CN215431606U - 机头以及数控机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种机头以及数控机床，该机头包括导向机构和主轴，导向机构包括支架组件和导套，支架组件设置有第一通孔，导套可拆卸地设置在第一通孔中，导套具有第二通孔，第一通孔与第二通孔共轴设置；主轴包括鼻端结构，鼻端结构被配置为根据加工需求夹持不同的刀具，鼻端结构的外径小于第一通孔的内径且大于第二通孔的内径，鼻端结构沿刀具的进给方向的长度大于或等于第一通孔沿进给方向的深度，以使得当导套由第一通孔拆卸后，鼻端结构穿过第一通孔并凸出于或持平于支架组件的底面。该机头能够扩展深孔钻机床的应用，以提高生产效率。

Description

机头以及数控机床

技术领域

本实用新型涉及机床结构技术领域，尤其涉及一种机头以及数控机床。

背景技术

数控机床是模具制造或其他金属加工行业的常用设备之一，通常用于对金属坯料进行精密加工。数控机床的发展，均以追求高速、高精度、高效率为目标。随着切削速度的提高，切削时间的不断缩短，对换刀时间以及刀具种类的要求也在逐步提高。其中，数控机床的类型分为钻床、镗床、铣床等，其中钻床又包括深孔钻机床，深孔钻机床在进行深孔的加工时，钻头或者钻枪的长径比很长，刚性不足，往往需要对钻头或者钻枪设置导向机构，以保证钻孔初始阶段的定位精度。

但由于机头的特性和设计上的不足，现有的导向机构往往干涉主轴进刀空间，从而降低整机的生产效率。

实用新型内容

本申请实施例提供一种机头，通过设置可拆卸的导套，扩展深孔钻机床的应用范围，提高整机的生产效率。

本实用新型采用如下技术方案实现：

本实用新型提供一种机头，包括：

导向机构，所述导向机构包括支架组件和导套，所述支架组件设置有第一通孔，所述导套可拆卸地设置在所述第一通孔中，所述导套具有第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔共轴设置；及

主轴，所述主轴包括鼻端结构，所述鼻端结构被配置为根据加工需求夹持不同的刀具，所述鼻端结构的外径小于所述第一通孔的内径且大于所述第二通孔的内径，所述鼻端结构沿所述刀具的进给方向的长度大于或等于所述第一通孔沿所述进给方向的深度，以使得当所述导套由所述第一通孔拆卸后，所述鼻端结构穿过所述第一通孔并凸出于或持平于所述支架组件的底面。

进一步地，所述导向机构还包括定位环，所述定位环设置于所述第一通孔中且与所述支架组件连接，所述定位环与所述导套可拆卸连接，所述定位环具有第三通孔，所述导套设置在所述第三通孔中，所述第三通孔与所述第一通孔共轴设置，当所述导套由所述定位环拆卸后，所述鼻端结构穿过所述第三通孔并凸出于或持平于所述支架组件的底面。

进一步地，所述定位环包括多个突出部；

所述导套的外表面设置有多个第一凹槽，每一所述第一凹槽与一个所述突出部对应设置，每一所述突出部卡接于一个所述第一凹槽。

进一步地，所述导向机构还包括固定环，所述固定环设置在所述第一通孔中且与所述支架组件连接，所述固定环设置于所述支架组件与所述定位环之间，所述固定环具有第四通孔，所述定位环设置在所述第四通孔中且与所述固定环连接，所述第四通孔与所述第三通孔共轴设置。

