CN114273931B - 减震型机械加工用工作台装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种减震型机械加工用工作台装置及使用方法，本发明提供的减震型机械加工用工作台装置，其包括床身、设置在床身一侧的主轴箱、设置在床身上面的导轨、设置在导轨上面的床鞍A、设置在床鞍A上面的托板、以及设置在托板上面的工作台，所述床身上还设置有丝杠驱动机构，所述主轴的前端设置有卡盘、所述卡盘的端面上设置有与卡盘径向上滑动配合的卡爪，还包括卡盘端面定位机构。本发明的工作台装置可显著地降低卡盘在工作过程中的跳动和震动幅度，从而提供工件的加工精度。本发明提供的使用方法具有操作简单的优点，通过该方法可降低现有卡盘工作时的跳动幅度。

Description

减震型机械加工用工作台装置及使用方法

技术领域

本发明涉及机床技术领域，具体涉及一种减震型机械加工用工作台装置及使用方法。

背景技术

一般地加工和镗削钢管等工件时都需要用到车床，其工作原理是将工件的一端通过卡盘装夹固定，将刀具固定在车床上，然后主轴带动卡盘和工件转动，将刀具靠近工件进行加工，如果是管状工件，我们可以在车床上与卡盘相对的一端设置用于支撑工件端部的定位轴。然而当加工非管状工件且工件上没有定位点时就无法利用定位轴来维持工件的稳定性，只能靠卡盘自身来支撑工件的转动，由于工件的不规则性以及卡盘自身重量等因素，导致卡盘在带动工件转动时出现幅度较大的跳动。

另外，以往车床上面的主轴驱动电机和变速机构等都设置在主轴箱内，驱动电机在转动过程中以及变速器在传动中都会给机床带来较大的震动，这种震动不但会传导到刀具上，也会间接地增大卡盘和工件在转动过程中的跳动幅度。如何降低现有机械加工用工作台的震动幅度以及卡盘的跳动幅度是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提供了一种减震型机械加工用工作台装置，其能够有效地降低卡盘在转动过程中的跳动和震动幅度。

本发明提供的减震型机械加工用工作台装置，包括床身、设置在床身一侧的主轴箱、设置在床身上面的导轨、设置在导轨上面的床鞍A、设置在床鞍A上面的托板、以及设置在托板上面的工作台，所述床身上还设置有丝杠驱动机构，所述丝杠驱动机构包括丝杠、驱动丝杠转动的电机，所述丝杠的长度方向与导轨的长度方向相互平行，所述床鞍A上固定设置有与所述丝杠螺纹配合的滑块，所述主轴的前端设置有卡盘、所述卡盘的端面上设置有与卡盘径向上滑动配合的卡爪，还包括卡盘端面定位机构，所述卡盘端面定位机构包括至少两个以卡盘轴心为旋转轴旋转对称设置在卡盘端面上的定位板，所述卡盘端面定位机构还包括设置在导轨上面的床鞍B、设置在床鞍B上面的定位旋钮和立柱，所述定位旋钮用于将床鞍B固定在导轨上，所述立柱上端设置有与所述卡盘轴线同轴的定位环，所述定位板的外侧壁表面呈与定位环的内环面相应的圆弧形，移动所述床鞍B可将定位环套设在多个定位板上。

进一步，所述定位环为精度大于ABEC9的精密轴承结构，所述定位板的端部设置有圆弧形的倒角。

进一步，还包括辅助定位导柱，所述辅助定位导柱位于卡盘的下方，所述辅助定位导柱的轴线与卡盘的轴线相互平行，所述辅助定位导柱的一端与主轴箱固定连接，所述立柱上开设有通孔，当立柱随床鞍B向主轴箱一侧运动时，所述辅助定位导柱可插入到所述通孔中。

进一步，所述立柱的底部设置有底座，所述床鞍B上表面开有燕尾槽，所述底座下表面固定设置有与所述燕尾槽滑动配合的凸起，所述底座通过凸起与燕尾槽之间滑动配合，所述燕尾槽的长度方向与导轨长度方向相互平行，所述底座上设置有螺纹孔和与所述螺纹孔螺纹配合的定位螺栓，通过所述定位螺栓可将底座固定在床鞍B上。

