CN110900220B - 一种限速夹持机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数控机床领域，具体公开了一种限速夹持机构，包括设置在床身上的两道相互平行的导轨，床鞍的底部固接有可沿导轨滑动的夹持块，导轨滑动连接在床身上，且导轨的滑动方向垂直于床鞍的滑动方向，床身上设有减速机构，减速机构的一端滑动连接有可驱动导轨滑动的抵紧杆，床鞍的底部固接有可沿减速机构滑动并驱动抵紧杆滑动的驱动杆。本发明解决了现有技术中，由于床鞍的移动速度过快，在瞬间制动时，导轨与夹持块之间瞬间摩擦力过大使得夹持块与导轨之间产生瞬间磨损严重的问题。

Description

一种限速夹持机构

技术领域

本发明涉及数控机床领域，具体涉及一种限速夹持机构。

背景技术

数控机床是数字控制机床(Computer numerical control machine tools)的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床，是一种典型的机电一体化产品，具有加工对象适应性强、加工精度高、刚性大、具有高度柔性和效率高等特点，因而使得数控机床在机械零件加工中得以广泛应用。

数控机床通常包括床身以及滑动连接在床身导轨上的床鞍，床鞍上安装有用于进行零件加工的刀塔组件。在使用过程中，床鞍会因加工需求，根据指令在指定加工位点进行制动，以实现刀塔组件对零件的定点加工。目前在床鞍接收到制动指令之后，通常是床鞍上的夹持器快速的对导轨进行夹持定位；上述的夹持固定方式一方面，在制动过程中会因快速制动造成夹持器的内壁与滑轨之间瞬间摩擦力过大，使得制动需要的制动力更大；另一方面，由于瞬间摩擦力过大使得夹持器与导轨之间磨损严重，对夹持器和导轨的使用寿命造成影响。

发明内容

本发明意在提供一种限速夹持机构，以解决现有技术中瞬间的快速制动存在的上述问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种限速夹持机构，包括设置在床身上的两道相互平行的导轨，床鞍的底部固接有可沿导轨滑动的夹持块，导轨滑动连接在床身上，且导轨的滑动方向垂直于床鞍的滑动方向，床身上设有减速机构，减速机构的一端滑动连接有可驱动导轨滑动的抵紧杆，床鞍的底部固接有可沿减速机构滑动并驱动抵紧杆滑动的驱动杆。

本技术方案的原理及有益效果在于：本技术方案中，床身起到整体支撑的作用，导轨为床鞍的滑动提供移动轨道。床鞍移动过程中，夹持块沿导轨滑动，此时夹持块与导轨之间存在一定的滑动间隙，作用是减小滑动摩擦阻力；在床鞍移动到预设的夹持定位区域内后，首先床鞍会在减速区域内通过减速机构进行逐步的限速，并最终完成制动定位。在此过程中，当床鞍移动到减速机构的前端时，床鞍底部的驱动杆会在滑动过程中驱动两个抵紧杆相互远离移动，进而推动两个导轨沿床身相互远离移动。导轨向外移动后，夹持块与导轨内侧之间的距离增大，而夹持块与导轨外侧之间的距离减小，使得夹持块与导轨外侧之间的摩擦阻力增大，对床鞍的移动产生摩擦阻力，进而实现床鞍的降速移动。

本技术方案通过利用床鞍滑动驱动抵紧杆向外侧挤压导轨，使得两个导轨之间的距离增大，进而使导轨与夹持块之间的摩擦阻力增大，起到摩擦降速的作用；在制动定位前通过缓慢的降速，将床鞍的移动速度降到一定范围内，使得在制动时，床鞍具有相对较小的初速度。避免了现有技术中，由于床鞍的移动速度过快，在瞬间制动时，导轨与夹持块之间瞬间摩擦力过大使得夹持块与导轨之间产生瞬间磨损严重的问题，同时，由于床鞍在制动前速度相对较小，使得较小的制动力即可完成制动，降低了操作的要求。

进一步，两个导轨之间连接有伸缩抵杆，导轨的外侧均固接有抵紧弹簧。

本技术方案中，伸缩抵杆位于两个导轨的内侧，抵紧弹簧则分别抵靠在两个导轨的外侧，二者协同实现对导轨的内、外抵紧固定，保证导轨能够为床鞍的移动提供稳定的移动轨道，从而保证床鞍滑动的稳定性。

