一种钻床刀具快换装置及其刀具快换方法.pdf

本发明公开了一种钻床刀具快换装置，主轴(16)的主轴锥孔内设快换变径套(17)，快换变径套(17)的端部伸入横向孔(21)内；在主轴(3)的外圆上位于横向孔(21)的位置，设滑动外套(10)，滑动外套(10)与主轴(16)为滑动配合；设一个退卸横销(13)穿过横向孔(21)，退卸横销(13)的两端固定在滑动外套(10)上。另外，本发明还提供了上述快换装置的刀具快换方法。采用上述技术方案，实现不停车快换刀具和自动退卸刀具，方便地实现了自动退卸刀具和快换刀具。该装置具有与快换变径套配合使用的功能，也具有独立使用的功能，操作方便快捷、结构简单、易于制造、传递扭矩大。

1、  一种钻床刀具快换装置，所述钻床包括主轴箱(3)、主轴(16)、主轴滑套(1)及主轴导向套(2)，通过连接结构将刀具(20)安装在所述的主轴(16)上，所述的主轴(16)上设横向孔(21)，其特征在于：所述的主轴(16)上的主轴锥孔内设快换变径套(17)，所述的快换变径套(17)的端部伸入所述的横向孔(21)内；在主轴(3)的外圆上位于横向孔(21)的位置，设滑动外套(10)，所述的滑动外套(10)与所述的主轴(16)为滑动配合；设一个退卸横销(13)穿过所述的横向孔(21)，所述的退卸横销(13)的两端固定在滑动外套(10)上。

2、  按照权利要求1所述的钻床刀具快换装置，其特征在于：所述的滑动外套(10)的上端部，设多个沉孔，沿滑动外套(10)的上端部的圆周均布；在每个沉孔内设一个钢球(9)，在所述的滑动外套(10)的上端部还设圆环形的压板(8)，并与所述的滑动外套(10)紧固连接；在所述压板(8)上与各钢球(9)相应的位置设圆孔，使钢球(9)从所述的圆孔中露出；所述的钢球(9)与所述的沉孔及压板(8)为间隙配合。

3、  按照权利要求1或2所述的钻床刀具快换装置，其特征在于：所述的滑动外套(10)下部的内圆与所述的主轴(16)的外圆形成一个环形的空隙，在该环形空隙内，设支承挡圈(14)，其内、外圆分别与滑动外套(10)的内圆及主轴(16)的外圆滑动配合；所述的支承挡圈(14)的内圆上设螺钉销(15)并与所述的支承挡圈(14)紧固连接，所述的螺钉销(15)伸入所述的横向孔(21)内。

4、  按照权利要求3所述的钻床刀具快换装置，其特征在于：所述的支承挡圈(14)的上端部与滑动外套(10)的内表面之间，设多个复位弹簧(11)，所述的复位弹簧(11)在所述的支承挡圈(14)的圆周上均布。

5、  按照权利要求4所述的钻床刀具快换装置，其特征在于：所述的支承挡圈(14)的上端部设弹簧定位螺钉(12)并与所述的支承挡圈(14)紧固连接；所述的复位弹簧(11)为螺旋压缩弹簧，套在所述的弹簧定位螺钉(12)的螺帽上。

6、  按照权利要求1或2或4或5所述的钻床刀具快换装置，其特征在于：在所述的主轴导向套(2)伸出主轴箱(3)的外端部，设支承撞圈(6)并与所述的主轴导向套(2)紧固连接。

7、  按照权利要求6所述的钻床刀具快换装置，其特征在于：在所述的支承撞圈(6)与主轴导向套(2)的端部之间，设橡胶垫(5)。

8、  按照权利要求1或2或4或5或7所述的钻床刀具快换装置，其特征在于：所述的刀具(20)通过其锥柄与所述的快换变径套(17)的锥孔连接，在所述的快换变径套(17)的外圆柱表面上，设外旋套(18)与快换变径套(17)的外圆柱表面为间隙配合，在所述的快换变径套(17)上设所述的外旋套(18)轴向限位结构。

