CN210209449U - 一种机床上可拆卸式的z向刀具总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机床上可拆卸式的Z向刀具总成，属于机床设备技术领域。它解决了现有机床上的Z向刀具总成成本高、使用不便等技术问题。本Z向刀具总成包括底座，底座的一侧固设有固定块组件；底座的另一侧设有可转动的丝杠，底座的一端固设有能够驱动丝杠转动的伺服电机，丝杠上螺纹连接有滑动座，滑动座上设有刀具固定套以及驱动刀具固定套转动的驱动电机，驱动电机的输出轴上还设有同步轮；刀具固定套的端部通过刀具固定锁固定有刀具，丝杠的轴线方向与刀具固定套的轴线方向相一致。本实用新型中的Z向刀具总成能够方便的对现有的机床设备进行改造，也可以多个同时使用，比较灵活，装配方便，通用性高，节省成本。

Description

一种机床上可拆卸式的Z向刀具总成

技术领域

本实用新型属于机床设备技术领域，涉及一种机床上的刀具总成，特别是一种机床上可拆卸式的Z向刀具总成。

背景技术

机床是用于加工制造机械零件的设备，随着生产技术水平的提高，数控机床越来越受到广泛运用，数控机床通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统等组成。控制系统用于数控机床的运算、管理和控制，通过输入介质得到数据，对这些数据进行解释和运算并对机床产生作用；伺服系统根据控制系统的指令驱动机床，使刀具和零件执行数控代码规定的运动；检测系统则是用来检测机床执行件的位移和速度变化量，并将检测结果反馈到输入端，与输入指令进行比较，根据其差别调整机床运动；机床传动系统是由进给伺服驱动元件至机床执行件之间的机械进给传动装置。现有普通的数控机床中要么没有设置Z向刀具总成(例如卧式机床)，其加工受到一定的局限性；要么设计成固定不可单独安装和拆掉的Z向刀具总成形成整体复合刀具，其总体成本较高；排刀型卧式数控机床通常只有单轴刀具，与普通卧式数控机床相比，其床身长度大大缩减，由此带来了底座刚度提高、浇铸材料减少、占地面积减少、加工难度降低等优点。但是其加工效率及加工性能受到了较大的局限。

我国专利(公告号：CN106425694A；公告日：2017-02-22)公开了一种背靠式双Z轴双主轴结构的机床，包括床身、Z轴进给总成、主轴、伺服电机、平衡气缸、自动换刀装置、移动工作台、Y轴导轨、水箱和X轴箱，Z轴进给总成包括第一Z轴进给总成和第二Z轴进给总成，主轴包括第一主轴和第二主轴，伺服电机包括第一伺服电机和第二伺服电机，平衡气缸包括第一平衡气缸和第二平衡气缸，自动换刀装置包括第一自动换刀装置和第二自动换刀装置，床身上方的端面固定有横梁立柱，X轴箱通过丝杠与横梁立柱相连，X轴箱的左侧和右侧分别设置有第一Z轴进给总成和第二Z轴进给总成，第一Z轴进给总成和第二Z轴进给总成均通过坦克链与X轴箱连接，X轴箱采用第一伺服电机驱动，X轴箱上固定有第一平衡气缸和第二平衡气缸，第一Z轴进给总成上旋转连接有第一主轴，第二Z轴进给总成上旋转连接有第二主轴，第一自动换刀装置和第二自动换刀装置均设置在横梁立柱下方，移动工作台位于第一自动换刀装置和第二自动换刀装置的下方并且移动工作台滑动连接在Y轴导轨上，移动工作台通过第二伺服电机驱动，Y轴导轨安装在床身上，床身下端安装有水箱，横梁立柱上方还设置有X轴导轨，X轴导轨上安装有刀把。