进一步，减速机构包括设置在床身上的减速槽，减速槽的上方设有减速底板，减速底板上设置有与减速槽正对的避让槽，减速底板上位于减速槽的两侧设置有两个正对的减速块，驱动杆滑动连接在减速槽内并可与减速块相抵。

本技术方案中，减速机构用于对床鞍进行减速，其中减速底板起到整体支撑的作用，当床鞍移动过程中，驱动杆会在减速槽内滑动，当驱动杆滑动到两个减速块之间时，两个减速块与驱动杆之间的摩擦力将会对床鞍的移动产生阻力，进而起到初步降速的作用。

进一步，抵紧杆分别滑动连接在减速块内，抵紧杆的滑动方向垂直于驱动杆的滑动方向，且两个抵紧杆相互靠近的一端均设有楔形块。

本技术方案中，当驱动杆滑动到减速区域内后，首先驱动杆会滑动到减速底板的前端并与两个抵紧杆相抵。此时，由于两个抵紧杆端部楔形块的设置，使得两个抵紧杆在与驱动杆相抵时，随着驱动杆的移动，抵紧杆会沿减速块逐渐的相互远离滑动，即向外侧滑动。抵紧杆向外侧滑动的过程中会逐渐的将两个导轨向外侧推动，使得两个导轨之间的距离逐渐增大，在此过程中，导轨的外侧与夹持块之间的距离逐渐减小，摩擦阻力逐渐增大，则进一步实现对床鞍移动的逐步降速过程。通过驱动杆的移动，在其移动到需要降速的区域内后，自动的触发降速机构，操作方便。

进一步，驱动杆的下部两侧均设置有可与楔形块相抵的倒角。

本技术方案中，将抵紧杆的下部两侧均设置成倒角的形式，使得驱动杆在移动过程中可与楔形块形成楔面接触，增大了两者之间的接触面积，使得驱动杆与抵紧杆之间推力稳定，进而保证抵紧杆移动的稳定性。

进一步，减速底板远离抵紧杆的一端设有定位制动组件。

本技术方案中，定位制动组件在床鞍移动降速后用于对床鞍进行最终位置的定位，完成制动。

进一步，定位制动组件包括固接在减速底板上的竖向的支撑板，支撑板上固接有缓冲弹簧，且支撑板上设有制动开关，缓冲弹簧远离支撑板的一端固接有缓冲板，缓冲板上固接有可与制动开关相抵的触发杆。

本技术方案中，支撑板用于整体支撑定位制动组件，当床鞍在降速后继续移动到其与缓冲板接触时，缓冲板在受到床鞍的挤压力之后会向靠近支撑板的方向移动，进而挤压缓冲弹簧，使得缓冲弹簧处于压缩状态，此时由于缓冲板与支撑板之间的距离减小，使得触发杆与支撑板之间的距离随之减小，进而挤压制动开关，制动开关控制床鞍完成最终的位置固定。通过缓冲板以及缓冲弹簧的设置，在实现触发制动开关的同时，还具有外部的缓冲降速作用，一举两得，结构设计巧妙。

进一步，床身上转动连接有驱动丝杆，床鞍的底部固接有螺纹套设在驱动丝杆外的连接块，驱动杆固接在连接块上。

本技术方案中，驱动丝杆起到驱动床鞍移动的作用，通过连接块的设置，一方面为驱动丝杆的驱动提供了路径，另一方面也便于驱动杆的安装固定，设备间部件的集成度高。

进一步，连接块和驱动杆均设置有两个，且驱动杆的两侧均设有固接在连接块上的加固块。

本技术方案中，加固块起到加固限定驱动杆位置的作用，通过将连接块及驱动杆均设置成两个，通过在床鞍上的前后设置，能够保证床鞍的两端均具有稳定的支撑，进而进一步保证床鞍的稳定性。