进一步地，所述导向机构还包括：第一紧固结构，所述支架组件与所述固定环通过所述第一紧固结构连接。

进一步地，所述导向机构还包括：第二紧固结构，所述固定环与所述定位环通过所述第二紧固结构连接。

进一步地，当所述导套设置于所述第一通孔时，所述鼻端结构夹持的刀具穿过所述第二通孔并凸出于所述支架组件的底面。

进一步地，所述导套包括抓取部，所述抓取部的外侧具有第二凹槽，所述第二凹槽被配置为承受使所述导套拆卸于所述第一通孔的外部作用力。

进一步地，所述机头还包括主轴箱，所述主轴箱与所述导向机构连接，所述主轴箱与所述主轴连接，以带动所述主轴沿所述进给方向运动。

本实用新型还包括一种数控机床，包括上述机头。

本申请实施例提供一种数控机床，该数控机床包括导向机构以及主轴，该导向机构上包括支架组件和导套，支架组件设置有第一通孔，导套可拆卸地设置在第一通孔中，导套具有第二通孔。该主轴包括鼻端结构，该鼻端结构被配置为根据加工需求夹持不同的刀具，鼻端结构沿预设方向的长度大于等于第一通孔沿预设方向的深度。当导套设置于第一通孔时，导向机构对工件抵接，鼻端结构夹持的刀具穿过第二通孔并突出于支架组件的表面以使得刀具对待加工件进行加工。当导套拆卸于第一通孔时，鼻端结构穿过第一通孔凸出于或持平于支架组件的底面。可以理解的是，当进行深孔的加工时，由于钻头或者钻枪的长径比很长，刚性不足，往往需要对钻头或者钻枪设置导向机构，以保证钻孔初始阶段的定位精度，当进行别的类型的加工方式时，例如镗或者铣等加工方式，由于导向机构上的导套的避让设计不合理，这种结构上的遮挡限制了工艺例如镗或铣等的正常使用。针对上述情况，本申请提供一个可拆卸导套，使得鼻端结构穿过第一通孔并突出于支架组件的表面后，鼻端结构再夹持用于镗或者铣等工艺的刀具并使用该刀具进行加工。由此，通过导套的装卸变化，可以更换不同的刀具，从而能适应不同的加工需求，扩展深孔钻机床的应用范围，提高加工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本申请实施例提供的数控机床的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的机头的第一状态示意图。

图3为本申请实施例提供的机头的又一结构示意图。

图4为图3所示的局部放大图。

图5为本申请实施例提供的导套的结构示意图。

图6为本申请实施例提供的主轴的结构示意图。

图7为本申请实施例提供的机头的第二状态示意图。

图8为本申请实施例提供的定位环的结构示意图。

图9为本申请实施例提供的导套以及定位环的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供一种机头以及数控机床，通过设置可拆卸的导套，扩展深孔钻机床的应用范围，提高整机的生产效率，以下将结合附图进行说明。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的数控机床的结构示意图。

数控机床100包括机头1、底座2、工作台3、立柱4。

底座2用于安置数控机床100，例如将数控机床100安置在加工车间，该底座2可以为金属底座。

工作台3安装在所述底座2上。所述工作台3用于放置工件。例如，工作台3 上可以设置有夹持机构。所述夹持机构用于夹持工件，避免工件在加工过程中产生意外移动。其中，工作台3的表面可以呈水平状，以使得工件可以在工作台3上水平放置，利于工件的加工。

立柱4安装在所述底座2上。例如，所述立柱4可以安装在底座2的一端。所述立柱4用于对机头1起到支撑作用，例如对主轴箱10起到支撑作用。所述立柱 4可以为金属立柱。

机头1安装在立柱4上且与立柱4连接。所述机头1可沿所述立柱4在竖直方向运动，以调整机头1的高度，适应加工位置。

请参阅图2，图2为本申请实施例提供的机头的第一状态示意图。

其中，机头1包括主轴箱10、导向机构20以及主轴30，主轴箱10与导向机构20连接，主轴箱10与主轴30连接，以带动主轴30沿进给方向运动。其中，主轴箱10与导向机构20的连接方式可以是滑动连接也可以是滚动连接。

在一些实施例中，请继续参阅图2、图3以及图4，图3为本申请实施例提供的数控机床的又一结构示意图，图4为图3所示的局部放大图。

导向机构20包括支架组件21和导套22，支架组件21设置有第一通孔211，导套22可拆卸地设置在第一通孔211中，所述导套22具有第二通孔221，第一通孔211与第二通孔221共轴设置，可以理解的是，共轴设置是指，第一通孔211沿预设方向的轴线与所述第二通孔221沿所述预设方向的轴线共线，该预设方向为机头1的进给方向。

其中，支架组件21用对导向机构20的其他部件起到支撑作用。支架组件21可以由金属或者塑料组成。其中，支架组件21可以是以一体成型的。例如，支架组件21可以通过铸造工艺一体成型。可以理解的，支架组件21一体成型，可以增加支架组件21的结构强度与结构稳定性，利于导向机构20在加工过程中的运动，可以提高数控机床100的加工精度。

其中，导套22用于供数控机床100的刀具(图中未示出)穿设。可以理解的是，当导套22设置于第一通孔211时，该数控机床100为较为典型的深孔钻机床。导向机构20用于在加工过程中，对刀具起到导向作用，防止钻头偏移，从而可以提高数控机床100的加工精度。在进行深钻孔的加工时，由于刀具散热和切削排屑要求，通常是采用主轴30中心出水形式对刀具进行冷却和排屑，同时由于刀具的钻杆细长而刚性较差的特性，刀具的前端才需要设有导套22进行导向，此导套22需要同时进行导向和封水，与刀具共同构成深钻孔的重要零部件，刀具和导套22的大小规格搭配使用，刀具安装在主轴30 上加工时，导套22的第二通孔221的轴线与主轴30的轴线在同一轴线上。

