CN116604090A - 一种机床刀具高度调节装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种机床刀具高度调节装置及方法，包括刀盘、安装在刀盘上的刀具和驱动刀具上下移动的调节机构，刀盘的侧面设有环形槽，刀盘于环形槽上方的部分形成上安装部，刀盘于环形槽下方的部分形成下安装部，上安装部设有沉孔，下安装部设有螺纹孔；调节机构包括设在沉孔内的第一螺纹套、与第一螺纹套配合的第二螺纹套、用于限制第一螺纹套旋转且允许上下移动的限位机构和螺纹杆，第二螺纹套包括旋转头部和螺纹部，第一螺纹套套在螺纹部上且二者螺纹连接，所述螺纹杆穿过第二螺纹套且与下安装部上的螺纹孔连接，螺纹杆与第二螺纹套螺纹连接。本发明利用不同螺纹的移动高度差实现刀具高度的调节，其调节精度高，实现起来简单；通过改变螺纹杆和第二螺纹套的螺距，实现精度可调。
Description
技术领域
本发明涉及本发明涉及金属切削加工领域，尤其是一种机床刀具高度调节装置及方法。
背景技术
铣头上一般在刀盘周面上设有数个刀片用于切削工件，刀盘旋转时，每个刀片都要铣削到工件，保证各个刀片受力均匀。然而， 在实际操作中，由于工件各个部分的硬度并不均匀，或者刀片在长时间的铣削下开始磨损，使得各个刀片伸出刀盘的部分高度不一，这使得高度高的刀片收到更多的切削力，而高度低的刀片则不受力。这种不均匀的受力会给机床带来负担，同时降低了铣刀的使用寿命，工件的加工面光滑程度下降。为解决同一刀盘上刀盘高度不一的问题，现有出现能调节刀片高度的铣刀装置，如中国专利公开号为CN103008748A的一种具有调节刀片高度功能的铣刀装置，包括有刀盘体，刀盘体盘心处设有驱动轴孔；其中，刀盘体的圆周面上向内切出有至少一个置刀槽且置刀槽延伸至刀盘体的正侧面， 置刀槽内安装有刀夹置刀槽在与刀夹对应处设有排屑斜面刀夹上固定有刀片，刀片部分伸出至圆周面外；刀夹上设有用于调整刀片高度的等高调节螺钉。上述通过调节螺钉方式调节刀片高度虽然能实现高度调节的目的，但是其调节的精度有限，依靠调节螺钉的精度无法达到精细调节。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种机床刀具高度调节装置及方法，刀具的高度调节精度更高。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种机床刀具高度调节装置，包括刀盘、安装在刀盘上的刀具和驱动刀具上下移动的调节机构，所述刀盘的侧面设有环形槽，所述刀盘于环形槽上方的部分形成上安装部，所述刀盘于环形槽下方的部分形成下安装部，所述刀具安装在下安装部，所述调节机构安装在上安装部，所述上安装部设有沉孔，所述下安装部设有螺纹孔；所述调节机构包括设在沉孔内的第一螺纹套、与第一螺纹套配合的第二螺纹套、用于限制第一螺纹套旋转且允许上下移动的限位机构和螺纹杆，所述第二螺纹套包括旋转头部和螺纹部，第一螺纹套套在螺纹部上且二者螺纹连接，所述螺纹杆穿过第二螺纹套且与下安装部上的螺纹孔连接，螺纹杆与第二螺纹套螺纹连接。本发明利用不同螺纹的移动高度差实现刀具高度的调节，其调节精度高，实现起来简单，且稳定性好。
作为改进，所述环形槽包括位于内侧且截面呈三角形的第一环形槽和位于外侧且截面呈矩形的第二环形槽。
作为改进，所述螺纹杆上于第二螺纹套的上方设有第一螺母。
作为改进，所述螺纹杆上于上安装部的下方设有第二螺母。
作为改进，所述螺纹杆上于下安装部的上方设有第三螺母。
作为改进，所述上安装部和下安装部上于相邻刀具之间设有切割槽。
作为改进，所述限位机构包括若干设在第一螺纹套表面的键槽和设在上安装部的机米，机米与键槽配合。
作为改进，所述上安装部上对应每一处刀具处均设有调节机构。
作为改进，所述上安装部上设有用于压紧第一螺纹套的压垫。
本发明机床刀具高度调节方法，包括以下步骤：
（1）将第一螺纹套、第二螺纹套和螺杆相互锁紧形成整体组件；
