CN1150074A - 能抑制工件和刀具间倾斜的成型机床 - Google Patents

Abstract

一种成型机床，其中，不是一个工件就是一个刀具是一个沿一条直的中心线延伸的杆状构件，而另一个则是一个能装在杆状构件上的有孔构件，在有孔构件从杆状构件的一端朝另一端穿过杆状构件的同时，工件被成型，该成型机床包括一个进给机构，它用来使杆状构件和有孔构件沿杆状构件的中心线彼此相对地运动，并且进给机构的中心线与杆状构件的中心线重合。

Description

能抑制工件和刀具间倾斜的成形机床

本发明涉及拉床或者类似的成形机床，它们通过使工件与刀具作相对运动而将工件加工成预定的形状。尤其是，本发明涉及一种成形机床，其中不是工件就是刀具是一沿一条直的中心线延伸的杆状构件，而另一个则是一有孔构件，该构件能配装在杆状构件上。借助于该成形机床，在有孔构件从杆状构件的一端朝其另一端穿过该杆状构件的同时，能将工件加工成预定的形状。这种成形机床的一个实例是拉床，其中，在螺母状工件从一端朝另一端地穿过一个杆状拉刀的同时，精加工出螺母状工件的一个孔的一个表面。

在日本专利公开公报No.62-255011中曾公开过一种与本发明相关的作为现有技术的成形机床。图2为该成形机床的前视图。

所描述的成形机床1是一台立式拉床，它用来在具有一个中心通孔的螺母形工件W的内表面上切出一个螺旋沟槽。该机床具有两把螺旋拉刀4，它们通过一个驱动机构6和多个支承机构7安装在立柱2上。立柱2具有相对的侧导轨9。用来支承工件W的工作台8可沿导轨9垂直地移动。工作台8由一个包括齿条-小齿轮机构(未示出)的工作台驱动器3驱动。工作台8的提升使导杆5在螺旋装置的作用下转动，并且将导杆5的扭矩通过驱动机构6传递给两把螺旋拉刀4。

在工作台从其下安装位置升高一个预定距离的同时，两个工件W由相应的螺旋拉刀4进行加工，以便在它们的内表面上做出螺旋沟槽。

在这台拉床1中，在工件W从下端朝上端通过螺旋拉刀4的同时，螺母形工件W就被成形。在这台机床中，拉刀4的下端需要固定在支承机构7上或者与后者分离，以便能使要被成形的工件W放置在拉刀4的下端。另外，拉刀4的上端需要固定在驱动机构6上或者与后者分离，以便使精加工后的工件W能从拉刀4的上端取下。

由于非常难以使用来升降工作台8和螺旋拉刀4的齿条-小齿轮机构以与用来将拉刀4的下端和上端固定在支承机构7和驱动机构6上或从这些机构上取下的机构成同轴的关系设置，齿条-小齿轮机构被安置在工作台8的一个不同于工件W和拉刀4所处位置的地方，所述支承机构7和驱动机构6设置在机床上。

在这台拉床1中，用来升降工件支承工作台8的齿条-小齿轮机构的中心线并不与每把螺旋拉刀4的轴线(即中心线)重合而是偏离后者。因此，在成形过程中由工件W给拉刀4的阻力，以及由齿条-小齿轮机构提供的提升力，会使工件W重直地转动，从而导致工件W相对于拉刀4倾斜。其结果是降低加工精度。

为了抑制工件W相对于拉刀4的倾斜，需要有效的增加立柱2的导轨9以及工作台8之类零件的刚度。然而，增加刚度必然导致机床尺寸的加大。

本发明的一个目的是提供一种成形机床，它在有孔构件从杆状构件的一端朝另一端穿过该杆状构件的同时将工件加工成预定的形状，并能抑制工件在成形期间的倾斜。

本发明的另一个目的在于提供一种更加紧凑的成形机床，它与现有技术相比刚度较小。

根据本发明的一个方面，要被加工的类似螺母的工件具有一个通孔。于是，本发明在使用例如拉刀的杆状刀具来成形所述通孔的表面时是有效的。在螺母状工件从杆状刀具的一端朝另一端穿过该刀具的同时，工件被加工成预定的形状。