进一步，还包括主轴驱动装置，所述主轴驱动装置包括驱动电机、双万向节传动轴、与床身间隔一定距离设置的电机固定座，所述驱动电机固定设置在电机固定座上；所述双万向节传动轴的一端与驱动电机的动力输出轴传动连接、另一端与主轴的动力输入端连接。

进一步，还包括变速机构，所述驱动电机通过变速机构与双万向节传动轴的一端连接，所述变速机构设置在电机固定座上。

进一步，所述床身上与主轴箱位置相对的一侧还设置有床鞍C，所述床鞍C上设置有支撑座和设置在支撑座上面的定位轴，所述定位轴的轴心与卡盘的轴心相同。

本发明还提供了一种减震型机械加工用工作台装置的使用方法，通过上述方法能够有效地降低卡盘在转动过程中的跳动和震动幅度。

本发明的减震型机械加工用工作台装置的使用方法，其特征在于，采用以下步骤：

步骤1)开机前，先将工件固定在卡盘上；

步骤2)然后调整床鞍B的位置，使得辅助定位导柱插入到立柱的通孔中，同时定位板插入到定位环中，然后通过定位旋钮将床鞍B的位置固定；

步骤3)将刀具固定在工作台上，启动驱动电机，主轴带动工件转动，通过丝杠驱动机构调整床鞍A位置使刀具接触工件进行加工。

本发明的有益效果：本发明提供的减震型机械加工用工作台装置，其包括床身、设置在床身一侧的主轴箱、设置在床身上面的导轨、设置在导轨上面的床鞍A、设置在床鞍A上面的托板、以及设置在托板上面的工作台，所述床身上还设置有丝杠驱动机构，所述丝杠驱动机构包括丝杠、驱动丝杠转动的电机，所述丝杠的长度方向与导轨的长度方向相互平行，所述床鞍A上固定设置有与所述丝杠螺纹配合的滑块，所述主轴的前端设置有卡盘、所述卡盘的端面上设置有与卡盘径向上滑动配合的卡爪，还包括卡盘端面定位机构。本发明的工作台装置可显著地降低卡盘在工作过程中的跳动和震动幅度，从而提供工件的加工精度。本发明提供的使用方法具有操作简单的优点，通过该方法可降低现有卡盘工作时的跳动幅度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明减震型机械加工用工作台装置的俯视图；

图2为本发明减震型机械加工用工作台装置的立体结构示意图；

图3为体现本发明减震型机械加工用工作台装置中卡盘端面定位机构与卡盘之间配合关系的立体结构示意图；

图4为体现卡盘内部结构的立体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

请参阅图1-3，本实施例提供的减震型机械加工用工作台装置，包括床身1、设置在床身1一侧的主轴箱2、设置在床身1上面的导轨3、设置在导轨3上面的床鞍A4、设置在床鞍A4上面的托板7、以及设置在托板7上面的工作台8，所述床身1上还设置有丝杠驱动机构，所述丝杠驱动机构包括丝杠9、驱动丝杠9转动的电机26，所述丝杠9的长度方向与导轨3的长度方向相互平行，所述床鞍A4上固定设置有与所述丝杠9螺纹配合的滑块，所述主轴箱2上设置有主轴，主轴的轴向与导轨的长度方向平行，所述主轴的前端设置有卡盘10、所述卡盘10的端面上设置有与卡盘径向上滑动配合的卡爪11，本实施例中使用现有技术中的四爪卡盘，所述四爪卡盘内设置有驱动四个卡爪同步向心运动的齿盘驱动机构；还包括卡盘端面定位机构，所述卡盘端面定位机构包括至少两个以卡盘轴心为旋转轴旋转对称设置在卡盘端面上的定位板12，以四爪卡盘为例，如图4所示，所述定位板12可设置在任意两个相邻的卡爪之间的位置。

