CN103170677A - 一种高速数控硬拉床 - Google Patents

Abstract

一种高速数控硬拉床，具有底座（8）；床身（10）；第一滑轨组；与第一滑轨组连接的第一滑板（7）；与第一滑板（7）连接的工作台；第一伺服电机（1）；与第一伺服电机（1）传动联接的第一滚珠丝杆；连接在底座（8）上的下夹刀体（9）；第一夹刀气缸或液压油缸；第二滑轨组；与第二滑轨组连接的第二滑板（4）；第二伺服电机（6）；与第二伺服电机（6）传动联接的第二滚珠丝杆（5），第二滚珠丝杆（5）的螺母与第二滑板（4）连接；连接在第二滑板（4）上的第三滑轨组；与第三滑轨组连接的第三滑板（3）；送刀气缸（2）；连接在第三滑板（3）上的上夹刀体（12）；固定在第三滑板（3）上的第二夹刀气缸或液压油缸（13）。

Description

一种高速数控硬拉床

技术领域

本发明涉及一种拉床，尤其是涉及一种高速数控硬拉床。

背景技术

在机械加工中，例如：齿轮是最常见的动力传递元件之一，通过两个相配合设置的齿轮形成的齿轮副传递扭矩，被广泛应用在汽车或摩托车的动力传输上。而齿轮由于需要与齿轮轴配合，在齿轮的内圆上，都需要设置与轴的外圆面相配合的键槽、齿槽等，齿轮与齿轮轴之间才能相互带动，一起转动。目前在齿轮的内圆上加工键槽、齿槽等，是在拉床上，将齿轮毛坯固定在拉床的工装上，然后把拉刀穿过齿轮的内圆孔，通过机械动力驱动拉刀工作，在齿轮的内圆孔上加工出键槽、齿槽等，加工完成后将成品和拉刀拆卸下来，然后装箱进入下一道工序。针对机械加工的要求，人们设计了不同的拉床。如CN201157940公开了一种数控螺纹上拉式拉床，它包括底座，床身，滑板，上夹刀体，下夹刀体，送刀机构，推料机构，工作台，伺服主运动机构，伺服旋转运动机构，以及电气系统与液压系统，所述下夹刀体和伺服旋转运动机构固定在底座上，上夹刀体固定在送刀机构上，工作台垂直固定在滑板下端，置于床身导轨上的滑板与伺服主运动机构相连，滑板表面设有两条平行直线导轨，送刀机构安装在所述滑板表面的两条平行直线导轨上；工作台一侧设有直线导轨，推料机构安装在所述导轨上。

目前，齿轮在加工过程中，加工成符合要求的产品结构后，往往需再经淬火和回火处理，通过淬火与不同温度的回火配合，以大幅提高其强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足不同的使用要求。然而，加工好的工件经淬火和回火处理后，往往存在一定的变形，为了提高其加工精度，有人选择了对其再次进行拉削加工，但因工件硬度高，现有技术中的拉床在拉削时，刀具易产生振动，拉削速度也低，加工后的工件精度仍难以达到高精度要求。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提出一种运行过程中刀具振动小、能适应高速拉削技术要求的拉床。

为了解决上述技术问题，本发明提供的高速数控硬拉床，至少具有：底座；连接在所述底座上与水平面垂直的床身，还具有连接在所述床身上的第一滑轨组；与所述第一滑轨组滑动连接的第一滑板；与所述第一滑板连接的工作台；固定在所述床身顶部的第一伺服电机；第一端与所述第一伺服电机传动联接的第一滚珠丝杆，所述第一滚珠丝杆的第二端可旋转地连接在床身上，所述第一滚珠丝杆的螺母与所述第一滑板固定连接；可拆卸连接在所述底座上的下夹刀体；连接在所述底座上的第一夹刀气缸或液压油缸，所述第一夹刀气缸或液压油缸的活塞杆与所述下夹刀体的夹持机构连接，控制下夹刀体的松开或夹紧；连接在所述床身上部垂直于水平面的第二滑轨组；与所述第二滑轨组滑动连接的第二滑板；固定在所述床身一侧的第二伺服电机；第一端与所述第二伺服电机传动联接的第二滚珠丝杆，所述第二滚珠丝杆的第二端可旋转地连接在床身上，所述第二滚珠丝杆的螺母与所述第二滑板连接；连接在所述第二滑板上垂直于水平面的第三滑轨组；与所述第三滑轨组滑动连接的第三滑板；连接在所述第二滑板上的送刀气缸，所述送刀气缸的活塞杆与所述第三滑板连接；连接在所述第三滑板上的上夹刀体；连接在所述第三滑板上的第二夹刀气缸或液压油缸，所述第二气缸或液压油缸的活塞杆与所述上夹刀体的夹持机构连接，控制夹刀体的松开或夹紧。

