CN117381460A - 一种机床操作箱及机械加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机床操作箱及机械加工设备，包括箱体和第一安装部，箱体通过第一转动组件与第一安装部转动连接，所述第一转动组件包括第一转动轴和第一转动套，第一转动轴的外周壁上设置有多个定位槽，第一转动套的内壁上设置有限位槽，限位槽内设置有球体和弹性复位件。本发明可以通过调控过程中球体与定位槽之间的碰撞声响来快速准确计算调整角度，还能在箱体旋转到位后，基于第一转动组件，增大箱体的静态启动阻力，以此有效抵抗误触，将旋转到位的箱体锁止在对应位置；同时第一转动组件还会让球体途径定位槽和第一转动轴周壁过程中的阻力主要为滚动摩擦，降低操作人员在调整箱体持续运动过程中的驱动力要求，提高操作便捷性和安全性。

Description

一种机床操作箱及机械加工设备

技术领域

本发明涉及机械加工设备技术领域，尤其是涉及一种机床操作箱及机械加工设备。

背景技术

机床是机械制造中不可或缺的设备，包括操作箱和机床床体，通过操作箱进行人机交互，驱动机床床体上的车刀、钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。为方便操作或检修，现有技术将操作箱通过悬臂与机床床体连接，以便调整操作箱的使用位置来适应操作者的使用需求，但申请人在实现本发明的过程中发现，在调整好操作箱位置后，常因误触而改变操作箱位置，影响操作和检修效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种机床操作箱及机械加工设备，来解决现有技术中存在的上述技术问题，主要包括以下两个方面：

本发明第一方面提供了一种机床操作箱，包括箱体和第一安装部，箱体通过第一转动组件与第一安装部转动连接，所述第一转动组件包括第一转动轴和第一转动套，所述第一转动轴与第一安装部连接，所述第一转动轴的外周壁上设置有调节区，所述调节区内设置有多个沿第一转动轴的轴向设置的定位槽，所述第一转动套套设在第一转动轴上，第一转动套和第一转动轴通过间隙配合实现转动连接，第一转动套的内壁上设置有限位槽，所述限位槽与调节区对应设置，限位槽内设置有球体和弹性复位件，所述弹性复位件位于球体和限位槽内壁之间，常态下，弹性复位件处于压缩状态，以推动球体沿限位槽深度方向移动至与第一转动轴的周壁抵接。

进一步地，所述箱体的中心与第一转动轴的轴线之间具有预设间距，箱体的中心、球体位于第一转动轴的相同或相反径向上，在第一转动轴的轴线位于球体和箱体的中心之间时，箱体的中心、球体位于第一转动轴的相反径向上；在球体位于第一转动轴的轴线和箱体的中心之间时，箱体的中心、球体位于第一转动轴的相同径向上。

进一步地，所述定位槽包括弧形面、第一抵接面和第二抵接面，所述第一抵接面和第二抵接面位于弧形面的两端，所述弧形面的直径小于球体的直径。

进一步地，所述第一抵接面位于弧形面与第一抵接面的连接端对应弧形面的切面上，所述第二抵接面位于弧形面与第二抵接面的连接端对应弧形面的切面上；

和/或，

第一抵接面和第二抵接面对称设置在弧形面的两端。

进一步地，所述机床操作箱还包括转动限位机构，所述转动限位机构用于约束箱体和第一安装部之间的转动行程，所述转动限位机构包括止挡件，第一转动轴和第一转动套中的一者设置止挡槽，第一转动轴和第一转动套中的另一者与止挡件连接，所述止挡件部分位于止挡槽内，止挡件与止挡槽内壁配合，实现箱体和第一安装部之间的转动行程的约束。

进一步地，所述限位槽内设置有活动腔，所述活动腔靠近限位槽的槽口设置，所述球体位于活动腔内，活动腔用于对球体的活动空间进行约束，球体在活动腔内的活动行程包括第一位置和第二位置，在第一位置状态下，球体与定位槽抵接，在第二位置状态下，球体处于调节区对应圆周之外。

进一步地，所述球体的直径介于限位槽的直径和活动腔的直径之间，活动腔的直径大于限位槽的直径。

进一步地，第一转动套的周壁上设置有与调节区对应的安装孔，所述安装孔沿径向贯穿第一转动套，安装孔内设置有定位件，定位件和安装孔内壁螺纹配合连接，所述限位槽设置在定位件靠近第一转动轴的端面上。

