CN103567799A - 进给装置及应用该进给装置的机床 - Google Patents

进给装置及应用该进给装置的机床 Download PDF

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Abstract

一种进给装置,其包括安装座、刀座、进给驱动机构及装设于该刀座上的刀具。该安装座上设有导向部,该刀座与该导向部滑动相接,该进给驱动机构驱动该刀座带动该刀具沿导向部作可控制地高速往复运动。本发明所提供的进给装置通过自身往复运动一直对工件进行加工,节约了一定的时间,提高了曲面加工效率。本发明还提供一种应用该进给装置的机床。

Description

进给装置及应用该进给装置的机床
技术领域
[0001] 本发明涉及一种进给装置,特别涉及一种用于曲面加工的进给装置及应用该进给装置的机床。
背景技术
[0002] 现有机床加工技术中,机床的刀具在进给装置的带动下运动,并同时在主轴的带动下作高速旋转,以对工件进行曲面加工。然而,刀具对工件某一位置进行加工后,进给装置需在主轴的带动下进行先升高、移动再下降等一系列动作才能对下一位置进行加工。因此,浪费了较多的时间,降低了曲面加工效率。
发明内容
[0003] 鉴于上述状况,有必要提供一种能够提高曲面加工效率且降低成本的进给装置。
[0004] 还有必要提供一种应用该进给装置的机床。
[0005] 一种进给装置,其包括安装座、刀座、进给驱动机构及装设于该刀座上的刀具。该安装座上设有导向部,该刀座与该导向部滑动相接,该进给驱动机构驱动该刀座带动该刀具沿导向部作能够控制地 高速往复运动。
[0006] 一种机床,其包括机台、工作台、移动装置及进给装置,该工作台装设于机台上,该移动装置滑动地装设于该机台上并位于该工作台的上方,该进给装置包括安装座、刀座、进给驱动机构及装设于该刀座上的刀具。该安装座滑动装设于该移动装置上,该安装座上设有导向部,该刀座与该导向部滑动相接,该进给驱动机构驱动该刀座带动该刀具沿导向部作能够控制地高速往复运动。
[0007] 本发明所提供的进给装置在对工件进行曲面加工时,驱动件的动子与定子之间的磁场相互作用能够驱动刀具沿导向部作往复运动一直进行加工,节约了一定的时间,提高了曲面加工效率。
附图说明
[0008] 图1是本发明实施方式的机床的立体示意图。
[0009] 图2是本发明实施方式的机床的立体分解示意图。
[0010] 图3是进给装置对工件进行加工的立体示意图。
[0011] 图4是图3所示的进给装置的立体分解示意图。
[0012] 图5是图3所示的进给装置的另一视角的立体分解示意图。
[0013] 主要元件符号说明
Figure CN103567799AD00031
Figure CN103567799AD00041
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
[0014] 请参阅图1及图2,本发明实施方式的机床100用于给工件200进行曲面加工。机床100包括机台10、工作台20、移动装置30、进给装置40及控制器(图未示)。工作台20装设于机台10上,用于放置工件200。移动装置30移动地装设于机台10上并位于工作台20的上方,进给装置40滑动地装设于移动装置30上。控制器(图未示)与工作台20、移动装置30及进给装置40均电性相接。移动装置30依控制器的指令带动进给装置40沿着X/Y/Z轴方向运动,即沿着相互垂直的第一方向、第二方向及第三方向运动。
[0015] 机台10包括基座11及平行间隔凸设于基座11上的两个支撑体13。每个支撑体13远离基座11的一面平行间隔设置有两个第一滑轨131。在本实施例中,第一滑轨131沿着平行X轴方向延伸。两个第一滑轨131之间形成收容槽133。请一并参阅图2,工作台20大致呈圆柱形,其转动地装设于基座11上,并位于两个支撑体13之间。工作台20包括旋转驱动件21及与旋转驱动件21固定相接的支撑件23。旋转驱动件21与控制器电性相接。本实施方式中,旋转驱动件21为直接驱动电机。
[0016] 移动装置30滑动地装设于两个支撑体13上,并与两个支撑体13垂直相接,且位于工作台20的上方。移动装置30包括横梁31、两个滑动座33、两个第一驱动机构35及第二驱动机构37。横梁31两端分别与两个支撑体13滑动相接,且横梁31的延伸方向与Y轴平行。横梁31上形成有一对相互平行的第二滑轨311,第二滑轨311沿着Y轴方向延伸。两个滑动座33分别装设于横梁31的两端,并分别与两个支撑体13上的第一滑轨131滑动相接。两个第一驱动机构35分别装设于两个滑动座33朝向支撑体13的一面,并部分收容于收容槽133中,用于驱动横梁31沿第一滑轨131作X轴方向的运动。第二驱动机构37装设于横梁31上,用于驱动进给装置40沿第二滑轨311作Y轴方向的运动。第一驱动机构35及第二驱动机构37均与控制器电性相接。本实施方式中,第一驱动机构35、第二驱动机构37均为直线电机。可以理解,第一驱动机构35、第二驱动机构37也可以用其它的驱动件替代,第一驱动机构35、第二驱动机构37的数量根据实际需要进行设定。
