半齒輪轉動帶動全齒輪轉動1/4，從而控制刀架轉動1/4面，對不同方位的安裝架的位置進行調節，從而對切割刀具本體進行更新，此設計不會影響數控機床的運行，且可方便的對切割刀具本體進行更換。
2實例說明
一種便于更換切割刀具的機械加工用數控機床，如圖1所示：包括工作臺1、轉桿2、半齒輪3、電機4、全齒輪5、刀架6、調節桿7、安裝架8、滑塊801、壓縮彈簧802、卡座803、絲桿9、齒塊10、卡塊11、液壓缸12、切割刀具本體13、調節齒輪14、棘齒15、棘爪16、轉軸17和渦旋彈簧18，工作臺1的內部軸承連接有轉桿2，且轉桿2的外側鍵連接有半齒輪3，電機4的輸出端與轉桿2的下端連接，半齒輪3的右方嚙合連接有全齒輪5，且全齒輪5鍵連接在刀架6下端的外側，刀架6軸承連接在工作臺1的上方，且刀架6上方的外側安裝有安裝架8，安裝架8的內部設置有切割刀具本體13，且切割刀具本體13的外側安裝有齒塊10，齒塊10的外側嚙合連接有調節齒輪14，且調節齒輪14的內側連接有棘齒15，棘齒15的外側貼合設置有棘爪16，且棘爪16焊接連接在轉軸17的外側，轉軸17通過渦旋彈簧18與調節桿7連接，調節桿7的內部螺紋連接有絲桿9，且絲桿9軸承連接在安裝架8上，液壓缸12螺栓固定在工作臺1的上方，且液壓缸12的下端安裝有卡塊11。半齒輪3和全齒輪5的大小相同，且半齒輪3的齒數是全齒輪5齒數的1/4，此設計可帶動刀架6一次轉動1/4面，方便快速的對安裝架8的位置進行更換。刀架6與工作臺1構成轉動機構，且刀架6的俯剖面為圓形結構，并且刀架6的外側等角度的分布有安裝架8，此設計可穩定的控制刀架6轉動，對不同方位的安裝架8的位置進行調節。安裝架8包括滑塊801、壓縮彈簧802和卡座803，且安裝架8的外端固定安裝有滑塊801，并且滑塊801的下側連接有壓縮彈簧802，同時安裝架8的上側焊接連接有卡座803，此設計可控制安裝架8上下往復移動，從而控制切割刀具本體13上下往復移動，利用切割刀具本體13對工件進行切割。滑塊801的俯剖面為“工”字形結構，且滑塊801通過壓縮彈簧802與刀架6構成彈性結構，此設計可保證安裝架8穩定的豎直移動，避免安裝架8與刀架6脫離連接。齒塊10等間距的分布在切割刀具本體13和調節齒輪14的連接處，且調節齒輪14的中心線與調節桿7的中心線相互重合，并且調節桿7的俯剖面為“T”形結構，同時調節桿7與安裝架8為滑動連接，此設計可實現切割刀具本體13和調節齒輪14之間的聯動，通過鎖定調節齒輪14便可鎖定切割刀具本體13。
3工作原理
在使用該便于更換切割刀具的機械加工用數控機床時，首先，使用者先將圖1所示的整個裝置平穩的放置到工作區域內，利用數控機床對工件進行切割，若在加工過程中，切割刀具本體13出現損害需要對切割刀具本體13進行更新時，將液壓缸12打開，液壓缸12控制卡塊11上移，解除卡塊11與卡座803的連接，便可將電機4外接電源，控制電機4帶動轉桿2轉動，轉桿2帶動半齒輪3轉動，半齒輪3帶動全齒輪5轉動1/4，新的安裝架8上的完整的切割刀具本體13移動到切割區，停止電機4的工作，并控制液壓缸12帶動卡塊11下移，將卡塊11卡進對應位置的卡座803內，需要對工件進行切割時，便可持續控制液壓缸12帶動卡塊11下移，同步推動安裝架8下移，結合圖2所示，安裝架8通過“工”字形的滑塊801在刀架6內豎直移動，并對壓縮彈簧802進行擠壓，使得壓縮彈簧802開始蓄力，而安裝架8帶動切割刀具本體13下移對工件進行切割，切割之后，控制液壓缸12帶動卡塊11連同卡座803和安裝架8上移，此時壓縮彈簧802也同步推動安裝架8上移復位，帶動切割刀具本體13上移，根據上述步驟，控制切割刀具本體13上下運動對工件進行切割。而工作人員可對磨損的切割刀具本體13拆卸，根據圖5所示，轉動絲桿9，絲桿9帶動外側螺紋連接的調節桿7后移，調節桿7的俯剖面為“T”形結構，調節桿7后端左右兩側的凸出部分在安裝架8內滑動，保證調節桿7穩定水平后移，調節桿7帶動棘爪16后移，結合圖4所示，解除棘爪16對棘齒15的卡合，此時便可將切割刀具本體13拉出，接著反向轉動絲桿9，絲桿9帶動調節桿7前移，將棘爪16復位與棘齒15卡合，此時便可將新的切割刀具本體13從下向上推入安裝架8，切割刀具本體13左側的齒塊10帶動嚙合連接的調節齒輪14逆時針轉動，調節齒輪14內側安裝的棘齒15便可撥動棘爪16通過轉軸17轉動，轉軸17端部的渦旋彈簧18同步轉動進行蓄力，使得切割刀具本體13順利上移，安裝完畢之后，同時切割刀具本體13的移動，從而停止調節齒輪14的轉動，此時渦旋彈簧18帶動轉軸17反轉復位，從而帶動棘爪16反轉復位，利用棘爪16對棘齒15進行鎖定限位，從而穩固的完成切割刀具本體13的安裝。
4結語
所設計的一種便于更換切割刀具的機械加工用數控機床利用齒塊實現切割刀具本體和調節齒輪之間的聯動，可以解決目前市場上現有的機械加工用數控機床不能方便的對切割刀具進行拆卸更換，在加工過程中出現切割刀具故障時，不能快速的對刀具進行更新的問題。該設計結構簡單，操作方便，具有廣闊的市場應用前景。
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作者:萬志強 王江平 張青 劉丹 單位:安徽機電職業技術學院 機械工程學院蕪湖工望機械科技有限公司