CN208005294U - 一种具有仿形功能的铣床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有仿形功能的铣床，铣床包括可沿水平面相对的滑鞍和刀座，刀座上竖直滑动连接有用于安装刀具并带动刀具旋转的主轴，刀座上安装有仿形器，仿形器包括与刀座相竖直滑动连接的仿形杆，铣床的床身上固定连接有仿形模板，仿形模板上开设有供仿形杆插入的仿形轮廓；仿形杆下端固定连接有刀具半径补偿误差矫正部，刀具半径补偿误差矫正部用于插入仿形轮廓后与仿形轮廓内壁相抵接；所述刀具半径补偿误差矫正部由多根直径不同且同轴的仿形柱相串联固定连接组成，仿形柱的直径朝竖直向下的方向逐级减小；本实用新型的优点是在铣床对多个工件进行相同的加工操作时，不需要对每个工件进行重复画线操作，比较省力。

Description

一种具有仿形功能的铣床

技术领域

本实用新型涉及一种铣床，特别涉及一种具有仿形功能的铣床。

背景技术

铣床是一种用途广泛的切削加工机床，在铣床上可以加工平面（水平面、垂直面）、沟槽（键槽、T形槽、燕尾槽等）、分齿零件（齿轮、花键轴、链轮）、螺旋形表面（螺纹、螺旋槽）及各种曲面。

现有技术中的铣床主要包括床身、沿床身的长度方向水平固定连接在床身上的Y轴导轨、水平滑动连接在Y轴导轨上的滑鞍、与Y轴导轨相垂直且水平固定连接在滑鞍上的X轴导轨、与X轴导轨水平滑动连接的刀座、与刀座竖直滑动连接的主轴以及位于主轴下方且与床身相固定连接用于固定工件的工作台，主轴下端可固定安装刀具，主轴转动时带动刀具旋转，用手可推动刀座沿X轴导轨和Y轴导轨滑动使刀具与工件待加工表面相接触，从而实现使刀具在水平面上移动以对工件进行切削加工。

在对工件进行钻孔或挖槽时，需要先在工件表面画线，画出刀具的预期运动路径，然后再将工件固定在工作台上，用手移动操作刀座移动刀具以使刀具沿画好的路径运动对工件进行切削加工；当加工的工件批量比较大时，需要对每个工件进行重复画线，比较费力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有仿形功能的铣床，其优点是在铣床对多个工件进行相同的加工操作时，不需要对每个工件进行重复画线操作，比较省力。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于铣床的仿形器，铣床包括可沿水平面相对的滑鞍和刀座，刀座上竖直滑动连接有用于安装刀具并带动刀具旋转的主轴，刀座上安装有仿形器，仿形器包括与刀座相竖直滑动连接的仿形杆，铣床的床身上固定连接有仿形模板，仿形模板上开设有供仿形杆插入的仿形轮廓；仿形杆下端固定连接有刀具半径补偿误差矫正部，刀具半径补偿误差矫正部用于插入仿形轮廓后与仿形轮廓内壁相抵接。

通过上述技术方案，当需要加工的工件数量比较多时，每个工件都画线会降低工作效率，费时费力；通过定制一个仿形模板，在仿形模板上制作出需要加工的轮廓，将仿形杆插入仿形轮廓内，移动刀座带动刀具移动对工件进行切削加工，刀具半径补偿误差矫正部与仿形轮廓的内壁相抵接并滑动连接，刀具的移动路径与仿形杆移动的路径保持同步，在工件上加工出的轮廓形状与仿形轮廓的轮廓形状可保持相同，在铣床对多个工件进行相同的加工操作时，不需要对每个工件进行重复画线操作，比较省力。