[0017] 请结合参阅图3至图5,进给装置40包括安装座43、刀座45、进给驱动机构47及装设于刀座45上的刀具49。进给驱动机构47收容并装设于安装座43内,且与控制器电性相接。刀座45滑动地装设于安装座43上,其在进给驱动机构47的驱动下能够相对安装座43在Z轴方向作往复运动。
[0018] 在本实施例中,进给装置40还包括滑鞍41。滑鞍41朝向横梁31的一侧间隔平行设置有两个滑块411。两个滑块411分别滑动地装设于第二滑轨311上,以将滑鞍41与横梁31滑动相接。
[0019] 安装座43包括一个框体431及装设于框体431上的两个安装板433。框体431包括底壁4311、第一侧壁4313、第二侧壁4315及顶壁4316。第一侧壁4313与第二侧壁4315由底壁4311的两端垂直延伸弯折形成。其中,底壁4311邻近基座11设置。第一侧壁4313滑动装设于滑鞍41上,其朝向第二侧壁4315的内侧上沿Z轴方向间隔凸设形成两个块状的导向部4317。第二侧壁4315沿朝向底壁4311的中线所在位置贯通开设有长条形的滑槽4318。滑槽4318沿Z轴方向延伸。第二侧壁4315背离第一侧壁4313的外侧上,凸设形成两个滑行部4319。两个滑行部4319位于滑槽4318的两侧,并与滑槽4318平行设置。滑行部4319在本实施例中为条形滑轨。顶壁4316与第一侧壁4313及第二侧壁4315垂直相交。本实施方式中,底壁4311、第一侧壁4313、第二侧壁4315及顶壁4316为一体制成形成一个框体。两个安装板433与底壁4311、第一侧壁4313、第二侧壁4315及顶壁4316均垂直相接,以从两侧将框体431封闭。
[0020] 刀座45大致呈“T”形,其部分与安装座43滑动相接。刀座45包括主体451及垂直凸设于主体451上的滑动板453。其中,主体451大致呈梭形,其设置于安装座43的外侦牝主体451远离滑动板453的一侧的底端间隔凸设有两个固持部4511。主体451朝向安装座43的一侧间隔凸设形成有四个第一滑动部4513。四个第一滑动部4513以两个为一组,分别滑动地装设于两个滑行部4319上。滑动板453凸设于主体451上,并位于两组第一滑动部4513之间。滑动板453穿过滑槽4318并与第一侧壁4313上的两个导向部4317滑动相接。滑动板453远离主体451的一端形成有第二滑动部4531。第二滑动部4531滑动地收容于导向部4317中。本实施方式中,第一滑动部4513为滑块,第二滑动部4531为滑轨。
[0021] 进给驱动机构47装设并收容于安装座43内,其包括两个驱动件471。在本实施方式中,驱动件471为直线电机。每个驱动件471包括一个动子4711及一个定子4713。两个动子4711分别装设于两个安装板433朝向收容空间470的内壁上。两个动子4711通电后能产生交变磁场。两个定子4713分别固接于滑动板453的两个侧面。每一定子4713夹设于相应动子4711与滑动板453间。两个定子4713产生的磁场与两个动子4711所产生的交变磁场发生相互作用,驱动刀座45沿导向部4317作Z方向的高速往复运动。可以理解,进给驱动机构47中的驱动件471数量可以根据实际需要进行设置,如可用一个驱动力更大的驱动件来替代两个驱动件471,也可设置三个或三个以上的驱动件471来进行驱动,以获得更大的驱动力,由于采用多个驱动件471驱动,驱动件471的体积势必较小,从而方便了组装。
[0022] 刀具49固定夹持于两个固持部4511之间,用于给工件200进行曲面加工。刀具49包括刀柄491及与刀柄491相接的刀体493。刀柄491固定夹持于两个固持部4511之间。刀体493邻近基座11设置。本实施方式中,刀具49为车刀。
[0023] 可以理解,若对单一型号的工件加工,可将安装座43固定装设于滑鞍41上,即确定Z轴方向之位置,安装座43无需作Z轴方向的运动;进给装置40上也可设置一与控制器电性相接的驱动机构,该驱动机构驱动安装座43在滑鞍41上沿Z轴运动;也可将滑鞍41省略,直接将安装座41滑动装设于横梁31上。
[0024] 可以理解,动子4711可直接安装于框体431上,只要动子4711通电后产生的交变磁场能驱使定子4713带动刀座45沿导向部4317往复运动即可。
