CN109702499A - 一种导轨锁紧装置及机床 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导轨锁紧装置及机床，包括：固定部、导轨、运动部、杠杆组件和锁紧板。导轨设于固定部上。运动部设于导轨上。杠杆组件的第一端与运动部相连。锁紧板的第一端与固定部固连。锁紧板的第二端伸出于固定部，并设于运动部和杠杆组件的第二端之间。当运动部需要锁紧时，锁紧板的第二端被杠杆组件的第二端和运动部夹紧，使得运动部和固定部相对固定。通过设置杠杆组件、锁紧板、固定部，使得锁紧载荷从作用于导轨转变成了由固定于活动部上的杠杆组件夹紧锁紧板，同时锁紧板的另一端固定于固定部上，以实现活动部相对于导轨和固定部的静止状态，将锁紧载荷进行了转移，避免了因锁紧状态而对导轨本体的损伤和运动精度的影响。
Description
技术领域
本发明属于机械技术领域，尤其涉及一种导轨锁紧装置及机床。
背景技术
作为起承载和导向作用的导轨，在机床领域的使用过程中，其运动精度是最关键的指标。这就要求导轨不但具备运动的平稳性，而且要满足精确的导向和定位，不合理的导轨定位锁紧往往会对它的运动精度产生不利影响。传统的滑动导轨副垂直坐标锁紧是将夹紧力直接作用在导轨上，依靠静摩擦力使升降部件与固定部件相对静止。这种锁紧方式的前提是导轨不但能够承受足够的运动载荷，还要在外加锁紧力的状态下保持自身良好的几何精度不变。这两个基本要求对于直线滚动导轨副来说，由于其导轨截型面积相对于普通滑动导轨较小，而且截型复杂、几何精度很高，如果将锁紧力直接施加在导轨体上，将会产生既不能保证可靠的锁紧状态又会损伤导轨机体，造成几何精度和运动精度两败俱伤的严重后果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种导轨锁紧装置及机床，以避免因锁紧状态而对导轨本体的损伤和运动精度的影响。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
本发明的一种导轨锁紧装置，包括：固定部、导轨、运动部、杠杆组件和锁紧板；其中，
所述导轨设于所述固定部上；
所述运动部设于所述导轨上；
所述杠杆组件的第一端与所述运动部相连；
所述锁紧板的第一端与所述固定部固连；
所述锁紧板的第二端伸出于所述固定部，并设于所述运动部和所述杠杆组件的第二端之间；
在锁紧状态下，所述锁紧板的第二端被所述杠杆组件的第二端和所述运动部夹紧，使得所述运动部和所述固定部相对固定。
本发明的导轨锁紧装置，所述杠杆组件包括支点螺杆、液压缸体、组合碟簧、活塞杆、杠杆臂和摆动压块；其中，
所述液压缸体设于所述运动部，所述液压缸体上设有液压油口；
所述组合碟簧设于所述液压缸体内部的第一端；
所述活塞杆的第一端与所述组合碟簧相连，且所述活塞杆的输出端穿设于所述液压缸体内部的第二端；
所述支点螺杆设于所述活动部；
所述杠杆臂的支点部与所述支点螺杆相连，所述杠杆臂的第二端与所述活塞杆的输出端相连；
所述摆动压块设于所述杠杆臂的第一端。
本发明的导轨锁紧装置，所述杠杆组件还包括调整螺钉，所述调整螺钉设于所述杠杆臂的第二端且所述调整螺钉的螺钉头与所述活塞杆的输出端相连，所述调整螺钉的螺钉头为半球面形状。
本发明的导轨锁紧装置，所述杠杆组件还包括球面垫圈，所述球面垫圈设于所述杠杆臂和所述支点螺杆的连接处。
本发明的导轨锁紧装置所述杠杆组件，还包括铜板，所述铜板固定于所述摆动压块与所述锁紧板接触的面上。
本发明的导轨锁紧装置，所述铜板与所述摆动压块通过沉头螺钉相连。
本发明的导轨锁紧装置，所述活动部还包括调整支块，所述调整支块设于所述活动部与所述锁紧板接触的面上。
本发明的导轨锁紧装置，所述锁紧板与所述固定部螺栓连接。
本发明的一种机床，包括上述任意一项的导轨锁紧装置。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
