CN102990410B - 一种机床刀具支撑机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机床刀具支撑机构，涉及机床加工领域，所述支撑机构包括设置在刀具的底侧并朝向所述刀具做伸缩运动的活动底座，还包括设置在活动底座上的支撑件；特别是当机床处于换装工件或机床停止期间以及加工过程中刀具退回到原位的状态下时，所述活动底座伸出到最高位置，所述支撑件将刀具支撑在水平轴线上，解决了刀具由于长时间悬置而产生挠曲变形，从而影响刀具的加工精度的问题。

Description

一种机床刀具支撑机构

技术领域

本发明涉及机床加工领域，特别是涉及一种机床刀具支撑机构。

背景技术

在零件的加工过程中，经常会出现直径较大且加工深度也较深的孔，例如发动机缸体的曲轴孔加工、缸盖凸轮轴孔的加工等，那么所需的加工刀具长度相应的也就较长。在工件加工过程中，尤其是机床处于换装工件或机床停止期间以及加工过程中刀具退回到原位的状态下时，由于刀具在主轴外悬伸较长，并且刀具重量较重，因此长时间的刀具悬置，会使得刀具在自身重力的影响下出现挠曲变形等情况，影响后续工件的加工精度。

要解决刀具由于长时间悬置而产生挠曲变形，从而影响刀具的加工精度的问题，就需要机床处于上述状态时，设计相应的对刀具进行支撑的机构。

发明内容

本发明的目的是提供一种机床刀具的支撑机构，特别是当机床处于换装工件或机床停止期间以及加工过程中刀具退回到原位的状态下时，刀具的支撑机构。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种机床刀具支撑机构，所述支撑机构包括：

活动底座，设置在刀具的底侧并朝向所述刀具做伸缩运动；

支撑件，设置在所述活动底座上靠近所述刀具的一端；

在所述活动底座伸出到最高位置，所述支撑件将所述刀具支撑在水平轴线上。

可选地，上述的装置中，所述活动底座固定安装在位于所述刀具底侧的机床夹具体上。

可选地，上述的装置中，所述活动底座位于所述刀具垂直下方并固定安装在所述刀具垂直下方的机床夹具体上。

可选地，上述的装置中，所述活动底座为油缸，所述油缸的缸筒固定安装在所述机床夹具体上，所述油缸的活塞杆朝向所述刀具并与所述支撑件连接。

可选地，上述的装置中，所述支撑件包括滚轮支架和滚轮，所述滚轮通过销轴和轴承安装在所述滚轮支架上，所述滚轮支架与所述活动底座固定连接。

可选地，上述的装置中，所述滚轮包括左侧支撑斜面、右侧支撑斜面和中心凹槽；所述滚轮为以所述中心凹槽的竖直中心线呈轴对称的结构；

在所述活动底座伸出到最高位置，所述左侧支撑斜面与所述刀具接触，所述右侧支撑斜面与所述刀具接触。

可选地，上述的装置中，所述滚轮与所述刀具的支撑点到所述刀具的悬臂根部的距离，为所述刀具的悬臂长度的1/2至4/5。

可选地，上述的装置中，所述滚轮与所述刀具的支撑点到所述刀具的悬臂根部的距离，为所述刀具的悬臂长度的2/3。

可选地，上述的装置中，所述油缸通过油缸支架固定安装在所述机床夹具体上；所述油缸支架包括相互垂直的固定端和夹持端，所述固定端与所述机床夹具体固定连接，所述夹持端用于固定所述油缸。

可选地，上述的装置中，所述支撑机构侧面还设有开关板，所述开关板上安装有两个用于控制所述活动底座伸缩运动的感应开关，所述两个感应开关之间的距离等于所述活动底座伸缩运动的距离。

本发明至少存在以下技术效果：

1）、本发明通过设置在刀具底侧的活动底座的伸缩运动，带动与其连接的支撑件运动，能够使得支撑件与刀具接触并支撑刀具，解决了刀具由于长时间悬置而产生挠曲变形，从而影响刀具的加工精度的问题；

