CN215824753U - 拧螺母机构和数控雕刻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型的拧螺母机构，通过驱转机构来驱动开有限位槽的旋转件转动，并设有开有径向导向槽的导向块，使得抓螺装置在限位槽和径向导向槽的作用下往靠近旋转轴线的方向作径向运动从而抓住螺母并在此后拧动螺母。本实用新型的数控雕刻机，包括主轴，主轴上设有ER筒夹，ER筒夹上安装有用来锁紧ER筒夹从而使其夹住刀具的螺母，包括如上所述的拧螺母机构。工作人员只需要把螺母放到螺母放置位上，然后控制驱转机构驱动旋转件及其限位槽旋转，就可以使得抓螺部先抓住螺母后作旋转从而拧动螺母，不需要人工拧螺母，比较方便。

Description

拧螺母机构和数控雕刻机

技术领域

本实用新型涉及拧螺母机构，还涉及数控雕刻机。

背景技术

螺母是工业上常见的零件，一般来说，不管是拧松螺母还是拧紧螺母，都需要人工去拧，比较麻烦。例如，数控雕刻机的主轴底部一般通过装有螺母的ER筒夹来夹紧刀具，那么工作人员在对数控雕刻机进行换刀时，就需要人工松紧ER筒夹上的螺母。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种拧螺母机构，工作人员使用这种拧螺母机构可以比较方便地拧螺母。本实用新型还提供一种数控雕刻机。

为解决上述技术问题，本实用新型的拧螺母机构：

包括旋转件和驱转机构，在旋转件的旋转轴线上留有供螺母放置的螺母放置位，包括开有径向导向槽的导向块和受径向导向槽导向作径向运动的抓螺装置，旋转件上开设有绕旋转轴线走向的限位槽，抓螺装置在远离旋转轴线端设有伸入到限位槽中的凸部以接受其限位，抓螺装置的靠近旋转轴线端为抓螺部；

驱转机构驱动旋转件及其限位槽旋转，此过程中，限位槽从由中段容纳抓螺装置的凸部变为由端部容纳该凸部，限位槽端部相比中段较靠近所述旋转轴线，使得：抓螺装置通过自身凸部受限位槽的侧壁挤推，从而往靠近所述旋转轴线的方向作上述径向运动直至抓螺部抓住已放在螺母放置位的螺母；

驱转机构驱动旋转件及其限位槽继续旋转，则抓螺装置通过其凸部受限位槽的端壁周向推动，从而带动导向块一起跟随旋转件旋转，抓螺装置作此旋转拧动所述螺母。

更进一步地，所述的径向导向槽、抓螺装置和限位槽三者共同组成抓螺单元；本拧螺母机构具体有两个抓螺单元，这两个抓螺单元以旋转轴线为中心对称设置。

更进一步地，所述导向块为垂直于上述旋转轴线的圆盘状，其圆心位于上述旋转轴线上，圆心处留空作为上述螺母放置位的一部分，留空处连通上述径向导向槽。

更进一步地，所述旋转轴线是竖直的；所述导向块有上、下两块，分别位于所述旋转件的上方和下方；抓螺装置包括上半部和下半部，分别位于所述旋转件的上方和下方，分别受上、下两块导向块的径向导向槽导向；旋转件的限位槽为通槽，抓螺装置的凸部穿过旋转件的限位槽，在抓螺装置的远离旋转轴线端把抓螺装置的上半部和下半部连接起来；抓螺装置的抓螺部穿过旋转件的圆心留空处，在抓螺装置的靠近旋转轴线端把抓螺装置的上半部和下半部连接起来。

更进一步地，所述抓螺装置往靠近所述旋转轴线的方向作上述径向运动直至抓螺部抓住已放在螺母放置位的螺母，具体系抓螺部伸入螺母侧壁的槽中直至顶住螺母。

更进一步地，抓螺部具体以可相对抓螺装置本体作径向运动的方式安装，其与抓螺装置本体之间设有径向弹簧，抓螺装置本体往靠近所述旋转轴线的方向作上述径向运动缩短与抓螺部的距离则通过压缩径向弹簧来对抓螺部施加径向推力。