进一步，导轨及夹持块上均设置有淬火耐磨层。

由于本方案中床鞍的降速夹持过程是通过导轨及夹持块之间的摩擦阻力实现的，通过在导轨和夹持块上设置淬火耐磨层能够增加导轨和夹持块的耐磨性，进而延长设备的使用寿命。

附图说明

图1为本发明限速夹持机构的纵向剖视图；

图2为图1的俯视图；

图3为图2中A1处的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：床身1、导轨2、床鞍3、夹持块4、刀塔组件5、抵紧杆6、驱动杆7、伸缩抵杆8、抵紧弹簧9、减速槽10、减速底板11、减速块12、支撑板13、缓冲弹簧14、制动开关15、缓冲板16、触发杆17、驱动丝杆18、连接块19、加固块20。

实施例基本如附图1、图2所示：一种限速夹持机构，该限速夹持机构设置在数控机床的床身1与床鞍3之间，用于实现床鞍3的限速/降速夹持固定，床鞍3上固接有用于加工工件的刀塔组件5。结合图2所示，限速夹持机构包括设置在床身1上的两道横向的相互平行的导轨2，两个导轨2均可沿床身1竖向滑动。两个导轨2之间固接有伸缩抵杆8，本实施例中的伸缩抵杆8包括两个沿长度方向(竖向)相互滑动套设的套筒，内部的套筒的外壁和外部套筒的内壁均固接有可相互卡合的限位环，当两个套筒相对滑动到两个限位环相互卡合抵紧时，即达到伸缩抵杆8的最大收缩限度。两个导轨2的外侧与床身1之间均固接有抵紧弹簧9，抵紧弹簧9用于与套筒协同实现导轨2的外部抵紧。

如图1所示，床鞍3的底部固接有四个可沿导轨2滑动的夹持块4，导轨2及夹持块4上均设置有淬火耐磨层。床身1上设有减速机构，减速机构包括设置在床身1上的横向的减速槽10，减速槽10的左端固定有止动块(图中未示出)，且床身1的左端固接有减速底板11，减速底板11上开设有与减速槽10正对的横向的避让槽。减速槽10的两侧均设置有固接在减速底板11上的减速块12，两个减速块12正对设置，且两个减速块12正对的一侧均固接有防滑层，本实施例中的防滑层为表面粗糙的橡胶层。再如图2所示，减速块12的右端均竖向滑动连接有抵紧杆6，两个抵紧杆6正对设置，且两个抵紧杆6相互靠近的一端均固接有楔形块，两个抵紧杆6相互远离的一端均穿出减速块12并分别于两个导轨2的内壁相抵。

床身1上转动连接有横向的驱动丝杆18，驱动丝杆18由驱动电机控制转动，床鞍3的底部固接有两个螺纹套设在驱动丝杆18外的连接块19(在床鞍3的底部前、后设置)，连接块19的底部均固接有竖向的驱动杆7，驱动杆7的两侧均设有固接在连接块19上的加固块20。驱动杆7的底部滑动连接在减速槽10内，且驱动杆7的下部两侧均设置有可与楔形块相抵的倒角。

具体实施过程如下，初始状态下：伸缩抵杆8位于两个导轨2的内侧，抵紧弹簧9则分别抵靠在两个导轨2的外侧，二者协同实现对导轨2的内、外抵紧固定，保证导轨2能够为床鞍3的移动提供稳定的移动轨道。驱动丝杆18在驱动电机的带动下转动，驱动丝杆18在转动过程中会带动床鞍3底部的连接块19沿丝杆从右向左移动，进而使床鞍3从右向左移动，此时床鞍3底部的夹持块4沿导轨2从右向左滑动，夹持块4与导轨2之间存在一定的滑动间隙，作用是减小滑动摩擦阻力。此时，连接块19底部固接的驱动杆7沿减速槽10从右向左滑动，由于本技术方案中，连接块19和驱动杆7均设置有两个，两个驱动杆7还起到辅助支撑床鞍3的作用，保证床鞍3的前后两端均得以稳定的支撑。

当驱动杆7滑动到减速机构处时，此时驱动电机停止转动，但驱动丝杆18在惯性作用下仍保持转动，驱动杆7会继续向左滑动并与两个抵紧杆6端部的楔形块相抵，使得两个抵紧杆6在与驱动杆7相抵时，随着驱动杆7继续向左移动，抵紧杆6会沿减速块12逐渐的相互远离滑动，即向外侧滑动。抵紧杆6向外侧滑动的过程中会逐渐的将两个导轨2沿床身1向外侧推动，使得两个导轨2之间的距离逐渐增大，此时抵紧弹簧9处于压缩状态。在此过程中，导轨2的外侧与夹持块4之间的距离逐渐减小，摩擦阻力逐渐增大，实现对床鞍3移动的逐步降速过程，而且在驱动杆7沿两个减速块12之间向左移动的过程中，两个减速块12正对一侧的防滑层还会与驱动杆7之间产生摩擦阻力，对床鞍3进行辅助摩擦降速。