进一步地，作为本发明的改进方案之一，高速数控硬拉床的下夹刀体的夹持机构具有同时作用于刀具的轴向卡爪和第一径向卡爪，使得刀具被夹持后，拉削时刀具不产生轴向和径向位移。从而减少刀具在作业时产生的振动，提高产品的加工质量，减少刀具的损伤，提高拉削速度。

作为本发明的改进方案之二，高速数控硬拉床的上夹刀体包括具有轴向通孔的上夹刀基座；可拆卸连接在所述上夹刀基座的轴向通孔下部的可换刀套；位于所述上夹刀基座上与刀具颈部位置相匹配指向轴心的第一通孔组；滑动连接在所述第一通孔组内的颈部卡爪；位于所述上夹刀基座上与刀具上端部位置相匹配指向轴心的第二通孔组；滑动连接在所述第二通孔组内的第二径向卡爪；滑动连接在所述上夹刀基座的轴向通孔上部的顶销；位于所述顶销与上夹刀基座顶盖之间的弹簧；滑动连接在所述上夹刀基座外部，推动所述颈部卡爪和第二径向卡爪运动的滑套；所述滑套与第二夹刀气缸或液压油缸的活塞杆连接。

进一步地，高速数控硬拉床在上述改进方案之二上，所述第二径向卡爪具有销键，所述上夹刀基座具有供所述销键移动的限位槽，所述销键的第一端插入第二径向卡爪内，第二端位于所述限位槽内，在所述限位槽内具有推动所述销键复位的第一复位弹簧。

作为本发明的改进方案之三，高速数控硬拉床的下夹刀体包括具有轴向通孔的下夹刀基座；位于所述下夹刀基座上与刀具下端部位置相匹配指向轴心的第三通孔组；滑动连接在所述第三通孔组内的第一径向卡爪；位于所述下夹刀基座上倾斜指向刀具的下端面与刀具的圆柱面交接位置的第四通孔组；滑动连接在所述第四通孔组内的轴向卡爪；滑动连接在所述下夹刀基座外部，推动所述轴向卡爪和第一径向卡爪运动的第二滑套；所述滑套与第一夹刀气缸或液压油缸的活塞杆连接。

进一步地，高速数控硬拉床在上述改进方案之三上，所述下夹刀体还具有作用于滑套复位的弹簧。

进一步地，所述下夹刀体与所述底座连接端还具有锁紧螺母。

进一步地，高速数控硬拉床在上述改进方案之三上，所述下夹刀体的第一径向卡爪具有销键，所述下夹刀基座具有供所述销键移动的限位槽，所述销键的第一端插入第一径向卡爪内，第二端位于所述限位槽内，在所述限位槽内具有推动所述销键复位的第二复位弹簧。

进一步地，高速数控硬拉床在上述改进方案之三上，所述轴向卡爪具有销键，所述下夹刀基座具有供所述销键移动的限位槽，所述销键的第一端插入轴向卡爪内，第二端位于所述限位槽内。

在不冲突的情况下上述改进方案可单独或组合实施。

本发明带来的有益效果：本发明提供的高速数控硬拉床，第三滑板受第二伺服电机及第二滚珠丝杆和送刀气缸的共同作用，初期动作时，伺服电机可使上夹刀体快速动作，运动到接近工件时，改由送刀气缸控制上夹刀体动作，送刀气缸具有缓冲作用，可使刀具对准需拉削工件的拉削部位，从而保护刀具，提高工作速度，具有效率高、功能稳定等特点。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为实施例高速数控硬拉床结构示意图； 