更进一步地，抓螺部的远离所述旋转轴线的表面开有径向通孔，抓螺装置本体朝抓螺部伸出有径向杆，径向杆伸入到径向通孔，其末端穿出到径向通孔外且其末端尺寸超过径向通孔的横截面因而不能退入径向通孔。

更进一步地，所述的径向弹簧套在此径向杆上。

更进一步地，所述抓螺部包括抓螺块和连接块，抓螺块固定安装在连接块的靠近旋转轴线的一侧；具体由抓螺块抓住螺母；所述径向通孔具体开在连接块上。

更进一步地，所述旋转件是垂直于上述旋转轴线的圆形齿轮，其圆心位于旋转轴线上，圆心处留空作为上述螺母放置位的一部分；所述驱转机构包括驱动电机和与旋转件啮合的受驱齿轮，驱动电机通过驱动受驱齿轮旋转来驱动旋转件旋转。

更进一步地，所述螺母放置位具体是供安装在ER筒夹上的螺母放入的螺母放置位。

数控雕刻机，包括主轴，主轴上设有ER筒夹，ER筒夹上安装有用来锁紧ER筒夹从而使其夹住刀具的螺母，包括如上所述的拧螺母机构。

当需要拧螺母时，工作人员只需要把螺母放到螺母放置位上，然后控制驱转机构驱动旋转件及其限位槽旋转，就可以使得抓螺部先抓住螺母后作旋转从而拧动螺母，不需要人工拧螺母，比较方便。

附图说明

图1是拧螺母机构的轴测图。

图2是换刀状态下的数控雕刻机的轴测图。

图3是拧螺母机构的爆炸图。

图4是换刀状态下的数控雕刻机的局部放大图，图中拆除了电机、上壳和下壳且抓螺部未抓住螺母。

图5是抓螺装置的轴测图。

图6是抓螺装置的爆炸图。

图7是受驱齿轮驱动主齿轮转动的轴测图，图中限位槽的中段容纳抓螺装置的连接轴。

图8是主齿轮的俯视图。

图9是受驱齿轮驱动主齿轮转动的轴测图，图中限位槽的端部容纳抓螺装置的连接轴。

图10是换刀状态下的数控雕刻机的局部放大图，图中拆除了电机、上壳和下壳且抓螺部抓住螺母。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明创造作进一步详细说明。

数控雕刻机包括主轴，主轴底部装有ER筒夹，ER筒夹上夹有刀具并装有螺母，ER筒夹在螺母的锁紧作用下夹紧刀具。在断刀等需要更换刀具的情况下，工作人员需要先拧松ER 筒夹上的螺母才能更换刀具。

数控雕刻机包括拧螺母机构，见图1，拧螺母机构上设有一个留空的螺母放置位19。见图2，工作人员在进行换刀的过程中，先移动主轴13从而把ER筒夹12及其上的螺母11移动到螺母放置位19。

拧螺母机构包括两个抓螺单元和一个水平的圆形主齿轮3(见图3)。这两个抓螺单元结构相同，因此本实施例只讲述其中一个抓螺单元。见图3和图5，抓螺单元包括一个抓螺装置18，抓螺装置18包括一上一下两个本体6，上、下两个本体6分别作为抓螺装置18的上半部和下半部且分别位于主齿轮3的上方和下方，以下将抓螺装置18的上、下两个本体6分别称为上侧本体6和下侧本体6。见图5和图7，抓螺单元包括开在主齿轮3上的一条限位槽 4，其是通槽。抓螺装置18包括连接轴5，其作为凸部穿过限位槽4从而接受限位槽4限位并在抓螺装置18的远离旋转轴线端把上侧本体6和下侧本体6固定连接在一起。见图2和图 3，拧螺母机构包括驱动电机1和与主齿轮3啮合的受驱齿轮2，工作人员把ER筒夹12及其上的螺母11移动到螺母放置位19之后，控制驱动电机1开始工作，驱动电机1通过带传动 (图中未示出)来驱动受驱齿轮2旋转从而驱动主齿轮3作为旋转件以图4中箭头A方向旋转，旋转轴线竖直穿过主齿轮3圆心，相应地，开在主齿轮3上的限位槽4也作上述旋转。限位槽4绕旋转轴线走向，初始状态下，限位槽4的中段容纳连接轴5。限位槽4的侧壁与连接轴5之间存在摩擦力，以下将该摩擦力称为第一摩擦力。在限位槽4旋转过程中，连接轴5在第一摩擦力的作用下具有跟随限位槽4旋转的运动趋势。

