CN115283746B - 一种无拉削力矩的无轨立式内拉床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无拉削力矩的无轨立式内拉床，包括拉床本体，拉床本体的丝杠设在拉削中心内，拉床本体的拉刀上抓刀体部件设在丝杠内；拉床本体包括上抓刀体部件、立柱、治具、下抓刀体部件、过滤水箱和工作台；立柱和下抓刀体部件均固定在过滤水箱上，在立柱上端装有减速机和伺服电机，在立柱的背面装有辅助小线轨和电气箱，丝杠的上端面通过锁紧螺母固定在工作台上，工作台能够沿辅助小线轨上下直线运动。本发明把丝杠设置在拉削中心，拉刀上抓刀机构设计在丝杠内部，使丝杠中心、拉刀中心和工作台受力中心重合在一起，实现三心合一，消除了偏心力矩，结构简单，外形紧凑，操作灵活方便，使用寿命长，精度保持性好，性能稳定可靠。

Description

一种无拉削力矩的无轨立式内拉床

技术领域

本发明属于拉床技术领域，具体涉及一种无拉削力矩的无轨立式内拉床。

背景技术

目前立式电动内拉床通常采用伺服电机，通过带动丝杠和螺母相对旋转将轴端电机的转动转化为直线运动，从而实现工作台上下高精度位移，但丝杠和螺母均安装在拉刀的外侧，导致丝杠拉力中心和工作台面受力中心、拉刀拉削力中心存在一定的距离，因拉床拉削力较大，这种不同心产生的偏心距离，会在拉削过程中产生很大的偏心力距，使拉床工作中的刚性变差，从而影响到工件拉削精度的稳定性。

为克服这种偏心力矩带来的不利影响，拉床设计时不得不采用承载高扭矩的大线轨，使用高强度铸铁立柱、水箱等，以提高拉床的刚性，但大线轨的使用和拉床主关件强度的提高，加大了设备的外形尺寸和制造成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无拉削力矩的无轨立式内拉床，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无拉销力矩的无轨立式内拉床，包括拉床本体，所述拉床本体的丝杠设在拉销中心内，所述拉床本体的拉刀上抓刀体部件设在丝杠内；

所述拉床本体包括上抓刀体部件、立柱、治具、下抓刀体部件、过滤水箱和工作台；

所述立柱和下抓刀体部件均固定在过滤水箱上，在所述立柱上端装有减速机和伺服电机，在所述立柱的背面装有辅助小线轨和电气箱，所述丝杠的上端面通过锁紧螺母固定在工作台上，所述工作台能够沿辅助小线轨上下直线运动。

优选的，所述上抓刀体部件包括固定在丝杠上端的导套，所述导套的上平面与气缸固定板相连，所述气缸固定板上固定有升降气缸。

优选的，在所述过滤水箱上固定有大罩，在所述大罩前方装有封闭式线槽、倾斜式操作箱和前门。

优选的，在所述前门上固定有工作灯和安全光栅，下方设有多个透明视窗，在所述拉床本体的后侧设有图纸箱。

优选的，在所述丝杠上部装有丝杠保护罩，且所述丝杠保护罩固定在气缸固定板下端面，随丝杠上下运动。

优选的，所述过滤水箱包括箱体、排屑机、收屑箱、一级过滤网、二级过滤网、三级过滤网和水泵；

所述排屑机和水泵安装在箱体上，在所述排屑机的下方出口处设有收屑箱，所述收屑箱放置在导油槽上，带斜面的所述导油槽固定在箱体上，在所述箱体内装有一级过滤网、二级过滤网、三级过滤网和收屑盒。

优选的，在所述一级过滤网上方装有滤网盖板，在所述二级过滤网、三级过滤网和收屑盒上放装有收盒盖。

优选的，所述治具包括固定在工作台上的推料气缸座和升降气缸垫板，所述推料气缸座上放连接有推料气缸，所述推料气缸的前端连接有V型尼龙推块，用于工件的推出，升降气缸通过所述升降气缸垫板固定在工作台上，所述升降气缸的上端和滑道外板连接，在所述滑道外板内设有滑道内板，在所述滑道内板和滑道外板之间装有滚轮。