9、  按照权利要求8所述的钻床刀具快换装置，其特征在于：所述的外旋套(18)轴向限位结构为：所述的快换变径套(17)的位于外旋套(18)上端的位置，设一个挡圈；所述的快换变径套(17)的位于外旋套(18)下端的位置，设一个环槽，在所述的环槽内，设钢丝卡簧(19)，在所述的钢丝卡簧(19)卡在所述的环槽内的状态下，所述的钢丝卡簧(19)的外径大于所述的外旋套(18)的内径。

10、  按照权利要求1至9中任一项所述的钻床刀具快换装置所采用的刀具快换方法，该方法的包括退卸刀具和安装刀具，其特征在于该方法的操作过程分别为：
退卸刀具的过程是：
刀具(20)安装在钻床上，在钻床不停车的状态下，手握住外旋套(18)并使其停止转动，快换变径套(17)仍在旋转；
操作主轴升降旋转手柄，使主轴(16)上升；滑动外套(10)上端面上的钢球(9)与主轴箱(3)下部的支承撞圈(6)碰撞，滑动外套(10)受到撞击力下滑；
由滑动外套(10)带动，主轴(16)上的横向孔(21)内的卸横销(13)下移，撞击快换变径套(17)的端部，使其从主轴(16)的锥孔中脱离并停止旋转；
主轴(16)升降方向复位，取下快换变径套(17)及刀具(20)；
安装刀具的过程是：
钻床上未安装刀具(20)，在钻床不停车的状态下，操作主轴升降旋转手柄，使主轴(16)下降至最低位置，手握外旋套(18)，使快换变径套(17)锥柄插入主轴(16)的锥孔内，形成锥度配合并自锁，快换变径套(17)与主轴(16)结合并产生相同的旋转运动；
松开外旋套(18)，外旋套(18)跟随快换变径套(17)作旋转运动。

