CN113211110A - 一种斜导轨机床 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种斜导轨机床，属于机械技术领域。它解决了现有的斜导轨机床的丝杆易磨损而影响加工精度的问题。本斜导轨机床，包括床座、主轴座和导轨座，所述导轨座上具有向下倾斜的导轨，所述导轨上滑动设置有刀塔装置，所述导轨座上设有丝杆，所述刀塔装置上固设有与丝杆螺纹配合的第一螺母，所述刀塔装置上还设有分压机构，所述分压机构包括滑块、第二螺母和弹性件，所述滑块可相对刀塔装置沿导轨长度方向滑动，所述第二螺母固设于滑块上并与丝杆螺纹配合，所述弹性件与滑块抵靠并始终沿导轨的长度方向向上顶推刀塔装置。本发明通过设置分压机构来减轻第一螺母与丝杆之间的负载，避免其过快磨损，且避免分压机构影响刀塔装置的移动精度。

Description

一种斜导轨机床
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种斜导轨机床。
背景技术
斜导轨机床是加工机床中较为普遍的一种，与平直导轨的机床相比，斜导轨机床在占地面积相同的情况下的X向的位移距离更大，可加工的尺寸范围更大，便于放置更多的刀位，且便于排屑。
如中国专利申请(申请号：201820657835.8)公开的一种斜导轨加工机床，包括床座、主轴座与导轨座，床座上具有集屑槽，导轨座呈水平倾斜设置，主轴座上设置有主轴箱，主轴箱后端设置有电机二，导轨座上安装有两个滑条，滑条上设置有托板，托板上设置有刀架装置并通过传动丝杆来驱动刀架装置上下移动。由于托板采用倾斜设置，在重力的作用下，传动丝杆的螺母能够始终与丝杆螺纹的上表面抵靠配合，这样的结构消除了传动丝杆与螺母之间的配合间隙，极大地提高了丝杆与螺母的配合精度，进而提高了机床的加工精度。然而，在该结构中，由于刀架装置以及设置在刀架装置上的转刀架重量极大，而刀架装置与转刀架的重力大部分又传递到丝杆螺纹与螺母的接触面上，使丝杆驱动刀架装置移动时，丝杆螺纹与螺母之间更易产生磨损，从而降低丝杆与螺纹的配合精度并影响机床的加工精度，使机床需要频繁地更换调试传动丝杆，既费时费力，又极大提高了使用成本。
为了解决上述问题，目前主要的解决方法主要有两种，一种是通过配重块、链条和链轮组成重力配重结构来减轻刀架装置对丝杆的压力，然而，采用该结构既会占用较大的空间，又会导致机床的加工精度大幅下降。另一种如中国专利申请(申请号：201510859757.0)公开的一种内置气压配重的加工机床，通过设置气压瓶和气动活塞，在机头上下移动时，通过气压推动活塞杆来带动滑块上下移动，以减少丝杆的负载，然而，由于该结构需要采用两个动力源分别驱动丝杆和气动活塞，而实际工作过程中无法保证气缸和丝杆完全同步工作，导致丝杆的瞬时负载波动较大，依然会导致丝杆机床加工精度的下降，并造成丝杆螺纹的过早磨损，而且，两个动力源的设置还会导致机床的整体能耗更高，不够节能环保。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种斜导轨机床，本发明所要解决的技术问题是：如何保证斜导轨机床加工精度的同时提高丝杆的使用寿命。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种斜导轨机床，包括床座、设置于床座一端的主轴座和横向滑动设置于床座上的导轨座，所述导轨座上具有向下倾斜的导轨，所述导轨上滑动设置有刀塔装置，所述导轨座上设有沿导轨长度方向设置的丝杆，所述刀塔装置上固设有与丝杆螺纹配合的第一螺母，其特征在于，所述刀塔装置上还设有分压机构，所述分压机构包括滑块、第二螺母和弹性件，所述滑块可相对刀塔装置沿导轨长度方向滑动，所述第二螺母固设于滑块上并与丝杆螺纹配合，所述弹性件与滑块抵靠并始终沿导轨的长度方向向上顶推刀塔装置。
