CN110497480A - 雕铣机的定位机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种雕铣机的定位机构，属于机械加工设备技术领域。它解决了现有雕铣机对木料的定位精度较低的问题。本雕铣机的定位机构，包括相对设置的顶尖和转轴，转轴的端部沿轴向固定有一端呈尖角状的定位柱，且定位柱尖角状的端部凸出转轴端面，转轴端面上开设有若干插槽，插槽内沿转轴轴向滑动插接有定位片，且定位片凸出转轴端面，定位片通过紧固件锁紧固定在插槽内，且紧固件与转轴可拆卸连接。本雕铣机的定位机构能够提高对木料的定位精度。
Description
技术领域
本发明属于机械加工设备技术领域，涉及一种雕铣机的定位机构。
背景技术
雕铣机是数控机床的一种，既可以雕刻，也可铣削，是一种高效高精的数控机床，其适用范围比较广，用于加工不同形状木料的雕铣机通常装备有不同的定位机构，尤其是如柱状木料，且加工过程中需要木料转动来配合加工，其定位机构既要对木料实现定位，又要实现木料的转动，专利文件(申请号：201410114189.7)公开了一种控四轴雕刻机，包括机架，机架两侧均设有丝杆，横梁设于机架上且设于丝杆上方，第一伺服电机、第二伺服电机通过直线导轨滑块设于横梁上，直线导轨滑块上还设有主轴电机；第三伺服电机设于横梁两侧，第四伺服电机设于丝杆一端，减速机安装架的两端分别设于两根丝杆上，减速机安装架内设有蜗轮减速机，第五伺服电机连接蜗轮减速机；蜗轮减速机上设有减速机顶针，机架上远离第四伺服电机的一端对应减速机顶针处设有尾架顶针，通过减速机顶针和尾架顶针对柱状的木料进行对顶的方式，在加工过程中减速机顶针能够带动工件转动。而专利文件(申请号：201220243844.5)公开的雕刻机夹持装置包括了与上述减速机顶尖作用相似的转盘结构，转盘的盘面中部形成一尖刺，转盘的盘面形成复数个高度小于尖刺的凸起，凸起绕尖刺均匀分布，由于木料被对顶夹持定位时，木料需要以转盘端面为基准，即木料端面需要与转盘端面相抵靠，以保证定位精度，但是由于上述尖刺结构与凸起结构不同，针对不同硬度的木料，当木料硬度较大时尖刺能够插入木料端面，但是凸起难以完全插入，导致木料端面难以与转盘端面相抵靠，即木料未能够安装基准进行定位，定位精度较差。
由于木料定位精度差是由于凸起未能够完全插入木料导致，结合三爪卡盘在柱状工件夹持定位上的广泛使用，本领域技术人员容易想到将三爪卡盘应用于雕铣机，如专利文件(申请号：201420225595.6)公开的三维立体石木雕刻机，包括机架、工件和夹持机构，夹持机构包括转盘架和顶尖架，雕刻工件夹持在转盘与顶尖之间，转盘包括三爪卡盘，通过将柱状木料端部伸入三爪卡盘内，三个卡爪能够抱紧在木料端部的外周面上，但是由于卡爪抵靠在木料外周面上，导致抵靠位置难以被加工到，且仍然存在木料缺乏抵靠基准的问题，影响定位精度。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种雕铣机的定位机构，用以解决现有雕铣机对木料的定位精度较低的问题。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：雕铣机的定位机构，包括相对设置的顶尖和转轴，所述转轴的端部沿轴向固定有一端呈尖角状的定位柱，且定位柱尖角状的端部凸出转轴端面，其特征在于，所述转轴端面上开设有若干插槽，所述插槽内沿转轴轴向滑动插接有定位片，且定位片凸出转轴端面，所述定位片通过紧固件锁紧固定在插槽内，且紧固件与转轴可拆卸连接。