进一步地，所述机床操作箱还包括第二安装部，第一安装部和第二安装部之间具有收容空间，所述收容空间用于收纳箱体。

本发明第二方面提供了一种机械加工设备，包括机床床体和上述的机床操作箱，所述第一安装部与机床床体连接。

本发明相对于现有技术至少具有如下技术效果：

本发明机床操作箱既可以通过调控过程中球体与定位槽之间的碰撞声响来快速准确计算调整角度，还能在箱体旋转到位后，基于第一转动组件，增大箱体的静态启动阻力，以此有效抵抗误触，将旋转到位的箱体锁止在对应位置；同时第一转动组件还会让球体途径定位槽和第一转动轴周壁过程中的阻力主要为滚动摩擦，降低操作人员在调整箱体持续运动过程中的驱动力要求，提高操作便捷性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明机床操作箱的结构示意图；

图2是本发明第一转动组件和第一安装部的连接结构示意图；

图3是本发明第一转动组件的结构示意图；

图4是本发明第一转动组件的主视图；

图5是图4中A-A向剖视图；

图6是本发明第一转动轴的结构示意图；

图7是本发明定位槽的结构示意图；

图8是本发明定位槽和球体的配合状态图；

图9是本发明机床操作箱转动后的状态图；

图10是本发明定位件的内部结构示意图；

图11是本发明机床操作箱的另一种结构示意图。

图中：

10、箱体；20、第一安装部；30、第一转动组件；310、第一转动轴；311、定位槽；3111、弧形面；3112、第一抵接面；3113、第二抵接面；312、过线通道；313、止挡槽；314、支撑面；320、第一转动套；321、定位件；3211、限位槽；3212、活动腔；322、球体；323、弹性复位件；324、支撑部；325、卡槽；330、止挡件；410、第二转动轴；50、第二安装部。

具体实施方式

以下的说明提供了许多不同的实施例、或是例子，用来实施本发明的不同特征。以下特定例子所描述的元件和排列方式，仅用来精简的表达本发明，其仅作为例子，而并非用以限制本发明。

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

机床是机械制造中不可或缺的设备，包括操作箱和机床床体，通过操作箱进行人机交互，驱动机床床体上的车刀、钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。为方便操作或检修，现有技术将操作箱通过悬臂与机床床体连接，在不同的应用场景下，需要查看机床床体上不同位置部件工作状态和参数表征时，可以调整操作箱的位置，以便调整操作箱的操作界面和目标部件同时处于操作者的视野中，让操作者同步观察部件工作状态和参数表征，以便操作者精准把控机床的工作状态，满足操作和检修需求。但在实际使用过程中，调整好操作箱位置后，由于操作箱的位置未被锁定，导致操作箱常因误触而改变位置，使得操作箱的操作界面偏离操作者的视野，需求重新花费实际将操作箱位置调整回来，且再次调整操作箱位置时，很难将操作箱还原至误触前的位置，从而影响操作和检修效率。为解决操作箱误触偏离的问题，本申请提供一种可以快速精准调整操作箱位置，实现防误触的机床操作箱和机械加工设备，具体如下述实施例。

实施例1：

本申请实施例提供了一种机床操作箱，如图1和图2所示，包括箱体10和第一安装部20，箱体10通过第一转动组件30与第一安装部20转动连接，如图3~图6所示，所述第一转动组件30包括第一转动轴310和第一转动套320，所述第一转动轴310与第一安装部20连接，所述第一转动轴310的外周壁上设置有调节区，所述调节区内设置有多个沿第一转动轴310的轴向设置的定位槽311，所述第一转动套320套设在第一转动轴310上，第一转动套320和第一转动轴310通过间隙配合实现转动连接，第一转动套320的内壁上设置有限位槽3211，所述限位槽3211与调节区对应设置，限位槽3211内设置有球体322和弹性复位件323，所述弹性复位件323位于球体322和限位槽3211内壁之间，常态下，弹性复位件323处于压缩状态，以推动球体322沿限位槽3211深度方向移动至与第一转动轴310的周壁抵接。