本斜导轨机床在导轨座上设置倾斜的导轨，刀塔装置通过与导轨滑动配合并通过丝杆副驱动可沿导轨的方向上下移动。本发明在刀塔装置上设置分压机构，通过弹性件对刀塔装置进行顶推，以降低第一螺母与丝杆接触面之间的压力，避免第一螺母与丝杆接触面之间过快磨损。本分压机构通过第二螺母与丝杆配合，使滑块可与第一螺母同步沿丝杆的轴向上下移动，使分压机构与第二螺母分担的压力更稳定且波动更小，而且，分压机构通过弹性件对刀塔装置进行顶推，避免分压机构与刀塔装置之间的刚性连接，使分压机构仅对刀塔装置施加有限的顶推力，而刀塔装置移动精度的控制完全由第一螺母与丝杆的配合来完成，从而避免分压机构对刀塔装置的移动精度产生影响，使本斜导轨机床的加工精度更稳定可靠。而且，由于本分压机构与驱动刀塔装置上下移动的丝杆副共用同一动力源，既降低了成本，且同步性更好，更节能环保。
在上述的斜导轨机床中，所述刀塔装置包括托板，所述托板上设有刀塔以及用于驱动刀塔的电机一，所述托板的底面沿导轨的长度方向间隔设置有第一安装部和第二安装部，所述第一安装部和第二安装部之间设有若干沿导轨长度方向设置的导杆，所述滑块与导杆滑动配合并位于第一安装部和第二安装部之间，所述弹性件位于滑块与第二安装部之间。
在上述的斜导轨机床中，所述滑块与第一安装部之间还设有可活动的挡板，所述挡板的一侧与弹性件一端抵靠，所述第一安装部上螺纹连接有沿导轨长度方向设置的调节螺柱，所述调节螺柱的一端朝滑块一侧凸出并与挡板抵靠。这样，通过旋拧调节螺柱即可调节弹性件的预紧力，从而调节第一螺母与第二螺母的受力，使第一螺母和第二螺母的受力分配达到最佳状态，进一步降低丝杆的磨损。
在上述的斜导轨机床中，所述弹性件对刀塔装置的推力小于刀塔装置的重力在导轨长度方向的分力。这样避免弹性件提供的推力过大，使第一螺母能够稳定地对丝杆螺纹形成一定压力，在避免丝杆过快磨损的同时保证第一螺母与丝杆的配合精度。
在上述的斜导轨机床中，所述分压机构还包括控制器、压力传感器和调节电机，所述压力传感器用于检测弹性件与挡板之间的压力，所述调节电机与调节螺柱传动连接，所述控制器用于接收压力传感器的信号并能够控制调节电机。通过设置压力传感器可对分压机构分担的压力进行检测，如果分压机构所受的压力偏离正常值时，可通过调节电机对挡板进行调节，从而使分压机构的压力进行调整，从而保护丝杆。
在上述的斜导轨机床中，所述丝杆为平行设置并能够同步转动的三条，包括第一丝杆和分别位于第一丝杆两侧的第二丝杆，所述分压机构为两个，所述第一螺母与第一丝杆螺纹配合，两个分压机构的第二螺母分别与其中一个第二丝杆螺纹配合。通过两个分压机构与两个第二丝杆形成配合，能够进一步降低第一螺母与丝杆之间的压力，且能够进一步提高刀塔装置移动时的平稳性，提高本斜导轨机床的加工精度。
在上述的斜导轨机床中，所述丝杆为滚珠丝杆，所述第一螺母采用双螺母结构，双螺母结构可进一步提高第一螺母与丝杆的配合稳定性。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明通过设置分压机构顶推托板来降低第一螺母与丝杆之间的负载，且分压机构仅提供同步的推力，由第一螺母与丝杆的配合来保证刀塔装置的移动精度，避免因第一螺母对丝杆压力过大而导致丝杆的过快磨损，又能够保证本机床的加工精度。
2、本发明可通过压力检测装置检测分压机构对托板的推力，且能够通过调节电机对推力进行调节，以保证第一螺母与丝杆之间的负载处于合理范围，从而更好地保证第一螺母与丝杆之间的配合稳定性。
附图说明
图1是本发明的立体图；
图2是刀塔装置与导轨座配合的立体图；
图3是刀塔装置与导轨座配合的结构示意图；
图4是图3中a部的放大图；
图5是实施例2中刀塔装置与导轨座之间的丝杆传动结构示意图。
