CN102712070B - 用于机床的伸缩式柄杆及所述伸缩式柄杆在机床中的应用 - Google Patents

用于机床的伸缩式柄杆及所述伸缩式柄杆在机床中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于机床的伸缩式柄杆以及所述伸缩式柄杆在机床中的应用，伸缩式柄杆由柄杆芯(13)构成，在该柄杆芯上设置有由旋转轴衬(17)形成的至少一个前单元，所述旋转轴衬通过轴承(16)相对于机器结构的固定部分关联，该前单元能够通过向外抽取或向内移动被移除，留出能够容纳主轴箱的后转轴的空间(19)。

Description

用于机床的伸缩式柄杆及所述伸缩式柄杆在机床中的应用
技术领域
本发明涉及一种更换诸如铣床和镗床的机床中的主轴箱，为此提出一种允许装配不同主轴箱的伸缩式柄杆，主轴箱的后转轴在机床内部。
背景技术
在机床领域存在不同类型的机器，例如铣床和镗床，其由以下部分形成：固定到地面的水平台，待加工零件设置在该水平台上；立柱，托架或控制台在其上垂直滑动，在该托架或控制台内部设置有刀具箱和/或柄杆，所述刀具箱和/或柄杆在垂直于所述台的纵向轴线的方向上水平滑动。
这些机器根据其不同结构部分的运动具有不同类型的形态；因此，设置有待加工零件的所述台可固定到地面，而立柱在水平面上进行平移；所述台能够在水平面上进行平移，而立柱固定；或者立柱和台子均可在所述水平面上进行平移。
根据待进行的加工类型而设置这种或那种类型的刀具，例如，如果要钻孔，则在柄杆面向零件的末端设置镗孔工具，其中最小加工直径由柄杆的直径确定，最大深度由柄杆的长度和轴向路径确定，或者由柄杆的长度与刀具箱（如果存在的话）的长度之和确定。另一方面，如果要在空间中以不同角度进行铣削，则柄杆移动到其最大回缩位置，以允许将铣削主轴箱连接到刀具箱或托架（如果不存在刀具箱的话），并且柄杆连接到主轴箱的后转轴。
在此类型的机床中，柄杆可设置在刀具箱内部或托架内部，这取决于机器的类型，但在这两种情况下，柄杆均由一个或若干个零件构成，这些零件牢固地附接至彼此，在机器工作阶段无法分离，形成单个单元。该柄杆设置在由转动轴衬形成的单元内部，该转动轴衬与柄杆一体地旋转，并通过轴承与并入机器的刀具箱或托架的固定轴衬关联。还存在这样的情形：没有固定轴衬，轴承被直接容纳于刀具箱或托架中，在该刀具箱或托架中直接复制有固定轴衬的形状。
这种方案的缺点在于，铣削主轴箱在设置于刀具箱或托架上时过于长，即，主轴箱中所装配的刀具离机器的立柱较远，因此失去工作区域。具体地讲，主轴箱的后转轴（称为主轴箱的轴“C”）处于外部，无法进入刀具箱或托架，因为其邻接柄杆以及由旋转轴衬和固定轴衬形成的单元。
因此，有必要提供一种方案来允许将主轴箱的轴“C”并入刀具箱或托架内部，由此主轴箱的工作刀具紧靠机器的立柱，并因此改善工作区域，这与利用主轴箱或所述台的最大横向路径以及具有大尺寸零件的最大工作区域尤其相关。
发明内容
本发明提出一种用于诸如铣床和镗床的机床的伸缩式柄杆，其允许在机器的刀具箱上装配不同的主轴箱，主轴箱的轴“C”，即，其后转轴位于刀具箱内部。本发明描述了机床的刀具箱和柄杆设置在垂直平移托架内部的情况，然而，对于不具有刀具箱的机器，柄杆直接装配在机器的托架中的情况，本发明的概念不会改变。
本发明的伸缩式柄杆对象由柄杆芯构成，在该柄杆芯上设置有后单元和至少一个前单元，所述后单元由旋转轴衬形成，所述旋转轴衬通过轴承与刀具箱直接关联或经由结合至刀具箱的固定轴衬关联，使得柄杆芯与所述旋转轴衬一体地旋转，并且其中所述前单元由另一旋转轴衬形成，该旋转轴衬通过其他轴承相对于机器结构的固定部分关联，该前单元能够通过向外抽取或向内移动自动移除，留出能够容纳主轴箱的后转轴的空间。