本实用新型进一步设置为：所述刀具半径补偿误差矫正部由多根直径不同且同轴的仿形柱相串联固定连接组成，仿形柱的直径朝竖直向下的方向逐级减小。

通过上述技术方案，仿形柱的柱面与仿形轮廓的内壁相滑动摩擦或碰撞，仿形柱面经过多次摩擦后，仿形轮廓内壁和仿形柱面均会受到一定的磨损，导致仿形柱的直径减小，仿形轮廓的内部尺寸增大，仿形杆纵向轴线沿平面运动的路径围成的最大范围增大，最终导致刀具在工件上切削加工出的轮廓尺寸偏大。当因仿形轮廓的尺寸增大后，可以使仿形杆的高度下降，使直径更大的仿形柱柱面与仿形轮廓内壁相抵接，不用重新定制仿形模板和仿形杆，成本低；且可以节省更换仿形杆或仿形模板使用的时间，提高工作效率。

本实用新型进一步设置为：所述仿形器还包括与所述刀座相水平滑动连接的滑块，所述仿形杆与滑块相竖直滑动连接。

通过上述技术方案，可以在仿形模板上设置多排不同形状的仿形轮廓，水平滑动滑块带动仿形器水平滑动，使仿形杆移动至与所需要的仿形轮廓相对齐，然后将仿形杆插入仿形轮廓内；仿形模板上可定制更多形状的仿形轮廓。

本实用新型进一步设置为：所述滑块靠近所述刀座的一面固定连接有仿形T型滑块，刀座上开设有供仿形T型滑块滑动连接的仿形T型滑槽。

通过上述技术方案，仿形T型滑槽和仿形T型滑块可形成更稳定的滑动连接，可限制滑块朝远离刀座的方向运动，使滑块滑动过程中更加稳定。

本实用新型进一步设置为：所述滑块上螺纹连接有第一定位螺栓，第一定位螺栓贯穿滑块，第一定位螺栓旋紧后可与所述刀座相压紧抵接。

通过上述技术方案，第一定位螺栓旋紧后压紧抵接在刀座上，增大刀座与仿形T型滑块之间的摩擦力，限制滑块沿刀座滑动，使滑块与刀座相固定连接，使刀具的水平运动路径与仿形杆的水平运动路径保持同步。

本实用新型进一步设置为：所述仿形杆上端固定连接有高度定位盘，高度定位盘和滑块之间设有高度定位杆，高度定位杆与所述滑块相固定连接。

通过上述技术方案，将仿形杆插入对应的仿形轮廓内侧之后，高度定位盘下表面可以与高度定位杆上端面相抵接，限制高度定位盘向下运动，限制仿形杆继续向插入仿形轮廓内部的仿形运动，使仿形杆高度保持固定。

本实用新型进一步设置为：所述高度定位盘靠近所述滑块的一面开设有供所述高度定位杆竖直插接高度定位孔。

本实用新型进一步设置为：所述高度定位孔具有多个且绕所述仿形杆的中心轴线圆周分布，高度定位孔的深度不同。

通过上述技术方案，高度定位杆插入不同深度的高度定位孔内可使仿形杆插入仿形轮廓内部的深度不同，插入深度比较大时，仿形杆的外壁与仿形轮廓内壁之间的接触面积比较大，可以减小接触位置受到的压强，减小仿形杆外表面和仿形轮廓内壁之间的磨损，延长仿形模板和仿形杆的使用寿命。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、刀具半径补偿误差矫正部由多根直径不同且同轴的仿形柱相串联固定连接组成，仿形柱的直径朝竖直向下的方向逐级减小，仿形柱的柱面与仿形轮廓的内壁相滑动摩擦或碰撞，仿形柱面经过多次摩擦后，仿形轮廓内壁和仿形柱面均会受到一定的磨损，导致仿形柱的直径减小，仿形轮廓的内部尺寸增大，仿形杆纵向轴线沿平面运动的路径围成的最大范围增大，最终导致刀具在工件上切削加工出的轮廓尺寸偏大，当因仿形轮廓的尺寸增大后，可以使仿形杆的高度下降，使直径更大的仿形柱柱面与仿形轮廓内壁相抵接，不用重新定制仿形模板和仿形杆，成本低，且可以节省更换仿形杆或仿形模板使用的时间，提高工作效率；