在操作人员对机床进行检修或操作过程中，需要对某个部件的工作状态进行调控时，可以驱动箱体10绕第一转动轴310旋转，调整箱体10位置，如图9所示，让箱体10的操作界面处于可观测状态（优选箱体10的操作界面和机床床体上的目标部件同时处于操作人员的可视范围内，方便操作人员对目标部件的工作状态和参数变化同步观测，作出精准判断，及时调控），优选调整至球体322与定位槽311对应的位置，即一个定位槽311对应一个可以复现的箱体10调节位置，调节区内的多个定位槽311就相应对应多个可以复现的箱体10调节位置，从而满足操作人员不同位置的观测需求；同时，由于弹性复位件323常态下处于压缩状态，推动球体322沿限位槽3211深度方向移动至与第一转动轴310的周壁抵接，一方面在调整至球体322与定位槽311对应时，球体322受弹性复位件323作用于定位槽311发生碰撞，产生碰撞声音，通过计算碰撞声音产生次数，可以方便操作人员快速准确计算调整角度，另一方面，受弹性复位件323的压迫作用，球体322和第一转动轴310之间会产生基础旋转阻尼，特别在箱体10旋转到位后，静态下，球体322部分处于定位槽311内，要想再次旋转箱体10，不仅要克服弹性复位件323对球体322压力，还需要求旋转驱动力将静态的球体322从定位槽311中推出，此时箱体10的静态启动阻力将远大于基础旋转阻尼，从而有效抵抗误触，将旋转到位的箱体10锁止在对应位置；此外，在箱体10运动的过程中，当球体322只是途径定位槽311时，由于球体322活动设置于限位槽3211内，沿限位槽3211深度方向存在一定的活动空间，受阻力后球体322可以往限位槽3211深度方向移动并压缩弹性复位件323，同时球体322相对第一转动轴310保持一定切向速度，使得球体322途径定位槽311时，定位槽311对球体322的作用力会不仅促使球体322向限位槽3211深处移动，同时还会促使球体322自转，让途径定位槽311和第一转动轴310周壁过程中的阻力主要为滚动摩擦，综合阻力远小于静态启动阻力，降低操作人员在调整箱体10持续运动过程中的驱动力要求，提高操作便捷性和安全性。

为实现第一转动轴310和第一转动套320之间转动配合，如图4和图6所示，可以设置第一转动轴310包括支撑面314，第一转动套320包括支撑部324，所述支撑部324与支撑面314抵接。

为减小操作人员对调节箱体10的驱动力要求，可以将箱体10的中心与第一转动轴310的轴线之间具有预设间距，这样操作人员可以从箱体10远离第一转动轴310的一侧施力，进而增大调节力臂，让操作人员在特定操作下使用较小的力就能够实现对箱体10的调节；进一步地，在将箱体10的中心与第一转动轴310的轴线之间设置预设间距时，由于箱体10的重心一般与中心对应，进而箱体10的重心就位于第一转动轴310的轴线一侧，而第一转动套320和第一转动轴310之间又通过间隙配合实现转动连接，故受箱体10重力影响，会破坏第一转动套320和第一转动轴310之间的间隙配合平衡，导致第一转动组件30使用寿命降低，旋转控制精度下降，甚至第一转动套320和第一转动轴310在使用过程中产生摩擦异响；而本实施例为解决上述问题，将箱体10的中心、球体322位于第一转动轴310的相同或相反径向上，在第一转动轴310的轴线位于球体322和箱体10的中心之间时，箱体10的中心、球体322位于第一转动轴310的相反径向上；在球体322位于第一转动轴310的轴线和箱体10的中心之间时，箱体10的中心、球体322位于第一转动轴310的相同径向上，利用球体322与第一转动轴310的抵接作用，抵抗箱体10的重力影响，让第一转动套320和第一转动轴310稳定保持同轴间隙配合，进而有效避免第一转动组件30使用寿命降低，旋转控制精度下降，第一转动套320和第一转动轴310在使用过程中产生摩擦异响等问题产生，提高设备使用安全性和便捷性。

为保证设备的使用寿命，如图5、图7和图8所示，可以将定位槽311包括弧形面3111、第一抵接面3112和第二抵接面3113，所述第一抵接面3112和第二抵接面3113位于弧形面3111的两端，所述弧形面3111的直径小于球体322的直径，基于此结构，在球体322与定位槽311对应时，弹性复位件323将球体322推入定位槽311内，由于弧形面3111对应直径小于球体322的直径，进而球体322进入定位槽311后与第一抵接面3112和第二抵接面3113对应抵接，使得定位槽311和球体322之间的相互作用状态为平面和球面之间的抵接作用，相较于直接与定位槽311槽口的棱边抵接，平面结构不仅更稳固，而且在球体322和定位槽311碰撞过程中受压上限高，有效降低球体322和定位槽311之间的相互磨损。