在本发明的优选实施例中，其中前单元能够通过向外抽取移除，通过前单元的轴承与旋转轴衬关联的机器结构的固定部分为固定轴衬，该固定轴衬形成所述前单元的一部分。前单元和后单元的旋转轴衬均设置为使得其通过合适的附连装置保持同步旋转，而前单元的固定轴衬具有锚定装置以自动结合至刀具箱。
因此，通过将柄杆芯移至其在刀具箱内部的最大回缩位置并通过向外抽取来移除前单元，留出易于容纳主轴箱的后转轴的空间，由此改善可用工作区域。
设想到前单元和后单元分开特定距离，使得前单元可通过向内移动来移除的可能性，因此，通过将柄杆芯移至其最大回缩位置还留出能够容纳主轴箱的后转轴的空间。
还设想到，设置在旋转轴衬和固定轴衬之间的轴承为角接触球轴承，通过这样的轴承，旋转速度增大，摩擦最小化。然而，在不改变本发明的概念的情况下，其也可为其他类型的轴承，例如，磁力轴承、液体静压轴承、空气静压轴承、或具有低摩擦系数的其他类型的轴承。
根据本发明的另一实施例，所述柄杆芯分成永久性地设置在刀具箱内的后部和至少一个前部，所述前部能够通过与所述前单元一起向外抽取来移除，使得留出空间以便于容纳主轴箱的后转轴。
因此，获得针对预期应用的具有非常有利的结构和功能特征的用于机床的伸缩式柄杆，解决了主轴箱的轴“C”的设置问题。
附图说明
图1A至图1D示出不同类型的机床的示意图。
图2示出与设置主轴箱的轴“C”的传统技术有关的问题，该轴“C”位于机器的刀具箱和托架外部。
图3A和图3B示出与传统技术有关的柄杆的构造，其中柄杆以及由旋转轴衬和固定轴衬形成的单元分别由单个单元构成。
图4A至图4C示出本发明的伸缩式柄杆对象的优选实施例，其中旋转轴衬和固定轴衬分别具有模块化构造，包括始终处于内部的后部以及至少另一个可移除前部。
图5示出观察如何通过本发明的伸缩式柄杆解决与主轴箱的轴“C”的设置有关的问题的视图。
图6示出在同一机器上设置不同类型的主轴箱的可能性。
图7A至图7C示出本发明另一实际实施例，其中柄杆分成后部以及可从刀具箱抽出的至少一个前部。
图8示出通过上图中的方案，在同一机器上设置不同类型的主轴箱或柄杆的前部的可能性。
具体实施方式
本发明的目的涉及一种用于诸如铣床和镗床的机床的伸缩式柄杆，其中由旋转轴衬和固定轴衬形成的单元被分割，存在至少一个前单元，其易于通过向外抽取或向内移动来移除，通过其在刀具箱中限定空间从而允许装配不同的主轴箱。
可在图1A至图1D中看到不同类型的机床，图1A示出的机器具有：固定到地面(2)的水平台(1)，待加工零件(3)设置在所述台上；立柱(4)，托架(5)或控制台在其上垂直滑动，在该托架或控制台内部设置有柄杆(6)，该柄杆在垂直于所述台(1)的纵向轴线的方向上水平滑动。图1B示出与图1A类似的机床，其中柄杆(6)缩回以便于结合主轴箱(7)。在这些情况下，所述台(1)在水平面上进行平移。
在图1C和图1D中可看到这样的机床，其中刀具箱(8)或RAM设置在托架(5)内部，继而该刀具箱中有柄杆(6)，在这种情况下所述台无需在水平面上移动，因为刀具箱(8)允许柄杆(6)(图1C)或（适当的情况下）主轴箱(7)(图1D)在水平面上移动。
图2示出与传统技术相关联的问题，观察到在铣削主轴箱(7)设置在刀具箱(8)上时延长了距离(X)，使得零件(3)上的工作区域失去，具体地讲，主轴箱(7)的后转轴(9)（称为轴“C”）处于外部，无法进入刀具箱(8)，因为其邻接柄杆(6)以及由包围其的轴衬所形成的单元。
图3A和图3B示出传统柄杆(6)的构造，一个的柄杆(6)处于其回缩位置，另一个的柄杆(6)处于离开位置，柄杆(6)由一个或若干个零件构成，这些零件牢固地彼此附接，在机器工作阶段无法分离，形成单个单元。工作阶段被理解成机器操作的时间(机械加工时间、更换主轴箱、刀具等)。
