CN201516580U - 一种机床中床头组件的平衡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机床中床头组件的平衡装置，属于机械技术领域。它解决了现有技术存在着使用稳定性差的问题。本机床中床头组件的平衡装置，机床包括底座和沿竖直方向固连在底座上的立柱，立柱上具有导轨且在导轨处联接有能沿导轨移动的床头组件，所述的底座上固连有氮气弹簧，氮气弹簧与一控制系统相联且在控制系统的作用下氮气弹簧顶压在床头组件下部。它增强了机床的使用稳定性，并且它的结构比较简单。

Description

一种机床中床头组件的平衡装置

技术领

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种机床，特别是一种机床中床头组件的平衡装置。

背景技术

一台合格的工具数控磨床要有自身的刚性，稳定性，数控系统的精确性，和各数控传动部件，执行部件的精准性，但最终结果是要体现在工件的加工修磨后精度的保证性和保持性。

通常，数控机床的数控轴X，Y轴，由于是水平放置。X、Y轴的精度控制主要是由伺服电机，滚珠直线导轨副和滚珠丝杆副的精度所决定的。

而对于上下升降的Z轴的精度，则不仅由上述三部分构成，还有另一因素：由于床头组件是垂直放置的，磨具支撑组件和中间支架要求刚性的原因，体积大，重量沉。这使得磨床在使用过程中，床头组件向下运行因为自重而非常轻松，但向上运行因为要克服自身的重量而运行沉重。

这种移动状态不仅对控制磨具移动的伺服电机的功率要求比较大，而且滚珠直线导轨副和滚珠丝杆副产生了不稳定的负荷，加速运动件的变形和磨损，还有可能在磨具向下快速运行时产生滑移，加工零件时往往会产生加工误差。

目前通用的解决方法是：是在立柱后部加装一配重块，使配重块的重量和磨头移动组件的重量相等，再把磨头移动组件与配重块用滚轮相连接，就形成磨头移动平衡装置。这样就达到了使磨头移动组件在上下移动时的状态和水平移动时的状态相等，确保Z轴在加工时平稳性。

但是，磨头移动组件由于自身结构和刚性的要求，其刚性大件均为铸件，重量极为沉重。在铸造过程中的各种不确定因素，使磨头移动组件的总体重量都是不尽相同。传统的磨头移动配重块也是铸件，两者相配重平衡后，总是存在着重量差。这种配重平衡形式结构复杂，安装困难，并在对工件进行升降加工时，仍然会产生了不稳定的因素。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术所存在的上述问题，提供一种结构简单，使磨床使用稳定性高的在上述的机床中床头组件的平衡装置中。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种机床中床头组件的平衡装置，机床包括底座和沿竖直方向固连在底座上的立柱，立柱上具有导轨且在导轨处联接有能沿导轨移动的床头组件，其特征在于，所述的底座上固连有氮气弹簧，氮气弹簧与一控制系统相联且在控制系统的作用下氮气弹簧顶压在床头组件下部。

在具有本平衡装置的机床中，床头组件沿导轨上下移动过程中，氮气弹簧始终对床头组件下部施加一作用力。也就是说，床头组件上移过程中，在氮气弹簧的作用下使得驱动床头组件的动力机构需要比较小的力就能使床头组件上移，同时，床头组件上移过程中它与导轨之间的作用力比较小。同样，床头组件下移时在氮气弹簧的作用下不仅使得床头组件能够顺畅下移，而且还使得床头组件与导轨之间的作用力比较小。