（2）将整体组件安装到上安装部，螺纹杆穿过上安装部后，在环形槽内穿入第三螺母；
（3）旋转螺纹杆使其下端进入下安装部的螺纹孔内；
（4）利用限位机构对第一螺纹套进行限位，使第一螺纹套只能上下移动；
（5）旋转第二螺纹套，使第一螺纹套相对第二螺纹套向下移动，直到第一螺纹套的下端与沉孔的底面相抵；
（6）继续旋转第二螺纹套，螺纹杆相对第二螺纹套向下移动，同时第二螺纹套相对第一螺纹套向上移动，利用螺纹杆与第一螺纹套移动的高度差实现螺纹杆高度移动微调；
（7）螺纹杆的高度移动微调拉动下安装部发生变形，使刀具的高度发生微调。
作为改进，所述螺纹杆上于第二螺纹套的上方设有第一螺母，锁紧第一螺母实现第二螺纹套与螺纹杆连成一体。
作为改进，在旋转头部与第一螺纹套之间设置垫板，垫板随整体组件一起锁紧，在步骤（5）开始前取走垫板，使第第二螺纹套具有足够空间旋转。
作为改进，所述限位机构包括若干设在第一螺纹套表面的键槽和设在上安装部的机米，机米与键槽配合；所述步骤（4）中，旋转第二螺纹套，使键槽与机米对准，旋转机米使其插入键槽内完成对第一螺纹套的旋转约束。
作为改进，所述步骤（2）中，螺纹杆穿入环形槽后，依次穿入垫片、第二螺母和第三螺母；螺纹杆锁到位之后，锁紧第三螺母，限制螺纹杆旋转，完成刀具的高度调节后，锁紧第二螺母和垫片，固定第一螺纹套和第二螺纹套。
作为改进，刀盘上刀具高度的调节顺序，按照高度差从大到小调节。
作为改进，在上安装部上设置压紧第一螺纹套的压板，旋转第二螺纹套，使第二螺纹套与螺纹杆反向移动，且二者的移动高度差作用在下安装部上，使下安装部向上或向下变形，使刀具的高度发生微调。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
1、本发明将调节机构和刀具同时在刀盘上，利用刀盘的加工精度，调节机构的安装精度更高，稳定性更好；
2、旋转第二螺纹套，使螺纹杆与第二螺纹套按照相反的方向上下移动，由于第二螺纹套内外牙螺距不同，第二螺纹套与螺纹杆反向移动的高度差作用在下安装部上，使下安装部发生变形并带动刀具高度微调变化，其调节精度高，实现起来简单；
3、根据需要改变第二螺纹套的内外牙螺距，实现精度可调；
4、上安装部和下安装部上设有切割槽，减少相邻刀具调节干扰。
附图说明
图1为刀盘与主轴配合的示意图。
图2为刀盘俯视图。
图3为调节机构示意图。
图4为刀盘剖视图。
图5为本发明刀具高度调节流程图。
实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种机床刀具高度调节装置，包括刀盘2、安装在刀盘2上的刀具4和驱动刀具4上下移动的调节机构3，本实施例的刀具4主要是安装在刀盘2上的刀片。
如图1至4所示，所述刀盘2的中部设有与主轴1对接的中心孔，刀盘2通过螺栓与主轴1连接固定，主轴1带动刀盘2一起旋转。所述刀盘2包括内圆盘和外圆环，所述中心孔设在内圆盘的中心，所述外圆环设在内圆盘的边缘，外圆环的厚度大于内圆盘的厚度，内圆盘与外圆环通过斜面过渡。外圆环的外侧面设有环形槽23，所述环形槽23包括位于内侧且截面呈三角形的第一环形槽和位于外侧且截面呈矩形的第二环形槽，环形槽23通过切削加工成型。所述刀盘2于环形槽23上方的部分形成上安装部21，所述刀盘2于环形槽23下方的部分形成下安装部22，上安装部21和下安装部22的厚度变薄，受力后和发生弹性形变，受力点在环形槽23的内侧，因此环形槽23的内侧呈弧形过渡。所述刀具4安装在下安装部22，刀具4呈圆周均匀分布，下安装部22对用刀具4处设有安装槽，刀具4可直接固定在安装槽内；为使减少刀具4之间的相互干扰，可以在上安装部21和下安装部22上于相邻刀具4之间设置切割槽，切割槽于环形槽23相互垂直，当利用调节机构3调节对应的刀具4高度时，相邻刀具4受到的影响更小。所述调节机构3安装在上安装部21，所述上安装部21上对应每一处刀具4处均设有调节机构3；将调节机构3和刀具4同时安装在刀盘2上，可以减少调节机构3位置的校准，降低加工和安装的难度。所述上安装部21设有贯穿上下面的沉孔24，所述下安装部22设有螺纹孔25，沉孔24与螺纹孔25对应。
