一种加工中心清洁冷却装置

所属技术领域

本发明属于冷却清屑技术领域，尤其涉及一种加工中心清洁冷却装置。

背景技术

目前加工中心还存在以下两种问题：

第一，加工中心的主轴设置有冷夜装置，但是对于连续作业的加工中心，冷却效果还需要提升。

第二，加工中心在加工过程中为了防止出现烧刀或者因高温影响工件内部晶体结构，所以需要对刀体和加工件进行随时冷却；但是现有的冷却装置，在加工过程中冷却液常常会飞溅到加工中心箱体的内壁面上，使得本来可以通过内壁斜面滑落的废屑粘在内壁面上，不易清理。

本发明设计一种加工中心清洁冷却装置解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种加工中心清洁冷却装置，它是采用以下技术方案来实现的。

本发明中压缩推动模块、主轴、法兰盘、链条轮、外壳、刀柄、刀盘、拉杆、轴承、支撑套、固定螺钉、垫套、拉环、外锥面、卡槽、驱动键、刀片、刀片安装槽、卡键和弹性拉勾的安装和配合关系均为现有技术；本发明中如下结构配合也采用现有技术。

主轴旋转安装在外壳的内侧，且通过上下分布的法兰盘限位固定；主轴和外壳之间上下对称的安装有两个轴承，所述的两个轴承之间还安装有支撑套；主轴的下端具有与刀柄连接且传递扭矩的卡键；链条轮安装在主轴的上端，且通过链条与主电机输出轴上安装的链条轮连接；刀柄的上端固定安装有拉环，刀柄上具有与主轴上内锥面配合的外锥面；刀柄下端的外圆面上周向均匀的开有三个与主轴下端安装的卡键嵌套配合的卡槽，主轴和刀片之间通过卡键和卡槽的配合传递扭矩；所述刀柄上还通过螺钉可拆卸的安装有驱动键；刀盘通过垫套和固定螺钉的配合安装在刀柄上，且刀盘上端的外圆面上开有与驱动键嵌套配合的驱动键槽，刀柄和刀盘通过驱动键和驱动键槽配合传递扭矩；刀片通过螺钉安装在刀盘上所开的刀片安装槽上；拉杆下端的弹性拉勾与刀柄上端的拉环配合，在安装刀柄的时候，通过弹性拉勾将拉环拉紧，使得刀柄上的外锥面与主轴上的内锥面紧密贴合。

上述结构配合均采用现有技术，本发明中关于上述技术结构，附图中仅是示意。

它包括导向套、盖帽、进液管、伸缩管、复位弹簧、引流盘、固定杆、回位弹簧、安装环、碟簧、安装盘、压壳，其中主轴为中空结构，其内侧从上到下依次开有安装腔、第一圆槽、第二圆槽、第三圆槽和供刀柄配合安装的内锥面，所述安装腔内安装有安装盘，第一圆槽的内圆面上周向均匀的开有多个第一引流槽，第二圆槽的内圆面上周向均匀的开有多个第二引流槽；导向套固定安装在机架上，导向套的外圆面上开有避让槽；压壳的外圆面上开有避让圆孔，压壳的下端开有拉杆孔；压壳滑动安装在导向套内，且压壳与压缩推动模块的液压输出端接触配合；盖帽的外圆面上固定安装有进液管，盖帽固定安装在压壳内的上端面上，且盖帽上的进液管穿出压壳上所开的避让圆孔与冷却液箱体通过软管连接，冷却液箱体中具有对冷却液增压的冷却液泵。

