CN107737955B - 一种高度可调式垫刀器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于车床辅助工具技术领域，尤其涉及一种高度可调式垫刀器，包括壳体和升降机构，所述升降机构包括升降台、蜗轮和与蜗轮配合的蜗杆，所述蜗轮和所述蜗杆均转动设置在所述壳体的底部，所述蜗轮的轴线与所述壳体的底部垂直，所述蜗轮的轴孔内固定有螺纹轴，所述螺纹轴上螺纹连接所述升降台，所述升降台穿过所述壳体的上部，当所述螺纹轴转动时，螺纹轴上的升降台上升或下降。有益效果：本发明高度可调式垫刀器通过蜗轮蜗杆配合以垂直方式传动结构紧凑，强度高；通过将蜗轮蜗杆配合传动以及丝杠螺母传动相结合的方式实现了升降台高度的连续变化；通过转动旋转手柄便可以控制垫刀器的高度，易于操作。
Description
技术领域
本发明属于车床辅助工具技术领域，尤其涉及一种高度可调式垫刀器。
背景技术
普通车床在加工零件过程中首先是完成对刀步骤，其中包括刀尖的轴向和径向对刀过程，即刀尖要与待加工零件中心面重合，刀尖要与待加工零件外表面相接触。前一个步骤在实施的过程中，由于所用刀具为单独成品，其高度是固定，而实际操作中车床的刀架和零件的相对位置并不唯一。所以为满足实际加工需要，确保刀具的高度对刀条件，往往会使用垫刀片来调节刀具高度。
这里所说的垫刀片为矩形金属薄片，具体使用时根据实际需要不断增加或减少垫刀片的数量，此方法成本低廉，操作简单，实际过程中只需不断选择垫刀片的叠加的厚度即可，但是其缺点也较为突出：无法连续调节高度，只能做到尽可能靠近相对位置；使用时需要频凡取出刀具，更换垫刀片进行组合，操作繁琐；垫刀片容易生锈腐蚀，或者弯曲变形，其实际叠加高度在刀具台夹紧刀具进行固定前后会发生变化。面对以上种种不足目前也有许多产品对其进行了相关改进和优化。
目前主要有两种类型产品，此两种产品主要都是将若干垫刀片的组合简化为上下两个部分，这两个部分可类比为两个直角三角形，且两者以斜边相接触，通过将两者相互平行的直角边靠近，从而使两个三角形沿着斜边移动，移动轨迹可分解为水平和竖直两个方向，其中竖直方向的位移变化即对刀过程中需要的变化。
而在具体实施的过程中需要实现高度可调和可固定的功能需要，为此现有的方案中提出了对斜面的改进。一种是直接将斜面改为阶梯面，通过阶梯的数量和每个阶梯的高度来实现高度的可变和刀具加紧时的固定。这种方法的好处是大大减少了垫刀片的数量，结构简单，且高度调节的变化范围更连续多变，且不易出现腐蚀生锈带来的变形，阶梯结构也使刀具加紧状态下能够很好的固定，但是也存在比较明显的缺陷，首先刀具变化范围只是增加，还并不是十分连续，其最小变动范围受阶梯高度限制，其次在提升高度的同时，两个垫刀片实际接触部分面积在不断缩小，这对于刀具的固定不利，在加工过程中易出现危险。
另一种斜面改进方式是将斜面改为若干个小斜面组成，而这些小斜面表面又分布阶梯，从而增加了摩擦力，提高了固定性能。但是同样存在无法连续变化高度范围，且调节不便的缺点。
目前大部分车床尤其是各高校用于教学使用的老式车床其调节刀具高度的方式依旧是以垫刀片叠加调节为主进行调节，为此虽然已有一些改进产品可以一定程度上的改善原有调节方式的弊端，但是整个调节方式还是存在一点的提升和优化空间的。所以一种可以弥补以上缺点，并且操作简单，使用方便的可调节式垫刀机构是十分有需求前景的。
发明内容
为解决现有技术存在的垫刀片的高度无法连续变化和调节不便的问题，本发明提供一种高度可调式垫刀器。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下，一种高度可调式垫刀器，包括壳体和升降机构，所述升降机构包括升降台、蜗轮和与蜗轮配合的蜗杆，所述蜗轮和所述蜗杆均转动设置在所述壳体的底部，所述蜗轮的轴线与所述壳体的底部垂直，所述蜗轮的轴孔内固定有螺纹轴，所述螺纹轴上螺纹连接所述升降台，所述升降台穿过所述壳体的上部，当所述螺纹轴转动时，螺纹轴上的升降台上升或下降。优选大传动比的蜗轮蜗杆以及单头可自锁的蜗轮蜗杆，螺纹轴的螺纹为单头小导程可实现螺纹轴和升降台自锁的螺纹，具有结构紧凑并且功能稳定的优点。
作为优选，所述壳体的底部设置有安装孔，所述螺纹轴转动设置在所述安装孔内。结构简单、易于加工和方便装配。