根据本发明的这一方面，提供了一个用于沿着杆状刀具将工件从该刀具的一端朝另一端送进的机构。在一种现有技术的成形机床中，这种进给机构被安置在偏离杆状刀具中心线的位置，以避免在杆状刀具和进给机构之间或者在进给机构和用于将工件固定到一个刀具支承构件上或从后者上取下的机构之间的干涉。根据本发明，进给机构的中心线与杆状刀具的中心线是重合的，在进给机构和刀具之间不存在干涉，并且在进给机构和用来固定或松开刀具的机构之间也不存在干涉。因此，根据本发明，在工件和刀具之间不会产生使工件趋于倾斜的力矩。

进给机构最好包括一根接纳杆状刀具的管。由于杆状刀具可与进给机构同心，容纳在管中的刀具不会与进给机构发生干扰。而且，在管中可以***一根杆，以便将杆状刀具固定在刀具支承构件上或从该构件松开。

通过沿杆状工件从工件一端朝另一端移动有孔的成形工具，本发明还能用来成形杆状工件的外周表面。

下面参照附图，对本发明和所附权利要求进行详细介绍，使本发明的目的和特征更加明显，其中：

图1是表示根据本发明的一个实施例的拉床的局部剖视图；

图2是表示根据现有技术的拉床的前视图。

现在参照图1介绍根据本发明的一个实施例的成形机床。

根据这一实施例的成形机床是一台立式拉床10，它用来拉削工件W上的通孔Wa的内表面Ws。该机床具有一根从底座11向上延伸的立柱12。立柱12的横截面具有一个倒置的“L”形轮廓。在立柱12的水平顶部垂直安装着一个螺套22。螺套22具有一个在内部做出阴螺纹22n的圆筒部分22t，以及一个位于圆筒部分22t顶部的凸缘状齿轮部分22w。圆筒部分22t装在轴承12b之中，因此它可围绕自身轴线相对于立柱12转动，但轴向是固定的。

在立柱12的顶部朝下固定着一台进给电动机24，在该电动机上安装着一个与螺套22的齿轮部分22w啮合的进给齿轮24w。因此，螺套22能通过进给电动机24的工作而围绕其轴线转动一个预定的角度。

在螺套22的阴螺纹22n中拧入一根在外圆周上做出进给螺旋的管状螺杆26，在管状螺杆26的下端上安装着一个能夹持工件W的工件夹持装置28。工件夹持装置28是一个盒状构件，包括分别具有一个上通孔28a和一个下通孔28b的顶部28u和底部28d，所述孔28a和28b与管状螺杆26的通孔26k的轴线延长部分同轴。将工件W放置在底部28d的顶面上，从而使其与下通孔28b同心。

在工件夹持装置28一侧的上部和下部上固定着滑动构件28s，它们与安装在立柱12上的一根垂直导轨12y可滑动地接合。因此，管状螺杆26和工件夹持装置28不会转动，只能在螺旋作用下随螺套22的转动而上升和下降。

在立柱12的顶部与进给电动机24相对的侧面上固定着一个提升缸30，在它的活塞杆32上安装一水平支承件33的套筒部分。在水平支承件33的自由端上与管状螺杆26同轴地安装着一个杆状刀具提升支架35。使刀具提升支架35***管状螺杆26中，并延伸通过管26的通孔26k。

刀具提升支架35在夹持一把拉刀14的上端的同时被***通孔26k中，并具有一个管状外壳部分35c。管状外壳部分35c具有一个安装在其自由端(即下端)上的夹头35t，以及一个安装在其上端上的夹头缸35y。外壳部分35c还接纳一根传动杆35r，它用来把夹头缸35y的运动传递给夹头35t。

由于具有上述结构，在操作提升缸30时，夹持拉刀14上端的刀具提升支架35通过管状螺杆26上升或下降。随着夹头缸35y的运动，杆状刀具提升支架35被固定在拉刀14的上端或与后者脱开。拉刀14是一个杆状切削刀具。

在机座11的顶部上固定着一个刀具支架40，其位置正好在工件夹持装置28的下通孔28b的下方，以便可松开地定位拉刀14的下端。在立柱12的下部水平地安装着一个刀具销42，以便将由刀具支架40定位的拉刀14的下端相对于刀具支架40紧固起来。刀具销42具有一个可水平运动的构件42m。通过使可动构件42m水平地伸出与刀具支架40以及拉刀14接合，就可将拉刀14的下端固定在刀具支架40上。