定位木料时先根据木料的硬度调节定位片伸出转轴端面的长度，将木料的两端分别与顶尖和转轴对齐，顶尖顶靠在木料一端端面上，使得木料另一端抵靠在转轴上，定位柱和定位片凸出转轴端面部分均插入木料端面，使得木料端面与转轴端面相抵靠，其中定位柱与木料的中心对齐，起到对心作用，定位片对木料进行定位，保证转轴对木料的支撑并防止木料相对转轴周向打滑，由于定位片是滑动插接在插槽内并通过紧固件锁紧固定，且紧固件可拆卸，其中插槽用于保持定位片的姿态，以保证定位片的稳定性，且在定位片伸缩调整时进行导向，使得定位片能够进行高精度的微量调整，在定位之前能够预先松开紧固件并根据木料的硬度调整定位片伸出转轴端面的长度，如木料硬度较大则减小定位片的伸出长度，以使得定位片伸出转轴端面部分均能够插入木料端面，保证木料端面与转轴端面相抵靠，从而以转轴端面为基准来定位木料，保证木料的定位精度，如木料硬度较小则增大定位片的伸出长度，在保证木料端面与转轴端面相抵靠的前提下增大定位片插入木料的长度，进而在木料硬度较小易形变的情况下增加对木料的定位作用力，保证定位精度，当然由于定位片可以拆卸，因此在长期使用导致定位片出现钝化时能够将定位片拆卸下来进行打磨，保证定位片的定位能力。
在上述的雕铣机的定位机构中，所述定位片的两侧侧面分别与插槽的两槽壁相贴合。插槽的两槽壁对定位片进行夹持限位，保证定位片伸缩调整的精度，同时在对木料定位过程中能够保证定位片的稳定性，进而保证定位精度。
在上述的雕铣机的定位机构中，若干所述插槽沿转轴的周向均匀分布，所述定位片呈矩形，且定位片的宽度方向沿转轴径向设置。转轴转动时定位片的侧面受力带动木料转动，结合插槽槽壁对定位面侧面的限位，保证转轴对木料的定位稳定性。
在上述的雕铣机的定位机构中，所述插槽均贯穿至转轴的外周面。使得定位片能够沿转轴径向进行位置调节，当木料的直径较大时则沿转轴径向向外调整定位片，定位片能够局部伸出转轴外周面，从而增加定位片的定位范围，提高对木料的定位能力，保证定位精度。
在上述的雕铣机的定位机构中，所述定位片凸出转轴端面的一端边沿呈刀刃状。便于定位片插入木料端面，保证木料端面能够与转轴端面相抵靠，提高定位精度。
在上述的雕铣机的定位机构中，所述紧固件包括锁紧螺栓，所述转轴外周面上周向开设有若干避让槽，该若干避让槽与若干插槽一一对应，所述避让槽底面上开设有贯穿至插槽并与定位片侧面垂直的锁紧螺孔，所述锁紧螺栓螺接在锁紧螺孔内，且锁紧螺栓的端面抵压在定位片侧面上，所述锁紧螺栓的头部位于避让槽内。定位片通过锁紧螺栓顶靠定位片侧面的方式锁紧定位，使得定位片能够进行微量的调整提高调整精度，在锁紧螺栓的作用下定位面侧面与插槽槽壁相贴靠压紧，保证定位片稳定性，而锁紧螺栓也便于对定位片的调整和拆装，避让槽为螺栓头部让位，避免螺栓头部与木料端面产生干涉，保证木料的定位精度，当然紧固件也可以采用沿转轴轴向设置的轴向螺栓，在转轴侧面上开设缺口，该缺口位于插槽轴向后侧，在定位片上开设沿转轴轴向的螺孔，轴向螺栓螺接在定位片的螺孔内，轴向螺栓既能够锁定定位片，也能够调节定位片。
在上述的雕铣机的定位机构中，若干所述锁紧螺栓相对转轴的中心线中心对称设置，若干所述定位片相对转轴的中心线中心对称设置。使得定位片对木料的定位作用力周向均匀，而锁紧螺栓与定位片在转轴上也是周向均布，从而使得转轴质量分布均匀，保证转动时的稳定性。
在上述的雕铣机的定位机构中，所述转轴端面的中心位置沿轴向开设有轴向螺孔，所述定位柱另一端外周面上具有外螺纹，且定位柱另一端螺接在轴向螺孔内。即定位柱也能够调整伸出转轴端面的长度，避免定位柱伸出过长而难以完全插入木料端面，保证定位柱和定位片伸出部分均能够插入木料端面，提高定位精度。
在上述的雕铣机的定位机构中，所述转轴转动连接在一减速机上，在转轴上还套设有调节环，该调节环与转轴螺纹连接，所述调节环抵靠在减速机外侧壁上。减速机带动转轴旋转，进而带动木料转动，通过转动调节环能够调节转轴伸出减速机的长度，进而调节转轴与顶尖之间的距离，以适用不同长度的木料，并保证木料端面能够与转轴端面相抵靠，保证定位精度。
在上述的雕铣机的定位机构中，所述定位机构还包括定位气缸，所述定位气缸包括缸体和活塞杆，所述活塞杆的两端分别伸出缸体的两端，所述顶尖固定在活塞杆的前端并朝向转轴，所述缸体的后端固定有限位套，所述活塞杆的后端伸出限位套并螺接有限位螺母，且限位螺母能够在活塞杆向转轴伸出时抵靠在限位套端面上。定位气缸驱动顶尖伸出并插入木料端面，而在活塞杆的后端螺接有限位螺母，在定位时根据木料的长度调节限位螺母的位置，使得顶尖与转盘对顶夹持木料时限位螺母与限位套端面相抵靠，而在加工过程中木料侧面局部被雕刻、铣削，导致木料轴向支撑能力下降，而在定位气缸预设的气压下木料可能出现弯曲或者断裂，此时限位螺母能够避免定位气缸的活塞杆打出，消除了活塞杆打断刀头导致刀头飞出的安全隐患。