优选的，在所述滑道外板上设有可转动的工作感应块和/或传感器。

优选的，在所述工作台上通过基准金座装有工件定位块和基准金。

本发明的技术效果和优点：

1.采用丝杠伺服驱动装置和工作台、上抓刀体机构一体化设计，在丝杠内孔中设置了嵌入式上抓刀机构，实现了丝杠输出力中心、拉刀拉削力中心和工作台上的工件支撑面中心的三心合一，消除了因拉削力矩给高精度工件拉削时带来的不利影响，提高了工件拉削的稳定性；另外取消了常用的一对主线轨结构，缩小了拉床和水箱的外形尺寸，减少了设备的占地面积，并且降低了制造成本。

2.在前门上固定有起到警示作用的工作灯和防护作用的安全光栅，为便于观察下抓刀体部件工作状况，在前门下方设置了多个透明视窗；另外为方便生产现场的工艺文件管理，在拉床后侧设置了图纸箱。

3.为保护丝杠和防止外界灰尘进入，在丝杠上部装有丝杠保护罩，并固定在气缸固定板下面，可随丝杠上下运动。

4.为实现上抓刀机构上下运动的精确平稳导向，采用了独特的导柱式导向结构，导柱安装在导套内，采用滑动间隙配合，导柱外圆上开有起到润滑作用的油槽，以防止导柱和导套摩擦烧伤和卡死。

5.为有效提高切削液的过滤效果，采用了迂回式过滤水箱和三级插拔式过滤网，维护方便，可以更多地把切屑挡在过滤网下方，增强过滤效果。

6.通过收屑箱收集排出切屑，带斜面的导油槽固定在水箱上，粘附在切屑上的切削油在收屑箱内沉淀后流回到水箱内，使切削油得到充分利用，以减少废弃切削油带来的环境污染。

7.通过采用滑道式治具，使结构更加的紧凑，使用滚轮和尼龙挡块，有效防止了工件的碰伤。

附图说明

图1-图2为本发明的装配立体图；

图3为本发明的侧视图；

图4为本发明的主视图；

图5为图4的J-J示意图；

图6为上抓刀体装配图；

图7为图6的J-J示意图；

图8为过滤水箱的结构示意图；

图9为过滤水箱的主视图；

图10为图9的M-M示意图；

图11为过滤水箱的俯视图；

图12为治具装配图；

图13为治具侧视图；

图14为治具主视图；

图15为图14的N-N示意图；

图16位14的G-G示意图。

图中标号：上抓刀体部件1、立柱2、治具3、下抓刀体部件4、过滤水箱5、第五锁紧螺母6、工作台7、丝杠8、辅助小线轨9、减速机10、伺服电机11、封闭式线槽12、倾斜式操作箱13、工作信号灯14、安全光栅15、前门16、大罩17、电器箱18、图纸箱19、第一升降气缸1-1、气缸固定板2-1、导套3-1、丝杠保护罩4-1、第三锁紧螺母5-1、气管接头6-1、导柱7-1、第一锁紧螺母8-1、压缩弹簧9-1、密封圈10-1、活塞杆11-1、第四锁紧螺母12-1、下套筒13-1、六角螺栓14-1、拉刀15-1、弹簧夹头16-1、紧定螺钉17-1、弹簧座18-1、第二锁紧螺母19-1、定位键20-1、排屑机1-2、收屑箱2-2、导油槽3-2、三级过滤网4-2、二级过滤网5-2、收屑盒6-2、一级过滤网7-2、水箱8-2、水泵9-2、收屑盒盖10-2、滤网盖板11-2、水箱A盖板12-2、水箱B盖板13-2、水箱C盖板14-2、防撞块1-3、喷淋管2-3、万向喷嘴3-3、工件定位块4-3、销轴5-3、工件感应块6-3、传感器支架7-3、传感器8-3、，感应块支座9-3，滑道连接板10-3，第二升降气缸11-3，升降气缸垫板12-3，基准金13-3，基准金座14-3，V型尼龙推块15-3，推料气缸座16-3，推料气缸17-3、工件18-3、传感器19-3、传感器座20-3、滚轮21-3、滑道内板22-3、滑道外板23-3、尼龙挡块24-3和挡块连接板25-3。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图16示出了本发明一种无拉削力矩的无轨立式内拉床的一种具体实施方式：包括拉床本体，所述拉床本体的丝杠8设在拉销中心内，所述拉床本体的拉刀上抓刀体部件1设在丝杠8内；