下面描述根据该实施例的拉床10的操作。

如图1所示，先将拉刀14的上端夹在刀具提升支架35的夹头35l中，然后操纵提升缸30，使活塞杆32推出，以便将拉刀14和刀具提升支架35带到它们的上设定位置。此时，将管状螺杆26以及工件夹持装置28保持在它们的下设定位置。在这种情况下，拉刀14的下端与刀具支架40分开，并把要精加工的工件W放置在工件夹持装置28的一个预定位置上。

随后，操纵提升缸30，使活塞杆32缩回，于是通过管状螺杆26降下刀具提升支架35和拉刀14。因此，拉刀14的自由的下端穿过工件夹持装置28的上通孔28a，接着又穿过工件W的通孔Wa以及工件夹持装置28的下通孔28b，并***刀具支架40(如图1中的双点划线所示)，由此起动刀具销42，使可动构件42m与拉刀14的下自由端接合。于是，拉刀14的下自由端被固定在刀具支架40上，并且使要精加工的工件W位于拉刀14的下端。此时，拉刀14的另一端仍保持固定在刀具提升支架35上。

在拉削操作的上述准备工作已经完成之后，起动进给电动机24，借助于进给齿轮24w和齿轮部分22w使螺套22转动。螺套22的转动使管状螺杆26在螺旋作用下上升，由此使固定在管状螺杆26上的工件夹持装置28沿立柱12的导轨12y上升。随着工件夹持装置28的上升，放在其中的工件W沿着杆状拉刀14与之同轴地上升，也就是说，具有通孔Wa的工件W沿着杆状拉刀14从下端朝另一端(上端)前进。在此期间，工件W的通孔Wa的内表面Ws由拉刀14进行精加工。

当管状螺杆26的顶面接触刀具提升支架35的上部(即由水平支承件33支承的位置)时，完成工件W的精加工工序。此时，打开刀具提升支架35的夹头35t，从拉刀14上松开刀具提升支架35。现在可以用外力将提升缸30移走。为了从拉刀14的上端取出经过精加工的工件W，还要进一步地升高管杆螺杆26、工件夹持装置28以及工件W，使得刀具提升支架35和支承它的水平支承件33由管杆螺杆26提升。其结果是，拉刀14的上端离开刀具提升支架35的下端。因此工件W可以从拉刀14的上端取出。在管状螺杆26和工件夹持装置28已到达它们的上设定位置时，从工件夹持装置28上取下工件W。

当第一工件W的拉削已按上述方式完成时，使进给电动机24反向运行，造成螺套22反向转动，从而使管状螺杆26和工件夹持装置28下降到其原始位置(即下设定位置)。提升缸30也动作，使活塞杆32缩回，从而下降刀具提升支架35，直至刀具提升支架35的下端与拉刀14的上端接触为止。由此，使拉刀14的上端重新夹在刀具提升支架35的夹头35t中。另外，刀具销42的可动构件42m从刀具支架40缩回，从而释放拉刀的下端。为了放置下一个工件W，再次操纵提升缸30，使活塞杆32从这个状态推进。因此，如图1所示，使拉刀14和刀具提升支架35上升，致使下一个工件W能放入工件夹持装置28中，处于一个预定位置上。再用与第一工件W相同的方法成形或精加工下一个工件W。管状螺杆26和螺套22构成一个根据本发明的进给机构。换句话说，进给机构包括用来接纳杆状拉刀14和刀具提升支架35的管状螺杆26。

如上所述，在这种根据本发明的立式拉床中，构成进给机构的管状螺杆26等的中心线没有偏离拉刀14的轴线(或中心线)。因此，在成形工序期间，由于拉刀拉削工件而造成的阻力以及由管状螺杆26提供的提升力不会产生使工件W相对于拉刀14具有倾斜趋势的任何力矩。正在被如此精加工的工件W不会倾斜。因此，与现有技术相比，可以提高加工精度，降低工件夹持装置28、导轨12y以及立柱12等的刚度，并减少制造成本。

根据该实施例，将杆状构件14、螺母状工件W的进给机构(螺套22和螺杆26)、用来可释放地固定杆状构件14下端的装置40以及用于可释放地固定杆状构件14上端的装置35以共轴的关系设置。装置40和装置35分别能与杆状构件的下端和上端分离。