与现有技术相比，本雕铣机的定位机构具有以下优点：
1、由于定位片是滑动插接在插槽内并通过紧固件锁紧固定，且紧固件可拆卸，因此在定位之前能够预先松开紧固件并根据木料的硬度调整定位片伸出转轴端面的长度，使得定位片伸出转轴端面部分均能够插入木料端面，保证木料端面与转轴端面相抵靠，从而以转轴端面为基准来定位木料，保证木料的定位精度。
2、由于定位片可以拆卸，因此在长期使用导致定位片出现钝化时能够将定位片拆卸下来进行打磨，保证定位片的定位能力。
3、由于插槽均贯穿至转轴的外周面，使得定位片能够沿转轴径向进行位置调节，当木料的直径较大时则沿转轴径向向外调整定位片，从而增加定位片的定位范围，提高对木料的定位能力，保证定位精度。
附图说明
图1是雕铣机的立体结构示意图。
图2是图1中A处的结构放大图。
图3是图1中B处的结构放大图。
图4是转轴的纵向局部结构剖视图。
图5是转轴的横向局部结构剖视图。
图6是图1中C处的结构放大图。
图中，1、机架；11、龙门；12、竖拖板；13、横梁；14、横拖板；15、支架；16、刀具架；2、加工平台；3、减速机；4、定位气缸；41、缸体；42、活塞杆；43、限位套；44、限位螺母；5、顶尖；6、转轴；61、轴向螺孔；62、插槽；63、避让槽；64、锁紧螺孔；65、定位柱；651、调节螺母；66、定位片；67、锁紧螺栓；68、调节环；69、沉槽；7、加工组件。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一：
如图1所示，雕铣机的定位机构，雕铣机包括机架1，机架1上设有龙门11，龙门11的两立柱上均沿竖向滑动连接有竖拖板12，两竖拖板12之间沿横向固定有横梁13，在横梁13上沿横向滑动连接有横拖板14，在横拖板14上固定有两支架15，两支架15之间转动连接有长条状的刀具架16，该刀具架16沿横向设置，在刀具架16上沿横向设有多组加工组件7，加工组件7为加工电机、刀头、铣头等，在机架1上还沿纵向滑动连接有加工平台2，竖拖板12、横拖板14及加工平台2均通过各自的驱动电机与丝杆螺母组件配合驱动，实现加工组件7与木料之间的三维立体平移，刀具架16也能够转动，用于选刀和换刀。结合图2所示，定位机构包括顶尖5和转轴6，在加工平台2纵向的一端设有多个减速机3，多个减速机3沿横向排列，转轴6有多根并分别连接在多个减速机3的输出端，转轴6沿纵向设置，转轴6上还套设有调节环68，该调节环68与转轴6螺纹连接，调节环68抵靠在减速机3外侧壁上。加工平台2纵向的另一端固定有多个定位气缸4，该多个定位气缸4沿横向排列，且定位气缸4的活塞杆42沿纵向设置，顶尖5有多根并分别连接在定位气缸4的活塞杆42的前端，多个顶尖5与多个转轴6一一对应，且顶尖5与转轴6相对设置。顶尖5和转轴6用于对顶夹持木料，转轴6能够在旋转电机和减速机3带动下转动，从而带动柱状的木料转动，以配合加工组件7对木料侧面进行加工。
结合图3、图4、图5所示，转轴6呈圆柱状，在转轴6的端面中心位置开设有沉槽69，在沉槽69底面的中心位置开设有轴向螺孔61，轴向螺孔61内螺接有定位柱65，该定位柱65沿纵向设置，定位柱65的一端呈尖角状，且定位柱65尖角状的端部凸出转轴6端面，定位柱65外周面还固定有调节螺母651，该调节螺母651位于沉槽69内。转轴6端面上开设有四个插槽62，该四个插槽62沿周向均布，插槽62内沿转轴6轴向滑动插接有定位片66，定位片66呈矩形，定位片66的两侧侧面分别与插槽62的两槽壁相贴合，且定位片66的宽度方向沿转轴6径向设置，插槽62均贯穿至转轴6的外周面，定位片66的一端边沿呈刀刃状，且定位片66刀刃状的边沿凸出转轴6端面。转轴6外周面上开设有四个避让槽63，该四个避让槽63周向均布，且四个避让槽63与四个插槽62一一对应，避让槽63底面上开设有贯穿至插槽62的锁紧螺孔64，且锁紧螺孔64与定位片66侧面垂直，在锁紧螺孔64内螺接有锁紧螺栓67，锁紧螺栓67的端面抵压在定位片66侧面上，且锁紧螺栓67的头部位于避让槽63内，四个锁紧螺栓67和四个定位片66均相对转轴6的中心线中心对称设置。
