CN204818225U - 插床进让刀机构 - Google Patents
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Abstract
本专利申请公开了插床进让刀机构,包括机架,机架上设有定位工装,机架上滑动联接有主轴座,机架上设有主轴座,主轴座通过轴承联接有主轴,主轴的下端穿过机架且连接有插刀架,插刀架上设有插刀,所述主轴座的上方设有凸轮,凸轮形面与主轴座上端相抵,主轴座的侧壁上连接有支撑板,支撑板与机架内壁之间连接有弹簧,主轴上设有与主轴花键配合的作为原动件的旋转盘;本实用新型意在提供一种效率高,通用性强,并且可一次性插削出不同规格的键槽插床进让刀机构。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种仅以特殊部件结构的特点为特征的刨床或插床,具体涉及了插床进让刀机构。
背景技术
插床是利用插刀的竖直往复运动插削键槽和型孔的直线运动机床。插床与刨床一样,也是使用单刃刀具(插刀)来切削工件,但刨床是卧式布局,插床是立式布局。插床的生产率和精度都较低,多用于单件或小批量生产中加工内孔键槽或花键孔,也可以加工平面、方孔或多边形孔等,在批量生产中常被铣床或拉床代替,内花键、单键、内齿和异形键一般采用拉床加工,其中拉床加工键槽,拉刀定制成本高,周期长且维修费用高,而且拉刀刀具尺寸一般都很长很大,加工不同的键槽还需要使用不同的刀具,造成刀具库存占用资金多,大多数拉床只有拉刀作直线拉削的主运动,而没有进给运动,拉削能获得较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度,生产效率很高。
而在加工不通孔或有障碍台肩的内孔键槽时,就只有利用插床了。插床主要有普通插床、键槽插床、龙门插床和移动式插床等几种。普通插床的滑枕带着刀架沿立柱的导轨作上下往复运动,装有工件的工作台可利用上下滑座作纵向、横向和回转进给运动。键槽插床的工作台与床身联成一体,从床身穿过工件孔向上伸出的刀杆带着插刀边做上下往复运动,边做断续的进给运动,工件安装不像普通插床那样受到立柱的限制,故多用于加工大型零件(如螺旋桨等)孔中的键槽。
基于以上,现有的插刀一般只能做上下往复运动,并插削出规定规格的键槽,不能一次性插削出不同规格的键槽,对于键的插削很有局限性,特别是在加工异形键时,需要多次更换插刀来进行加工,效率很低,通用性较弱。
实用新型内容
本实用新型意在提供一种效率高,通用性强,并且可一次性插削出不同规格的键槽插床进让刀机构。
本方案中的插床进让刀机构,包括机架,机架上设有定位工装,机架上滑动联接有主轴座,机架上设有主轴座,主轴座通过轴承联接有主轴,主轴的下端穿过机架且连接有插刀架,插刀架上设有插刀,所述主轴座的上方设有凸轮,凸轮形面与主轴座上端相抵,主轴座的侧壁上连接有支撑板,支撑板与机架内壁之间连接有弹簧,主轴上设有与主轴花键配合的作为原动件的旋转盘。
本方案的技术原理及有益效果为:插床进让刀机构,包括机架,机架是整个拉床的主体框架,用于支撑整个机构;机架上设有定位工装,定位工装可将工件固定夹紧在工作位;机架上设有主轴座,主轴座通过轴承联接有主轴,主轴座可通过与轴承配合将主轴固定在机架内;主轴的下端穿过机架且连接有插刀架,插刀架用于安装插刀;插刀架上设有插刀,插刀用于插削工件,主轴用于控制插刀的运动轨迹;主轴上设有与主轴花键配合的作为原动件的旋转盘。旋转盘旋转可驱动主轴旋转,主轴可相对主轴座转动;主轴座的上方设有凸轮,凸轮形面与主轴座上端相抵,主轴座的侧壁上连接有支撑板,支撑板与机架内壁之间连接有弹簧,随着凸轮的旋转,当凸轮突面与主轴相抵时,所述凸面是指凸轮上距转动轴线距离较远的形面,主轴向下运动,主轴座随着主轴向下运动,设在主轴座上的支撑板向下运动,此时弹簧被压缩,当凸轮接着旋转,凸轮基面开始接触主轴,所述基面是指凸轮上距转动轴线距离较近的形面,弹簧开始复位,主轴向上运动,主轴上端与凸轮相抵,接着凸轮将旋转到凸面,主轴又会向下运动,如此循环,主轴可做上下的往复运动;主轴上设有与主轴花键配合的作为原动件的旋转盘,旋转盘旋转可驱动主轴旋转,主轴可相对主轴座转动;因为主轴花键配合旋转盘,主轴可相对旋转盘轴向移动,所以旋转盘固定不会随着主轴上下往复运动。