为减少箱体10运动过程中的阻力，可以将第一抵接面3112位于弧形面3111与第一抵接面3112的连接端对应弧形面3111的切面上，所述第二抵接面3113位于弧形面3111与第二抵接面3113的连接端对应弧形面3111的切面上；基于此结构，第一抵接面3112和第二抵接面3113对球体322的相互作用力更易于推动球体322发生转动，加速球体322自转，增大球体322转动惯量，让球体322和限位槽3211内壁之间的阻力，以及球体322受到途径的定位槽311的阻力均主要为滚动摩擦，进而操作人员就可以使用较小力维持箱体10的持续调节运动，提高设备使用便捷性。

为让操作人员在对箱体10正向转动调整体感与反向转动调整体感相同，可以设置第一抵接面3112和第二抵接面3113对称设置在弧形面3111的两端，进而正向转动调整与反向转动调整体过程中，第一转动轴310对球体322的阻力均相同，以此保证正向转动调整体感与反向转动调整体感相同。

在一些实施例中，可以将第一抵接面3112与对应弧形面3111的切面之间的夹角为α，将第二抵接面3113与对应弧形面3111的切面之间的夹角为β，将α和β设置为不同值，进而正向转动调整与反向转动调整过程中，第一转动轴310对球体322的阻力就会存在差异，操作人员可以通过阻力差异来判断是在进行正向调控还是反向调控。

为避免球体322运动出调节区，可以设置机床操作箱还包括转动限位机构，所述转动限位机构用于约束箱体10和第一安装部20之间的转动行程，所述转动限位机构包括止挡件330，第一转动轴310和第一转动套320中的一者设置止挡槽313，第一转动轴310和第一转动套320中的另一者与止挡件330连接，所述止挡件330部分位于止挡槽313内，止挡件330与止挡槽313内壁配合，实现箱体10和第一安装部20之间的转动行程的约束，在止挡件330与止挡槽313一侧内壁抵接时，箱体10处于转动行程上限，在止挡件330与止挡槽313另侧内壁抵接时，箱体10处于转动行程下限。

在一些实施例中，在箱体10处于转动行程上限和或行程上限时，球体322处于定位槽311内，以便对箱体10的转动行程上、下限进行锁定和复现。

为保证第一转动组件30稳定运行，如图10所示，可以在限位槽3211内设置有活动腔3212，所述活动腔3212靠近限位槽3211的槽口设置，所述球体322位于活动腔3212内，活动腔3212用于对球体322的活动空间进行约束，球体322在活动腔3212内的活动行程包括第一位置和第二位置，在第一位置状态下，球体322与定位槽311抵接，在第二位置状态下，球体322处于调节区对应圆周之外，基于此结构，既可以实现球体322在第一位置与定位槽311之间卡接定位配合，又能够保证第二位置下，操作人员可以使用较小力维持箱体10的持续调节运动。

为防止球体322意外从限位槽3211中滑落，可以设置球体322的直径介于限位槽3211的直径和活动腔3212的直径之间，活动腔3212的直径大于限位槽3211的直径。

为提高设备使用便捷性，如图5和图10所示，可以在第一转动套320的周壁上设置有与调节区对应的安装孔，所述安装孔沿径向贯穿第一转动套320，安装孔内设置有定位件321，定位件321和安装孔内壁螺纹配合连接，所述限位槽3211设置在定位件321靠近第一转动轴310的端面上，基于此结构，在需要调节基础旋转阻尼的大小时，可以旋动定位件321，改变定位件321在安装孔内位置，以此改变定位件321和第一转动轴310之间的间距，相应地也就调节了弹性复位件323的压缩行程，进而调控弹性复位件323推动球体322与第一转动轴310的作用力，实现对基础旋转阻尼和静态启动阻尼的同步调节。优选地，可以在定位件321远离第一转动轴310的端面上设置卡槽325，所述卡槽325用于配合调节工具对定位件321进行旋动，以调节基础旋转阻尼的大小。

为提高设备使用安全性，如图11所示，可以设置机床操作箱还包括第二安装部50，第一安装部20和第二安装部50之间具有收容空间，所述收容空间用于收纳箱体10，在不需要使用箱体10时，可以将箱体10转动到收容空间中，如图1所示，利用收容空间对箱体进行保护，以此避免箱体悬置在空中被撞坏，在需要特定角度使用箱体10时，将箱体10从收容空间中转出来，如图9所示。