其中，第二通孔221可以设计成圆孔，第二通孔221的直径大于所使用钻枪的直径，以便于钻枪穿过第二通孔221。在保证钻枪顺利穿过第二通孔221 的同时，还能起到良好的导向定位作用。

在一些实施例中，如图5，图5为本申请实施例提供的导套的结构示意图。导套22包括抓取部222，当所述导套22设置于该第一通孔211内时，远离主轴30的表面包括相互连接的第一区域2221和第二区域2222，第一区域2221 与主轴30的距离小于第二区域2222与主轴30的距离。当导套22抵接在工件上时，第二区域2222紧贴工件的表面，以达到良好的密封效果，避免切削液飞溅，保持加工环境的清洁。

其中，抓取部222的外侧具有第二凹槽2223，该第二凹槽2223具有敞开设置的槽口，该槽口的横截面可以为梯形结构或者U型机构或者V型结构等。例如，第二凹槽2223的横截面优选为梯形结构，第二凹槽2223的槽宽尺寸从槽口向槽底面逐渐减小，该第二凹槽2223被配置为承受使导套22拆卸于第一通孔211的外部作用力，以便于自动抓取导套机构对导套22的快速抓取。本实施例中，第二凹槽2223的尺寸参数可以按照BT40标准设计，但是不限于此标准参数，BT40标准是目前流行的主轴30刀柄连接标准。可以理解地，第二凹槽2223可以是一个完整连续的凹槽，也可以分割成多段分连续的弧形凹槽。

请参阅图5以及图6，图6为本申请实施例提供的主轴的结构示意图。主轴 30包括鼻端结构31，该鼻端结构31被配置为根据需要夹持不同的刀具，该鼻端结构31的外径小于第一通孔211的内径且大于第二通孔221的内径，鼻端结构31 沿进给方向的长度大于等于第二通孔221沿进给方向的深度，定位环23的最小内径大于所述鼻端结构31的外径，当导套22从第一通孔211拆卸后，可以使得鼻端结构31无干涉通过支架组件21。例如，第一通孔211的内径比鼻端结构31 的外径大4毫米。

请继续参阅图1、图3以及图7，图7为本申请实施例提供的机头的第二状态示意图。当导套22拆卸于第一通孔211时，鼻端结构31穿过第一通孔211凸出于或持平于支架组件21的底面。可以理解的是，由于导套22的第二通孔221在工作时与主轴30共轴线，才能实现导向作用，故该导套22通常设置于鼻端结构31 的轴向正前方，这样的导套22就势必对主轴30形成一定的空间的遮挡。当工况比较复杂时，往往对一个工件需要进行多种工艺进行加工，这种结构上的遮挡限制了工艺例如镗或铣等的正常使用，例如限制刀具直径和长度的选用，极大影响了加工范围。当导套22拆卸于第一通孔211时，通过支架组件21与主轴箱 10的相对移动，使得鼻端结构31穿过第一通孔211并突出于或持平于支架组件 21的底面，一方面，当鼻端结构31穿过第一通孔211时，可以再在鼻端结构31 上装夹刀具，例如直径较大的刀具或者刀柄较短的刀具。另一方面，对于刀柄较短的刀具，由于鼻端结构31已经穿过第一通孔211且突出于或持平于支架组件21的底面，当鼻端结构31夹持该刀具时，不需要刀具的刀柄去弥补鼻端结构 31至第一通孔211之间的距离，即可以使用刀柄较短的刀具来对工件进行加工。

在一些实施例中，请继续参阅4，导向机构20还包括定位环23，定位环 23设置于第一通孔211中且与支架组件21连接，定位环23与导套22可拆卸连接，定位环23具有第三通孔231，导套22设置在第三通孔231中，第三通孔231与第一通孔211共轴设置。当该导套22从该定位环23上拆卸后，鼻端结构31穿过第三通孔231并凸出于或持平于支架组件21的底面。

其中，定位环23的最小内径大于所述鼻端结构31的外径，当导套22拆卸于第一通孔211时，可以使得鼻端结构31无干涉通过第三通孔231。请参阅图8以及图9，图8为本申请实施例提供的定位环的结构示意图，图9为本申请实施例提供的导套以及定位环的结构示意图。定位环23上设置有安装孔，所述安装孔中安装有卡持体，可以理解的是，存在多个卡持体，每一卡持体分别安装于定位环23上的安装孔中且在定位环23内侧形成多个突出部232。