拉杆为中空结构，拉杆下端的外圆面上开有周向均匀分布的方形通槽；拉杆的上端固定安装有安装圆盘，拉杆的下端具有安装套，对刀柄起拉紧作用的弹性拉钩周向均匀分布的安装在安装套的下端，拉杆上端的安装圆盘旋转安装在压壳内，且拉杆的上端与盖帽相通；拉杆的下端的安装套与第二圆槽内所开的第二引流槽配合；安装套的上端与第二圆槽的上端面配合；拉杆与第二圆槽上端的内圆面之间安装有第二密封圈；弹性拉勾与主轴上的第二圆槽和第三圆槽配合；拉杆上固定安装有两个安装盘，两个安装盘与主轴上安装腔的下端面和安装在主轴内的固定盘一一对应且对应的两者之间分别均匀的安装有多个碟簧；安装环滑动安装在拉杆内侧，安装环与拉杆之间安装有传动机构；拉杆上下移动通过传动机构控制安装环以与拉杆相反的方向上下移动；伸缩管的上端滑动安装在拉杆内，且伸缩管的上端与安装环之间安装有复位弹簧；伸缩管的下端滑动安装有固定杆，固定杆与伸缩管之间安装有回位弹簧；所述固定杆的下端固定安装有引流盘； 引流盘与伸缩管配合。

刀柄安装在主轴的下端，刀柄上具有第一圆形通孔；刀盘通过固定螺钉安装在刀柄的下侧，所述固定螺钉中间具有第二圆形通孔；安装在伸缩管下侧的引流盘穿过刀柄上的第一圆形通孔和固定螺钉上的第二圆形通孔与刀盘配合。

作为本技术的进一步改进，上述安装圆盘的上端两端面与盖帽的下端面和压壳内下端面之间一一对应的安装有两个对安装圆盘旋转起到旋转密封的密封环。

作为本技术的进一步改进，上述刀盘的中间具有方便连接刀盘和刀柄的刀盘套孔，刀盘上安装刀片的所有刀片安装槽与刀盘中心的刀盘套孔之间均开有一个导流槽；刀盘的下端具有刀盘锥面。

作为本技术的进一步改进，上述拉杆的外圆面上开有滑动槽。

上述传动机构包括第一齿条、第一齿轮、第二齿轮、齿轮轴、第二齿条、固定支撑，其中第一齿条的一端固定安装在拉杆的外圆面上，齿轮轴通过固定支撑旋转安装在主轴上的安装腔内，第一齿轮固定安装在齿轮轴的一端，第一齿轮与第一齿条啮合；第二齿轮固定安装在齿轮轴的另一端；第二齿条的一端固定安装在安装环上，第二齿条的另一端穿出滑动槽位于拉杆外侧，且第二齿条与第二齿轮啮合。

上述第一齿轮的直径大于第二齿轮的直径。

作为本技术的进一步改进，上述拉杆穿出主轴的一端与主轴之间安装有第一密封圈。

作为本技术的进一步改进，上述主轴的内圆面上开有周向均匀分布的三个导向滑槽，拉杆上安装的两个安装盘中其中一个安装盘上周向均匀的安装有三个导向滑块，三个导向滑块与三个导向滑槽一一对应滑动配合。

作为本技术的进一步改进，上述弹簧安装盘通过三个周向均匀分布的安装支撑固定安装在伸缩管的内侧，固定杆的上端穿过弹簧安装盘位于弹簧安装盘上侧，固定杆的上端固定安装有安装固定盘，回位弹簧安装固定盘与弹簧安装盘之间。

作为本技术的进一步改进，上述复位弹簧为可拉可压弹簧。

作为本技术的进一步改进，上述回位弹簧为拉绳弹簧。

作为本技术的进一步改进，上述第一齿轮的直径为第二齿轮直径的3倍。

相对于传统的冷却清屑技术，本发明设计的有益效果如下：

1、本发明中冷却液箱体内的冷却液在经过软管后，会通过进液管流入拉杆内侧，流入拉杆内的冷却液一方面通过拉杆上所开的方形通槽流入主轴的安装腔内，对主轴起到冷却作用；另一方面，流入拉杆内的冷却液顺着拉杆向下流动，最后通过伸缩管流入下侧的引流盘，且经过引流盘的引流，最终流入刀盘上，对刀盘上的刀片和加工的工件起到冷却作用；因为刀盘的遮挡作用，也不会出现飞溅情况。

2、本发明在安装刀体的时候，伸缩管和引流盘会被驱动下移到刀盘下端的内侧，在冷却过程中使得冷却液充分对刀盘和加工工件冷却。在拆卸或更换刀体的时候，通过驱动拉杆下移，使得拉杆通过传动机构控制伸缩管上移到主轴下端的内侧，所以，在刀柄被取下的时候，伸缩管和引流盘不会影响刀柄取下后自动换刀过程中的横摆。