2、高度定位盘可与高度定位杆相抵接限制仿形杆向下运动的距离，从而控制仿形杆插入仿形轮廓内部的深度，插入深度比较大时，仿形杆的外壁与仿形轮廓内壁之间的接触面积比较大，可以减小接触位置受到的压强，减小仿形杆外表面和仿形轮廓内壁之间的磨损，延长仿形模板和仿形杆的使用寿命，还可以改变插入仿形轮廓内部的仿形柱直径，以改变加工轮廓的尺寸，对因仿形轮廓和仿形柱表面磨损产生的误差进行校正，提高加工精度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是体现仿形器结构的示意图；

图3是体现滑块与刀座相配合的结构示意图；

图4是体现仿形T型滑块结构的示意图；

图5是体现仿形杆工作原理的示意图；

图6是体现刀具半径补偿误差矫正部工作原理的示意图；

图7是体现限位装置结构的示意图；

图8是体现连接块结构的示意图。

图中，1、床身；2、Y轴导轨；3、滑鞍；4、X轴导轨；5、刀座；51、仿形T型滑槽；6、主轴；7、工作台；8、仿形器；81、滑块；82、仿形杆；83、高度定位组件；831、高度定位盘；8311、高度定位孔；832、高度定位杆；84、仿形T型滑块；85、第一定位螺栓；86、手柄；87、刀具半径补偿误差矫正部；871、仿形柱；9、仿形模板；91、仿形轮廓；101、Y向限位装置；1011、支撑杆；10111、防脱槽；1012、连接块；10121、导向槽；10122、防脱条；1013、限位杆；1014、连接板；1015、第二定位螺栓；1016、滑套；1017、第三定位螺栓；1018、限位块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例

一种具有仿形功能的铣床，如图1所示，包括固定支撑在地面上的床身1、沿床身1的长度方向水平固定连接在床身1上的Y轴导轨2、水平滑动连接在Y轴导轨2上的滑鞍3、与Y轴导轨2相垂直且水平固定连接在滑鞍3上的X轴导轨4、与X轴导轨4水平滑动连接的刀座5、与刀座5竖直滑动连接的主轴6以及位于主轴6下方且与床身1相固定连接用于固定工件的工作台7；其中，Y轴导轨2和X轴导轨4的具体结构参见图2，主轴6下端可固定安装刀具，主轴6转动时带动刀具旋转，用手可推动刀座5沿X轴导轨4和Y轴导轨2滑动使刀具与工件待加工表面相接触，从而实现使刀具在水平面上移动以对工件进行切削加工，竖直滑动主轴6可改变对工件的切削深度。

如图2所示，刀座5上安装有仿形器8，床身1上固定连接有仿形模板9，仿形模板9位于仿形器8的下方；仿形模板9上开设有仿形轮廓91，仿形轮廓91可以为孔或其他形状的凹槽，仿形器8与仿形轮廓91配合使用可限制刀座5沿水平面移动的区域范围，从而确定刀具对工件进行切削加工的轮廓形状。

仿形器8包括滑块81、仿形杆82和高度定位组件83，仿形杆82与滑块81竖直插接，滑块81与刀座5水平滑动连接，滑块81沿刀座5滑动时可带动仿形杆82在水平面上移动；仿形杆82用于插入仿形轮廓91内，滑块81可与刀座5相固定连接，刀座5沿X轴导轨4和Y轴导轨2滑动时，仿形杆82外壁可与仿形轮廓91的内壁相抵接，仿形杆82始终在仿形轮廓91内侧水平移动，刀具的移动轨迹与仿形杆82的移动轨迹相同，刀具在工件上切削加工出来的轮廓形状与仿形轮廓91形状相同。在加工批量比较大时，不需要预先在每个工件上画出刀具预期运动的轨迹，只需要定制一个仿形模板9即可，即省力又可以提高工作效率。