图中，1、床座；2、主轴座；3、导轨座；4、刀塔装置；41、托板；411、螺母安装部；412、第一安装部；413、第二安装部；42、刀塔；43、电机一；51、丝杆；51a、第一丝杆；51b、第二丝杆；52、第一螺母；6、电机二；71、滑块；72、第二螺母；73、弹性件；74、导杆；75、挡板；76、螺柱。
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、图2、图3所示，一种斜导轨机床，包括床座1、主轴座2、导轨座3和刀塔装置4，其中，主轴座2设置于床座1的一端，导轨座3上具有沿水平方向设置的滑轨，导轨座3滑动设置于床座1上，导轨座3的上表面固设有向下倾斜的导轨，刀塔装置4滑动设置于导轨上，导轨座3上还设置有用于驱动刀塔装置4沿导轨长度方向上下移动的丝杆传动机构，同时，刀塔装置4上还设置有能够始终沿导轨向上顶推刀塔装置4的分压机构，以减轻丝杆传动机构中丝杆51与螺母之间的负载。
具体的，如图3、图4所示，刀塔装置4包括托板41、刀塔42和电机一43，其中，托板41滑动设置于导轨上，刀塔42和电机一43同轴连接并固设于托板41上。丝杆51沿导轨的长度方向设置于托板41的下方并与设置于导轨座3一端的电机二6连接，托板41的底面沿导轨的长度方向间隔设置有螺母安装部411、第一安装部412和第二安装部413，第一螺母52固定安装于螺母安装部411上并与丝杆51螺纹配合，使电机二6可驱动动丝杆51转动并带动托板41上下移动。第一安装部412和第二安装部413均呈相对导轨座3向下凸出的板状，第一安装部412和第二安装部413之间固设有一条或多条沿导轨长度方向设置的导杆74，分压机构包括滑块71、第二螺母72和弹性件73，滑块71与导轨滑动配合并位于第一安装部412和第二安装部413之间，弹性件73设置于滑块71与第二安装部413之间，使滑块71和第二螺母72能够与第一螺母52同步移动并使分压装置始终稳定地顶推托板41，以减轻第一螺母52与丝杆51之间的负载，并使托板41的移动精度仅由第一螺母52与丝杆51的配合来决定。
进一步的，本实施例中，弹性件73对刀塔装置4的推力小于刀塔装置4的重力在导轨长度方向的分力，使第一螺母52和丝杆51依然能够在刀塔装置4的重力作用下保持紧密配合，以保证其配合稳定性与精确性。
进一步的，如图4所示，滑块71与第一安装部412之间还设有挡板75，挡板75与导杆74形成滑动配合，弹性件73的两端分别与挡板75和滑块71抵靠，同时，第一安装部412上沿导轨长度方向螺纹连接有调节螺柱76，调节螺柱76的一端朝滑块71一侧凸出并与挡板75抵靠，这样，通过旋拧调节螺栓即可调节弹性件73的预紧力，从而使第一螺母52与丝杆51之间的负载在恰当范围内。
进一步的，本实施例中，弹性件73为碟形弹簧，挡板75呈环状，弹性件73和挡板75同轴设置，且丝杆51依次穿过弹性件73和挡板75的中心孔，使第一螺母52以及分压装置的受力基本在同一轴线上，保证刀塔装置4移动时受力的稳定性。
进一步的，本实施例中，丝杆传动机构优选滚珠丝杆51，第一螺母52也可以采用双螺母结构。
实施例二
如图5所示，本实施例与实施例一的结构基本相同，不同之处在于，本实施例中，丝杆51采用平行设置的三条，三条丝杆51包括位于中间的第一丝杆51a和两条分别位于第一丝杆51a两侧对称设置的第二丝杆51b，电机二6与第一丝杆51a同轴连接，且第一丝杆51a和两个第二丝杆51b之间通过齿轮副或同步带传动连接，使第一丝杆51a和第二丝杆51b能够同步转动，同时，分压机构也采用两个，第一螺母52与第一丝杆51a螺纹配合，两个分压机构分别与其中一个第二丝杆51b螺纹配合，这样既能够进一步分担第一螺母52与第一丝杆51a之间的负载，刀塔装置4移动精度更高稳定性更好。
实施例三