本发明一实施例通过设置杠杆组件、锁紧板、固定部，使得锁紧载荷从作用于导轨转变成了由固定于活动部上的杠杆组件夹紧锁紧板，同时锁紧板的另一端固定于固定部上，以实现活动部相对于导轨和固定部的静止状态，将锁紧载荷进行了转移，避免了因锁紧状态而对导轨本体的损伤和运动精度的影响，对机床的定位精度起到了很好的保证作用。
附图说明
图1为本发明的一种导轨锁紧装置的示意图；
图2为本发明的一种导轨锁紧装置的杠杆组件的活塞杆部分结构放大图；
图3为本发明的一种导轨锁紧装置的杠杆组件的支点螺杆部分结构放大图；
图4为本发明的一种导轨锁紧装置的杠杆组件的摆动压块部分结构放大图。
附图标记说明：1：固定部；2：导轨3：运动部；4：锁紧板；5：调整支块；6：支点螺杆；7：液压缸体；8：组合碟簧；9：活塞杆；10：液压油口；11：杠杆臂；12：球面垫圈；13：摆动压块；14：铜板；15：调整螺钉。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种导轨锁紧装置及机床作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
实施例一
参看图1，在一个实施例中，本发明的一种导轨锁紧装置，包括：固定部1、导轨2、运动部3、杠杆组件和锁紧板4。其中，导轨2设于固定部1 上。运动部3设于导轨2上。杠杆组件的第一端与运动部3相连。锁紧板4 的第一端与固定部1固连。锁紧板4的第二端伸出于固定部1，并设于运动部3和杠杆组件的第二端之间。当运动部3需要锁紧时，锁紧板4的第二端被杠杆组件的第二端和运动部3夹紧，使得运动部3和固定部1相对固定。通过设置杠杆组件、锁紧板4、固定部1，使得锁紧载荷从作用于导轨2转变成了由固定于活动部上的杠杆组件夹紧锁紧板4，同时锁紧板4的另一端固定于固定部1上，以实现活动部相对于导轨2和固定部1的静止状态，将锁紧载荷进行了转移，避免了因锁紧状态而对导轨2本体的损伤和运动精度的影响，对机床的定位精度起到了很好的保证作用。
进一步地，杠杆组件包括支点螺杆6、液压缸体7、组合碟簧8、活塞杆 9、杠杆臂11和摆动压块13。其中，液压缸体7设于运动部3，液压缸体7 上设有液压油口10。组合碟簧8设于液压缸体7内部的第一端。活塞杆9的第一端与组合碟簧8相连，且活塞杆9的输出端穿设于液压缸体7内部的第二端。支点螺杆6设于活动部。杠杆臂11的支点部与支点螺杆6相连，杠杆臂11的第二端与活塞杆9的输出端相连。摆动压块13设于杠杆臂11的第一端。支点螺杆6可根据所需夹紧力的大小设于液压缸体7和活动部的夹紧位置之间。整个机构主体是建立在杠杆机构的原理上，利用刚性极好的组合碟簧8来提供锁紧力来源，由自适应的终端锁紧块完成锁紧动作。使用液压实现了锁紧的输出力持续恒定，不会因外部的突变因素而出现大的波动或泄力。
优选地，参看图2，杠杆组件还包括调整螺钉15，调整螺钉15设于杠杆臂11的第二端且调整螺钉15的螺钉头与活塞杆9的输出端相连，调整螺钉 15的螺钉头为半球面形状。当碟簧输出的弹力顶起活塞杆9向上作用于杠杆时，杠杆受力必然产生一个翻转力矩。将调整杠杆动力臂行程的调整螺钉15 端面设计为半球面形状，这样，即使杠杆不断改变受力方向也不会致使液压油缸因杠杆的翻转而影响其直线运动状态。
优选地，参看图3，杠杆组件还包括球面垫圈12，球面垫圈12设于杠杆臂11和支点螺杆6的连接处。为杠杆机构的支点使用了球面垫片来自动调整位置，使杠杆在支点的受力始终保持与其垂直并均匀分布。
优选地，参看图4，杠杆组件还包括铜板14，铜板14固定于摆动压块 13与锁紧板4接触的面上。夹紧端要产生可靠的静摩擦力，夹紧块与夹紧片之间充分的贴合是产生最大静摩擦力的前提。固定式的夹紧块也会因杠杆机构的翻转运动影响与夹紧片的接触面积，故将夹紧块设计为图示中可摆动的形式，这样就使得在夹紧状态下，夹紧块与夹紧片之间始终保持一种自适应的最佳贴合状态，另外在摆动压块13与锁紧板4接触的面上固定了一层铜板 14，起到了耐磨损和保证锁紧时产生最大静摩擦力的有效接触面积。借助摆动压块13和调整支块5作用于锁紧板4上，在这三者之间产生的静摩擦力来保持它们之间的相对静止，即保证了运动部3和固定部1之间的相对位置不再因受力作用而发生偏移，完成静态定位。