如图3所示，所述调节机构3包括设在沉孔24内的第一螺纹套35、与第一螺纹套35配合的第二螺纹套33、用于限制第一螺纹套35旋转且允许上下移动的限位机构和螺纹杆31。所述第一螺纹套35呈圆柱型，第一螺纹套35设在沉孔24内，第一螺纹套35稍微高出沉孔24并凸出在上安装部21的顶面，第一螺纹套35的外壁面为光面，第一螺纹套35的外壁面设有若干圆周均匀分布的键槽，键槽直通上端面，第一螺纹套35内设有螺纹孔。所述第二螺纹套33包括旋转头部331和螺纹部332，旋转头部331为六角形，工具作用在旋转头部331可扳动第二螺纹套33，所述螺纹部332的外壁设有外螺纹，第一螺纹套35套在螺纹部332上且二者螺纹连接，所述第二螺纹套33具有内螺纹孔，螺纹杆31穿过第二螺纹套33且二者螺纹连接，螺纹杆31穿过第二螺纹套33及沉孔24后，与下安装部22上的螺纹孔连接。所述旋转头部331的直径大于螺纹部332的直径，所述旋转头部331与第一螺纹套35之间设有压垫34；所述螺纹杆31上于第二螺纹套33的上方设有第一螺母32，锁紧第一螺母32后，使螺纹杆31与第二螺纹套33连接在一起；所述螺纹杆31上于上安装部21的下方设有第二螺母38，第二螺母38与上安装部21的底面之间设有垫片37，锁紧第二螺母38可以限制螺纹杆31的旋转；所述螺纹杆31上于下安装部22的上方设有第三螺母39，锁紧第三螺母39可以限制螺纹杆31的旋转。所述螺纹杆31的上端设有内六角孔，当需要单独旋转螺纹杆31时，通过该内六角孔旋转螺纹杆31。第二螺纹套33的内外螺纹螺距不同，每旋转第二螺纹套33一圈，螺纹杆31相对第二螺纹套33的上下位移量L1，第二螺纹套33相对第一螺纹套35的上下位移量L2，L1不等于L2，通过位移量差实现螺纹杆31上下位移量微调，进而对下安装部22一个拉力或推力使其发生变形，通过局部变形改变对应刀具4的高度位置。所述限位机构包括所述第一螺纹套35表面的键槽和设在上安装部21的机米36，机米36与键槽配合；所述上安装部21的外侧设有斜螺纹孔，所述机米36安装在斜螺纹孔处。
如图5所示，本发明调节方法，包括以下步骤：
（1）锁紧第一螺母32，将第一螺纹套35、第二螺纹套33、螺杆和压垫34相互锁紧形成整体组件；
（2）将整体组件安装到上安装部21，螺纹杆31穿过上安装部21后，在环形槽23内依次穿入垫片、第二螺母38和第三螺母39；
（3）旋转螺纹杆31使其下端进入下安装部22的螺纹孔内至适当深度；
（4）利用限位机构对第一螺纹套35进行限位，使第一螺纹套35只能上下移动；
（5）取走第一螺母32和压垫34，旋转第二螺纹套33，使第一螺纹套35相对第二螺纹套33向下移动至目标深度，即直到第一螺纹套35的下端与沉孔24的底面相抵，锁紧第三螺母39，防止螺纹杆31转动；
（6）继续旋转第二螺纹套33，螺纹杆31相对第二螺纹套33向下移动，同时第二螺纹套33相对第一螺纹套35向上移动，利用螺纹杆31与第一螺纹套35移动的高度差实现螺纹杆31高度移动微调；
（7）螺纹杆31的高度移动微调拉动下安装部22发生变形，使刀具4的高度发生微调；
（8）刀具4的高度调节完成后，锁紧第二螺母38，第二螺母38拉紧螺纹杆31，螺纹杆31通过第二螺纹套33使第一螺纹套35压紧沉孔的底面；
上述步骤为调节机构3通过螺纹杆31拉动下安装部22使其发生变形的方式进行刀具4的高度调节。也可以在上安装部21上设置压紧第一螺纹套35的压板，旋转第二螺纹套33，使第二螺纹套33与螺纹杆31方向移动，且二者的移动高度差作用在下安装部22上，使下安装部22向上或向下变形，使刀具4的高度发生微调；改方式可以通过螺纹杆31向上的拉力或向下的压力使下安装部22发生变形。
由于需要对刀盘2所有刀具4的高度进行调节，在利用调节机构3调节刀具4高度时，需要先调刀尖高度，包括以下步骤：