3、本发明中设计了第一引流槽和第二引流槽，在拆除或者更换刀体的时候，首先会通过压缩推动模块推动压壳下移，压壳下移带动拉杆下移，拉杆下移使得其下端安装套的上端面移动到第二引流槽上端的下侧，这种情况下，主轴安装腔内的冷却液在经过第一引流槽的引流后，就会顺着第二引流槽流入刀柄上外锥面和主轴上内锥面之间，对刀柄起到一定的冲击和润滑作用，使得刀柄变得容易被取下。

4、本发明中在主轴上安装未具有中间孔的刀体时，被安装的刀体就会挤压下侧的引流盘，使得引流盘上移，在引流盘与伸缩管的下端接触后，引流盘就会驱动伸缩管相对拉杆向上移动，同时安装环通过传动机构与拉杆连接而不会移动，此时复位弹簧被压缩，通过复位弹簧的压缩使得引流盘的上移与拉杆对刀柄的固定运动不会产生干涉；即本发明的主轴也可以安装中间不具有孔的刀体。

附图说明

图1是整体部件外观示意图。

图2是整体部件分布示意图。

图3是整体部件内部结构分布示意图。

图4是导向套结构示意图。

图5是盖帽安装示意图。

图6是外壳结构示意图。

图7是刀盘和刀柄安装示意图。

图8是刀盘安装示意图。

图9是刀柄结构示意图。

图10是刀盘结构示意图。

图11是主轴内部结构安装示意图。

图12是主轴结构示意图。

图13是拉杆和伸缩管配合示意图。

图14是拉杆结构示意图。

图15是传动机构结构示意图。

图16是引流盘分布示意图。

图17是引流盘安装示意图。

图中标号名称：1、压缩推动模块；2、导向套；3、主轴；4、法兰盘；5、链条轮；6、外壳；7、刀柄；8、刀盘；9、伸缩管；10、拉杆；11、碟簧；12、避让槽；13、压壳；14、盖帽；15、密封环；16、避让圆孔；17、拉杆孔；18、进液管；20、轴承；21、支撑套；22、固定螺钉；23、垫套；24、拉环；25、外锥面；26、卡槽；27、驱动键；28、第一圆形通孔；29、螺纹孔；30、驱动键槽；31、刀片；32、刀片安装槽；33、导流槽；34、刀盘锥面；35、刀盘套孔；36、传动机构；37、第一密封圈；38、导向滑槽；39、固定盘；40、卡键；41、内锥面；42、安装腔；43、第一引流槽；44、第一圆槽；45、第二引流槽；46、第二圆槽；47、第三圆槽；48、弹性拉勾；49、导向滑块；50、安装盘；51、滑动槽；52、方形通槽；53、复位弹簧；54、第一齿条；55、第一齿轮；56、安装环；57、第二齿轮；58、齿轮轴；59、第二齿条；60、固定支撑；61、引流盘；62、固定杆；63、安装支撑；64、回位弹簧；65、安装固定盘；66、弹簧安装盘；67、安装圆盘；68、安装套；69、第二圆形通孔；70、第二密封圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例或者附图用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1、2所示，它包括导向套2、盖帽14、进液管18、伸缩管9、复位弹簧53、引流盘61、固定杆62、回位弹簧64、安装环56、碟簧11、安装盘50、压壳13，其特征在于：其中如图12所示，主轴3为中空结构，其内侧从上到下依次开有安装腔42、第一圆槽44、第二圆槽46、第三圆槽47和供刀柄7配合安装的内锥面41，所述安装腔42内安装有安装盘50，第一圆槽44的内圆面上周向均匀的开有多个第一引流槽43，第二圆槽46的内圆面上周向均匀的开有多个第二引流槽45；导向套2固定安装在机架上，如图4所示，导向套2的外圆面上开有避让槽12；如图5所示，压壳13的外圆面上开有避让圆孔16，压壳13的下端开有拉杆孔17；如图2、3所示，压壳13滑动安装在导向套2内，且压壳13与压缩推动模块1的液压输出端接触配合；导向套2的作用是对压壳13起到导向作用，至于导向套2的具体固定采用现有技术即可；如图5所示，盖帽14的外圆面上固定安装有进液管18，盖帽14固定安装在压壳13内的上端面上，且盖帽14上的进液管18穿出压壳13上所开的避让圆孔16与冷却液箱体通过软管连接；冷却液箱体中具有对冷却液增压的冷却液泵；本发明中冷却液箱体内的冷却液在经过软管后，会通过进液管18流入拉杆10内侧，流入拉杆10内的冷却液一方面通过拉杆10上所开的方形通槽52流入主轴3的安装腔42内，对主轴3起到冷却作用；另一方面，流入拉杆10内的冷却液顺着拉杆10向下流动，最后通过伸缩管9流入下侧的引流盘61，且经过引流盘61的引流，最终流入刀盘8上，对刀盘8上的刀片31和加工的工件起到冷却作用，因为刀盘8的遮挡作用，也不会出现飞溅情况。本发明设计盖帽14的作用是方便固定安装进液管18，且通过盖帽14不会使得进液管18与旋转的拉杆10发生旋转干涉，同时通过进液管18流入的冷却液还可以通过盖帽14流入拉杆10内。