见图3，拧螺母机构包括上、下两块圆盘状导向块9，分别处于主齿轮3的上方和下方，以下将上、下两块导向块9分别称为上侧导向块9和下侧导向块9。两块导向块9垂直于上述旋转轴线，两块导向块9的圆心位于上述旋转轴线上，且两块导向块9的圆心处留空作为上述螺母放置位19(见图1)的一部分。抓螺单元包括分别开在两块导向块9上的两条径向导向槽91，两块导向块9的留空处分别连通所属导向块9的径向导向槽91。见图4，抓螺装置18的上侧本体6分别位于上侧导向块9的径向导向槽91中，抓螺装置18的下侧本体6位于下侧导向块9的径向导向槽91中，那么抓螺装置18的两个本体6就分别受到两块导向块 9的径向导向槽91的导向并可相对于两块导向块9作径向运动。见图3，拧螺母机构包括上壳10和下壳20，上侧导向块9接触上壳10且两者之间存在摩擦力，下侧导向块9接触下壳 20且两者之间存在摩擦力，以下将这两个摩擦力的和称为第二摩擦力。第一摩擦力小于第二摩擦力，因此在限位槽4旋转过程中，连接轴5不会跟随限位槽4旋转，而会在相对限位槽 4运动。见图7和图9，主齿轮3往图中箭头A方向旋转，那么连接轴5就会运动到限位槽4 的一个端部，以下将这一个端部称为末端41，那么限位槽4就从中段容纳连接轴5变为由末端41容纳连接轴5。见图8，限位槽4是椭圆弧状，其两个端部相比中段较靠近旋转轴线，那么连接轴5在运动到限位槽4末端41的过程中就会受到限位槽4的侧壁挤推，抓螺装置 18的两个本体6就在分别在两条径向导向槽91的导向下往靠近旋转轴线的方向作径向运动。

见图2和图3，螺母放置位19设在旋转轴线上，主齿轮3圆心处留空作为螺母放置位19 的一部分。见图4，在工作人员把螺母11移动到螺母放置位19的过程中，螺母11从上往下移动依次穿过上侧导向块9圆心处、主齿轮3圆心处并最终移动到下侧导向块9圆心处。见图6和图7，抓螺装置18包括抓螺块8和上、下两块连接块7，抓螺块8穿过主齿轮3的圆心留空处且固定安装在两块连接块7的靠近旋转轴线的一侧从而把两块连接块7连接起来。见图5和图6，上、下两块连接件7的远离旋转轴线的表面上各自开有两个径向通孔71，以下将上、下两块连接块7分别称为上侧连接块7和下侧连接块7。抓螺装置18包括四根径向杆14，四根径向杆14两根在上，两根在下。在上的两根径向杆14的远离旋转轴线端分别穿过上侧连接块7的两个径向通孔71后固定安装在上侧本体6上，在下的两根径向杆14的远离旋转轴线端分别穿过下侧连接块7的两个径向通孔71后固定安装在下侧本体6上。在上的两根径向杆14本体可分别相对上侧连接块7作径向运动，在下的两根径向杆14本体可分别相对下侧连接块7作径向运动，从而把两块连接块7连同抓螺块8一起以可相对两个本体6 作径向运动的方式安装在两个本体6上，两块连接块7和抓螺块8组成抓螺部且在抓螺装置 18的靠近旋转轴线端把抓螺装置18的两个本体6连接起来。在抓螺装置18的两个本体6往靠近旋转轴线方向作径向运动的过程中，抓螺装置18的两个本体6通过分别推动两个连接块 7来一起推动抓螺块8往靠近旋转轴线的方向作径向运动。见图10，螺母11的侧壁上开有多个槽111，抓螺块8对准槽111。抓螺装置18的主体6推动抓螺块8作径向运动直至连接轴5 运动到限位槽4末端41，此状态下抓螺块8伸入槽111中通过顶住螺母11来抓住螺母11。在此之后，驱动电机1(见图3)通过驱动受驱齿轮2转动来驱动主齿轮3及其限位槽4继续旋转，连接轴5受到限位槽4末端41的端臂周向推动，推动力大于第二摩擦力，那么抓螺装置18就带动两块导向块9一起跟随主齿轮3旋转，抓螺装置18就拧松螺母11。