图2为实施例高速数控硬拉床的上夹刀体结构示意图；

图3为实施例高速数控硬拉床的下夹刀体结构示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示的高速数控硬拉床，具有底座8，床身10连接在所述底座8上且与水平面垂直，第一滑轨组连接在所述床身10上，第一滑板7与第一滑轨组滑动连接，水平工作台与所述第一滑板7固定连接，第一伺服电机1固定连接在所述床身10的顶部；第一滚珠丝杆的第一端与所述第一伺服电机1传动联接，第一滚珠丝杆的第二端可旋转地连接在床身10的支座上，第一滚珠丝杆的螺母与所述第一滑板7固定连接；下夹刀体9可拆卸地连接在所述底座8上；并通过锁紧螺母25锁紧，下夹刀体9具有轴向通孔的下夹刀基座28；第三通孔组由二个通孔构成，对称地位于所述下夹刀基座28上与刀具下端部相匹配位置并指向轴心；第一径向卡爪27滑动连接在所述第三通孔组内；径向卡爪27具有销键32，下夹刀基座28具有供销键32移动的限位槽，销键32的第一端插入径向卡爪27内，第二端位于所述限位槽内，销键32限制第一径向卡爪27的转动，在所述限位槽内具有推动所述销键32复位的复位弹簧33。第四通孔组由二个通孔构成，对称地位于所述下夹刀基座28上倾斜指向刀具的下端面与刀具的圆柱面交接位置，刀具的下端面与刀具的圆柱面交接处切削成一平面；轴向卡爪22滑动连接在所述第四通孔组内，轴向卡爪22具有限位销键31，下夹刀基座28具有供所述销键31移动的限位槽，所述销键31的第一端插入轴向卡爪22内，第二端位于所述限位槽内，销键31限制轴向卡爪22的转动；第二滑套21滑动连接在所述下夹刀基座28的外部，第一夹刀气缸缸体固定连接在底座8上，所述滑套21与第一夹刀气缸的活塞杆连接，所述滑套21内表面具有凹槽内斜面和凹槽，第一夹刀气缸的动作带动滑套21内表面的凹槽内斜面和凹槽位置移动，从而使所述轴向卡爪22和第一径向卡爪27运动；控制下夹刀体9的松开或夹紧；所述下夹刀体9还具有作用于滑套21的弹簧23。第二滑轨组连接在所述床身10上部且垂直于水平面，第二滑板4与所述第二滑轨组滑动连接；第二伺服电机6固定在所述床身10的一侧；第二滚珠丝杆5的第一端与所述第二伺服电机6传动联接，第二滚珠丝杆的第二端可旋转地连接在床身10上，第二滚珠丝杆5的螺母与所述第二滑板4固定连接；第三滑轨组连接在所述第二滑板4上且垂直于水平面；第三滑板3与所述第三滑轨组滑动连接；送刀气缸2的缸体固定连接在所述第二滑板4上，送刀气缸2的活塞杆与所述第三滑板3连接；上夹刀体12可拆卸连接在所述第三滑板3上；上夹刀体12具有轴向通孔的上夹刀基座19；可换刀套18可拆卸连接在所述上夹刀基座19的轴向通孔的下部；第一通孔组由二个通孔构成，位于所述上夹刀基座19上与刀具上颈部相匹配位置并对称指向轴心；颈部卡爪17滑动连接在所述第一通孔组内；第二通孔组由二个通孔构成，对称地位于所述上夹刀基座19上与刀具上端部相匹配位置并指向轴心；第二径向卡爪16滑动连接在所述第二通孔组内；所述第二径向卡爪16具有销键29，上夹刀基座19具有供所述销键29移动的限位槽，销键29的第一端插入第二径向卡爪16内，第二端位于所述限位槽内，销键29限制第二径向卡爪16的旋转，在所述限位槽内具有推动所述销键29复位的第一复位弹簧30。顶销20可滑动连接在所述上夹刀基座19的轴向通孔上部；所述顶销20与上夹刀基座19顶盖之间具有弹簧14；滑套15滑动连接在所述上夹刀基座19的外部，第二夹刀气缸13固定在所述第三滑板3上，所述滑套15与第二夹刀气缸13的活塞杆连接，所述滑套15内表面呈倾斜状，第二夹刀气缸13的动作，推动所述颈部卡爪17和径向卡爪16运动，控制夹刀体12的松开或夹紧。