如图3所示，刀座5上沿X轴导轨4的方向开设有仿形T型滑槽51，结合图4，滑块81靠近刀座5的一面固定连接有仿形T型滑块84，仿形T型滑块84与T型槽相滑动连接，仿形T型滑槽51与仿形T型滑块84相互配合可以限制滑块81朝垂直于X轴导轨4的方向相对刀座5运动，仿形T型滑块84只能沿仿形T型滑槽51滑动。仿形T型滑块84上螺纹连接有第一定位螺栓85，第一定位螺栓85水平设置且与X轴导轨4相垂直；第一定位螺栓85靠近刀座5的一端贯穿滑块81，旋转第一定位螺栓85可调节第一定位螺栓85靠近刀座5的一端与刀座5之间的距离，旋紧第一定位螺栓85时，可使第一定位螺栓85靠近刀座5的一端与刀座5表面相抵触压紧，带动滑块81朝远离刀座5的方向运动，增大仿形T型滑槽51与仿形T型滑块84之间的摩擦力，限制滑块81沿仿形T型滑槽51滑动，使滑块81于刀座5相固定连接。

如图3所示，第一定位螺栓85远离刀座5的一端固定连接有手柄86，手柄86可设置为与第一定位螺栓85相垂直，用手握住手柄86旋转第一定位螺栓85可更轻松地转动第一定位螺栓85，旋紧第一定位螺栓85时，可提高第一定位螺栓85的旋紧程度，使滑块81更与刀座5之间的固定连接关系更稳定，滑块81更难沿仿形T型滑槽51滑动，仿形加工过程中产生的误差更小。

高度定位组件83包括高度定位盘831和高度定位杆832，仿形杆82的上端贯穿滑块81位于滑块81的上方，高度定位盘831下表面与仿形杆82的上端相固定连接，用手握住高度定位盘831向上提，可带动仿形杆82沿滑块81竖直向上运动，以便于将仿形杆82从仿形轮廓91（见图2）内拔出，然后移动刀座5带动仿形杆82水平移动至与其他仿形轮廓91对齐，松开手后，仿形杆82在自身重力作用下沿滑块81竖直向下滑动，仿形杆82插入与其对齐的仿形轮廓91内。

滑块81靠近高度定位盘831的一面固定连接有竖直的高度定位杆832，高度定位杆832位于高度定位盘831和滑块81之间；结合图4，高度定位盘831靠近滑块81的一面开设有深度不同的高度定位孔8311，旋转高度定位盘831至不同角度后，可使不同深度的高度定位孔8311与高度定位杆832在竖直方向上对齐，高度定位盘831竖直向下运动后，高度定位杆832可插入高度定位孔8311，高度定位杆832远离滑块81的一端与高度定位孔8311的底面相抵接后，可限制高度定位杆832继续朝靠近滑块81的方向运动，使仿形杆82插入仿形轮廓91（见图2）内的深度不同。

如图4所示，仿形杆82下端固定连接有刀具半径补偿误差矫正部87，刀具半径补偿误差矫正部87由多个直径不同且同轴的圆柱形仿形柱871相互固定连接组成，仿形柱871的直径沿仿形杆82的轴向且朝远离仿形杆82的方向逐级减小，每一级的直径差值为0.05mm～1mm，具体直径差值的大小根据需要加工产品的精度要求而定，精度越高，直径差值越小；刀具的中心轴线水平运动的路径与仿形杆82的中心轴线水平运动的路径相同，结合图2，移动滑块81使仿形柱871的柱面与仿形孔的内壁相抵接，然后旋紧第一定位螺栓85将滑块81固定连接在刀座5上，使刀具与仿形器8在水平面上同步运动。

如图5所示，加工过程中，仿形柱871的柱面与仿形轮廓91的内壁相滑动摩擦或碰撞，仿形柱871面经过多次摩擦后，仿形轮廓91内壁和仿形柱871面均会受到一定的磨损，导致仿形柱871的直径（如图5中r表示的尺寸）减小，仿形轮廓91的内部尺寸（如图5中D表示的尺寸）增大，仿形杆82纵向轴线沿平面运动的路径围成的最大范围增大，最终导致刀具在工件上切削加工出的轮廓尺寸偏大。