在上述的机床中床头组件的平衡装置中，所述的控制系统能对氮气弹簧进行放气或充气。

控制系统对氮气弹簧充气或放气时，使得床头组件处于导轨不同位置处均受到氮气弹簧对其恒定的作用力。当然，这里进行的冲气或放气都是指的氮气。

在上述的机床中床头组件的平衡装置中，所述的氮气弹簧作用于床头组件上的作用力与床头组件的重力相匹配。

这样使得床头组件达到一个平衡点，也就是说床头组件能够顺畅的移动。

在上述的机床中床头组件的平衡装置中，所述的控制系统上具有用于显示氮气弹簧内氮气压力值的压力表。

通过压力表能及时的了解氮气弹簧内的气压值，从而能间接的知道作用于床头组件上的顶压力。

在上述的机床中床头组件的平衡装置中，所述的氮气弹簧由缸体、活塞杆和位于缸体内的氮气组成，活塞杆位于缸体内且它部分伸出缸体，所述的活塞杆与缸体之间设有密封圈。

氮气弹簧是一种具有弹性功能的部件。它将高压氮气密封在缸体中，外力通过柱塞杆将氮气压缩，当外力去除时靠高压氮气膨胀来获得一定的弹压力。

在上述的机床中床头组件的平衡装置中，所述的缸体底部具有与其内腔相通的进气孔，上述的控制系统通过连接管与进气孔处相联通。

需要调节氮气弹簧作用于床头组件上的作用力或使氮气弹簧的活塞杆伸出或缩回时由进气孔进气或放气即可达到上述目的。

在上述的机床中床头组件的平衡装置中，所述的机床为磨床。

氮气弹簧的活塞杆作用在磨床的床头组件上，使得床头组件能沿导轨顺畅的上下移动。

作为另外一种情况，在上述的机床中床头组件的平衡装置中，所述的机床为钻床。

氮气弹簧的活塞杆作用在钻床的钻头组件上，使得钻头组件能沿导轨顺畅的上下移动。

与现有技术相比，本机床中床头组件的平衡装置采用氮气弹簧对床头组件进行支撑，减少了床头上移及下移过程中的动力损耗。而且，采用氮气弹簧还使得床头组件始终处于临界状态，增加了机床的使用稳定性。

同时，本平衡装置只由氮气弹簧和控制系统组成，因此，它的结构还比较简单，具有比较高的实用价值。

附图说明

图1是本具有本平衡装置的机床的结构示意图。

图2是本机床中床头组件的平衡装置中缸体处的局部剖视结构示意图。

图中，1、底座；2、立柱；3、床头组件；4、氮气弹簧；4a、缸体；4b、活塞杆；4c、进气孔；5、控制系统；5a、压力表；6、连接管。

具体实施方式

如图1所示，磨床由底座1、立柱2和床头组件3等组成，立柱2沿竖直方向固连在底座1上。立柱2上具有导轨，床头组件3联接在导轨处且床头组件3能沿着立柱2的导轨上下移动。床头组件3上具有用于加工工件的磨头。

在底座1上固连有氮气弹簧4，氮气弹簧4与一个控制系统相联。在控制系统的作用下氮气弹簧4顶压在床头组件3的下部。

如图2所示，氮气弹簧4由缸体4a、活塞杆4b和位于缸体4a内的氮气组成。活塞杆4b位于缸体4a内且它部分伸出缸体4a，所述的活塞杆4b与缸体4a之间设有密封圈。

缸体4a底部具有与其内腔相通的进气孔4c，上述的控制系统5通过连接管6与进气孔4c处相联通。通过控制系统5能对氮气弹簧4内的氮气进行放气或是充气。同时，在控制系统的作用下氮气弹簧4作用于床头组件3上的作用力与床头组件3自身的重量相匹配。

当然，床头组件3单独进行称重，待称重完成后通过换算，得出氮气弹簧4的顶压力。该顶压力与床头组件3的自重相匹配。本实施例中，为了及时的了解氮气弹簧4内的氮气压力值，在控制系统上具有用于压力表5a，通过该压力表5a显示氮气压力值。

在具有本平衡装置的磨床中，在控制系统5作用下氮气弹簧4的活塞杆4b伸出并始终顶压在床头组件3下部。当然，氮气弹簧4顶压在床头组件3上的顶压力与床头组件3的自重相匹配，这样就使得床头组件3上升及下降过程中有效的消除床头组件3自重的影响，提高床头组件3的移动稳定性。

另外，在钻床上也可以采用该平衡装置。

Claims (8)

1.一种机床中床头组件的平衡装置，机床包括底座(1)和沿竖直方向固连在底座(1)上的立柱(2)，立柱(2)上具有导轨且在导轨处联接有能沿导轨移动的床头组件(3)，其特征在于，所述的底座(1)上固连有氮气弹簧(4)，氮气弹簧(4)与一控制系统(5)相联且在控制系统(5)的作用下氮气弹簧(4)顶压在床头组件(3)下部。

2.根据权利要求1所述的机床中床头组件的平衡装置，其特征在于，所述的控制系统(5)能对氮气弹簧(4)进行放气或充气。

3.根据权利要求2所述的机床中床头组件的平衡装置，其特征在于，所述的氮气弹簧(4)作用于床头组件(3)上的作用力与床头组件(3)的重力相匹配。

4.根据权利要求1或2或3所述的机床中床头组件的平衡装置，其特征在于，所述的控制系统(5)上具有用于显示氮气弹簧内氮气压力值的压力表(5a)。

5.根据权利要求1或2或3所述的机床中床头组件的平衡装置，其特征在于，所述的氮气弹簧(4)由缸体(4a)、活塞杆(4b)和位于缸体(4a)内的氮气组成，活塞杆(4b)位于缸体(4a)内且它部分伸出缸体(4a)，所述的活塞杆(4b)与缸体(4a)之间设有密封圈。

6.根据权利要求5所述的机床中床头组件的平衡装置，其特征在于，所述的缸体(4a)底部具有与其内腔相通的进气孔(4c)，上述的控制系统(5)通过连接管(6)与进气孔(4c)处相联通。

7.根据权利要求1或2或3所述的机床中床头组件的平衡装置，其特征在于，所述的机床为磨床。

8.根据权利要求1或2或3所述的机床中床头组件的平衡装置，其特征在于，所述的机床为钻床。

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