先将工件放入定位工装上,进行夹紧定位,保证工件在加工的过程中,不产生扭动或者跑偏的现象,从而使工件不会被损坏;再使用凸轮使主轴做上下的往复运动,接着使用旋转盘驱动主轴做旋转运动,而旋转盘可以先做顺时针运动,再做逆时针运动,从而驱动主轴做相同的动作,将凸轮和旋转盘结合在一起,共同驱动插刀架上的插刀做一个往复的偏摆运动,而通过往复的偏摆运动可对工件进行微量的退刀再进刀,如先开一个键槽,插刀再进刀时,可使插刀部分与键槽重合,从而一次性插削出不同规格键槽;此机构解决了现有插刀只能做上下往复运动的问题,此机构可根据需要,插削出不同规格的键槽,省去了更换插刀的工作,简化了生产步骤,从而提高了工作效率,通用性大大增强。
进一步,主轴为方转杆,旋转盘中心开有配合主轴的方形通孔。此设计可保证主轴上下运动时,旋转盘不动。
进一步,旋转盘由伺服电机控制,凸轮由电机控制。伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制***中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出;伺服电机输出端连接着蜗杆,蜗杆啮合着涡轮,涡轮驱动旋转盘转动,伺服电机的加入实现了插床插刀的参数化控制,键槽加工尺寸可参数化管理,可实现键槽倒角等特征。
进一步,插刀为硬质合金插刀,硬质合金相比于高速钢,硬度更高,强度更好,更加耐磨、耐腐蚀,硬质合金切削速度比高速钢高4-7倍,切削效率高,在使用一段时间以后硬质合金插刀会比高速钢插刀更加锋利,不易出现毛刺,可以保持表面光滑。
进一步,机架上还设有滑轨,定位工装滑动连接在滑轨上。当需要放入工件时,定位工装可通过滑轨滑出操作位,方便操作人员放入工件。
进一步,机架底部设有回油和铁屑清理***。回油和铁屑清理***实现了机构润滑和铁屑清理。
进一步,定位工装包括转盘,转盘上设有底座,底座上设有气缸,气缸的一端连接有滑动支座,滑动支座内设有活塞,活塞穿过滑动支座与气缸相连,活塞远离滑动支座的一端设有定位柱。将工件放入定位柱上,打开气缸,气缸驱动活塞将工件紧固在定位柱上,转盘的设置实现了整个定位工装的旋转,可根据工作需要,将定位工装旋转到一定的角度。
附图说明
图1为本实用新型插床进让刀机构实施例的示意图;
图2为图1中定位工装的示意图;
图3为插刀架和插刀的示意图;
图4为定位工装的俯视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明:
说明书附图中的附图标记包括:电机1、凸轮2、主轴3、旋转盘4、插刀架5、定位工装6、伺服电机7、滑轨8、转盘9、气缸10、滑动支座11、活塞12、定位柱13、底座14、定位块15、排削孔16、排削槽17、硬质合金插刀18,支撑板19、弹簧20、机架21、主轴座22。
实施例基本如附图1所示:插床进让刀机构,包括机架21,机架内设有凸轮2,凸轮2下端设有滑动连接在机架21内的主轴座22,主轴座23的左右两侧连接有支撑板19,两个支撑板19底部都连接有弹簧20,弹簧20的下端连接在机架21上,凸轮2形面与主轴座22上端相抵,主轴3上联接有旋转盘4,主轴3为方转杆,旋转盘4中心开有配合主轴3的方形通孔,主轴3***旋转盘4中心的通孔中,主轴3下端穿过机架21连接有插刀架5,插刀架5上设有硬质合金插刀18,硬质合金插刀18下方设有定位工装6,定位工装6联接在机架21上,旋转盘4由伺服电机7控制,凸轮2由电机1控制,机架21上还设有滑轨8,定位工装6滑动连接在滑轨8上,机架21底部设有回油和铁屑清理***,定位工装6包括转盘9,转盘9上设有底座14,底座14上设有气缸10,气缸10的一端连接有滑动支座11,滑动支座11内设有活塞12,活塞12穿过滑动支座11与气缸10相连,活塞12远离滑动支座11的一端设有定位柱13,定位柱13底端与转盘9相连,定位柱13右侧与底盘相连,定位柱13上设有向右侧开口的U形定位块15,配合定位块15的定位柱13开有排削孔16,转盘9上设有配合排削孔16的排削槽17。