上述专利文献中的机床设置了双Z轴和双主轴结构，装配固定后构成了复合刀具总成结构，总体成本较高，而且不能根据需要进行减配或增加Z轴结构，使用不够灵活。

另外现有技术中的Z向刀具总成主要是同步轮同步带传动且只能实现单一的钻孔功能，其利用同步带齿与同步轮齿啮合来传递动力，虽然有不需要润滑、无滑差、无污染、噪音少的优点，但同步带传动也有其致命的缺点：皮带易扭曲变形、划伤，精度差，不耐油，扭矩小，机器刚性小，皮带易断裂等。另外由于其使用环境的特殊要求，这类Z轴总成只适用于特定的机床，无法综合运用到大部分机床的精密改造中。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在的上述问题，提供一种机床上可拆卸式的Z向刀具总成，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种通用性强、成本低、方便安装及拆卸且使用可靠的Z向刀具总成结构。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种机床上可拆卸式的Z向刀具总成，包括底座，其特征在于，所述底座的一侧固设有固定块组件；所述底座的另一侧设有可转动的丝杠，所述底座的一端固设有能够驱动所述丝杠转动的伺服电机，所述丝杠上螺纹连接有滑动座，所述滑动座上设有刀具固定套以及驱动所述刀具固定套转动的驱动电机，所述驱动电机的输出轴上还设有同步轮；所述刀具固定套的端部通过刀具固定锁固定有刀具，所述丝杠的轴线方向与所述刀具固定套的轴线方向相一致。

其工作原理如下：本可拆卸式的Z向刀具总成是排刀型卧式数控机床的主要选配部分，其设计结构的合理性与否对排刀型卧式数控机床的加工性能和加工精度有至关重要的影响，本Z向刀具总成可以选用一个或选用多个安装在机床的面板上同时使用，通过伺服电机及丝杠的传动实现精密动作。具体来说，本Z向刀具总成通过固定块组件安装在机床的面板上，需要的时候装配上去，适用于尺寸较小的零部件，对复杂的工件进行复合加工，提高效率，很方便对现有的机床设备进行改造，还可以多个同时使用，比较灵活，装配方便，通用性高，节省成本，解决了定制化的复合轴成本高，不能自由拆卸装配的问题。

本Z向刀具总成结构设计巧妙合理，动力轴装置的安装精度高，提升稳定性好，有利于提高排刀型卧式数控机床的加工性能和加工精度，其安装拆卸维修方便，能够降低劳动强度，大大提高生产效率。

在上述的机床上可拆卸式的Z向刀具总成中，所述底座上还设有两个导杆，两个导杆分别对称设置在所述丝杠的两侧，所述滑动座的两侧通过直线轴承套设在所述导杆上。通过导杆对滑动座进行导向和限位，保证了Z向刀具的稳定可靠性，使其进给更加精准。

在上述的机床上可拆卸式的Z向刀具总成中，所述滑动座的底部固设有滑块，所述滑块有两个且分设在所述滑动座的两侧，所述滑块底部开设有安装通槽，所述安装通槽内设有衬芯，所述直线轴承通过卡簧设置在所述衬芯内，所述导杆穿过所述直线轴承。

在上述的机床上可拆卸式的Z向刀具总成中，所述安装通槽的槽口处还固设有衬芯固定板和平衡配重垫块。

平衡配重垫块包括可更换配重片的下固定配重垫，通过不同厚度的配重片实现不同的配重效果，能够给Z向刀具总成提供有效的平衡，使Z轴方向的运动更加平稳精确，有利于提高排刀型卧式数控机床的加工效率和精度。

在上述的机床上可拆卸式的Z向刀具总成中，所述底座呈矩形板状，所述底座的两端分别固设有前板和后板，所述前板和后板垂直于所述底座同一侧面上，所述丝杠的两端通过轴承分别转动连接在所述前板和后板的中部位置；所述导杆的两端也分别连接在所述前板和后板上。

进一步的，丝杠的端部通过卡簧连接在所述前板和后板上，通过卡簧对丝杠进行轴向限位。用于连接丝杠的轴承包括两个并排布置的滚动轴承，在两个滚动轴承的两侧分别装有间隔环，内侧的间隔环顶在丝杠的轴颈台阶上，外侧的间隔环通过锁紧螺母锁紧固定；作为优选，滚动轴承采用角接触球轴承。

在上述的机床上可拆卸式的Z向刀具总成中，所述后板侧面上设置有调节板，所述伺服电机通过螺栓固定在所述调节板上，所述调节板或后板上开设有条形孔，所述调节板通过插设在所述条形孔内的防松螺母及螺钉固定在所述后板上。

进一步的，调节板上用于插设螺钉的孔为特殊的顶角形隼孔。

在上述的机床上可拆卸式的Z向刀具总成中，所述固定块组件包括固设在所述底座侧面的固定座以及固设在所述固定座上的十字筋板固定块，所述十字筋板固定块的侧面上开设有楔形槽。