一种钻床刀具快换装置及其刀具快换方法
技术领域
本发明属于机床附件的技术领域，涉及钻床的刀具安装结构，更具体地说，本发明涉及一种钻床刀具快换装置。另外，本发明还提供了所述的刀具快换装置的刀具快换方法。
背景技术
目前，公知的快换钻头由固定变径套、滑动卡套及圆柱体快换变径套组合而成。当需要更换另一种刀具时，要将钻床停车，再将钻床主轴提起，刀具离开工件；一只手向上推动滑动卡套，另一只手在取下圆柱体快换变径套的后，将装有另一种刀具的圆柱体快换变径套装进去，再将滑动卡套向下推到位，使之卡住。这种快换钻头虽能实现快换，但操作麻烦，费工费时，结构复杂，传递扭矩小，损失钻床功率，只适应直径15mm以下的刀具使用。
当取下固定变径套时，必须借助斜楔铁块和榔头敲打，刀具才能退出，这种刀具拆装方法容易损坏刀具和变径套，直接影响到钻床的精度和使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的第一个问题是提供一种钻床刀具快换装置，其目的是实现钻床不停车快换刀具，提高生产效率。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明所提供的这种钻床刀具快换装置，所述钻床包括主轴箱、主轴、主轴滑套及主轴导向套，通过连接结构将刀具安装在所述的主轴上，所述的主轴上设横向孔，所述的主轴的主轴锥孔内设快换变径套，所述的快换变径套的端部伸入所述的横向孔内；在主轴的外圆上位于横向孔的位置，设滑动外套，所述的滑动外套与所述的主轴为滑动配合；设一个退卸横销穿过所述的横向孔，所述的退卸横销的两端固定在滑动外套上。
为使本发明更加完善，还进一步提出了以下更为详尽和具体的技术方案，以获得最佳的实用效果，更好地实现发明目的，并使本发明的充分体现其新颖性和创造性：
所述的滑动外套的上端部，设多个沉孔，沿滑动外套的上端部的圆周均布；在每个沉孔内设一个钢球，在所述的滑动外套的上端部还设圆环形的压板，并与所述的滑动外套紧固连接；在所述压板上与各钢球相应的位置设圆孔，使钢球从所述的圆孔中露出；所述的钢球与所述的沉孔及压板为间隙配合。
所述的滑动外套下部的内圆与所述的主轴的外圆形成一个环形的空隙，在该环形空隙内，设支承挡圈，其内、外圆分别与滑动外套的内圆及主轴的外圆滑动配合；所述的支承挡圈的内圆上设螺钉销并与所述的支承挡圈紧固连接，所述的螺钉销伸入所述的横向孔内。
所述的支承挡圈的上端部与滑动外套的内表面之间，设多个复位弹簧，所述的复位弹簧在所述的支承挡圈的圆周上均布。
所述的支承挡圈的上端部设弹簧定位螺钉并与所述的支承挡圈紧固连接；所述的复位弹簧为螺旋压缩弹簧，套在所述的弹簧定位螺钉的螺帽上。
在所述的主轴导向套伸出主轴箱的外端部，设支承撞圈并与所述的主轴导向套紧固连接。
在所述的支承撞圈与主轴导向套的端部之间，设橡胶垫。
所述的刀具通过其锥柄与所述的快换变径套的锥孔连接，在所述的快换变径套的外圆柱表面上，设外旋套与快换变径套的外圆柱表面为间隙配合，在所述的快换变径套上设所述的外旋套轴向限位结构。
所述的外旋套轴向限位结构为：所述的快换变径套的位于外旋套上端的位置，设一个挡圈；所述的快换变径套的位于外旋套下端的位置，设一个环槽，在所述的环槽内，设钢丝卡簧，在所述的钢丝卡簧卡在所述的环槽内的状态下，所述的钢丝卡簧的外径大于所述的外旋套的内径。
本发明所要解决的第二个问题是提供以上所述的钻床刀具快换装置所采用的刀具快换方法，其技术方案是：
该方法的包括退卸刀具和安装刀具，该方法的操作过程分别为：
退卸刀具的过程：
刀具安装在钻床上，在钻床不停车的状态下，手握住外旋套并使其停止转动，快换变径套仍在旋转；
操作主轴升降旋转手柄，使主轴上升；滑动外套上端面上的钢球与主轴箱下部的支承撞圈碰撞，滑动外套受到撞击力下滑；
由滑动外套带动，主轴上的横向孔内的卸横销下移，撞击快换变径套的端部，使其从主轴的锥孔中脱离并停止旋转；
主轴升降方向复位，取下快换变径套及刀具；
安装刀具的过程是：
钻床上未安装刀具，在钻床不停车的状态下，操作主轴升降旋转手柄，使主轴下降至最低位置，手握外旋套，使快换变径套锥柄插入主轴的锥孔内，形成锥度配合并自锁，快换变径套与主轴结合并产生相同的旋转运动；