结合图6所示，定位气缸4包括缸体41和活塞杆42，活塞杆42的两端分别伸出缸体41的两端，顶尖5固定在活塞杆42的前端并朝向转轴6，缸体41的后端固定有限位套43，活塞杆42的后端伸出限位套43并螺接有限位螺母44，且限位螺母44能够在活塞杆42向转轴6伸出时抵靠在限位套43端面上。
实施例二：
该雕铣机的定位机构与实施例一基本相同，不同点在于定位柱65与转轴6为一体式结构，以增加定位柱65的结构强度和稳定性。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了机架1、龙门11、竖拖板12等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.雕铣机的定位机构，包括相对设置的顶尖(5)和转轴(6)，所述转轴(6)的端部沿轴向固定有一端呈尖角状的定位柱(65)，且定位柱(65)尖角状的端部凸出转轴(6)端面，其特征在于，所述转轴(6)端面上开设有若干插槽(62)，所述插槽(62)内沿转轴(6)轴向滑动插接有定位片(66)，且定位片(66)凸出转轴(6)端面，所述定位片(66)通过紧固件锁紧固定在插槽(62)内，且紧固件与转轴(6)可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的雕铣机的定位机构，其特征在于，所述定位片(66)的两侧侧面分别与插槽(62)的两槽壁相贴合。
3.根据权利要求2所述的雕铣机的定位机构，其特征在于，若干所述插槽(62)沿转轴(6)的周向均匀分布，所述定位片(66)呈矩形，且定位片(66)的宽度方向沿转轴(6)径向设置。
4.根据权利要求3所述的雕铣机的定位机构，其特征在于，所述插槽(62)均贯穿至转轴(6)的外周面。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的雕铣机的定位机构，其特征在于，所述定位片(66)凸出转轴(6)端面的一端边沿呈刀刃状。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的雕铣机的定位机构，其特征在于，所述紧固件包括锁紧螺栓(67)，所述转轴(6)外周面上周向开设有若干避让槽(63)，该若干避让槽(63)与若干插槽(62)一一对应，所述避让槽(63)底面上开设有贯穿至插槽(62)并与定位片(66)侧面垂直的锁紧螺孔(64)，所述锁紧螺栓(67)螺接在锁紧螺孔(64)内，且锁紧螺栓(67)的端面抵压在定位片(66)侧面上，所述锁紧螺栓(67)的头部位于避让槽(63)内。
7.根据权利要求6所述的雕铣机的定位机构，其特征在于，若干所述锁紧螺栓(67)相对转轴(6)的中心线中心对称设置，若干所述定位片(66)相对转轴(6)的中心线中心对称设置。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的雕铣机的定位机构，其特征在于，所述转轴(6)端面的中心位置沿轴向开设有轴向螺孔(61)，所述定位柱(65)另一端外周面上具有外螺纹，且定位柱(65)另一端螺接在轴向螺孔(61)内。
9.根据权利要求1或2或3或4所述的雕铣机的定位机构，其特征在于，所述转轴(6)转动连接在一减速机(3)上，在转轴(6)上还套设有调节环(68)，该调节环(68)与转轴(6)螺纹连接，所述调节环(68)抵靠在减速机(3)外侧壁上。
10.根据权利要求1或2或3或4所述的雕铣机的定位机构，其特征在于，所述定位机构还包括定位气缸(4)，所述定位气缸(4)包括缸体(41)和活塞杆(42)，所述活塞杆(42)的两端分别伸出缸体(41)的两端，所述顶尖(5)固定在活塞杆(42)的前端并朝向转轴(6)，所述缸体(41)的后端固定有限位套(43)，所述活塞杆(42)的后端伸出限位套(43)并螺接有限位螺母(44)，且限位螺母(44)能够在活塞杆(42)向转轴(6)伸出时抵靠在限位套(43)端面上。
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