机床面板上有与楔形槽配合的结构，两者通过楔形齿槽咬合配合限位后，再通过锁紧螺钉锁紧固定，稳固地将Z向刀具总成整体固定在机床的面板上。

在上述的机床上可拆卸式的Z向刀具总成中，所述固定座的数量为四个且呈矩形阵列分布，每个所述固定座上均设有十字筋板固定块，所述固定座的侧面开设有V型槽，所述十字筋板固定块的侧面具有嵌设在所述V型槽的凸楞，所述固定座与所述底座之间、所述固定座与所述十字筋板固定块之间均通过固定螺栓相固连。

在上述的机床上可拆卸式的Z向刀具总成中，所述刀具为铣刀或钻头，所述刀具连接在所述刀具固定套的一端，所述驱动电机的输出轴连接在所述刀具固定套的另一端。

作为优选，驱动电机为伺服驱动电机，同步轮通过双衬套安装在驱动电机的输出端；衬套包括一体设置的内套体和内套法兰，所述内套体为一头粗一头细的锥形结构，内套体的内套中心孔套装在驱动电机的输出轴上，内套中心孔为圆柱形孔，所述内套法兰设置在内套体的粗端，内套法兰上设有内套锁紧连接孔，整个内套体上设有两道中心对称的轴向切槽，其中一道轴向切槽轴向贯穿整个内套体，另一道轴向切槽仅从内套体的细端贯穿至粗端并止于内套法兰；所述同步轮套装在双衬套上，同步轮的后端面设有周向分布的连接孔，同步轮与外套法兰之间通过装在同步轮连接孔内的连接螺栓紧固连接。同步轮与主轴上端的从动轮通过同步带连接传动。

在上述的机床上可拆卸式的Z向刀具总成中，所述底座的底部固连有连接板，所述连接板的端部固设有管线座，所述管线座上固设有管线套；所述连接板通过防松螺母及螺钉固定在所述调节板上。便于电线的电线与机床的统一连接，并保持整洁，防止相互干涉或损坏。

与现有技术相比，本实用新型的机床上可拆卸式的Z向刀具总成具有以下优点：

1、本技术方案中的Z向刀具总成通过固定块组件安装在机床的面板上，需要的时候装配上去，适用于尺寸较小的零部件，对复杂的工件进行复合加工，提高效率，很方便对现有的机床设备进行改造，还可以多个同时使用，比较灵活，装配方便，通用性高，节省成本，解决了定制化的复合轴成本高，不能自由拆卸装配的问题。

2、本技术方案中的Z向刀具总成安装拆卸维修方便，能够降低劳动强度，大大提高生产效率。

3、本技术方案中的Z向刀具总成结构设计巧妙合理，平衡配重垫块能够提供有效的平衡，使Z轴方向的运动更加平稳精确，动力轴装置的安装精度高，提升稳定性好，有利于提高排刀型卧式数控机床的加工性能和加工精度。

附图说明

图1是本Z向刀具总成的立体结构示意图。

图2是本Z向刀具总成的左视结构示意图。

图3是本Z向刀具总成的局部结构示意图一。

图4是本Z向刀具总成的局部结构示意图二。

图5是本Z向刀具总成中丝杠、衬芯固定板及配重垫块的立体结构示意图。

图中，1、底座；1a、前板；1b、后板；2、固定块组件；21、固定座；21a、V形槽；22、十字筋板固定块；22a、楔形槽；22b、凸楞；24、固定螺栓；3、丝杠；4、伺服电机；5、滑动座；6、刀具固定套；7、驱动电机；8、同步轮；9、刀具固定锁；10、刀具；11、导杆；12、直线轴承；13、滑块；13a、安装通槽；14、衬芯；15、卡簧；16、衬芯固定板；17、平衡配重垫块；18、调节板；19、连接板；20、管线座；2a、管线套；2b、防松螺母及螺钉。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1至图5所示，本机床上可拆卸式的Z向刀具总成包括底座1，底座1的一侧固设有固定块组件2；固定块组件2包括固设在底座1侧面的固定座21以及固设在固定座21上的十字筋板固定块22，十字筋板固定块22的侧面上开设有楔形槽22a；底座1的另一侧设有可转动的丝杠3，底座1的一端固设有能够驱动丝杠3转动的伺服电机4，丝杠3上螺纹连接有滑动座5，滑动座5上设有刀具固定套6以及驱动刀具固定套6转动的驱动电机7，驱动电机7的输出轴上还设有同步轮8；刀具固定套6的端部通过刀具固定锁9固定有刀具10，丝杠3的轴线方向与刀具固定套6的轴线方向相一致；底座1的底部还固连有连接板19，连接板19的端部固设有管线座20，管线座20上固设有管线套2a。