松开外旋套，外旋套跟随快换变径套作旋转运动。
本发明采用上述技术方案，可装配于各类机床，实现不停车快换刀具和自动退卸刀具。操作时只要将钻床主轴向上提，使滑动外套上端面的钢球碰到主轴箱底部上的支承撞圈，因受阻止下压，带动其套内的退卸横销下移，迫使快换变径套退出；需要更换另一种刀具，只要手握快换变径套上的外旋套，从主轴锥孔从下向上推，即可完成刀具的不停车安装。方便地实现了自动退卸刀具和快换刀具。该装置具有与快换变径套配合使用的功能，也具有独立使用的功能，操作方便快捷、结构简单、易于制造、传递扭矩大。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中的A-A向的局部剖视图；
图3为图1中的快换变径套及外旋套的结构示意图。
图中标记为：
1、主轴滑套，2、主轴导向套，3、主轴箱，4、螺钉，5、橡胶垫，6、支承撞圈，7、螺钉，8、压板，9、钢球，10、滑动外套，11、复位弹簧，12、弹簧定位螺钉，13、退卸横销，14、支承挡圈，15、螺钉销，16、主轴，17、快换变径套，18、外旋套，19、钢丝卡簧，20、刀具，21、横向孔。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1、图2所表达的本发明的结构，本发明为一种钻床刀具快换装置，所述钻床包括主轴箱3、主轴16、主轴滑套1及主轴导向套2，通过连接结构将刀具20安装在所述的主轴16上，所述的主轴16上设横向孔21。
为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷，实现钻床不停车快换刀具，提高生产效率的发明目的，本发明采取的技术方案为：
本发明所提供的这种钻床刀具快换装置，所述的主轴16的主轴锥孔内设快换变径套17，所述的快换变径套17的端部伸入所述的横向孔21内；在主轴3的外圆上位于横向孔21的位置，设滑动外套10，所述的滑动外套10与所述的主轴16为滑动配合；设一个退卸横销13穿过所述的横向孔21，所述的退卸横销13的两端固定在滑动外套10上。
退卸横销13的两端，通过螺钉7固定在滑动外套10上。
采用上述技术方案，可装配于各类机床，实现不停车快换刀具和自动退卸刀具。操作时只要将钻床主轴16向上提，使滑动外套10上端面的钢球9碰到主轴箱底部上的支承撞圈6，因受阻止下压，带动其套内的退卸横销13下移，迫使快换变径套17退出；需要更换另一种刀具，只要手握快换变径套17上的外旋套18，从主轴16的锥孔从下向上推，即可完成刀具的不停车安装。
上述结构的优点是：方便地实现了自动退卸刀具和快换刀具。该装置具有与快换变径套配合使用的功能，也具有独立使用的功能，操作方便快捷、结构简单、易于制造、传递扭矩大。
下面是本发明提供的具体实施示例，供本领域的技术人员在实施时参考应用：
实施例一：
如图1所示，本发明所述的滑动外套10的上端部，设多个沉孔，沿滑动外套10的上端部的圆周均布；在每个沉孔内设一个钢球9，在所述的滑动外套10的上端部还设圆环形的压板8，并与所述的滑动外套10紧固连接；在所述压板8上与各钢球9相应的位置设圆孔，使钢球9从所述的圆孔中露出；所述的钢球9与所述的沉孔及压板8为间隙配合。
钢球9的数量一般为六个，效果较好，多于六个，加工难度逐渐增加；少于六个，可能造成钢球9的磨损加剧。它是用来承受退卸刀具时与支承撞圈6的旋转摩擦和支承受自动退卸时的冲击力。压板8起到钢球9的防脱落作用。
上述结构，通过圆环形的压板8使多个钢球9能够在滑动外套10的上端部均匀分布并且位置固定，同时，钢球9与所述的沉孔及压板8采用间隙配合，使其在沉孔内能够自由旋转，不能压死。并且，钢球9从压板8的孔中露出，当滑动外套10向上抬时，滑动外套10不会与支承撞圈6接触产生平面滑动摩擦，而是钢球9与支承撞圈6接触、碰撞，钢球旋转产生的是滚动摩擦，减少摩擦损伤。
实施例二：