在其它实施例中第一夹刀气缸或第二夹刀气缸为液压油缸。

工作时，在一个循环周期内，依次完成以下过程：被加工件装入第一滑板7上的工作位置；第二伺服电机6带动第二滚珠丝杆5旋转，第二滚珠丝杆5的螺母带动第二滑板4和第三滑板3快速下降，从而使上夹刀体12下降，第二伺服电机6停转，完成伺服送刀；送刀气缸2起动，其活塞杆推动第三滑板3低速下移；使上夹刀体12下降，完成气动送刀，在送刀过程中伺服送刀时的移动速度高于气动送刀时的移动速度。送刀完成后刀具已进入下夹刀体9内，第二夹刀气缸13动作，第二夹刀气缸13的活塞杆带动滑套15上移，颈部卡爪17和径向卡爪16向远离刀具方向移动，上夹刀体12松开，上夹刀体12完成松刀；第一夹刀气缸动作，其活塞杆带动滑套21上移，推动轴向卡爪22和径向卡爪27向刀具方向移动；夹刀体9将刀具夹紧，拉削时，使刀具不会发生轴向和径向位移；第二夹刀气缸13动作，第二夹刀气缸13的活塞杆带动滑套15下移，颈部卡爪17和径向卡爪16向刀具方向移动，上夹刀体12夹刀，上夹刀体12完成夹刀；第一伺服电机1带动第一滚珠丝杆旋转，第一滚珠丝杆的螺母带动第一滑板7在第一滑轨组上高速上移，使被加工件得到高速拉削；第二夹刀气缸13动作，第二夹刀气缸13的活塞杆带动滑套15上移，颈部卡爪17和径向卡爪16向远离刀具方向移动，上夹刀体12松开，上夹刀体12完成松刀；第二伺服电机6带动第二滚珠丝杆5旋转，第二滚珠丝杆5的螺母带动第二滑板4和第三滑板3上移，从而使上夹刀体12上移，完成伺服让刀，让刀完成后第二伺服电机6停止；第一伺服电机1带动第一滚珠丝杆旋转，第一滚珠丝杆的螺母带动第一滑板7在第一滑轨组上慢速上移，使被加工件得到慢速拉削；重复前述伺服送刀和气动送刀、上夹刀体12夹刀过程；第一夹刀气缸动作，其活塞杆带动滑套21下移，推动轴向卡爪22和径向卡爪27向远离刀具方向移动；夹刀体9将刀具松开，送刀气缸2起动，其活塞杆推动第三滑板3上移；使上夹刀体12上升，完成气动提刀；第二伺服电机6带动第二滚珠丝杆5旋转，第二滚珠丝杆5的螺母带动第二滑板4和第三滑板3上移，从而使上夹刀体12上移，完成伺服提刀，提刀完成后第二伺服电机6停止；气动提刀和伺服提刀可同时进行，提刀完成后，被加工件移开。

显然，本发明不限于以上优选实施方式，还可在本发明权利要求和说明书限定的精神内，进行多种形式的变换和改进，能解决同样的技术问题，并取得预期的技术效果，故不重述。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接或联想到的所有方案，只要在权利要求限定的精神之内，也属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高速数控硬拉床，至少具有：底座（8）；连接在所述底座（8）上与水平面垂直的床身（10），其特征在于，还具有连接在所述床身（10）上的第一滑轨组；与所述第一滑轨组滑动连接的第一滑板（7）；与所述第一滑板（7）连接的工作台；固定在所述床身（10）顶部的第一伺服电机（1）；第一端与所述第一伺服电机（1）传动联接的第一滚珠丝杆，所述第一滚珠丝杆的第二端可旋转地连接在床身（10）上，所述第一滚珠丝杆的螺母与所述第一滑板（7）固定连接；可拆卸连接在所述底座（8）上的下夹刀体（9）；连接在所述底座（8）上的第一夹刀气缸或液压油缸，所述第一夹刀气缸或液压油缸的活塞杆与所述下夹刀体（9）的夹持机构连接，控制下夹刀体（9）的松开或夹紧；连接在所述床身（10）上部垂直于水平面的第二滑轨组；与所述第二滑轨组滑动连接的第二滑板（4）；固定在所述床身（10）一侧的第二伺服电机（6）；第一端与所述第二伺服电机（6）传动联接的第二滚珠丝杆（5），所述第二滚珠丝杆的第二端可旋转地连接在床身（10）上，所述第二滚珠丝杆（5）的螺母与所述第二滑板（4）连接；连接在所述第二滑板（4）上垂直于水平面的第三滑轨组；与所述第三滑轨组滑动连接的第三滑板（3）；连接在所述第二滑板（4）上的送刀气缸（2），所述送刀气缸（2）的活塞杆与所述第三滑板（3）连接；连接在所述第三滑板（3）上的上夹刀体（12）；连接在所述第三滑板（3）上的第二夹刀气缸或液压油缸（13），所述第二气缸或液压油缸（13）的活塞杆与所述上夹刀体（12）的夹持机构连接，控制夹刀体（12）的松开或夹紧。