结合图6，当因仿形轮廓91的尺寸增大后，可以使仿形杆82的高度下降，使直径更大的仿形柱871柱面与仿形轮廓91内壁相抵接，不用重新定制仿形模板9和仿形杆82，成本低；且可以节省更换仿形杆82或仿形模板9使用的时间，提高工作效率。

在现有技术中，通常在工作台7上固定连接一个限位板以限制工件沿与Y轴导轨2相平行的方向运动，但是在工件尺寸比较大的情况下，工件占用工作台7的空间比较大，限位板无法在工作台7上安装。

如图1所示，在本实用新型中，工作台7一端固定连接有Y向限位装置101，用于对对工作台7上的工件进行限位，限制工件沿与Y轴导轨2相平行的方向运动；Y向限位装置101位于工作台7的外侧，可以节省限位装置占用的工作台7的空间，便于在工作台7上放置尺寸较大的工件。

如图7所示，Y向限位装置101包括支撑杆1011、连接块1012和限位杆1013，支撑杆1011靠近床身1（见图1）的一端固定连接有连接板1014，连接板1014通过螺栓与床身1紧固连接，支撑杆1011与Y轴导轨2相平行；连接块1012与支撑杆1011相滑动连接，连接块1012可沿连接块1012朝靠近或远离床身1的方向运动。连接块1012上结合图8，连接块1012靠近支撑杆1011的一面开设有导向槽10121，支撑杆1011与导向槽10121相插接，导向槽10121内壁上固定连接有防脱条10122，支撑杆1011上与防脱条10122对应地开设有供防脱条10122滑动连接的防脱槽10111，防脱槽10111与支撑杆1011相平行，防脱条10122可限制连接块1012竖直向上运动脱离支撑杆1011，使连接块1012只能沿支撑杆1011长度方向滑动。

连接块1012一竖直侧面上螺纹连接有第二定位螺栓1015，第二定位螺栓1015贯穿连接块1012的侧壁，第二定位螺栓1015靠近支撑杆1011的一端位于导向槽10121内部，旋转第二定位螺栓1015时可改变第二定位螺栓1015与支撑杆1011之间的距离，旋紧第二定位螺栓1015后可使第二定位螺栓1015与支撑杆1011相压紧抵接，增大连接块1012与支撑之间的摩擦力，限制连接块1012沿支撑杆1011滑动。

连接块1012上面固定连接有滑套1016，限位杆1013与滑套1016相滑动连接，限位杆1013可通过滑套1016沿支撑杆1011长度方向滑动。滑套1016上沿径向方向螺纹连接有第三定位螺栓1017，第三定位螺栓1017贯穿滑套1016，第三定位螺栓1017靠近滑套1016中心的一端位于滑套1016的内侧，旋转第三定位螺栓1017可调节第三定位螺栓1017与限位杆1013之间的距离，旋紧第三定位螺栓1017后，可使第三定位螺栓1017与限位杆1013相压紧抵接，增大限位杆1013与滑套1016之间的摩擦力，限制限位杆1013沿滑套1016滑动。

使用时，先将第二定位螺栓1015和第三定位螺栓1017旋松，根据工件的大小，沿支撑杆1011滑动滑块81和限位杆1013，使限位杆1013靠近床身1的一端与工件相压紧抵接，然后旋紧第二定位螺栓1015和第三定位螺栓1017，限制限位杆1013沿支撑杆1011的长度方向运动，从而限制工件沿与Y轴导轨2相平行的方向运动。限位杆1013靠近床身1的一端固定连接有限位块1018，限位块1018的竖直设置，限位块1018远离限位杆1013的一面尺寸大于限位杆1013的横截面尺寸，与工件相压紧抵接后，接触面积比较大，可提高压紧抵接的稳定性。