见图10，ER筒夹12在拧螺母机构拧松螺母11之后就不再夹紧刀具。工作人员就可以把刀具取下进行更换，并控制驱动电机1驱动主齿轮3往箭头A的反方向旋转。连接轴5就受到第一摩擦力的作用，那么连接轴5就先相对限位槽4运动至限位槽4中段后相对限位槽4运动至限位槽4首端并在此后被限位槽4首端的端臂周向推动。相应地，抓螺块8先往远离旋转轴线的方向作径向运动后往靠近旋转轴线的方向作径向运动直至顶住螺母11。在此之后，连接轴5被限位槽4首端的端臂周向推动，那么抓螺装置18就带动两块导向块9一起跟随主齿轮3反方向旋转，抓螺装置18就拧紧螺母11。

见图5和图6，在上的两根径向杆14上分别套有两根径向弹簧15，且这两根径向弹簧 15位于上侧本体6和上侧连接块7之间。在下的两根径向杆14上分别套有两根径向弹簧15，且这两根径向弹簧15分别位于下侧本体6和下侧连接块7之间。见图9和图10，在抓螺块8往靠近旋转轴线方向运动的过程中，如果抓螺块8没有对准螺母11侧壁的槽111，那么抓螺块8就会被螺母11外围顶住，抓螺块8和连接块7就无法继续运动。此状态下连接轴5还没运动到限位槽4端部，那么两个本体6会继续往靠近旋转轴线的方向作径向运动。上侧本体 6就缩短其与抓螺块8之间的距离从而压缩其与上侧连接块7之间的两根径向弹簧15，下侧本体6就缩短其与抓螺块8之间的距离从而压缩其与下侧连接块7之间的两根径向弹簧15，四根径向弹簧15因受到压缩而对抓螺块8施加往靠近旋转轴线方向的径向推力。当连接轴5运动到限位槽4端部之后，抓螺块8就跟随主齿轮3旋转。在抓螺块8旋转至对准螺母11侧壁的槽111之后，四根径向弹簧15复位并把抓螺块8推入螺母11侧壁的槽111中，如此则达到自动纠错的效果。见图6和图7，四根径向杆14的靠近旋转轴线端作为末端，其尺寸大于径向通孔71，因此不能退入径向通孔71。在上的两根径向杆14在上侧本体6往远离旋转轴线的方向运动的过程中扣住上侧连接块7并带动其一起往远离旋转轴线方向运动，在下的两根径向杆14在下侧本体6往远离旋转轴线的方向运动的过程中扣住下侧连接块7并带动其一起往远离旋转轴线方向运动，达到防止两块连接块7掉出的效果。

两个抓螺单元以旋转轴线为中心对称设置。见图10，两个抓螺单元的抓螺块8通过夹住螺母11来一起抓住螺母11。

见图3，旋转件是主齿轮3，驱动电机1和受驱齿轮2组成驱转机构驱动旋转件及其限位槽4旋转。在其他实施例里，旋转件可以改为链轮，相应地，驱转机构可以改为驱动电机1 和受驱链轮，驱动电机1驱动受驱链轮旋转并通过链传动来带动旋转件及其限位槽4旋转。

如上所述仅为本发明创造的实施方式，不以此限定专利保护范围。本领域技术人员在本发明创造的基础上作出非实质性的变化或替换，仍落入专利保护范围。

Claims (12)

1.拧螺母机构，其特征在于：

包括旋转件和驱转机构，在旋转件的旋转轴线上留有供螺母放置的螺母放置位，包括开有径向导向槽的导向块和受径向导向槽导向作径向运动的抓螺装置，旋转件上开设有绕旋转轴线走向的限位槽，抓螺装置在远离旋转轴线端设有伸入到限位槽中的凸部以接受其限位，抓螺装置的靠近旋转轴线端为抓螺部；