2.根据权利要求1所述的高速数控硬拉床，其特征在于：所述下夹刀体（9）的夹持机构具有同时作用于刀具的轴向卡爪（22）和第一径向卡爪（27），使得刀具被夹持后，拉削时刀具不产生轴向和径向位移。

3.根据权利要求1所述的高速数控硬拉床，其特征在于：所述上夹刀体（12）包括具有轴向通孔的上夹刀基座（19）；可拆卸连接在所述上夹刀基座（19）的轴向通孔下部的可换刀套（18）；位于所述上夹刀基座（19）上与刀具颈部位置相匹配指向轴心的第一通孔组；滑动连接在所述第一通孔组内的颈部卡爪（17）；位于所述上夹刀基座（19）上与刀具上端部位置相匹配指向轴心的第二通孔组；滑动连接在所述第二通孔组内的第二径向卡爪（16）；滑动连接在所述上夹刀基座（19）的轴向通孔上部的顶销（20）；位于所述顶销（20）与上夹刀基座（19）顶盖之间的弹簧（14）；滑动连接在所述上夹刀基座（19）外部，推动所述颈部卡爪（17）和第二径向卡爪（16）运动的滑套（15），所述滑套（15）与第二夹刀气缸或液压油缸（13）的活塞杆连接。

4.根据权利要求3所述的高速数控硬拉床，其特征在于：所述第二径向卡爪（16）具有销键（29），所述上夹刀基座（19）具有供所述销键（29）移动的限位槽，所述销键（29）的第一端插入第二径向卡爪（16）内，第二端位于所述限位槽内，在所述限位槽内具有推动所述销键（29）复位的第一复位弹簧（30）。

5.根据权利要求1所述的高速数控硬拉床，其特征在于：所述下夹刀体（9）包括具有轴向通孔的下夹刀基座（28）；位于所述下夹刀基座（28）上与刀具下端部位置相匹配指向轴心的第三通孔组；滑动连接在所述第三通孔组内的第一径向卡爪（27）；位于所述下夹刀基座（28）上倾斜指向刀具的下端面与刀具的圆柱面交接位置的第四通孔组；滑动连接在所述第四通孔组内的轴向卡爪（22）；滑动连接在所述下夹刀基座（28）外部，推动所述轴向卡爪（22）和第一径向卡爪（27）运动的第二滑套（21）；所述滑套（21）与第一夹刀气缸或液压油缸的活塞杆连接。

6.根据权利要求5所述的高速数控硬拉床，其特征在于：所述下夹刀体（9）还具有作用于滑套（21）复位的弹簧（23）。

7.根据权利要求1或5所述的高速数控硬拉床，其特征在于：所述下夹刀体（9）与所述底座（8）连接端还具有锁紧螺母（25）。

8.根据权利要求5所述的高速数控硬拉床，其特征在于：所述下夹刀体（9）的第一径向卡爪（27）具有销键（32），所述下夹刀基座（28）具有供所述销键（32）移动的限位槽，所述销键（32）的第一端插入第一径向卡爪（27）内，第二端位于所述限位槽内，在所述限位槽内具有推动所述销键（32）复位的第二复位弹簧（33）。

9.根据权利要求5所述的高速数控硬拉床，其特征在于：所述轴向卡爪（22）具有销键（31），所述下夹刀基座（28）具有供所述销键（31）移动的限位槽，所述销键（31）的第一端插入径向卡爪（22）内，第二端位于所述限位槽内。

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