当驱动杆7滑动到其与止动块接触时，驱动杆7在止动块的阻挡作用下实现定位制动。本技术方案通过在进行制动前，对床鞍3进行缓慢的降速，将床鞍3的移动速度降到一定范围内，使得在制动时，床鞍3具有相对较小的初速度。避免了传统技术中，由于床鞍3的移动速度过快，在瞬间制动时，导轨2与夹持块4之间瞬间摩擦力过大使得夹持块4与导轨2之间产生瞬间磨损严重的问题。

实施例2

结合图3所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：减速底板11远离抵紧杆6的一端设有定位制动组件。定位制动组件包括固接在减速底板11上的竖向的支撑板13，支撑板13上固接有缓冲弹簧14，且支撑板13上固接制动开关15，制动开关15与驱动电机电连接，缓冲弹簧14远离支撑板13的一端固接有缓冲板16，缓冲板16上固接有可与制动开关15相抵的触发杆17。

定位制动组件在床鞍3移动降速后用于对床鞍3进行最终位置的定位，完成制动。当床鞍3在降速后移动到其与缓冲板16接触时，缓冲板16在受到床鞍3的挤压力之后会向靠近支撑板13的方向移动，进而挤压缓冲弹簧14，使得缓冲弹簧14处于压缩状态，此时由于缓冲板16与支撑板13之间的距离减小，使得触发杆17与支撑板13之间的距离随之减小，进而触发杆17挤压制动开关15，制动开关15控制驱动电机处于停机状态，床鞍3在止动块的阻挡下完成最终的位置固定。通过缓冲板16以及缓冲弹簧14的设置，在实现触发制动开关15的同时，还具有外部的缓冲降速作用，一举两得，结构设计巧妙。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或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，在不脱离本发明技术方案的前提下，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 (4)

1.一种限速夹持机构，包括设置在床身上的两道相互平行的导轨，床鞍的底部固接有可沿导轨滑动的夹持块，其特征在于：所述导轨滑动连接在床身上，且导轨的滑动方向垂直于床鞍的滑动方向，所述床身上设有减速机构，所述减速机构的一端滑动连接有可驱动导轨滑动的抵紧杆，所述床鞍的底部固接有可沿减速机构滑动并驱动抵紧杆滑动的驱动杆；两个导轨之间连接有伸缩抵杆，导轨的外侧均固接有抵紧弹簧；所述减速机构包括设置在床身上的减速槽，减速槽的上方设有减速底板，减速底板上设置有与减速槽正对的避让槽，减速底板上位于减速槽的两侧设置有两个正对的减速块，所述驱动杆滑动连接在减速槽内并可与减速块相抵；所述抵紧杆分别滑动连接在减速块内，抵紧杆的滑动方向垂直于驱动杆的滑动方向，且两个抵紧杆相互靠近的一端均设有楔形块；所述驱动杆的下部两侧均设置有可与楔形块相抵的倒角；所述减速底板远离抵紧杆的一端设有定位制动组件；所述定位制动组件包括固接在减速底板上的竖向的支撑板，支撑板上固接有缓冲弹簧，且支撑板上设有制动开关，缓冲弹簧远离支撑板的一端固接有缓冲板，缓冲板上固接有可与制动开关相抵的触发杆。

2.根据权利要求1所述的一种限速夹持机构，其特征在于：所述床身上转动连接有驱动丝杆，床鞍的底部固接有螺纹套设在驱动丝杆外的连接块，所述驱动杆固接在连接块上。

3.根据权利要求2所述的一种限速夹持机构，其特征在于：所述连接块和驱动杆均设置有两个，且驱动杆的两侧均设有固接在连接块上的加固块。

4.根据权利要求3所述的一种限速夹持机构，其特征在于：所述导轨及夹持块上均设置有淬火耐磨层。

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