本发明中设计了第一引流槽43和第二引流槽45，在拆除或者更换刀体的时候，首先会通过压缩推动模块1推动压壳13下移，压壳13下移带动拉杆10下移，拉杆10下移使得其下端安装套68的上端面移动到第二引流槽45上端的下侧，这种情况下，主轴3安装腔42内的冷却液在经过第一引流槽43的引流后，就会顺着第二引流槽45流入刀柄7上外锥面25和主轴3上内锥面41之间，对刀柄7起到一定的冲击和润滑作用，使得刀柄7变得容易被取下。本发明在考虑冷却液不飞溅冷却的同时，通过冷却液冲击代替现有中的高压气体冲击，冲击效果基本相同，不需要在增加高压器冲击的管路；另外冷却液还具有一定的润滑效果，所以相对于现有的技术，本发明通过冷却液冲击的效果相对更佳。

如图14所示，拉杆10为中空结构，拉杆10下端的外圆面上开有周向均匀分布的方形通槽52；拉杆10的上端固定安装有安装圆盘67，通过安装圆盘67使得压壳13在被驱动上移或者下移的时候均可对应的带动拉杆10上下移动；拉杆10的下端具有安装套68，对刀柄7起拉紧作用的弹性拉钩周向均匀分布的安装在安装套68的下端，如图3所示，拉杆10上端的安装圆盘67旋转安装在压壳13内，且拉杆10的上端与盖帽14相通；如图3、11所示，拉杆10的下端的安装套68与第二圆槽46内所开的第二引流槽45配合；安装套68的上端与第二圆槽46的上端面配合；拉杆10与第二圆槽46上端的内圆面之间安装有第二密封圈70；在安装套68的上端与第二圆槽46的上端面接触配合时，即对刀柄7上锁时，通过第二密封圈70对安装套68和主轴3起到密封作用，防止切屑过程中，主轴3安装腔42内的冷却液流入刀柄7外锥面25和主轴3内锥面41上，并从锥面渗出，影响刀体中间孔中冷却液的冲击力。弹性拉勾48与主轴3上的第二圆槽46和第三圆槽47配合；在未安装刀柄7的时候，拉杆10的下端安装的弹性拉钩勾位于第三圆槽47内，且弹性拉勾48外翻，不会影响刀柄7在安装时，刀柄7上端拉环24的安装；刀柄7上的外锥面25和主轴3上的内锥面41贴紧后，向上拉动拉杆10，使得拉杆10带动弹性拉勾48上移，弹性拉勾48在第二圆槽46内圆面的挤压下，向内摆动，与刀柄7上的拉环24接触，向上拉动拉环24，使得刀柄7上的外锥面25和主轴3上的内锥面41紧密贴合，即对刀柄7完成上锁。如图14所示，拉杆10上固定安装有两个安装盘50，如图11所示，两个安装盘50与主轴3上安装腔42的下端面和安装在主轴3内的固定盘39一一对应且对应的两者之间分别均匀的安装有多个碟簧11；安装环56滑动安装在拉杆10内侧，如图13、15所示，安装环56与拉杆10之间安装有传动机构36；拉杆10上下移动通过传动机构36控制安装环56以与拉杆10相反的方向上下移动；如图13所示，伸缩管9的上端滑动安装在拉杆10内，且如图16所示，伸缩管9的上端与安装环56之间安装有复位弹簧53；伸缩管9的下端滑动安装有固定杆62，固定杆62与伸缩管9之间安装有回位弹簧64；如图16、17所示，所述固定杆62的下端固定安装有引流盘61； 引流盘61与伸缩管9配合。