该导套22的外表面设置有多个与多个突出部232对应的第一凹槽223，每一突出部232用于卡接一个第一凹槽223，本实施例中的突出部232与第一凹槽223 进行定位限制，确保导套22安装后不会掉落，并可以在需要时导套22可以快速脱离定位环23。例如，定位环23可以设置四个卡持体，且卡持体呈对称地卡接所述导套22的第一凹槽223，使得导套22受力平衡，便于导套22更好地抵接于加工件上。

在一些实施例中，请继续参阅图4，导向机构20还包括固定环24，固定环 24设置在第一通孔211中且与支架组件21连接，固定环24设置于支架组件21与定位环23之间，固定环24具有第四通孔241，该定位环23设置在第四通孔241 中且与固定环24连接，第四通孔241与第三通孔231共轴设置。其中，在安装固定环24后，主轴30上的刀具可以对固定环24的内径进行加工，使得第四通孔241 的轴线与主轴30的轴线共线。当第四通孔241的轴线与主轴30的轴线共线，再安装定位环23，此时定位环23的第三通孔231的轴线与主轴30的轴线共线，从而可以修正支架组件21的第一通孔211精度误差，避免第一通孔211的轴线不与主轴30的轴线共线，导致与支架组件21连接定位环23的第三通孔231和固定环 24的第四通孔241的轴线不与主轴30的轴线共线，发生导套22的第二通孔221 的轴线不与主轴30的轴线共线的情况。

可以理解的是，对固定环24的内径进行加工的方式除了可以是上述主轴30 上的刀具进行加工，还可以但不限于是其他钻孔机构的刀具进行加工，本申请实施例对也固定环24的内径进行加工的方式不进行限定。

在一些实施例中，请继续参阅图4，导向机构20还包括第一紧固结构(图中未示出)，支架组件21与固定环24通过第一紧固结构连接。其中，第一紧固结构可以为螺丝、销钉等结构。例如，支架组件21与固定环24通过平头螺丝固定。

在一些实施例中，请继续参阅图4，导向机构20还包括第二紧固结构25，定位环23与固定环24通过第二紧固结构25连接。其中，第二紧固结构25可以为螺丝、销钉等结构。例如，定位环23与固定环24通过平头螺丝固定。

在一些实施例中，请继续参阅图3。支架组件21包括导向座212、第一支撑臂213以及第二支撑臂214。第一支撑臂213从所述导向座212的一侧延伸，例如从导向座212的左侧延伸。所述第二支撑臂214从所述导向座212的另一侧延伸，例如从导向座212的右侧延伸。从而，导向座212位于导向机构20 支架的一端，第一支撑臂213、第二支撑臂214由导向座212向另一端延伸。导向座212、第一支撑臂213以及第二支撑臂214共同形成一“U”型滑座。该导向座212设置有上述第一通孔211。例如，该第一通孔211可以设置在导向座212的中心位置。

其中，所述导向座212、所述第一支撑臂213以及所述第二支撑臂214可以一体成型。例如，所述导向座212、所述第一支撑臂213以及所述第二支撑臂214 可以通过铸造工艺一体成型。可以理解的，导向座212、第一支撑臂213以及第二支撑臂214一体成型，可以增加支架组件21的结构强度和结构稳定性，利于导向机构20在加工过程中的导向作用，从而可以提高机头1的加工精度。

第一支撑臂213、所述第二支撑臂214形成一容纳空间，所述容纳空间用于容纳主轴30的至少一部分。也即，所述主轴30可以全部位于所述第一支撑臂213 和所述第二支撑臂214形成的容纳空间中，或者所述主轴30的至少一部分位于所述第一支撑臂213和所述第二支撑臂214形成的容纳空间中。

在一些实施例中，请参阅图2，当导套22连接于第一通孔211时，鼻端结构 31夹持的刀具穿过第二通孔221突出于支架组件21的表面，此时支架组件21通过安装滑动件40使得安装在支架组件21上的导套22远离鼻端结构31；当导套22 拆卸于第一通孔211时，支架组件21通过滑动件40移动，使得鼻端结构31穿过第一通孔211并突出于或持平于支架组件21的表面。在另一个实施例中，滑块还可以与支架组件21连接，滑轨还可以与主轴箱10连接，滑块可以与支架组件 21连接，以使得支架组件21相对主轴30沿进给方向运动。