作为优选，所述壳体的底部固定有第一支架，所述螺纹轴穿过所述第一支架。第一支架起到支撑螺纹轴，防止螺纹轴径向歪斜的作用，提高了垫刀器的稳定性。
作为优选，所述升降台的下端延伸有凸缘，所述凸缘位于所述壳体内。用于螺纹轴和升降台超行程保护，在升降台即将超出行程时防止升降台滑出壳体。
作为优选，所述升降台的外周沿其轴线方向延伸有限位凸台，所述壳体的上部贯穿有与所述限位凸台配合的限位通孔。限位凸台与限位通孔配合实现限定升降台的转动，将螺纹轴的转动转化为升降台的上升或下降运动。
作为优选，所述壳体上固定有用于支撑蜗杆的第二支架。
进一步地，该垫刀器还包括旋转手柄，所述旋转手柄的一端沿其周向设置有防滑纹理，另一端与所述蜗杆传动连接，所述旋转手柄穿过所述壳体，所述旋转手柄上开设有与所述壳体配合的限位槽。优选旋转手柄一端的端面沿其轴向延伸有限位凸起，所述蜗杆的一端端面上开设有与所述限位凸起配合的凹槽，旋转手柄的转动带动蜗杆转动。防滑纹理有效增大转动旋转手柄时的摩擦力，更方便旋转手柄的转动操作。旋转手柄上的限位槽有效防止蜗杆的轴向外移和旋转手柄脱离壳体。
进一步地，所述旋转手柄上套设有防触碰盖。防止垫刀器调节完成后触碰到旋转手柄，保证垫刀器工作时的精度。
进一步地，所述升降机构为四个，四个所述升降机构均匀设置在所述壳体内。当升降机构为一个时，因不同刀具的长度不同，使升降台的工作平面受力点变化，造成升降台的工作平面变形，而且蜗轮蜗杆和螺纹轴是有间隙的受压和不受压容易发生高度差，垫刀器的精度降低，根据刀具的长度升降机构设置为四个，可有效防止升降台平面的变形和高度差，降低升降台更换的频率，而且当升降台变形时只需更换变形的升降台即可，节约时间、降低成本并且提高了垫刀器的精度。
进一步地，所述壳体的拐角处设置有定位装置，所述定位装置包括定位板，所述定位板与所述壳体的底部垂直，所述壳体的外部设置有与所述定位板配合的定位孔，所述定位板的上部向外延伸有用于防止定位板脱离定位孔的限位块。优选壳体的两端拐角处均设置有两个定位板，两个所述定位板相互垂直。将垫刀器放置在车床刀架上时，下移定位板，使定位板与车床刀架的直角边贴合，将垫刀器定位在车床刀架上，下移定位板时限位块防止定位板脱离定位孔，当刀具工作时定位板受力防止垫刀器移动，此定位装置具有操作简便和节省操作时间的优点。
有益效果：本发明通过蜗轮蜗杆配合以垂直方式传动减少了提升高度时移动零件的数量，提高了传动的可靠性，以及降低了升降台升高后整体结构变化带来的结构强度的下降；本发明通过将蜗轮蜗杆配合传动以及丝杠螺母传动相结合的方式实现了升降台高度的连续变化；本发明通过使用具有大传动比的蜗轮蜗杆传动以及单头小导程丝杠螺母传动实现了在高度范围内较小位移变化的操作，即通过转动旋转手柄可以小幅度的改变位移，实现精细操作；本发明使用单头蜗杆蜗轮传动和单头小导程梯形螺纹丝杆传动都具有较好的自锁性，在完成高度调节后可以很好的保持既定状态，在刀具台固定后保持很好的自锁性；本发明通过使用位于壳体直角处的两个固定板，可在操作时将固定板下移，与刀具台直角边相贴合，从而实现垫刀器的定位，在操作时便于发力，可轻松实现单手操作。
附图说明
图1是本发明高度可调式垫刀器的立体结构示意图；
图2是本发明高度可调式垫刀器的立体结构示意图(其中防触碰盖和壳体的上部未示意出)；
图3是本发明高度可调式垫刀器的爆炸示意图；
图4是本发明高度可调式垫刀器的部件升降台的立体结构示意图；
图5是本发明高度可调式垫刀器的部件旋转手柄的立体结构示意图；
图中1、壳体，101、安装孔，102、限位通孔，103、定位孔，2、升降台，201、凸缘，202、限位凸台，3、蜗轮，4、蜗杆，401，凹槽，5、螺纹轴，6、第一支架，7、第二支架，8、旋转手柄，801、防滑纹理，802、限位凸起，803、限位槽，9、定位板，901限位块，10、防触碰盖。
具体实施方式
实施例
如图1～4所示，一种高度可调式垫刀器，包括壳体1和升降机构，所述升降机构包括升降台2、蜗轮3和与蜗轮3配合的蜗杆4，所述蜗轮3和所述蜗杆4均转动设置在所述壳体1的底部，所述蜗轮3的轴线与所述壳体1的底部垂直，所述蜗轮3的轴孔内固定有螺纹轴5，所述螺纹轴5上螺纹连接所述升降台2，所述升降台2穿过所述壳体1的上部，当所述螺纹轴5转动时，螺纹轴5上的升降台2上升或下降。所述升降机构为四个，四个所述升降机构均匀设置在所述壳体1内。