本发明中在主轴3上安装未具有中间孔的刀体时，被安装的刀体就会挤压下侧的引流盘61，使得引流盘61上移，在引流盘61与伸缩管9的下端接触后，引流盘61就会驱动伸缩管9相对拉杆10向上移动，同时安装环56通过传动机构36与拉杆10连接而不会移动，此时复位弹簧53被压缩，通过复位弹簧53的压缩使得引流盘61的上移与拉杆10对刀柄7的固定运动不会产生干涉；即本发明的主轴3也可以安装中间不具有孔的刀体。

本发明设计的回位弹簧64的作用是对引流盘61起到复位作用，在向下流动的冷却液对引流盘61向下的冲击力变小的时候，在回位弹簧64的作用下，引流盘61就会相对伸缩管9上移，使得伸缩管9下端与引流盘61之间的间隙变小。通过调节冷却液的流量可自动调节伸缩管9下端与引流盘61之间的间隙大小，进而调节冷却液的冲击力度。本发明设定当冷却液泵停止工作时，此状态下，主轴3内的安装腔42的冷却液因为自身粘性单靠重力无法使伸缩管9下端和引流盘61之间产生间隙。

如图3所示，刀柄7安装在主轴3的下端，如图9所示，刀柄7上具有第一圆形通孔28；如图7、8所示，刀盘8通过固定螺钉22安装在刀柄7的下侧，所述固定螺钉22中间具有第二圆形通孔69；安装在伸缩管9下侧的引流盘61穿过刀柄7上的第一圆形通孔28和固定螺钉22上的第二圆形通孔69与刀盘8配合。设计第一圆形通孔28和第二圆形通孔69的作用是方便在更换刀体的时候，引流盘61和伸缩管9可以重新穿过刀体，位于刀体下端的内侧。

如图5所示，上述安装圆盘67的上端两端面与盖帽14的下端面和压壳13内下端面之间一一对应的安装有两个对安装圆盘67旋转起到旋转密封的密封环15。

如图10所示，上述刀盘8的中间具有方便连接刀盘8和刀柄7的刀盘套孔35，刀盘8上安装刀片31的所有刀片安装槽32与刀盘8中心的刀盘套孔35之间均开有一个导流槽33；刀盘8的下端具有刀盘锥面34。设计导流槽33的作用是保证从伸缩管9流出的冷却液可以顺着导流槽33流入刀盘8上的刀片31上对刀片31冷却，增加了刀片31的冷却效果；设计刀盘锥面34的作用是使得从伸缩管9流出的冷却液可以顺着刀盘锥面34流入刀盘8上和加工的工件上，对刀盘8和加工的工件进行冷却。

如图14所示，上述拉杆10的外圆面上开有滑动槽51。

如图13、15所示，上述传动机构36包括第一齿条54、第一齿轮55、第二齿轮57、齿轮轴58、第二齿条59、固定支撑60，其中第一齿条54的一端固定安装在拉杆10的外圆面上，齿轮轴58通过固定支撑60旋转安装在主轴3上的安装腔42内，第一齿轮55固定安装在齿轮轴58的一端，第一齿轮55与第一齿条54啮合；第二齿轮57固定安装在齿轮轴58的另一端；第二齿条59的一端固定安装在安装环56上，第二齿条59的另一端穿出滑动槽51位于拉杆10外侧，且第二齿条59与第二齿轮57啮合。