如图1所述，底座1上还设有两个导杆11，两个导杆11分别对称设置在丝杠3的两侧，滑动座5的两侧通过直线轴承12套设在导杆11上；滑动座5的底部固设有滑块13，滑块13有两个且分设在滑动座5的两侧，滑块13底部开设有安装通槽13a，安装通槽13a内设有衬芯14，直线轴承12通过卡簧15设置在衬芯14内，导杆11穿过直线轴承12；安装通槽13a的槽口处还固设有衬芯固定板16和平衡配重垫块17。平衡配重垫块17包括可更换配重片的下固定配重垫，通过不同厚度的配重片实现不同的配重效果，能够给Z向刀具总成提供有效的平衡，使Z轴方向的运动更加平稳精确，有利于提高排刀型卧式数控机床的加工效率和精度。

本可拆卸式的Z向刀具总成是排刀型卧式数控机床的主要选配部分，本Z向刀具总成可以选用一个或选用多个安装在机床的面板上同时使用，通过伺服电机4及丝杠3的传动实现精密动作。具体来说，本Z向刀具总成通过固定块组件2安装在机床的面板上，机床面板上有与楔形槽22a配合的结构，十字筋板固定块22与之通过楔形齿槽咬合配合限位后，再通过锁紧螺钉锁紧固定，稳固地将Z向刀具总成整体固定在机床的面板上。本Z向刀具总成在需要的时候装配上去，适用于尺寸较小的零部件，对复杂的工件进行复合加工，提高效率，很方便对现有的机床设备进行改造，还可以多个同时使用，比较灵活，装配方便，通用性高，节省成本，解决了定制化的复合轴成本高，不能自由拆卸装配的问题。

本Z向刀具总成结构设计巧妙合理，动力轴装置的安装精度高，提升稳定性好，有利于提高排刀型卧式数控机床的加工性能和加工精度，其安装拆卸维修方便，能够降低劳动强度，大大提高生产效率。

如图1和图4所示，底座1呈矩形板状，底座1的两端分别固设有前板1a和后板1b，前板1a和后板1b垂直于底座1同一侧面上，丝杠3的两端通过轴承分别转动连接在前板1a和后板1b的中部位置；导杆11的两端也分别连接在前板1a和后板1b上。具体来说，丝杠3的端部通过卡簧15连接在前板1a和后板1b上，通过卡簧15对丝杠3进行轴向限位；用于连接丝杠3的轴承包括两个并排布置的滚动轴承，在两个滚动轴承的两侧分别装有间隔环，内侧的间隔环顶在丝杠3的轴颈台阶上，外侧的间隔环通过锁紧螺母锁紧固定；作为优选，滚动轴承采用角接触球轴承；后板1b侧面上设置有调节板18，伺服电机4通过螺栓固定在调节板18上，调节板18或后板1b上开设有条形孔，调节板18通过插设在条形孔内的防松螺母及螺钉2b固定在后板1b上，连接板19通过防松螺母及螺钉2b固定在调节板18上；作为优选，后板1b上开设有条形孔，调节板18上用于插设螺钉的孔为特殊的顶角形隼孔。

如图4所示，本实施例中固定座21的数量为四个且呈矩形阵列分布，每个固定座21上均设有十字筋板固定块22，固定座21的侧面开设有V型槽21a，十字筋板固定块22的侧面具有嵌设在V型槽21a的凸楞22b，固定座21与底座1之间、固定座21与十字筋板固定块22之间均通过固定螺栓24相固连。