如图2和图3所示，所述壳体1的底部设置有安装孔101，所述螺纹轴5转动设置在所述安装孔101内。所述壳体1的底部固定有第一支架6，所述螺纹轴5穿过所述第一支架6。所述壳体1上固定有用于支撑蜗杆4的第二支架7。
如图1～4所示，为防止升降台滑出壳体，所述升降台2的下端延伸有凸缘201，所述凸缘201位于所述壳体1内。为将升降台的转动转化为上升或下降运动，所述升降台2的外周沿其轴线方向延伸有限位凸台202，所述壳体1的上部贯穿有与所述限位凸台202配合的限位通孔102。
如图2、图3和图5所示，该垫刀器还包括旋转手柄8，所述旋转手柄8的一端沿其周向设置有防滑纹理801，另一端与所述蜗杆4传动连接，旋转手柄8一端的端面沿其轴向延伸有限位凸起802，所述蜗杆4的一端端面上开设有与所述限位凸起802配合的凹槽401，旋转手柄8的转动带动蜗杆4转动，所述旋转手柄8穿过所述壳体1，所述旋转手柄8上开设有与所述壳体1配合的限位槽803。所述旋转手柄8上套设有防触碰盖10。
如图1～3所示，所述壳体1的拐角处设置有定位装置，所述定位装置包括定位板9，所述定位板9与所述壳体1的底部垂直，所述壳体1的外部设置有与所述定位板9配合的定位孔103，所述定位板9的上部向外延伸有用于防止定位板9脱离定位孔103的限位块901。
工作原理如下：
先转动旋转手柄8带动蜗杆4转动，蜗杆4带动蜗轮3转动，固定在蜗轮3上的螺纹轴5转动，将升降台2降至最底端，再将垫刀器安装在车床刀架上，下移壳体1拐角处的定位板9使其与车床刀架的直角边贴合，将垫刀器定位在车床刀架上，然后将刀具安放在升降台2上，转动旋转手柄8使升降台2上升，带动刀具上升，并留意刀尖高度，当刀尖高度达到预设位置时停止转动旋转手柄8，此时盖上防触碰盖10，然后旋紧刀具台紧固螺钉完成刀具的对刀操作。
Claims (9)
1.一种高度可调式垫刀器，其特征在于：包括壳体(1)和升降机构，所述升降机构包括升降台(2)、蜗轮(3)和与蜗轮(3)配合的蜗杆(4)，所述蜗轮(3)和所述蜗杆(4)均转动设置在所述壳体(1)的底部，所述蜗轮(3)的轴线与所述壳体(1)的底部垂直，所述蜗轮(3)的轴孔内固定有螺纹轴(5)，所述螺纹轴(5)上螺纹连接所述升降台(2)，所述升降台(2)穿过所述壳体(1)的上部，当所述螺纹轴(5)转动时，螺纹轴(5)上的升降台(2)上升或下降；
所述升降机构为四个，四个所述升降机构均匀设置在所述壳体(1)内，四个所述升降机构的蜗杆(4)沿其轴向依次固定连接。
2.根据权利要求1所述的高度可调式垫刀器，其特征在于：所述壳体(1)的底部设置有安装孔(101)，所述螺纹轴(5)转动设置在所述安装孔(101)内。
3.根据权利要求1所述的高度可调式垫刀器，其特征在于：所述壳体(1)的底部固定有第一支架(6)，所述螺纹轴(5)穿过所述第一支架(6)。
4.根据权利要求1所述的高度可调式垫刀器，其特征在于：所述升降台(2)的下端延伸有凸缘(201)，所述凸缘(201)位于所述壳体(1)内。
5.根据权利要求1或4所述的高度可调式垫刀器，其特征在于：所述升降台(2)的外周沿其轴线方向延伸有限位凸台(202)，所述壳体(1)的上部贯穿有与所述限位凸台(202)配合的限位通孔(102)。
6.根据权利要求1所述的高度可调式垫刀器，其特征在于：所述壳体(1)上固定有用于支撑蜗杆(4)的第二支架(7)。
7.根据权利要求1所述的高度可调式垫刀器，其特征在于：该垫刀器还包括旋转手柄(8)，所述旋转手柄(8)的一端沿其周向设置有防滑纹理(801)，另一端与所述蜗杆(4)传动连接，所述旋转手柄(8)穿过所述壳体(1)，所述旋转手柄(8)上开设有与所述壳体(1)配合的限位槽(803)。
8.根据权利要求7所述的高度可调式垫刀器，其特征在于：所述旋转手柄(8)上套设有防触碰盖(10)。
9.根据权利要求1所述的高度可调式垫刀器，其特征在于：所述壳体(1)的拐角处设置有定位装置，所述定位装置包括定位板(9)，所述定位板(9)与所述壳体(1)的底部垂直，所述壳体(1)的外部设置有与所述定位板(9)配合的定位孔(103)，所述定位板(9)的上部向外延伸有用于防止定位板(9)脱离定位孔(103)的限位块(901)。
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