虽然上文已介绍了本发明的一个最佳实施例，但该实施例包括随后以及所附权利要求中阐明的各种技术内容。

一种切削机床，它包括一个进给机构，该机构有一个管状螺杆以及一个能穿过所述螺杆的切削刀具。

这种结构不需要任何切削刀具罩。此外，由于切削刀具和进给螺杆能安置在同一位置，因而可以制造出结构紧凑的切削机床。

虽然在该实施例中，进给机构是由管状螺杆26、螺套22等构成的，作为替代方案，它也可以使用一根导杆以及一个液压油缸等等。也可以利用一根齿条、一个小齿轮以及一台电动机之类。此外还可以采用锥形螺杆以及一台电动机等等。

尽管在该实施例中，将拉刀14作为一个杆状刀具，但这并不意味着受此限制；可以使用钻头、绞刀等作为杆状刀具。虽然在本实施例中使用的是杆状刀具，利用本发明，借助于一个有孔的成形刀具来成形杆状工件的外圆周也是可能的。采用下述的一种设置，即使螺母状工件沿着一个保持静止的杆状刀具，像在此实施例中那样从刀具的一端运动到另一端，就可以使工件运动所需的距离基本上等于杆状刀具的长度，从而允许减少该机床的行程。在该实施例中，杆状构件的两端可交替地成为自由端。因此，已经沿着杆状刀具从刀具的一端朝另一端经过的工件可从该刀具上取出，不需要回到前面所述的一端，从而可以成形复杂的精加工表面。

尽管上文已结合一个最佳实施例对本发明进行了描述，但是可以理解，在不越出由所附权利要求限定的本发明的范围的前题下，可以容易地做出多种变形和变化。

Claims (10)

1.一种成形机床，其特征为，不是一个工件就是一个刀具是一个沿着一条直的中心线延伸的杆状构件，而上述两者中的另一个是一个有一个孔的构件，所述构件能装在杆状构件上；并且，在所述有孔构件从所述杆状构件的一端朝另一端穿过所述杆状构件的同时，工件被成形，其改进包括一个进给机构，它用来使所述杆状构件和所述有孔构件沿着所述杆状构件的中心线彼此相对的运动，所述进给机构的中心线与所述杆状构件的中心线重合。

2.根据权利要求1所述的成形机床，其特征为，它进一步包括用来分别可释放地固定所述杆状构件两端的装置，所述进给机构包括用来沿保持静止的所述杆状构件从其所述一端朝所述另一端送进所述有孔构件的装置，所述送进装置包括一根用来接纳所述杆状构件的管。

3.根据权利要求2所述的成形机床，其特征为，所述管具有一个在外圆周上做出的进给螺旋。

4.根据权利要求2所述的成形机床，其特征为，进一步包括一个如下所述的机构，即它用来将所述杆状构件固定在所述固定装置上或与后者脱开，该机构包括一根杆，所述杆延伸穿过所述管的一个通孔。

5.一种拉床，包括：

一把细长的拉刀；以及

一个进给机构，它用来沿着所述拉刀送进一个工件，所述工件具有一个欲由拉刀拉削的孔，在拉削时所述工件从所述拉刀的一端朝另一端穿过所述拉刀；

所述进给机构的中心线与所述拉刀的中心线重合。

6.根据权利要求5所述的拉床，其特征为，所述进给机构包括一根用来接纳所述拉刀的管。

7.根据权利要求6所述的拉床，其特征为，所述管具有一个在外圆周上做出的进给螺旋。

8.根据权利要求6所述的拉床，它进一步包括：

用来可释放地固定所述拉刀的所述一端的装置；以及

一个如下所述的机构，它通过夹住所述拉刀的所述另一端将所述拉刀的所述另一端固定在所述固定装置上或者与后者脱开；

所述固定和松开机构包括一根杆，所述杆延伸穿过所述管的一个通孔；

所述拉刀的所述另一端能被固定到所述杆的一端上或与后者脱开。

9.根据权利要求8所述的拉床，其特征为，进一步包括一个用来沿着所述拉刀的中心线移动所述杆的机构。

10.根据权利要求5所述的拉床，其特征为，所述拉刀是一种螺旋形刀具。

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