在一些实施例中，为提高对箱体10调控稳定性，可以设置机床操作箱还包括第二转动组件，第二转动组件包括第二转动轴410和第二转动套，第二转动轴410和第二转动套中的一者与箱体10连接，第二转动轴410和第二转动套中的另一者与第二安装部50连接，第二转动轴410和第二转动套同轴转动连接，第一转动轴310和第二转动轴410同轴设置。

在一些实施例中，所述第一转动轴310上设置有过线通道，所述过线通道用于穿设线缆。

在一些实施例中，所述第二转动轴410上设置有过线通道，所述过线通道用于穿设线缆。

实施例2：

本申请实施例提供了一种机械加工设备，包括机床床体和实施例1中的机床操作箱，所述第一安装部20与机床床体连接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机床操作箱，其特征在于，包括箱体和第一安装部，箱体通过第一转动组件与第一安装部转动连接，所述第一转动组件包括第一转动轴和第一转动套，所述第一转动轴与第一安装部连接，所述第一转动轴的外周壁上设置有调节区，所述调节区内设置有多个沿第一转动轴的轴向设置的定位槽，所述第一转动套套设在第一转动轴上，第一转动套和第一转动轴通过间隙配合实现转动连接，第一转动套的内壁上设置有限位槽，所述限位槽与调节区对应设置，限位槽内设置有球体和弹性复位件，所述弹性复位件位于球体和限位槽内壁之间，常态下，弹性复位件处于压缩状态，以推动球体沿限位槽深度方向移动至与第一转动轴的周壁抵接。

2.如权利要求1所述的机床操作箱，其特征在于，所述箱体的中心与第一转动轴的轴线之间具有预设间距，箱体的中心、球体位于第一转动轴的相同或相反径向上，在第一转动轴的轴线位于球体和箱体的中心之间时，箱体的中心、球体位于第一转动轴的相反径向上；在球体位于第一转动轴的轴线和箱体的中心之间时，箱体的中心、球体位于第一转动轴的相同径向上。

3.如权利要求2所述的机床操作箱，其特征在于，所述定位槽包括弧形面、第一抵接面和第二抵接面，所述第一抵接面和第二抵接面位于弧形面的两端，所述弧形面的直径小于球体的直径。

4.如权利要求3所述的机床操作箱，其特征在于，所述第一抵接面位于弧形面与第一抵接面的连接端对应弧形面的切面上，所述第二抵接面位于弧形面与第二抵接面的连接端对应弧形面的切面上；

和/或，

第一抵接面和第二抵接面对称设置在弧形面的两端。

5.如权利要求1所述的机床操作箱，其特征在于，所述机床操作箱还包括转动限位机构，所述转动限位机构用于约束箱体和第一安装部之间的转动行程，所述转动限位机构包括止挡件，第一转动轴和第一转动套中的一者设置止挡槽，第一转动轴和第一转动套中的另一者与止挡件连接，所述止挡件部分位于止挡槽内，止挡件与止挡槽内壁配合，实现箱体和第一安装部之间的转动行程的约束。

6.如权利要求1~5任意一项所述的机床操作箱，其特征在于，所述限位槽内设置有活动腔，所述活动腔靠近限位槽的槽口设置，所述球体位于活动腔内，活动腔用于对球体的活动空间进行约束，球体在活动腔内的活动行程包括第一位置和第二位置，在第一位置状态下，球体与定位槽抵接，在第二位置状态下，球体处于调节区对应圆周之外。

7.如权利要求6所述的机床操作箱，其特征在于，所述球体的直径介于限位槽的直径和活动腔的直径之间，活动腔的直径大于限位槽的直径。

8.如权利要求6所述的机床操作箱，其特征在于，第一转动套的周壁上设置有与调节区对应的安装孔，所述安装孔沿径向贯穿第一转动套，安装孔内设置有定位件，定位件和安装孔内壁螺纹配合连接，所述限位槽设置在定位件靠近第一转动轴的端面上。

9.如权利要求6所述的机床操作箱，其特征在于，所述机床操作箱还包括第二安装部，第一安装部和第二安装部之间具有收容空间，所述收容空间用于收纳箱体。

10.一种机械加工设备，其特征在于，包括机床床体和权利要求1至9中任一项所述的机床操作箱，所述第一安装部与机床床体连接。