如图1-图5所示：

拉床由上抓刀体部件1、立柱2、治具3、下抓刀体部件4、过滤水箱5、第五锁紧螺母6、工作台7、丝杠8、辅助小线轨9、减速机10、伺服电机11、封闭式线槽12、倾斜式操作箱13、工作灯14、安全光栅15、前门16、大罩17、电器箱18和图纸箱19组成；

立柱2和下抓刀体部件4分别固定在过滤水箱5上，立柱2上方装有减速机10和伺服电机11，立柱2背面装有辅助小线轨9和电器箱18，丝杠8上端面和上抓刀体部件1连接，丝杠8下端面通过第五锁紧螺母6固定在工作台7上，工作台7可沿立柱2上的起限位导向作用的辅助小线轨9上下直线运动；

大罩17固定在过滤水箱5上方，大罩17前方装有封闭式线槽12、方便操作者使用的倾斜式操作箱13和前门16，前门16上固定有起到警示作用的工作灯14和防护作用的安全光栅15，为便于观察下抓刀体部件工作状况，在前门16下方设置了8个透明视窗；

另外为方便生产现场的工艺文件管理，在拉床后侧设置了图纸箱19。

嵌入式上抓刀体结构，如图6-图7所示：

导套3-1固定在丝杠8上端，导套3-1的上平面和气缸固定板2-1相连接，气缸固定板2-1的上面固定有第一升降气缸1-1；为保护丝杠8和防止外界灰尘进入，丝杠8上部装有丝杠保护罩4-1，并固定在气缸固定板2-1下面，可随丝杠8上下运动；

为实现上抓刀机构上下运动的精确平稳导向，设计了独特的导柱式导向结构，导柱7-1安装在导套3-1内，采用滑动间隙配合，导柱7-1外圆上开有起到润滑作用的油槽，以防止导柱7-1和导套3-1摩擦烧伤和卡死；导柱7-1上端和第一升降气缸1-1头部连接，并用第三锁紧螺母5-1固定，气管接头6-1和定位键20-1固定在导柱7-1外圆上，可在导套3-1两侧的通槽内上下运动；

弹簧夹头16-1用螺纹连接在活塞杆11-1下端，并用紧定螺钉17-1固定，活塞杆11-1外面装有弹簧座18-1、压缩弹簧9-1和下套筒13-1，活塞杆11-1上端和导柱7-1下端面连接，并分别用第一锁紧螺母8-1和第二锁紧螺母19-1固定在导柱7-1和弹簧座18-1上，活塞杆11-1下端还装有可调节行程的六角螺栓14-1和第四锁紧螺母12-1；

为有效提高切削液的过滤效果，设置了迂回式过滤水箱和三级插拔式过滤网，维护方便，使用效果良好，迂回式过滤水箱结构，如图8-图11所示：

迂回式过滤水箱由排屑机1-2、收屑箱2-2、导油槽3-2、三级过滤网4-2、二级过滤网5-2、收屑盒6-2、一级过滤网7-2、水箱8-2、水泵9-2、收屑盒盖10-2、滤网盖板11-2、水箱A盖板12-2、水箱B盖板13-2和水箱C盖板14-2组成；

排屑机1-2和水泵9-2安装在水箱8-2上，排屑机1-2下方出口设有一个收屑箱2-2，放置在导由槽3-2上，用于排出切屑的收集，带斜面的导油槽3-2固定在水箱8-2上，粘附在切屑上的切削油在收屑箱2-2内沉淀后流回到水箱8-2内，使切削油得到充分利用，以减少废弃切削油带来的环境污染；