2）、本发明的活动底座与支撑件是设置刀具垂直下方，即与重力方向相反，更好的起到支撑刀具、防止因为长时间悬置导致刀具变形的作用；

3）、本发明活动底座采用油缸，结构简单，操作方便；

4）、本发明支撑件包括滚轮支架以及通过销轴和轴承设置在所述滚轮支架上的滚轮，通过滚轮与刀具接触并支撑刀具，使得整体结构简单；

5）、本发明的滑轮由左侧支撑斜面、右侧支撑斜面和中心凹槽组成，这样的结构与刀具需要支撑处形状相匹配，使得支撑更稳固，并且可以避免支撑过程中对刀具的损坏；

6）、本发明中滑轮与刀具的支撑点到所述刀具的悬臂根部的距离为所述刀具的悬臂长度的1/2至4/5，使得支撑位置更合理，达到更好的支撑效果；

7）、本发明油缸支架采用由相互垂直焊接的固定端和夹持端组成，使得油缸安装和拆卸方便且更牢固；

8）、本发明采用设置在开关板上的两个感应开关来对油缸活塞杆的伸缩位移做准确的定位，活塞杆的伸缩量不大于两个感应开关之间的距离，使得油缸的伸缩控制更安全和智能化，成本低，并且避免油缸伸得过长损坏刀具。

附图说明

图1为本发明支撑机构的结构示意图，也是支撑机构处于支撑状态时各部件与机床刀具的相对位置示意图；

图2为本发明支撑机构处于非支撑状态时各部件与机床刀具的相对位置示意图；

图3为本发明图1的左视图；

图4为本发明支撑机构在支撑与非支撑状态时油缸的支撑板与两个感应开关的相对位置示意图；

图5为本发明图3中I部分的放大示意图；

图6为本发明图5中滚轮的示意图；

图7a和图7b分别为本发明中滚轮支架的主视图和俯视图；

图8a和图8b分别为本发明中支撑板的主视图和俯视图；

图9a和图9b分别为本发明中开关板的主视图和左视图；

图10a、图10b和图10c分别为本发明中油缸支架的主视图、俯视图和侧视图；

其中，

1-刀具，2-油缸，3-滚轮支架，4-滚轮，401-销轴，402-轴承，403-隔套，404-螺母，5-支撑板，501-球面垫圈，6-垫片，7-油缸支架，701-固定端，702-夹持端，8-机床夹具体，9-开关板，10-感应开关，11-工件，12-导向套。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。

如图1-图10c为本发明实施例的示意图，本发明实施例提供了一种机床刀具支撑机构，所述支撑机构包括活动底座，设置在刀具1的底侧并朝向所述刀具1做伸缩运动。所述支撑机构还包括支撑件，设置在所述活动底座上靠近所述刀具1的一端。在所述活动底座伸出到最高位置，所述支撑件将所述刀具1支撑在水平轴线上。

本发明通过活动底座的伸缩运动，带动与其连接的支撑件运动，能够使得支撑件与刀具1接触并支撑刀具，解决了刀具1由于长时间悬置而产生挠曲变形，从而影响到加工精度的问题。

本发明的一个实施例中，所述活动底座可以固定安装在位于所述刀具1底侧的机床夹具体8上。

所述活动底座可以是多个，比如为两个的时候，为了保证支撑力的平衡分配以更好地支撑刀具1，所述两个活动底座应该是左右对称布置在所述机床夹具体8上。当所述活动底座为多个的时候也可以采用类似的方法布置。

本例中是优选所述活动底座还位于所述刀具1垂直下方，对应地是固定安装在所述刀具1垂直下方的机床夹具体8上，并可沿所述垂直方向做往复运动。当设置在垂直下方的时候，活动底座只需要一个就能满足支撑要求。此时活动底座的支撑力刚好与重力方向相反，更好的起到支撑刀具1、防止因为长时间悬置导致刀具1变形的作用。