所述卡盘端面定位机构还包括设置在导轨3上面的床鞍B5、设置在床鞍B5上面的定位旋钮13和立柱14，所述定位旋钮13用于将床鞍B5固定在导轨3上，所述立柱上端设置有与所述卡盘轴线同轴的定位环15，所述定位板的外侧壁表面呈与定位环的内环面相应的圆弧形，移动所述床鞍B5可将定位环15套设在多个定位板12上。具体地，所述定位环为精度大于ABEC9的精密轴承结构，所述定位板的端部设置有圆弧形的倒角，以方便定位板与定位环内环的顺利插接配合。所述床身1上与主轴箱2位置相对的一侧还设置有床鞍C6，所述床鞍C6上设置有支撑座和设置在支撑座上面的定位轴25，所述定位轴25的轴心与卡盘的轴心相同。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括辅助定位导柱16，所述辅助定位导柱位于卡盘的下方，所述辅助定位导柱16的轴线与卡盘的轴线相互平行，所述辅助定位导柱的一端与主轴箱2固定连接，所述立柱14上开设有通孔17，当立柱随床鞍B5向主轴箱2一侧运动时，所述辅助定位导柱16可插入到所述通孔17中。辅助定位导柱16的设置可以降低因床鞍B5与导轨3之间的滑动配合而产生的定位环15的位置误差，另外辅助定位导柱16也可以降低工作时定位环15和床鞍B5的震动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述立柱的底部设置有底座18，所述床鞍B5上表面开有燕尾槽19，所述底座下表面固定设置有与所述燕尾槽滑动配合的凸起20，所述底座通过凸起与燕尾槽之间滑动配合，所述燕尾槽的长度方向与导轨3长度方向相互平行，所述底座上设置有螺纹孔和与所述螺纹孔螺纹配合的定位螺栓21，通过所述定位螺栓可将底座固定在床鞍B5上。上述设置的目的时为了能够更加方便地更换定位环，使得定位环不但能够用于支撑卡盘，还能够用于支撑工件，从而提高工件在转动时的稳定性。

本发明的减震型机械加工用工作台装置的使用方法，其采用以下步骤：

以加工圆柱形工件为例，当加工的圆柱形工件较短时，可采用以下步骤：

1)开机前，先将工件固定在四爪卡盘上；2)然后调整床鞍B5的位置，使得辅助定位导柱插入到立柱的通孔中，同时定位板插入到定位环中，然后通过定位旋钮将床鞍B5的位置固定；3)将刀具固定在工作台8的夹具上，启动驱动电机，主轴带动工件转动，通过丝杠驱动机构调整床鞍A4位置使刀具接触工件进行加工。由于定位环对卡盘端面的稳定支撑作用，因此可以在加工工件时显著降低卡盘的跳动幅度，进而提高工件的加工精度。