水箱8-2内装有一级过滤网7-2、二级过滤网5-2、三级过滤网4-2和收屑盒6-2，拉削过程中产生的切屑经过水箱8-2箭头A方向迂回流动，途径一级过滤网7-2、收屑盒6-2、二级过滤网5-2和三级过滤网4-2，在水箱8-2内迂回流动过程中实现对切屑的充分沉淀。另外考虑到切屑比重大于切削油的特点，每级过滤网的出口均设置在切削油液位的中上部位，可以更多地把切屑挡在过滤网下方，增强过滤效果，经三级过滤后再由水泵9-2对切削油进行循环利用。一级过滤网7-2、二级过滤网5-2、三级过滤网4-2均为片状插入式结构，安插在水箱8-2内，更换滤网简单方便。此外在一级过滤网7-2和二级过滤网5-2之间设有收屑盒6-2，以方便水箱8-2中切屑的定期清理；另外为防止灰尘进入水箱8-2内部，一级过滤网7-2上方装有滤网盖板11-2，二级过滤网5-2、三级过滤网4-2和收屑盒6-2上方装有收屑盒盖10-2，收屑盒盖10-2上装有两个把手，当操作者定期清理拉床内部切屑和更换滤网时，可打开收屑盒盖10-2和滤网盖板11-2，取出收屑盒6-2和更换滤网；

水箱8-2上还装有水箱A盖板12-2、水箱B盖板13-2和水箱C盖板14-2，当需要清理水箱其它内部残留切屑时，可打开对应的盖板，方便清理。

设计了简单实用的滑道式治具结构，以方便生产操作，如图12-图16所示：

治具由防撞块1-3、喷淋管2-3、万向喷嘴3-3、工件定位块4-3、销轴5-3、工件感应块6-3、传感器支架7-3、传感器8-3、感应块支座9-3，滑道连接板10-3、第二升降气缸11-3、升降气缸垫板12-3、基准金13-3、基准金座14-3、V型尼龙推块15-3、推料气缸座16-3、推料气缸17-3、工件18-3、传感器19-3、传感器座20-3、滚轮21-3、滑道内板22-3、滑道外板23-3、尼龙挡块24-3和挡块连接板25-3组成；

基准金座14-3固定在工作台7上，基准金座14-3上面装有工件定位块4-3和基准金13-3，用于工件18-3拉削时的定位。推料气缸座16-3固定在工作台7后侧，推料气缸座16-3的上方和推料气缸17-3相连，推料气缸17-3前端连接有V型尼龙推块15-3，用于工件18-3的推出；

第二升降气缸11-3通过升降气缸垫板12-3固定在工作台7上，第二升降气缸11-3的上端和滑道外板23-3连接，滚轮21-3安装在滑道内板22-3和滑道外板23-3中间，以减少工件滑动时的摩擦。滑道外板23-3上装有感应块支座9-3，工件感应块6-3通过销轴5-3安装在感应块支座9-3的前端，工件感应块6-3可沿销轴5-3灵活转动；

感应块支座9-3的前端还装有传感器支架7-3，传感器8-3固定在传感器支架7-3上，用于推出工件的检测；

装有传感器19-3的传感器座20-3固定在第五锁紧螺母6的下端面，用于弹簧夹头16-1夹刀前的拉刀到位检测；

另外为防止工件18-3推出时碰伤，在滑道外板23-3的前端装有尼龙挡块24-3和挡块连接板25-3；

此外在工作台7的上端面安装了两只对称放置的防撞块1-3，以防止机床意外撞击，实现对拉床的保护。

工作过程如下：

(1)上料

工件18-3放置在基准金13-3平面上，由工件定位块4-3限位。

(2)拉削

第一升降气缸1-1带动弹簧夹头16-1上夹住的拉刀15-1下降，把拉刀15-1送到下抓刀体部件4中，由下抓刀体部件4内部锁紧气缸锁住拉刀15-1，当锁紧气缸锁住拉刀15-1后，锁紧气缸上磁性开关给出信号，拉床上对应的电磁阀打开，压缩空气从气管接头6-1进入，沿箭头A方向，经过导柱7-1内孔和活塞杆11-1内孔，再进到气室内推动下套筒13-1克服压缩弹簧9-1的弹力，向上移动，松开弹簧夹头16-1，拉刀15-1的上刀柄从弹簧夹头16-1内脱开，然后第一升降气缸1-1带动导柱7-1、活塞杆11-1、弹簧夹头16-1沿导套3-1内孔一起上升，导柱7-1外圆和导套3-1内孔采用滑动间隙配合，以保证上下运动的同轴度。