本实施例中刀具10为铣刀或钻头，刀具10连接在刀具固定套6的一端，驱动电机7的输出轴连接在刀具固定套6的另一端。

作为优选，驱动电机7为伺服驱动电机7，同步轮8通过双衬套安装在驱动电机7的输出端；衬套包括一体设置的内套体和内套法兰，内套体为一头粗一头细的锥形结构，内套体的内套中心孔套装在驱动电机7的输出轴上，内套中心孔为圆柱形孔，内套法兰设置在内套体的粗端，内套法兰上设有内套锁紧连接孔，整个内套体上设有两道中心对称的轴向切槽，其中一道轴向切槽轴向贯穿整个内套体，另一道轴向切槽仅从内套体的细端贯穿至粗端并止于内套法兰；同步轮8套装在双衬套上，同步轮8的后端面设有周向分布的连接孔，同步轮8与外套法兰之间通过装在同步轮8连接孔内的连接螺栓紧固连接。同步轮8与主轴上端的从动轮通过同步带连接传动。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种机床上可拆卸式的Z向刀具总成，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)的一侧固设有固定块组件(2)；所述底座(1)的另一侧设有可转动的丝杠(3)，所述底座(1)的一端固设有能够驱动所述丝杠(3)转动的伺服电机(4)，所述丝杠(3)上螺纹连接有滑动座(5)，所述滑动座(5)上设有刀具固定套(6)以及驱动所述刀具固定套(6)转动的驱动电机(7)，所述驱动电机(7)的输出轴上还设有同步轮(8)；所述刀具固定套(6)的端部通过刀具固定锁(9)固定有刀具(10)，所述丝杠(3)的轴线方向与所述刀具固定套(6)的轴线方向相一致。

2.根据权利要求1所述的机床上可拆卸式的Z向刀具总成，其特征在于，所述底座(1)上还设有两个导杆(11)，两个导杆(11)分别对称设置在所述丝杠(3)的两侧，所述滑动座(5)的两侧通过直线轴承(12)套设在所述导杆(11)上。

3.根据权利要求2所述的机床上可拆卸式的Z向刀具总成，其特征在于，所述滑动座(5)的底部固设有滑块(13)，所述滑块(13)有两个且分设在所述滑动座(5)的两侧，所述滑块(13)底部开设有安装通槽(13a)，所述安装通槽(13a)内设有衬芯(14)，所述直线轴承(12)通过卡簧(15)设置在所述衬芯(14)内，所述导杆(11)穿过所述直线轴承(12)。

4.根据权利要求3所述的机床上可拆卸式的Z向刀具总成，其特征在于，所述安装通槽(13a)的槽口处还固设有衬芯固定板(16)和平衡配重垫块(17)。

5.根据权利要求2或3或4所述的机床上可拆卸式的Z向刀具总成，其特征在于，所述底座(1)呈矩形板状，所述底座(1)的两端分别固设有前板(1a)和后板(1b)，所述前板(1a)和后板(1b)垂直于所述底座(1)同一侧面上，所述丝杠(3)的两端通过轴承分别转动连接在所述前板(1a)和后板(1b)的中部位置；所述导杆(11)的两端也分别连接在所述前板(1a)和后板(1b)上。

6.根据权利要求5所述的机床上可拆卸式的Z向刀具总成，其特征在于，所述后板(1b)侧面上设置有调节板(18)，所述伺服电机(4)通过螺栓固定在所述调节板(18)上，所述调节板(18)或后板(1b)上开设有条形孔，所述调节板(18)通过插设在所述条形孔内的防松螺母及螺钉(2b)固定在所述后板(1b)上。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的机床上可拆卸式的Z向刀具总成，其特征在于，所述固定块组件(2)包括固设在所述底座(1)侧面的固定座(21)以及固设在所述固定座(21)上的十字筋板固定块(22)，所述十字筋板固定块(22)的侧面上开设有楔形槽(22a)。

8.根据权利要求7所述的机床上可拆卸式的Z向刀具总成，其特征在于，所述固定座(21)的数量为四个且呈矩形阵列分布，每个所述固定座(21)上均设有十字筋板固定块(22)，所述固定座(21)的侧面开设有V型槽(21a)，所述十字筋板固定块(22)的侧面具有嵌设在所述V型槽(21a)的凸楞(22b)，所述固定座(21)与所述底座(1)之间、所述固定座(21)与所述十字筋板固定块(22)之间均通过固定螺栓(24)相固连。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的机床上可拆卸式的Z向刀具总成，其特征在于，所述刀具(10)为铣刀或钻头，所述刀具(10)连接在所述刀具固定套(6)的一端，所述驱动电机(7)的输出轴连接在所述刀具固定套(6)的另一端。

10.根据权利要求6所述的机床上可拆卸式的Z向刀具总成，其特征在于，所述底座(1)的底部固连有连接板(19)，所述连接板(19)的端部固设有管线座(20)，所述管线座(20)上固设有管线套(2a)，所述连接板(19)通过防松螺母及螺钉(2b)固定在所述调节板(18)上。

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