CN104841997A - 插床进让刀机构 - Google Patents

Abstract

本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；本发明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

插床进让刀机构

技术领域

本发明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。

发明内容

本发明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，在自动控制系统中，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，基座上还设有滑轨，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，基座底部设有回油和铁屑清理系统。回油和铁屑清理系统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为本发明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发明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插入旋转盘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系统，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，回油和铁屑清理系统开始工作，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系统；然后各个模块恢复至初始状态，回油和铁屑清理系统关闭，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。

以上所述的仅是本发明的实施例，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，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明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：所述基座上还设有滑轨，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：所述基座底部设有回油和铁屑清理系统。

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。