接着伺服电机11和减速机10带动丝杠8和工作台7上的治具3一起向上直线运动，两个喷淋管2-3上的一组万向喷嘴3-3喷出切削液冲洗拉刀15-1，开始拉削工件18-3。

(3)工件推出

当工件18-3拉削完成后，第二升降气缸11-3带动滚轮21-3、滑道内板22-3和滑道外板23-3把工件18-3抬起，随后推料气缸17-3带动V型尼龙推块15-3把工件18-3沿滚轮21-3推到尼龙挡块24-3上，与此同时工件18-3碰到工件感应块6-3，

迫使工件感应块6-3沿销轴5-3转动，使传感器支架7-3上的传感器8-3得到推出工件到位信号。

(4)工作台下降提刀

工件18-3拉削完成后，伺服电机11和减速机10带动丝杠8和工作台7上的治具3向下直线运动，当拉刀15-1通过传感器19-3时，传感器19-3得到拉刀15-1到位信号，第一升降气缸1-1带动弹簧夹头16-1下降，拉刀15-1上刀柄进到弹簧夹头16-1中，气室内的压缩空气经电磁阀换向，从气管接头6-1向外排出，下套筒13-1在压缩弹簧9-1的推力作用下向下推动弹簧夹头16-1夹住拉刀15-1的上刀柄，下抓刀体部件4内的卡爪随即打开，第一升降气缸1-1带动弹簧夹头16-1和拉刀15-1一起上升提刀，完成一个工作循环。

申请人又一声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的实现方法及装置结构，但本发明并不局限于上述实施方式，即不意味着本发明必须依赖上述方法及结构才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用实现方法等效替换及步骤的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开的范围之内。

本发明并不限于上述实施方式，凡采用和本发明相似结构及其方法来实现本发明目的的所有方式，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无拉削力矩的无轨立式内拉床，包括拉床本体，其特征在于：所述拉床本体的丝杠（8）设在拉削中心内，所述拉床本体的拉刀上抓刀体部件（1）设在丝杠（8）内；

所述拉床本体包括上抓刀体部件（1）、立柱（2）、治具（3）、下抓刀体部件（4）、过滤水箱（5）和工作台（7）；

所述立柱（2）和下抓刀体部件（4）均固定在过滤水箱（5）上，在所述立柱（2）上端装有减速机（10）和伺服电机（11），在所述立柱（2）的背面装有辅助小线轨（9）和电气箱（18），所述丝杠（8）的下端面固定在工作台（7）上，所述工作台（7）能够沿辅助小线轨（9）上下直线运动；

所述过滤水箱（5）包括箱体（8-2）、排屑机（1-2）、收屑箱（2-2）、一级过滤网（7-2）、二级过滤网（5-2）、三级过滤网（4-2）和水泵（9-2）；

所述排屑机（1-2）和水泵（9-2）安装在箱体（8-2）上，在所述排屑机（1-2）的下方出口处设有收屑箱（2-2），所述收屑箱（2-2）放置在导油槽（3-2）上，带斜面的所述导油槽（3-2）固定在箱体（8-2）上，在所述箱体（8-2）内装有一级过滤网（7-2）、二级过滤网（5-2）、三级过滤网（4-2）和收屑盒（6-2）；