驱转机构驱动旋转件及其限位槽旋转，此过程中，限位槽从由中段容纳抓螺装置的凸部变为由端部容纳该凸部，限位槽端部相比中段较靠近所述旋转轴线，使得：抓螺装置通过自身凸部受限位槽的侧壁挤推，从而往靠近所述旋转轴线的方向作上述径向运动直至抓螺部抓住已放在螺母放置位的螺母；

驱转机构驱动旋转件及其限位槽继续旋转，则抓螺装置通过其凸部受限位槽的端壁周向推动，从而带动导向块一起跟随旋转件旋转，抓螺装置作此旋转拧动所述螺母。

2.根据权利要求1所述的拧螺母机构，其特征在于：所述的径向导向槽、抓螺装置和限位槽三者共同组成抓螺单元；本拧螺母机构具体有两个抓螺单元，这两个抓螺单元以旋转轴线为中心对称设置。

3.根据权利要求1所述的拧螺母机构，其特征在于：所述导向块为垂直于上述旋转轴线的圆盘状，其圆心位于上述旋转轴线上，圆心处留空作为上述螺母放置位的一部分，留空处连通上述径向导向槽。

4.根据权利要求3所述的拧螺母机构，其特征在于：所述旋转轴线是竖直的；所述导向块有上、下两块，分别位于所述旋转件的上方和下方；抓螺装置包括上半部和下半部，分别位于所述旋转件的上方和下方，分别受上、下两块导向块的径向导向槽导向；旋转件的限位槽为通槽，抓螺装置的凸部穿过旋转件的限位槽，在抓螺装置的远离旋转轴线端把抓螺装置的上半部和下半部连接起来；抓螺装置的抓螺部穿过旋转件的圆心留空处，在抓螺装置的靠近旋转轴线端把抓螺装置的上半部和下半部连接起来。

5.根据权利要求1所述的拧螺母机构，其特征在于：所述抓螺装置往靠近所述旋转轴线的方向作上述径向运动直至抓螺部抓住已放在螺母放置位的螺母，具体系抓螺部伸入螺母侧壁的槽中直至顶住螺母。

6.根据权利要求5所述的拧螺母机构，其特征在于：抓螺部具体以可相对抓螺装置本体作径向运动的方式安装，其与抓螺装置本体之间设有径向弹簧，抓螺装置本体往靠近所述旋转轴线的方向作上述径向运动缩短与抓螺部的距离则通过压缩径向弹簧来对抓螺部施加径向推力。

7.根据权利要求6所述的拧螺母机构，其特征在于：抓螺部的远离所述旋转轴线的表面开有径向通孔，抓螺装置本体朝抓螺部伸出有径向杆，径向杆伸入到径向通孔，其末端穿出到径向通孔外且其末端尺寸超过径向通孔的横截面因而不能退入径向通孔。

8.根据权利要求7所述的拧螺母机构，其特征在于：所述的径向弹簧套在此径向杆上。

9.根据权利要求8所述的拧螺母机构，其特征在于：所述抓螺部包括抓螺块和连接块，抓螺块固定安装在连接块的靠近旋转轴线的一侧；具体由抓螺块抓住螺母；所述径向通孔具体开在连接块上。

10.根据权利要求1所述的拧螺母机构，其特征在于：所述旋转件是垂直于上述旋转轴线的圆形齿轮，其圆心位于旋转轴线上，圆心处留空作为上述螺母放置位的一部分；所述驱转机构包括驱动电机和与旋转件啮合的受驱齿轮，驱动电机通过驱动受驱齿轮旋转来驱动旋转件旋转。

11.根据权利要求1～10任一项所述的拧螺母机构，其特征在于：所述螺母放置位具体是供安装在ER筒夹上的螺母放入的螺母放置位。

12.数控雕刻机，包括主轴，主轴上设有ER筒夹，ER筒夹上安装有用来锁紧ER筒夹从而使其夹住刀具的螺母，其特征在于：包括权利要求1～11任一项所述的拧螺母机构。

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