本发明的一个实施例中，所述活动底座可以为油缸2，使得结构简单，操作方便。所述油缸2的缸筒固定安装在所述机床夹具体8上。

所述支撑件可以包括滚轮支架3以及所述滚轮支架3顶部上设置的滚轮4。所述支撑件是通过所述滚轮支架3与所述活动底座固定连接。如图5所示，所述滚轮4可以通过销轴401、轴承402、隔套403和螺母404安装在所述滚轮支架3上。上述支撑件的整体结构简单，拆卸安装更方便，也降低了成本。另外，为了避免支撑过程中滚轮4对刀具1表面造成损坏，通常将所述滚轮4与刀具1接触部位设计为与所述刀具1需要支撑处形状相匹配，特别如图5和图6所示，所述滚轮4的周边有沟槽，呈梯形。具体地所述滚轮4分为左侧支撑斜面、右侧支撑斜面和中心凹槽，所述滚轮4为以所述中心凹槽的竖直中心线呈轴对称的结构，并且左右支撑斜面之间夹角为90°。在所述活动底座伸出到最高位置，所述左、右侧支撑斜面均与所述刀具接触，保证刀具1处在滚轮4上最佳位置，既不影响刀具1的正常使用又使得支撑更稳固。

当所述支撑机构处于支撑状态时，为了使得滚轮4支撑刀具1的位置更合理，达到更好的支撑效果，所述滚轮4与所述刀具1的支撑点到所述刀具1的悬臂根部的距离为所述刀具1的悬臂长度的1/2至4/5，本例中最优选为悬臂长度的2/3。

所述油缸2的活塞杆朝向所述刀具1并与所述支撑件连接。所述活塞杆顶部还通过螺栓和球面垫圈501与支撑板5固定连接。所述支撑板5再与所述滚轮支架3的底部通过螺栓固定，它们之间还设有垫片6。最后通过活塞杆的伸缩运动带动滚轮支架3以及滚轮4运动。

本发明的一个实施例中，所述油缸2可以通过油缸支架7固定安装在所述机床夹具体8上。如图10a、图10b以及图10c所示，所述油缸支架7可以包括相互垂直的固定端701和夹持端702。所述固定端701上开有螺孔，在所述机床夹具体8对应位置也开有螺孔，通过螺栓将所述固定端701与所述机床夹具体8固定连接。所述夹持端702上开有与所述油缸2的缸筒相匹配的定位安装孔，油缸2穿入所述定位安装孔并用螺栓固定。使得油缸2的安装和拆卸更方便，并且成本低又牢固。

本发明的一个实施例中，所述支撑机构侧面还设有固定的开关板9。所述开关板9上安装有两个用于控制所述活动底座伸缩运动的感应开关10，用来对油缸2活塞杆的伸缩位移做准确的定位。所述活塞杆前端的支撑板的侧面设有感应螺栓，可以与所述感应开关10接触并控制感应开关10。通常活塞杆的伸缩量应不大于两个感应开关10之间的距离，活塞杆的伸缩量也就是油缸2的行程。本例中取活塞杆的伸缩量与所述两个感应开关10之间的距离相等。当活塞杆伸到最长或缩到最短时，其顶部支撑板的感应螺栓刚好分别与开关板上的感应开关10接触，并触动开关控制油缸2，达到定位的目的，使得油缸2的伸缩控制更安全和智能化，并且避免油缸2伸得过长损坏刀具。

本发明的工作原理及工作过程如下：

本发明根据支撑力平衡的原理设计了一种机床刀具支撑机构，主要为了解决机床在对加工孔的长度较长且直径较大的工件11加工处理过程中，直径大且悬伸较长刀具1由于长时间悬置而导致变形的问题。

所述机床刀具支撑机构通过通用油缸2来控制滚轮4的上下移动，从而实现支撑件与刀具1接合或分离。当工件11进行加工时，油缸2的活塞杆收缩带动滚轮4与刀具1分离，滚轮4处于落下状态，刀具1通过机床夹具8上的导向套12支撑定位对工件11上的孔进行加工。当工件11加工完成后，刀具1退出导向套12退回到原始位置，此时油缸2的活塞杆伸长带动滚轮4与刀具1接触，滚轮4上升到支撑位置，滚轮4对加工刀具1起到支撑作用，防止刀具1因悬伸较长及自身重力而产生挠曲变形，对后续工件的加工精度产生影响。需要注意的是，当机床再次进行加工时，本支撑机构需要退回到落下状态，使得滚轮4与刀具1脱离，以免对刀具1加工进行干涉。