每级过滤网的出口均设置在切削油液位的中上部位，可以更多地把切屑挡在过滤网下方，增强过滤效果，经三级过滤后再由水泵（9-2）对切削油进行循环利用；一级过滤网（7-2）、二级过滤网（5-2）、三级过滤网（4-2）均为片状插入式结构，安插在箱体（8-2）内，更换滤网简单方便；在一级过滤网（7-2）和二级过滤网（5-2）之间设有收屑盒（6-2），以方便箱体（8-2）中切屑的定期清理；另外为防止灰尘进入箱体（8-2）内部，一级过滤网（7-2）上方装有滤网盖板（11-2），二级过滤网（5-2）、三级过滤网（4-2）和收屑盒（6-2）上方装有收屑盒盖（10-2），收屑盒盖（10-2）上装有两个把手，当操作者定期清理拉床内部切屑和更换滤网时，可打开收屑盒盖（10-2）和滤网盖板（11-2），取出收屑盒（6-2）和更换滤网；

箱体（8-2）上还装有水箱A盖板（12-2）、水箱B盖板（13-2）和水箱C盖板（14-2），当需要清理水箱其它内部残留切屑时，可打开对应的盖板，方便清理；

所述治具（3）包括固定在工作台（7）上的推料气缸座（16-3）和升降气缸垫板（12-3），所述推料气缸座（16-3）上放连接有推料气缸（17-3），所述推料气缸（17-3）的前端连接有V型尼龙推块（15-3），用于工件（18-3）的推出，第一升降气缸（1-1）通过所述升降气缸垫板（12-3）固定在工作台（7）上，所述第一升降气缸（1-1）的上端和滑道外板（23-3）连接，在所述滑道外板（23-3）内设有滑道内板（22-3），在所述滑道内板（22-3）和滑道外板（23-3）之间装有滚轮（21-3）；

工件（18-3）拉削完成后，伺服电机（11）和减速机（10）带动丝杠（8）和工作台（7）上的治具（3）向下直线运动，当拉刀（15-1）通过传感器（19-3）时，传感器（19-3）得到拉刀（15-1）到位信号，第一升降气缸（1-1）带动弹簧夹头（16-1）下降，拉刀（15-1）上刀柄进到弹簧夹头（16-1）中，气室内的压缩空气经电磁阀换向，从气管接头（6-1）向外排出，下套筒（13-1）在压缩弹簧（9-1）的推力作用下向下推动弹簧夹头（16-1）夹住拉刀（15-1）的上刀柄，下抓刀体部件（4）内的卡爪随即打开，第一升降气缸（1-1）带动弹簧夹头（16-1）和拉刀（15-1）一起上升提刀，完成一个工作循环。

2.根据权利要求1所述的无拉削力矩的无轨立式内拉床，其特征在于：所述上抓刀体部件（1）包括固定在丝杠（8）上端的导套（3-1），所述导套（3-1）的上平面与气缸固定板（2-1）相连，所述气缸固定板（2-1）上固定有第一升降气缸（1-1）。

3.根据权利要求1所述的无拉削力矩的无轨立式内拉床，其特征在于：在所述过滤水箱（5）上固定有大罩（17），在所述大罩（17）前方装有封闭式线槽（12）、倾斜式操作箱（13）和前门（16）。

4.根据权利要求3所述的无拉削力矩的无轨立式内拉床，其特征在于：在所述前门（16）上固定有工作灯（14）和安全光栅（15），下方设有多个透明视窗，在所述拉床本体的后侧设有图纸箱（19）。

5.根据权利要求2所述的无拉削力矩的无轨立式内拉床，其特征在于：在所述丝杠（8）上部装有丝杠保护罩（4-1），且所述丝杠保护罩（4-1）固定在气缸固定板（2-1）下端面，随丝杠（8）上下运动。

6.根据权利要求1所述的无拉削力矩的无轨立式内拉床，其特征在于：在所述一级过滤网（7-2）上方装有滤网盖板（11-2），在所述二级过滤网（5-2）、三级过滤网（4-2）和收屑盒（6-2）上放装有收屑盒盖（10-2）。

7.根据权利要求1所述的无拉削力矩的无轨立式内拉床，其特征在于：在所述滑道外板（23-3）上设有可转动的工作感应块（6-3）和/或传感器（8-3）。

8.根据权利要求1所述的无拉削力矩的无轨立式内拉床，其特征在于：在所述工作台（7）上通过基准金座（14-3）装有工件定位块（4-3）和基准金（13-3）。