本实施例与实施例一的结构基本相同，不同之处在于，本实施例中，分压机构还包括控制器、压力传感器和调节电机，压力传感器设置于弹性件73和挡板75之间，用于检测弹性件73与挡板75之间的压力，即弹性件73对托板41的推力，调节电机与调节螺柱76传动连接，压力传感器和调节电机均与控制器电性连接，使控制器能够接收压力传感器的信号并能够控制调节电机转动。控制器既可以采用人工模式，使工作人员根据需要手动控制调节电机，以调节分压机构提供的推力，也可以采用自动模式，当控制器接收到的压力数据超过预设的数值范围时，控制器能够自行控制调节电机转动，并使分压机构提供的推力重新回到标准值，以保证第一螺母52与丝杆51之间受到的压力在合理范围。
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床座1、主轴座2、导轨座3、刀塔装置4、托板41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 (7)

1.一种斜导轨机床，包括床座(1)、主轴座(2)和导轨座(3)，所述导轨座(3)上具有向下倾斜的导轨，所述导轨上滑动设置有刀塔装置(4)，所述导轨座(3)上设有沿导轨长度方向设置的丝杆(51)，所述刀塔装置(4)上固设有与丝杆(51)螺纹配合的第一螺母(52)，其特征在于，所述刀塔装置(4)上还设有分压机构，所述分压机构包括滑块(71)、第二螺母(72)和弹性件(73)，所述滑块(71)可相对刀塔装置(4)沿导轨长度方向滑动，所述第二螺母(72)固设于滑块(71)上并与丝杆(51)螺纹配合，所述弹性件(73)与第二螺母(72)或滑块(71)抵靠并始终沿导轨的长度方向向上顶推刀塔装置(4)。
2.根据权利要求1所述的斜导轨机床，其特征在于，所述刀塔装置(4)包括托板(41)，所述托板(41)上设有刀塔(42)以及用于驱动刀塔(42)的电机一(43)，所述托板(41)的底面沿导轨的长度方向间隔设置有第一安装部(412)和第二安装部(413)，所述第一安装部(412)和第二安装部(413)之间设有若干沿导轨长度方向设置的导杆(74)，所述滑块(71)与导杆(74)滑动配合并位于第一安装部(412)和第二安装部(413)之间，所述弹性件(73)位于滑块(71)与第二安装部(413)之间。
3.根据权利要求2所述的斜导轨机床，其特征在于，所述滑块(71)与第一安装部(412)之间还设有可活动的挡板(75)，所述挡板(75)的一侧与弹性件(73)一端抵靠，所述第一安装部(412)上螺纹连接有沿导轨长度方向设置的调节螺柱(76)，所述调节螺柱(76)的一端朝滑块(71)一侧凸出并与挡板(75)抵靠。
4.根据权利要求1或2或3所述的斜导轨机床，其特征在于，所述弹性件(73)对刀塔装置(4)的推力小于刀塔装置(4)的重力在导轨长度方向的分力。
5.根据权利要求3所述的斜导轨机床，其特征在于，所述分压机构还包括控制器、压力传感器和调节电机，所述压力传感器用于检测弹性件(73)与挡板(75)之间的压力，所述调节电机与调节螺柱(76)传动连接，所述控制器用于接收压力传感器的信号并能够控制调节电机。
6.根据权利要求1所述的斜导轨机床，其特征在于，所述丝杆(51)为平行设置并能够同步转动的三条，包括第一丝杆(51a)和分别位于第一丝杆(51a)两侧的第二丝杆(51b)，所述分压机构为两个，所述第一螺母(52)与第一丝杆(51a)螺纹配合，两个分压机构的第二螺母(72)分别与其中一个第二丝杆(51b)螺纹配合。
7.根据权利要求1所述的斜导轨机床，其特征在于，所述丝杆(51)为滚珠丝杆(51)，所述第一螺母(52)采用双螺母结构。
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