上述第一齿轮55的直径大于第二齿轮57的直径。

当拉杆10上下移动时，拉杆10会带动第一齿条54移动，第一齿条54移动驱动第一齿轮55旋转，第一齿轮55旋转带动齿轮轴58旋转，齿轮轴58旋转带动第二齿轮57旋转，第二齿轮57旋转驱动第二齿条59移动，第二齿条59移动带动安装环56移动，安装环56通过复位弹簧53带动伸缩管9上下移动。本发明设计第一齿轮55的直径大于第二齿轮57的直径的原因是保证拉杆10的下移一定小位移后，伸缩管9可以移动相对较大的间距，保证伸缩管9的移动间距，使得伸缩管9可以满足下端安装的引流盘61在安装和未安装刀体时所处位置的距离差。

如图3所示，上述拉杆10穿出主轴3的一端与主轴3之间安装有第一密封圈37；保证主轴3安装腔42内的密封性。

如图12所示，上述主轴3的内圆面上开有周向均匀分布的三个导向滑槽38，如图14所示，拉杆10上安装的两个安装盘50中其中一个安装盘50上周向均匀的安装有三个导向滑块49，如图11所示，三个导向滑块49与三个导向滑槽38一一对应滑动配合。

如图17所示，上述弹簧安装盘66通过三个周向均匀分布的安装支撑63固定安装在伸缩管9的内侧，固定杆62的上端穿过弹簧安装盘66位于弹簧安装盘66上侧，固定杆62的上端固定安装有安装固定盘65，回位弹簧64安装固定盘65与弹簧安装盘66之间。

上述复位弹簧53为可拉可压弹簧。

上述回位弹簧64为拉绳弹簧。

上述第一齿轮55的直径为第二齿轮57直径的3倍。

具体工作流程：在未安装刀体时，安装在伸缩管9下端的引流盘61位于主轴3下端的内侧，可防止在自动更换刀体的过程中，影响刀体的转移。在安装刀体的时候，首先将刀盘8通过上紧螺钉固定于刀柄7上放置刀库内；在更换刀体的时候，首先将需要更换刀体的刀柄7通过换刀装置嵌套于主轴3下端，使得刀柄7上的外锥面25与主轴3的内锥面41接触配合，此时刀柄7上端的拉环24已经位于拉杆10下端的弹性拉勾48下侧，此时通过压缩控制模块控制压壳13上移，碟簧11带动拉杆10上移，拉杆10上移带动下端的弹性拉勾48回摆，将刀柄7上端的拉环24拉紧；在拉杆10上移的过程中，拉杆10会通过传动机构36使得伸缩管9相对拉杆10下移，在刀柄7被固定后，伸缩管9下端安装的引流盘61也正好移动到刀盘8下端的内侧；在加工过程中冷却液一部分会通过拉杆10上的方形通槽52流入主轴3的安装腔42内，对主轴3冷却，另一部分通过伸缩管9和引流盘61流入下侧的刀盘8和工件上对刀盘8和工件冷却。

在拆卸或更换刀体的时候，首先主轴3停转，冷却液泵停止工作；之后通过压缩控制模块控制压壳13下移，压壳13带动拉杆10下移，拉杆10通过传动机构36控制伸缩管9上移，拉杆10下移使得其下端安装套68的上端面移动到第二引流槽45上端的下侧，此时主轴3内的安装腔42通过第一引流槽43和第二引流槽45与刀柄7锥面上侧空间相通，本发明设定当冷却液泵停止工作时，此状态下，主轴3内的安装腔42的冷却液因为自身粘性单靠重力无法从第一引流槽43和第二引流槽45流出；当取下刀体时，控制冷却液箱体到进液管18的冷却液泵，对冷却液增压，主轴3安装腔42内的冷却液在经过第一引流槽43的引流后，就会顺着第二引流槽45流入刀柄7上外锥面25和主轴3上内锥面41之间，对刀柄7起到一定的冲击和润滑作用，使得刀柄7变得容易被取下；在拉杆10下移过程中，伸缩管9和引流盘61已经上移到主轴3下端的内侧，所以不会影响当换刀装置将刀柄7取下且刀柄7上端离开主轴3时执行的横摆换刀。