当加工的圆柱形工件较长时，可采用以下步骤：1)开机前，先将工件固定在四爪卡盘上；2)松动定位螺栓21，更换底座18和定位环，选择定位环的内环面内径与工件的外径相应的定位环安装到床鞍B5上，然后再调整床鞍B5位置，使定位环套设在工件上，然后固定床鞍B5；3)将刀具固定在工作台8的夹具上，启动驱动电机，主轴带动工件转动，通过丝杠驱动机构调整床鞍A4位置使刀具接触工件进行加工。当对工件进行加工时，通过定位环对工件的支撑作用，可以显著降低工件的跳动和震动，进而提高工件的加工精度。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括主轴驱动装置，所述主轴驱动装置包括驱动电机22、双万向节传动轴24、与床身1间隔一定距离设置的电机固定座23，所述驱动电机22固定设置在电机固定座23上；所述双万向节传动轴的一端与驱动电机的动力输出轴传动连接、另一端与主轴的动力输入端连接。还包括变速机构，所述驱动电机通过变速机构与双万向节传动轴的一端连接，所述变速机构设置在电机固定座上。上述改进的要点是将以往设置在车床上面的主轴驱动电机和变速机构等可引起床身震动的机构都从床身上剥离开来单独固定设置，然后仅通过双万向节传动轴24向主轴传递动力，由于双万向节传动轴22只传递扭力而不会传递径向上的震动力，因此可以消除因主轴驱动装置引起的床身震动，进而提高工件的加工精度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种减震型机械加工用工作台装置，包括床身、设置在床身一侧的主轴箱、设置在床身上面的导轨、设置在导轨上面的床鞍A、设置在床鞍A上面的托板、以及设置在托板上面的工作台，所述床身上还设置有丝杠驱动机构，所述丝杠驱动机构包括丝杠、驱动丝杠转动的电机，所述丝杠的长度方向与导轨的长度方向相互平行，所述床鞍A上固定设置有与所述丝杠螺纹配合的滑块，其特征在于：所述主轴的前端设置有卡盘、所述卡盘的端面上设置有与卡盘径向上滑动配合的卡爪，还包括卡盘端面定位机构，所述卡盘端面定位机构包括至少两个以卡盘轴心为旋转轴旋转对称设置在卡盘端面上的定位板，所述卡盘端面定位机构还包括设置在导轨上面的床鞍B、设置在床鞍B上面的定位旋钮和立柱，所述定位旋钮用于将床鞍B固定在导轨上，所述立柱上端设置有与所述卡盘轴线同轴的定位环，所述定位板的外侧壁表面呈与定位环的内环面相应的圆弧形，移动所述床鞍B可将定位环套设在多个定位板上。

2.根据权利要求1所述的减震型机械加工用工作台装置，其特征在于：所述定位环为精度大于ABEC9的精密轴承结构，所述定位板的端部设置有圆弧形的倒角。

3.根据权利要求2所述的减震型机械加工用工作台装置，其特征在于：还包括辅助定位导柱，所述辅助定位导柱位于卡盘的下方，所述辅助定位导柱的轴线与卡盘的轴线相互平行，所述辅助定位导柱的一端与主轴箱固定连接，所述立柱上开设有通孔，当立柱随床鞍B向主轴箱一侧运动时，所述辅助定位导柱可插入到所述通孔中。

4.根据权利要求3所述的减震型机械加工用工作台装置，其特征在于：所述立柱的底部设置有底座，所述床鞍B上表面开有燕尾槽，所述底座下表面固定设置有与所述燕尾槽滑动配合的凸起，所述底座通过凸起与燕尾槽之间滑动配合，所述燕尾槽的长度方向与导轨长度方向相互平行，所述底座上设置有螺纹孔和与所述螺纹孔螺纹配合的定位螺栓，通过所述定位螺栓可将底座固定在床鞍B上。

5.根据权利要求4所述的减震型机械加工用工作台装置，其特征在于：还包括主轴驱动装置，所述主轴驱动装置包括驱动电机、双万向节传动轴、与床身间隔一定距离设置的电机固定座，所述驱动电机固定设置在电机固定座上；所述双万向节传动轴的一端与驱动电机的动力输出轴传动连接、另一端与主轴的动力输入端连接。

6.根据权利要求5所述的减震型机械加工用工作台装置，其特征在于：还包括变速机构，所述驱动电机通过变速机构与双万向节传动轴的一端连接，所述变速机构设置在电机固定座上。

7.根据权利要求6所述的减震型机械加工用工作台装置，其特征在于：所述床身上与主轴箱位置相对的一侧还设置有床鞍C，所述床鞍C上设置有支撑座和可转动地设置在支撑座上面的定位轴，所述定位轴的轴心与卡盘的轴心相同。

8.一种如权利要求4-6中任一项所述的减震型机械加工用工作台装置的使用方法，其特征在于，采用以下步骤：

步骤1)开机前，先将工件固定在卡盘上；

步骤2)然后调整床鞍B的位置，使得辅助定位导柱插入到立柱的通孔中，同时定位板插入到定位环中，然后通过定位旋钮将床鞍B的位置固定；

步骤3)将刀具固定在工作台上，启动驱动电机，主轴带动工件转动，通过丝杠驱动机构调整床鞍A位置使刀具接触工件进行加工。

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