柄杆(6)设置在由旋转轴衬(10)形成的单元内部，该旋转轴衬通过轴承(11)与固定轴衬(12)关联，该固定轴衬并入设置在机床的刀具箱(8)中。还存在这样的情况：没有固定轴衬(12)，轴承(11)直接容纳于刀具箱(8)，刀具箱(8)内直接复制有固定轴衬(12)的形状。
本发明提出一种用于机床的伸缩式柄杆，其由柄杆芯(13)构成，在柄杆芯上设置有后单元和至少一个前单元，其中后单元由旋转轴衬(14)形成，该旋转轴衬(14)通过轴承(16)与刀具箱(8)直接关联或经由结合至刀具箱(8)的固定轴衬(15)关联，使得柄杆芯(13)与旋转轴衬(14)一体地旋转，并且其中前单元由另一旋转轴衬(17)形成，该旋转轴衬(17)通过其他轴承(16)相对于机器结构的固定部分关联，该前单元通过向外抽取或向内移动能够自动移除，留出能够容纳主轴箱(7)的轴(9)的空间(19)。
图4A至图4C示出本发明的优选实施例，其中前单元通过向外抽取而移除(参见图4C)，在这种情况下，通过轴承(16)与旋转轴衬(17)关联的机器结构的固定部分为固定轴衬(18)，固定轴衬(18)形成前单元的一部分。
旋转轴衬(14和17)设置为使得其通过附连装置(20)保持同步旋转，而固定轴衬(15和18)彼此独立，它们之间没有建立任何类型的附连，然而也可能存在这样的情况：不存在后单元的固定轴衬(15)，其形状直接被复制于刀具箱(8)中。另一方面，固定轴衬(18)具有锚定装置(21)以用于结合至刀具箱(8)。
因此，通过这样的装配结构，柄杆芯(13)通过齿轮(22)旋转，该齿轮(22)结合至后单元的旋转轴衬(14)的后部，使得柄杆芯(13)与所述旋转轴衬(14)一体地旋转，而旋转轴衬(17)在其通过附连装置(20)与旋转轴衬(14)所建立的保持关系而被驱动时旋转。在刀具箱(8)的后部中设置有驱动装置(23)，例如滚珠丝杠，其将轴向运动传递给柄杆芯(13)。
柄杆芯(13)与后单元的旋转轴衬(14)可（除了别的以外）通过两个元件之间的键(24)进行同步旋转，使得柄杆芯(13)可随旋转轴衬(14)旋转，并相对于其轴向滑动，然而柄杆芯(13)的最外部没有用于随前单元的旋转轴衬(17)直接旋转的任何关联装置，柄杆芯(13)的所述最外部受到径向支撑，但没有轴向支撑。
因此，柄杆芯(13)的最外部为圆柱形，使得在其从刀具箱(8)的离开路径上，为关联旋转所限定的外壳中不会引入不同的加工废料，然而，可沿着整个柄杆芯(13)进行键固定(24)，在这种情况下，必须提供防止废料被引入外壳中的装置或移除废料的装置，例如刮刀。
因此，通过将柄杆芯(13)移至其最大回缩位置，并通过向外抽取来移除前单元，留出可容纳主轴箱(7)的轴(9)的空间(19)。从图5可看出，主轴箱(7)的所述轴(9)处于刀具箱(8)内部，使得主轴箱(7)在距离(X’)处最靠近立柱(4)，由此改善了可用工作区域（除了别的以外）。图6示出在空间(19)中设置不同类型的主轴箱(7)的可能性。
可以设想前单元和后单元分开特定距离，使得前单元可通过向内移动被移除，因此，通过将柄杆芯(13)移至其最大回缩位置来留出可容纳主轴箱(7)的轴(9)的空间(19)。在这种情况下，由于后单元和前单元的旋转轴衬(14和17)未附接至彼此，柄杆芯(13)在其整个表面上具有关联旋转，与旋转轴衬(17)一体地旋转。
还可以设想，设置在旋转轴衬(14和17)与固定轴衬(15和18)之间的轴承(16)为角接触球轴承，通过这样的轴承，旋转速度增大，摩擦最小化。然而，在不改变本发明的概念的情况下，其也可为其他类型的轴承，例如，磁力轴承、液体静压轴承、空气静压轴承、或具有低摩擦系数的其他类型的轴承。