在具体实施操作中,首先初始化设备,将定位工装6通过滑轨8从工作位滑出,如图2所示,将待加工工件放置在定位柱13上的U形定位块15上,使用底座14上的气缸10来驱动活塞12,活塞12在滑动支座11中将会做远离气缸10的滑动的动作,并将工件夹紧在定位柱13上,再将定位工装6滑入到工作位,回油和铁屑清理***开始工作,然后启动电机1,凸轮2开始工作,当凸轮2凸面与主轴座22相抵时,主轴座22向下运动,主轴3随着主轴座22向下运动,设在主轴座22上的支撑板19向下运动,此时弹簧20被压缩,当凸轮2接着旋转,凸轮2基面开始接触主轴座22,弹簧20开始伸展,主轴座22带着主轴3向上运动,主轴座22上端与凸轮2基面相抵,接着凸轮2将旋转到凸面,主轴3又会向下运动,如此循环,主轴3可做上下的往复运动;旋转盘4在高速伺服电机7作用下开始做旋转运动,而旋转运动可控制为先顺时针旋转一定角度,在逆时针旋转一定角度,旋转盘4可带动主轴3做旋转运动,主轴3可相对主轴座23转动,主轴座23不转动,将主轴3设置成方转杆,再在旋转盘4中心开设一个配合方转杆的通孔,可使主轴3在做上下往复运动时,不会带动旋转盘4,通过凸轮2和旋转盘4的控制,如图3所示,插刀架5上的硬质合金插刀18开始做偏摆运动,当刀具偏摆至设定位置后,伺服电机7控制刀具偏摆停止,然后反向偏摆,如此往返完成一次偏摆后,控制电机1将主轴3向上进给一次,在加工的过程中可根据需要,通过转盘9将定位工装6旋转到一定的角度,直至完成键槽加工,如图4所示,加工得到的废削通过排削孔16,经排削槽17排入到回油和铁屑清理***;然后各个模块恢复至初始状态,回油和铁屑清理***关闭,工装夹紧定位工装6恢复至初始状态,人工或机械手完成下料工作,待下一次工件加工。通过此机构,硬质合金插刀18做偏摆运动对工件进行加工,而偏摆运动可对工件进行微量的退刀再进刀,如先开一个键槽,硬质合金插刀18再进刀时,可使硬质合金插刀18部分与键槽重合,从而一次性插削出不同规格键槽。
以上所述的仅是本实用新型的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本实用新型结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本实用新型的保护范围,这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (7)
1.插床进让刀机构,包括机架,机架上设有定位工装,机架上滑动联接有主轴座,主轴座通过轴承联接有主轴,主轴的下端穿过机架且连接有插刀架,插刀架上设有插刀,其特征在于:所述主轴座的上方设有凸轮,凸轮形面与主轴座上端相抵,主轴座的侧壁上连接有支撑板,支撑板与机架之间连接有弹簧,主轴上设有与主轴花键配合的作为原动件的旋转盘。
2.根据权利要求1所述的插床进让刀机构,其特征在于:所述主轴为方转杆,旋转盘中心开有配合主轴的矩形通孔。
3.根据权利要求2所述的插床进让刀机构,其特征在于:所述旋转盘由伺服电机控制,凸轮由电机控制。
4.根据权利要求3所述的插床进让刀机构,其特征在于:所述插刀为硬质合金插刀。
5.根据权利要求4所述的插床进让刀机构,其特征在于:所述机架上还设有滑轨,定位工装滑动连接在滑轨上。
6.根据权利要求5所述的插床进让刀机构,其特征在于:所述机架底部设有回油和铁屑清理***。
7.根据权利要求6所述的插床进让刀机构,其特征在于:所述定位工装包括转盘,转盘上设有底座,底座上设有气缸,气缸的一端连接有滑动支座,滑动支座内设有活塞,活塞穿过滑动支座与气缸相连,活塞远离滑动支座的一端设有定位柱。
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