[0025] 组装时,先将工作台20装设于两个支撑体13之间;再将横梁31组装于两个支撑体13上;后将第一驱动机构35及第二驱动机构37均装设于横梁31上;随后,将滑鞍41装设于横梁31上;再后,将两个定子4713分别固接于滑动板453的两个侧面上;将刀座45的滑动板453穿过滑槽4318并最终滑动板453上的第二滑动部4531滑动相接;其后,将两个动子4711分别固接于两个安装板433上,并随同安装板433装设收容于安装座43内;过后,将刀具49的刀柄491固定夹持于两个固持部4511之间。最后,将进给装置40装设于滑鞍41上,并与控制器电性相接。
[0026] 使用时,将工件200放置于工作台20上,控制器控制第一驱动机构35驱动移动装置30在第一滑轨131上沿X轴运动,并控制第二驱动机构37驱动移动装置30沿Y轴方向运动,而且进给装置40的安装座43在滑鞍41上沿Z轴方向运动,以使刀具49运动至到达预定加工位置。然后,控制器控制第一驱动机构35驱动移动装置30在第一滑轨131上沿X轴运动,通过旋转驱动件21带动支撑件23上的工件200转动,同时控制器控制进给装置40的驱动件471驱动刀座45带动刀具49沿Z轴方向作往复运动。其中,刀具49往复运动的幅度及速度,以及旋转驱动件21的转速均依据工件200加工部位所需切削量进行程序设定,以实现对工件200的曲面加工。刀具49的平面运动轨迹大致呈螺旋状。加工完成后,进给装置40及工作台20停止工作,移动装置30回到初始位置,从工作台20上取出工件200即可。
[0027] 进给装置40中的动子4711通交流电所产生的交变磁场与定子4713所产生的磁场相互作用,驱动刀座45带动刀具49在Z方向沿导向部4317作可控制地高速往复运动,进而对工件200进行曲面加工。因此,进给装置40在对工件200进行曲面加工时,不需要作升降的动作,而依靠自身高速往复运动一直对工件进行曲面加工,节约了一定的时间,提高了曲面加工效率。还有,用传统的铣刀进行曲面加工,由于铣刀上相邻的不同切削刃依次切削工件,不可避免地于切削面上形成不连续切削,从而于工件的加工表面上留下刀痕,还需进行打磨、抛光才能达到表面光洁度的要求,而本发明提供的进给装置40中的刀具49为连续切削加工,其经一次加工即可达到要求。
[0028] 另外,本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化,当然,这些依据本发明精神所做的变化,都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种进给装置,其包括刀座、进给驱动机构及装设于该刀座上的刀具,其特征在于:该进给装置还包括安装座,该安装座上设有导向部,该刀座与该导向部滑动相接,该进给驱动机构驱动该刀座带动该刀具沿该导向部作能够控制地往复运动。
2.如权利要求1所述的进给装置,其特征在于:该刀座包括主体及凸设于该主体上的滑动板,该滑动板远离该主体一端伸入该安装座并与该导向部滑动相接,该主体设置于该安装座外侧并与该刀具固定相接。
3.如权利要求2所述的进给装置,其特征在于:该进给驱动机构包括至少一个驱动件,每个驱动件包括一个动子及一个定子,该动子装设于该安装座上,该定子与该滑动板固定相接,该动子所产生的交变磁场与该定子所产生的磁场相互作用。
4.如权利要求3所述的进给装置,其特征在于:该安装座包括一个框体及装设于该框体上的两个安装板,该导向部设置于该框体内,该动子装设于相应安装板上并收容于该框体内。
5.如权利要求2所述的进给装置,其特征在于:该安装座朝向该主体一侧形成有滑行部,该主体上形成有第一导轨部,该第一导轨部与该滑行部滑动相连。
6.如权利要求2所述的进给装置,其特征在于:该滑动板远离该主体一侧设有第二导轨部,该第二导轨部与该导向部滑动相接。
7.一种机床,其包括机台、工作台、移动装置及进给装置,该工作台装设于机台上,该移动装置滑动地装设于该机台上并位于该工作台的上方,该进给装置包括刀座、进给驱动机构及装设于该刀座上的刀具,其特征在于:该进给装置还包括安装座,该安装座滑动装设于该移动装置上,该安装座上设有导向部,该刀座与该导向部滑动相接,该进给驱动机构驱动该刀座带动该刀具沿导向部作能够控制地往复运动。
8.如权利要求7所述的机床,其特征在于:该进给装置还包括滑鞍,该安装座通过该滑鞍滑动装设于该移动装置上。
9.如权利要求7所述的机床,其特征在于:该移动装置包括横梁及第一驱动机构,该横梁滑动装设于该机台上并位于该工作台的上方,该第一驱动机构装设于该机台上以驱动该横梁于机台上沿第一方向运动。
10.如权利要求8所述的机床,其特征在于:该移动装置还包括第二驱动机构,该第二驱动机构装设于该横梁上,以驱动该进给装置于该横梁上沿第二方向运动。
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