工作过程

首先将工件放置在工作台7上，使用夹具对工件进行夹紧固定，然后将第二定位螺栓1015和第三定位螺栓1017旋松，根据工件的大小，沿支撑杆1011滑动滑块81和限位杆1013，使限位杆1013靠近床身1的一端与工件相压紧抵接，然后旋紧第二定位螺栓1015和第三定位螺栓1017，限制限位杆1013沿支撑杆1011的长度方向运动，从而限制工件沿与Y轴导轨2相平行的方向运动；工件被完全固定好之后，旋松第一定位螺栓85，向上提起仿形杆82，移动滑鞍3使仿形杆82与对应的仿形轮廓91相对齐，然后转动高度定位盘831，使高度定位杆832插入对应的高度定位孔8311内，仿形杆82插入仿形轮廓91内之后，旋紧第一定位螺栓85，使滑块81与刀座5相固定连接，刀具加工时，水平移动的路径与仿形杆82水平移动的路径保持同步，在工件上切削加工出来的轮廓形状与仿形轮廓91的形状保持相同；当使用次数比较多之后，仿形柱871的表面和仿形轮廓91的表面产生较大的磨损，造成刀具切削加工出来的轮廓尺寸偏大，可以通过使更大直径的仿形柱871柱面与仿形轮廓91的内壁相抵接，减小误差。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种具有仿形功能的铣床，铣床包括可沿水平面相对的滑鞍（3）和刀座（5），刀座（5）上竖直滑动连接有用于安装刀具并带动刀具旋转的主轴（6），刀座（5）上安装有仿形器（8），其特征是：仿形器（8）包括与刀座（5）相竖直滑动连接的仿形杆（82），铣床的床身（1）上固定连接有仿形模板（9），仿形模板（9）上开设有供仿形杆（82）插入的仿形轮廓（91）；仿形杆（82）下端固定连接有刀具半径补偿误差矫正部（87），刀具半径补偿误差矫正部（87）用于插入仿形轮廓（91）后与仿形轮廓（91）内壁相抵接。

2.根据权利要求1所述的一种具有仿形功能的铣床，其特征是：所述刀具半径补偿误差矫正部（87）由多根直径不同且同轴的仿形柱（871）相串联固定连接组成，仿形柱（871）的直径朝竖直向下的方向逐级减小。

3.根据权利要求2所述的一种具有仿形功能的铣床，其特征是：相邻所述仿形柱（871）之间的直径差值为0.05mm～1mm。

4.根据权利要求3所述的一种具有仿形功能的铣床，其特征是：所述仿形器（8）还包括与所述刀座（5）相水平滑动连接的滑块（81），所述仿形杆（82）与滑块（81）相竖直滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有仿形功能的铣床，其特征是：所述滑块（81）靠近所述刀座（5）的一面固定连接有仿形T型滑块（84），刀座（5）上开设有供仿形T型滑块（84）滑动连接的仿形T型滑槽（51）。

6.根据权利要求4所述的一种具有仿形功能的铣床，其特征是：所述滑块（81）上螺纹连接有第一定位螺栓（85），第一定位螺栓（85）贯穿滑块（81），第一定位螺栓（85）旋紧后可与所述刀座（5）相压紧抵接。

7.根据权利要求6所述的一种具有仿形功能的铣床，其特征是：所述第一定位螺栓（85）远离所述刀座（5）的一端固定连接有供手握持的手柄（86）。

8.根据权利要求7所述的一种具有仿形功能的铣床，其特征是：所述仿形杆（82）上端固定连接有高度定位盘（831），高度定位盘（831）和滑块（81）之间设有高度定位杆（832），高度定位杆（832）与所述滑块（81）相固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种具有仿形功能的铣床，其特征是：所述高度定位盘（831）靠近所述滑块（81）的一面开设有供所述高度定位杆（832）竖直插接高度定位孔（8311）。

10.根据权利要求9所述的一种具有仿形功能的铣床，其特征是：所述高度定位孔（8311）具有多个且绕所述仿形杆（82）的中心轴线圆周分布，高度定位孔（8311）的深度不同。