本发明使用时，需要根据刀具1的高度及油缸2的行程计算出油缸支架7及开关板9的安装位置，在机床夹具体8上加工出油缸支架7的安装定位孔及开关板9的安装孔，然后对油缸支架7及开关板9进行安装。再通过销轴401、隔套403及螺母404将轴承402及滚轮4安装在滚轮支架3上。支撑板5通过螺钉及球面垫圈501与油缸2的活塞杆连接，最后将上述安装完成的滚轮支架3的组件通过标准件螺钉固定安装在支撑板5上。此时便可通过通用油缸2来控制滚轮4的上升与落下，达到支撑刀具1的目的。垫片6用来调整滚轮支架3的安装高度。

本发明的机床刀具支撑机构是靠开关板9上的上下两个感应开关10来控制支撑机构上升与落下的准确位置。所述支撑板5侧面的感应螺栓通过与所述感应开关10接触来控制感应开关10。当活塞杆伸长到其上设置的滚轮4刚好与刀具1接触时，支撑板5侧面的感应螺栓也刚好与所述最上端的感应开关10接触，即如图4中所示a点位置处，此时感应开关10控制油缸2停止伸长，防止因为油缸2松动发生位移等问题对刀具1产生影响，确保支撑机构上升的准确位置。活塞杆收缩过程中，当支撑板5侧面的感应螺栓刚好与所述最下端的感应开关10接触时，即如图4中所示b点位置处，感应开关10则控制油缸2停止收缩，确保支撑机构下降的准确位置。

本发明中的零件除了国家标准的螺母404、螺栓、球面垫圈501、外购件轴承402之外，其它各元件均为专用零件，需专用设计及制作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种机床刀具支撑机构，其特征在于，所述支撑机构包括：

活动底座，设置在刀具(1)的底侧并朝向所述刀具(1)做伸缩运动；

支撑件，设置在所述活动底座上靠近所述刀具(1)的一端；

在所述活动底座伸出到最高位置，所述支撑件将所述刀具(1)支撑在水平轴线上；

所述支撑件包括滚轮支架(3)和滚轮(4)，所述滚轮(4)通过销轴(401)和轴承(402)安装在所述滚轮支架(3)上，所述滚轮支架(3)与所述活动底座固定连接；

所述滚轮(4)包括左侧支撑斜面、右侧支撑斜面和中心凹槽；所述滚轮(4)为以所述中心凹槽的竖直中心线呈轴对称的结构；

在所述活动底座伸出到最高位置，所述左侧支撑斜面与所述刀具(1)接触，所述右侧支撑斜面与所述刀具(1)接触；

所述支撑机构侧面还设有开关板(9)，所述开关板(9)上安装有两个用于控制所述活动底座伸缩运动的感应开关(10)，所述两个感应开关(10)之间的距离等于所述活动底座伸缩运动的距离。

2.根据权利要求1所述的机床刀具支撑机构，其特征在于，所述活动底座固定安装在位于所述刀具(1)底侧的机床夹具体(8)上。

3.根据权利要求1所述的机床刀具支撑机构，其特征在于，所述活动底座位于所述刀具(1)垂直下方并固定安装在所述刀具(1)垂直下方的机床夹具体(8)上。

4.根据权利要求2或3所述的机床刀具支撑机构，其特征在于，所述活动底座为油缸(2)，所述油缸(2)的缸筒固定安装在所述机床夹具体(8)上，所述油缸(2)的活塞杆朝向所述刀具(1)并与所述支撑件连接。

5.根据权利要求1所述的机床刀具支撑机构，其特征在于，所述滚轮(4)与所述刀具(1)的支撑点到所述刀具(1)的悬臂根部的距离，为所述刀具(1)的悬臂长度的1/2至4/5。

6.根据权利要求5所述的机床刀具支撑机构，其特征在于，所述滚轮(4)与所述刀具(1)的支撑点到所述刀具(1)的悬臂根部的距离，为所述刀具(1)的悬臂长度的2/3。

7.根据权利要求4所述的机床刀具支撑机构，其特征在于，所述油缸(2)通过油缸支架(7)固定安装在所述机床夹具体(8)上；所述油缸支架(7)包括相互垂直的固定端(701)和夹持端(702)，所述固定端(701)与所述机床夹具体(8)固定连接，所述夹持端(702)用于固定所述油缸(2)。