如图1所示，本发明所述的滑动外套10下部的内圆与所述的主轴16的外圆形成一个环形的空隙，在该环形空隙内，设支承挡圈14，其内、外圆分别与滑动外套10的内圆及主轴16的外圆滑动配合；所述的支承挡圈14的内圆上设螺钉销15并与所述的支承挡圈14紧固连接，所述的螺钉销15伸入所述的横向孔21内。
螺钉销15为两个，分别装在横向孔21，的两端。两个螺钉销15通过支承挡圈14的螺钉卡在主轴16上的横向孔21的下部的圆弧面上，将支承挡圈14托住，阻止其下滑。
滑动外套10、支承挡圈14空套在主轴16上，采用间隙配合，配合面之间应滑动自如，无阻滞。滑动外套10的内圆孔与支承挡圈14的外圆之间应该是间隙配合，使其滑动自如。
实施例三：
如图2所示，本发明所述的支承挡圈14的上端部与滑动外套10的内表面之间，设多个复位弹簧11，所述的复位弹簧11在所述的支承挡圈14的圆周上均布。
复位弹簧11位于滑动外套10和主轴16之间，在钢球9与支承撞圈6撞击时，滑动外套10有一定的退让性弹，避免产生过大的刚性撞击。撞击结束后，可使滑动外套10复位。
复位弹簧11的数量可以为4个，在圆周方向均布。
实施例四：
如图2所示，本发明所述的支承挡圈14的上端部设弹簧定位螺钉12并与所述的支承挡圈14紧固连接；所述的复位弹簧11为螺旋压缩弹簧，套在所述的弹簧定位螺钉12的螺帽上。
弹簧定位螺钉12的作用是使复位弹簧11的位置固定，防止其在环形空隙内的位移。复位弹簧11受到弹簧定位螺钉12的限制，只能在弹簧定位螺钉12的位置上起到弹性伸缩的作用。
实施例五：
如图1所示，在本发明所述的主轴导向套2伸出主轴箱3的外端部，设支承撞圈6并与所述的主轴导向套2紧固连接。
如前所述，支承撞圈6的作用是与滑动外套10的上端部上的钢球9进行撞击用的，用三颗螺钉4将支承撞圈6、主轴导向套2固定在主轴箱3上。
实施例六：
如图1所示，在本发明所述的支承撞圈6与主轴导向套2的端部之间，设橡胶垫5。
由于刀具更换需要通过钢球9撞击支承撞圈6，为了减少和吸收冲击力，采用橡胶垫5，垫在支承撞圈6与主轴导向套2之间。
实施例七：
如图1和图3所示，本发明所述的刀具20通过其锥柄与所述的快换变径套17的锥孔连接，在所述的快换变径套17的外圆柱表面上，设外旋套18与快换变径套17的外圆柱表面为间隙配合，在所述的快换变径套17上设所述的外旋套18轴向限位结构。
快换变径套17的上端是莫氏锥度，与主轴16的莫氏锥孔配合，其端头伸入横向孔21，起退卸的作用。快换变径套17的下端是一段圆柱面，圆柱表面上，设外旋套18，并且为间隙配合，两者可以相对自由转动。
换刀方法参见本文后面的介绍。
实施例八：
如图1和图3所示，本发明所述的外旋套18轴向限位结构为：所述的快换变径套17的位于外旋套18上端的位置，设一个挡圈；所述的快换变径套17的位于外旋套18下端的位置，设一个环槽，在所述的环槽内，设钢丝卡簧19，在所述的钢丝卡簧19卡在所述的环槽内的状态下，所述的钢丝卡簧19的外径大于所述的外旋套18的内径。
本发明所要解决的第二个问题是提供以上所述的钻床刀具快换装置所采用的刀具快换方法，其技术方案是：
该方法的包括退卸刀具和安装刀具，该方法的操作过程分别为：
退卸刀具的过程：
刀具20安装在钻床上，在钻床不停车的状态下，手握住外旋套18并使其停止转动，快换变径套17仍在旋转；
操作主轴升降旋转手柄，使主轴16上升；滑动外套10上端面上的钢球9与主轴箱3下部的支承撞圈6碰撞，滑动外套10受到撞击力下滑；
由滑动外套10带动，主轴16上的横向孔21内的卸横销13下移，撞击快换变径套17的端部，使其从主轴16的锥孔中脱离并停止旋转；
主轴16升降方向复位，取下快换变径套17及刀具20；
安装刀具的过程是：
钻床上未安装刀具20，在钻床不停车的状态下，操作主轴升降旋转手柄，使主轴16下降至最低位置，手握外旋套18，使快换变径套17锥柄插入主轴16的锥孔内，形成锥度配合并自锁，快换变径套17与主轴16结合并产生相同的旋转运动；
松开外旋套18，外旋套18跟随快换变径套17作旋转运动。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。