本申请实施例提供一种数控机床100，该数控机床100包括导向机构20 以及主轴30，该导向机构20上包括支架组件21和导套22，支架组件21设置有第一通孔211，导套22可拆卸地设置在第一通孔211中。该主轴30包括鼻端结构31，该鼻端结构31被配置为根据加工需求夹持不同的刀具，鼻端结构 31的外径小于第一通孔211的内径，鼻端结构31沿预设方向的长度大于等于第一通孔211沿预设方向的深度，当导套22设置于第一通孔211时，导向机构20对工件抵接，鼻端结构31夹持的刀具穿过第二通孔221并突出于支架组件21的表面以使得刀具对待加工件进行加工。当所述导套22拆卸于所述第一通孔211时，鼻端结构31穿过所述第一通孔211凸出于或持平于所述支架组件21的底面。可以理解的是，当进行深孔的加工时，由于钻头或者钻枪的长径比很长，刚性不足，往往需要对钻头或者钻枪设置导向机构20，以保证钻孔的定位精度，当进行别的类型的加工方式时，例如镗或者铣等加工方式，由于导向机构20上的导套22的避让设计不合理，这种结构上的遮挡限制了一些工艺例如镗或者铣的正常使用。针对上述情况，本申请采用一种可拆卸导套 22，使得鼻端结构31穿过第一通孔211并突出于支架组件21的表面后，鼻端结构31再夹持用于镗或者铣等工艺的刀具并使用该刀具进行加工。由此，通过导套22的装卸变化，可以更换不同的刀具，从而能适应不同的加工需求，同时扩展深孔钻机床的应用范围，增加加工效率。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。

以上对本申请实施例提供的机头以及数控机床进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请。同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种机头，其特征在于，包括：

导向机构，所述导向机构包括支架组件和导套，所述支架组件设置有第一通孔，所述导套可拆卸地设置在所述第一通孔中，所述导套具有第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔共轴设置；及

主轴，所述主轴包括鼻端结构，所述鼻端结构被配置为根据加工需求夹持不同的刀具，所述鼻端结构的外径小于所述第一通孔的内径且大于所述第二通孔的内径，所述鼻端结构沿所述刀具的进给方向的长度大于或等于所述第一通孔沿所述进给方向的深度，以使得当所述导套由所述第一通孔拆卸后，所述鼻端结构穿过所述第一通孔并凸出于或持平于所述支架组件的底面。

2.根据权利要求1所述的机头，其特征在于，所述导向机构还包括：

定位环，所述定位环设置于所述第一通孔中且与所述支架组件连接，所述定位环与所述导套可拆卸连接，所述定位环具有第三通孔，所述导套设置在所述第三通孔中，所述第三通孔与所述第一通孔共轴设置，当所述导套由所述定位环拆卸后，所述鼻端结构穿过所述第三通孔并凸出于或持平于所述支架组件的底面。

3.根据权利要求2所述的机头，其特征在于，所述定位环包括多个突出部；

所述导套的外表面设置有多个第一凹槽，每一所述第一凹槽与一个所述突出部对应设置，每一所述突出部卡接于一个所述第一凹槽。

4.根据权利要求2所述的机头，其特征在于，所述导向机构还包括：

固定环，所述固定环设置在所述第一通孔中且与所述支架组件连接，所述固定环设置于所述支架组件与所述定位环之间，所述固定环具有第四通孔，所述定位环设置在所述第四通孔中且与所述固定环连接，所述第四通孔与所述第三通孔共轴设置。

5.根据权利要求4所述的机头，其特征在于，所述导向机构还包括：

第一紧固结构，所述支架组件与所述固定环通过所述第一紧固结构连接。

6.根据权利要求4所述的机头，其特征在于，所述导向机构还包括：

第二紧固结构，所述固定环与所述定位环通过所述第二紧固结构连接。

7.根据权利要求1至6任一项所述的机头，其特征在于：

当所述导套设置于所述第一通孔时，所述鼻端结构夹持的刀具穿过所述第二通孔并凸出于所述支架组件的底面。

8.根据权利要求1至6任一项所述的机头，其特征在于，所述导套包括抓取部，所述抓取部的外侧具有第二凹槽，所述第二凹槽被配置为承受使所述导套拆卸于所述第一通孔的外部作用力。

9.根据权利要求1至6任一项所述的机头，其特征在于，还包括：

主轴箱，所述主轴箱与所述导向机构连接，所述主轴箱与所述主轴连接，以带动所述主轴沿所述进给方向运动。

10.一种数控机床，其特征在于，包括如权利1至9任一项所述的机头。

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