1、刀盘2的刀片位高度检测并记录；
2、对刀仪归零；
3、刀片全锁上，检测刀尖高度并记录；
4、规划调刀顺序，刀盘2上刀片高度的调节顺序，按照高度差从大到小调节，所有刀片第一次调节完成后，再检测刀片刀尖高度，再对误差较大的刀片进行调节。
Claims (12)
1.一种机床刀具高度调节装置，包括刀盘、安装在刀盘上的刀具和驱动刀具上下移动的调节机构，其特征在于：所述刀盘的侧面设有环形槽，所述刀盘于环形槽上方的部分形成上安装部，所述刀盘于环形槽下方的部分形成下安装部，所述刀具安装在下安装部，所述调节机构安装在上安装部，所述上安装部设有沉孔，所述下安装部设有螺纹孔；所述调节机构包括设在沉孔内的第一螺纹套、与第一螺纹套配合的第二螺纹套、用于限制第一螺纹套旋转且允许上下移动的限位机构和螺纹杆，所述第二螺纹套包括旋转头部和螺纹部，第一螺纹套套在螺纹部上且二者螺纹连接，所述螺纹杆穿过第二螺纹套且与下安装部上的螺纹孔连接，螺纹杆与第二螺纹套螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的一种机床刀具高度调节装置，其特征在于：所述环形槽包括位于内侧且截面呈三角形的第一环形槽和位于外侧且截面呈矩形的第二环形槽。
3.根据权利要求1所述的一种机床刀具高度调节装置，其特征在于：所述螺纹杆上于上安装部的下方设有第二螺母。
4.根据权利要求1所述的一种机床刀具高度调节装置，其特征在于：所述螺纹杆上于下安装部的上方设有第三螺母。
5.根据权利要求1所述的一种机床刀具高度调节装置，其特征在于：所述上安装部和下安装部上于相邻刀具之间设有切割槽。
6.根据权利要求1所述的一种机床刀具高度调节装置，其特征在于：所述限位机构包括若干设在第一螺纹套表面的键槽和设在上安装部的机米，机米与键槽配合。
7.根据权利要求1所述的一种机床刀具高度调节装置，其特征在于：所述上安装部上对应每一处刀具处均设有调节机构。
8.根据权利要求1所述的一种机床刀具高度调节装置，其特征在于：所述上安装部上设有用于压紧第一螺纹套的压垫。
9.根据权利要求1所述的一种机床刀具高度调节装置的调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将第一螺纹套、第二螺纹套和螺杆相互锁紧形成整体组件；
（2）将整体组件安装到上安装部，螺纹杆穿过上安装部后，在环形槽内穿入第三螺母；
（3）旋转螺纹杆使其下端进入下安装部的螺纹孔内；
（4）利用限位机构对第一螺纹套进行限位，使第一螺纹套只能上下移动；
（5）旋转第二螺纹套，使第一螺纹套相对第二螺纹套向下移动，直到第一螺纹套的下端与沉孔的底面相抵；
（6）继续旋转第二螺纹套，螺纹杆相对第二螺纹套向下移动，同时第二螺纹套相对第一螺纹套向上移动，利用螺纹杆与第一螺纹套移动的高度差实现螺纹杆高度移动微调；
（7）螺纹杆的高度移动微调拉动下安装部发生变形，使刀具的高度发生微调。
10.根据权利要求9所述的一种机床刀具高度调节方法，其特征在于：所述限位机构包括若干设在第一螺纹套表面的键槽和设在上安装部的机米，机米与键槽配合；所述步骤（4）中，旋转第二螺纹套，使键槽与机米对准，旋转机米使其插入键槽内完成对第一螺纹套的旋转约束。
11.根据权利要求9所述的一种机床刀具高度调节方法，其特征在于：所述步骤（2）中，螺纹杆穿入环形槽后，依次穿入垫片、第二螺母和第三螺母；螺纹杆锁到位之后，锁紧第三螺母，限制螺纹杆旋转，完成刀具的高度调节后，锁紧第二螺母和垫片，固定第一螺纹套和第二螺纹套。
12.根据权利要求9所述的一种机床刀具高度调节方法，其特征在于：在上安装部上设置压紧第一螺纹套的压板，旋转第二螺纹套，使第二螺纹套与螺纹杆反向移动，且二者的移动高度差作用在下安装部上，使下安装部向上或向下变形，使刀具的高度发生微调。
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