进一步地，铜板14与摆动压块13通过沉头螺钉相连。
进一步地，活动部还包括调整支块5，调整支块5设于活动部与锁紧板4 接触的面上。
进一步地，锁紧板4与固定部1螺栓连接。
当运动部3需要与固定部1相对静止处于定位状态时，控制***发出指令，液压***电磁阀执行动作使液压缸体7上部的油液通过液压油口10排出，此时组合碟簧8施加弹力推动活塞杆9向上移动，该力通过杠杆臂11和支点螺杆6所组成的杠杆组件按比例放大后形成夹紧力，借助摆动压块13和调整支块5作用于锁紧板4上，在这三者之间产生的静摩擦力来保持它们之间的相对静止，即保证了运动部3件和固定部1之间的相对位置不再因受力作用而发生偏移，完成静态定位。当垂直坐标得到运动指令时，控制***首先给锁紧装置发出解除锁紧状态指令，液压***电磁阀动作给液压缸体7上部快速进油，液压力克服碟簧弹力推动活塞杆9向下运动，活塞杆9带动杠杆组件完成松开动作。由于液压缸体7的进出油口为同一个，所以在设计液压***时，需要有两种基本回路，即压力控制回路和方向控制回路。压力控制回路实现增压和卸荷，方向控制回路控制油路中液流的接通、切断或变向。有了液压***的支持，锁紧装置便能有效地进行控制和运行。且由于直线滚动导轨使用的空间所限，本发明的结构紧凑且夹紧力足够。本发明还易于数控设备的实时控制，以占用最少的***资源达到控制准确可靠，且便于装配制造和批量化生产，达到独立成为部件，满足通用化、系列化的要求。
实施例二
一种机床，参看图1，包括上述导轨锁紧装置，将锁紧载荷进行了转移，避免了因锁紧状态而对导轨2本体的损伤和运动精度的影响，对机床的定位精度起到了很好的保证作用。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种导轨锁紧装置，其特征在于，包括：固定部、导轨、运动部、杠杆组件和锁紧板；其中，
所述导轨设于所述固定部上；
所述运动部设于所述导轨上；
所述杠杆组件的第一端与所述运动部相连；
所述锁紧板的第一端与所述固定部固连；
所述锁紧板的第二端伸出于所述固定部，并设于所述运动部和所述杠杆组件的第二端之间；
在锁紧状态下，所述锁紧板的第二端被所述杠杆组件的第二端和所述运动部夹紧，使得所述运动部和所述固定部相对固定。
2.按照权利要求1所述的导轨锁紧装置，其特征在于，所述杠杆组件包括支点螺杆、液压缸体、组合碟簧、活塞杆、杠杆臂和摆动压块；其中，
所述液压缸体设于所述运动部，所述液压缸体上设有液压油口；
所述组合碟簧设于所述液压缸体内部的第一端；
所述活塞杆的第一端与所述组合碟簧相连，且所述活塞杆的输出端穿设于所述液压缸体内部的第二端；
所述支点螺杆设于所述活动部；
所述杠杆臂的支点部与所述支点螺杆相连，所述杠杆臂的第二端与所述活塞杆的输出端相连；
所述摆动压块设于所述杠杆臂的第一端。
3.按照权利要求2所述的导轨锁紧装置，其特征在于，所述杠杆组件还包括调整螺钉，所述调整螺钉设于所述杠杆臂的第二端且所述调整螺钉的螺钉头与所述活塞杆的输出端相连，所述调整螺钉的螺钉头为半球面形状。
4.按照权利要求2所述的导轨锁紧装置，其特征在于，所述杠杆组件还包括球面垫圈，所述球面垫圈设于所述杠杆臂和所述支点螺杆的连接处。
5.按照权利要求2所述的导轨锁紧装置，其特征在于，所述杠杆组件还包括铜板，所述铜板固定于所述摆动压块与所述锁紧板接触的面上。
6.按照权利要求5所述的导轨锁紧装置，其特征在于，所述铜板与所述摆动压块通过沉头螺钉相连。
7.按照权利要求1所述的导轨锁紧装置，其特征在于，所述活动部还包括调整支块，所述调整支块设于所述活动部与所述锁紧板接触的面上。
8.按照权利要求1所述的导轨锁紧装置，其特征在于，所述锁紧板与所述固定部螺栓连接。
9.一种机床，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的导轨锁紧装置。
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