图7A至图7C示出本发明的另一实施例，其中柄杆芯(13)由永久地设置在刀具箱(8)内部的后部(13.1)以及至少一个可移除前部(13.2)形成，使得在工作阶段前部(13.2)可相对于后部(13.1)通过与前单元一起向外抽取来分离，前单元由旋转轴衬(17)形成，该旋转轴衬(17)通过轴承(16)相对于固定轴衬(18)关联，使得留出空间(19)以便于容纳主轴箱(7)的轴(9)。在这种情况下，柄杆芯(13)的后部分和前部分(13.1和13.2)通过附连装置(25)附接至彼此以进行同步旋转。
通过这一方案，如图8所示，不同的主轴箱(7)以及具有不同长度和直径的柄杆芯(13)的前部(13.2)可选择性地设置在由刀具箱(8)限定的空间(19)中。
因此，所述前单元能够与不同直径的柄杆芯(13)的前部(13.2)相适配，另一方面，已设想，前单元补充有模块(26)以适应长度过长的柄杆芯(13)前部(13.2)。

Claims (14)

1.一种用于机床的伸缩式柄杆，其用于包括水平台(1)和立柱(4)的机器，待加工零件(3)设置在所述水平台上，携带刀具箱(8)的托架(5)在所述立柱上垂直滑动，在所述刀具箱中设置有柄杆(6)，主轴箱(7)通过轴(9)结合至该柄杆，其特征在于，伸缩式柄杆由柄杆芯(13)构成，在该柄杆芯上设置有由旋转轴衬(17)形成的至少一个前单元，所述旋转轴衬通过轴承(16)相对于机器结构的固定部分关联，该前单元能够通过向外抽取或向内移动被移除，留出能够容纳主轴箱(7)的轴(9)的空间(19)。
2.根据权利要求1所述的用于机床的伸缩式柄杆，其特征在于：通过所述轴承(16)与所述旋转轴衬(17)关联的所述机器结构的固定部分为固定轴衬(18)，所述固定轴衬形成所述前单元的一部分并具有锚定装置(21)以结合至所述刀具箱(8)。
3.根据权利要求1所述的用于机床的伸缩式柄杆，其特征在于：所述柄杆芯(13)分成永久性地设置在所述刀具箱(8)内部的后部(13.1)和至少一个前部(13.2)，所述前部能够通过与所述前单元一起向外抽取来移除。
4.根据权利要求3所述的用于机床的伸缩式柄杆，其特征在于：所述前单元能够与不同直径的所述柄杆芯(13)的所述前部(13.2)相适配。
5.根据权利要求3所述的用于机床的伸缩式柄杆，其特征在于：所述前单元易于补充有模块(26)以适应长度过长的所述柄杆芯(13)的所述前部(13.2)。
6.根据权利要求1所述的用于机床的伸缩式柄杆，其特征在于：所述轴承(16)为具有低摩擦系数的轴承。
7.根据权利要求1所述的用于机床的伸缩式柄杆，其特征在于：所述轴承(16)为角接触球轴承。
8.根据权利要求1所述的用于机床的伸缩式柄杆，其特征在于：所述轴承(16)为磁力轴承。
9.根据权利要求1所述的用于机床的伸缩式柄杆，其特征在于：所述轴承(16)为液体静压轴承。
10.根据权利要求1所述的用于机床的伸缩式柄杆，其特征在于：所述轴承(16)为空气静压轴承。
11.一种伸缩式柄杆在机床中的应用，柄杆包括柄杆芯(13)，主轴箱(7)通过轴(9)连接至该柄杆芯，在该柄杆芯上设置有由旋转轴衬(17)形成的至少一个前单元，所述旋转轴衬通过轴承(16)相对于机器结构的固定部分关联，其特征在于，通过移除所述前单元来留出能够容纳主轴箱(7)的轴(9)的空间。
12.根据权利要求11所述的伸缩式柄杆在机床中的应用，其特征在于：所述前单元通过向外抽取来移除。
13.根据权利要求11所述的伸缩式柄杆在机床中的应用，其特征在于：所述前单元通过向内移动来移除。
14.根据权利要求11所述的伸缩式柄杆在机床中的应用，其特征在于：所述柄杆芯(13)分成后部(13.1)和至少一个前部(13.2)，所述前部通过与所述前单元一起向外抽取来移除，留出空间(19)以便于容纳所述主轴箱(7)的所述轴(9)。
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