一種精密自鎖進(jìn)刀裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于刀具進(jìn)給領(lǐng)域，特別設(shè)及一種具有速度、位置精密控制能力和自鎖能 力的進(jìn)刀裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)工業(yè)產(chǎn)品需求的多樣化程度越來(lái)越高，運(yùn)也促使裝備制 造技術(shù)向著多樣化的形式發(fā)展，W車(chē)、銳、創(chuàng)、磨、錯(cuò)、鉆為代表的傳統(tǒng)機(jī)床已經(jīng)無(wú)法勝任多 樣化的零件加工任務(wù)。大量特種加工設(shè)備W及相應(yīng)的特種加工方法便在運(yùn)種大背景下誕 生。
[0003] 針對(duì)單種特殊零件的加工任務(wù)，一般需要專(zhuān)口準(zhǔn)備一臺(tái)特種加工設(shè)備進(jìn)行，該設(shè) 備擁有針對(duì)上述特殊零件的專(zhuān)一性，即該設(shè)備一般不具備加工其他類(lèi)型零件的能力，因此 特種加工設(shè)備的種類(lèi)極為繁多，但每種設(shè)備一般只有一臺(tái)。凡是采用切削方式加工零件的 設(shè)備，必須具有進(jìn)刀機(jī)構(gòu)，因?yàn)樘胤N加工設(shè)備的非標(biāo)準(zhǔn)性，運(yùn)些設(shè)備的刀具進(jìn)給機(jī)構(gòu)沒(méi)有統(tǒng) 一的方式。
[0004] W上所述情況導(dǎo)致了一些問(wèn)題：每設(shè)計(jì)一種特種加工設(shè)備時(shí)都要重新設(shè)計(jì)相匹配 的進(jìn)刀機(jī)構(gòu)，增加了設(shè)計(jì)人員的工作量，也增加了設(shè)備研發(fā)成本；在設(shè)計(jì)特種加工設(shè)備時(shí)必 須考慮進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的空間布置，運(yùn)樣會(huì)影響整個(gè)設(shè)備空間布局的優(yōu)化；運(yùn)些進(jìn)刀機(jī)構(gòu)都是兩 端極限位置控制，不具備精確控制進(jìn)刀速度和進(jìn)刀位置的能力，對(duì)于有較高精度要求的加 工任務(wù)無(wú)法完成，而且加工過(guò)程中出現(xiàn)廢品的概率也很高；運(yùn)些進(jìn)刀機(jī)構(gòu)不具備自鎖能力， 在加工過(guò)程中必須持續(xù)提供進(jìn)給力，增加了進(jìn)刀控制的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種精密自 鎖進(jìn)刀裝置，利用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、螺紋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、花鍵止轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將電機(jī)提供的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)減速 后轉(zhuǎn)換成刀具的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)刀的目的，本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，采用模塊化設(shè)計(jì)，具有 進(jìn)刀自鎖能力和精確控制進(jìn)刀速度、進(jìn)刀位置的能力。
[0006] 本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，結(jié)構(gòu)組成如下：蝸桿（3)沿Z軸布置，兩端由一對(duì)蝸桿 軸承（4)固定，所述蝸桿（3)與蝸輪（5)連接。所述蝸輪（5)沿X布置，兩端由一對(duì)蝸輪軸 承（6)固定，所述蝸輪妨的軸屯、有一通孔，通孔內(nèi)壁有螺紋。螺桿（7)的中間段有螺桿螺 紋（72)，所述螺桿（7)穿過(guò)蝸輪（5)軸屯、的通孔，沿X軸布置，螺桿（7)的螺桿螺紋（72) 與蝸輪巧）的螺紋進(jìn)行螺紋配合。所述螺桿（7) -端有螺桿刀座（71)，另一端有螺桿花鍵 (73)，刀具（2)安裝在螺桿刀座（71)上。上述所有結(jié)構(gòu)外圍有機(jī)殼（8)和機(jī)殼蓋（1)，所 述機(jī)殼（8)上有花鍵槽（81)，所述花鍵槽（81)沿X軸布置，螺桿（7)的螺桿花鍵（73)被 安裝于機(jī)殼（8)的花鍵槽（81)內(nèi)。所述機(jī)殼蓋（1)上有一通孔，所述通孔沿X軸布置，螺 桿（7)有螺桿刀座（71)的一端可W從所述通孔伸出到機(jī)殼蓋（1)外部。機(jī)殼（8)垂直于 Z軸的面上有通孔，蝸桿（3)至少有一端可W穿過(guò)所述通孔到機(jī)殼（8)外部。
[0007] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：本發(fā)明采用了模塊化設(shè)計(jì)，擁有很強(qiáng)的通用性，可W在各種加 工設(shè)備上使用，使用者只需將本發(fā)明安裝在加工設(shè)備的刀架上，并將電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與本發(fā)明 的蝸桿（3)連接即可，本發(fā)明可W生產(chǎn)為擁有多種尺寸規(guī)格型號(hào)的系列產(chǎn)品，供使用者挑 選。如圖2所示，本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，外形規(guī)則，傳動(dòng)比大，使用者只需在加工設(shè)備上預(yù)留很 小的一塊空間便可布置本發(fā)明，對(duì)整臺(tái)設(shè)備的空間布局影響小。本發(fā)明利用了蝸輪蝸桿機(jī) 構(gòu)的自鎖能力，當(dāng)加工設(shè)備停止進(jìn)刀時(shí)，本發(fā)明自鎖，刀具（2)會(huì)保持在當(dāng)前位置不發(fā)生偏 移，保證了加工的質(zhì)量和加工過(guò)程的安全。本發(fā)明利用了蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、螺紋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng) 精度高的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)刀速度和進(jìn)刀位置的精確控制，提高了加工的精度和加工過(guò)程的 靈活性。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 下面將結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0009] 圖1為一種精密自鎖進(jìn)刀裝置的剖切結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010] 圖2為一種精密自鎖進(jìn)刀裝置的外觀示意圖。
[0011] 圖3為一種精密自鎖進(jìn)刀裝置的螺桿（7)示意圖。
[0012] 圖中，1-機(jī)殼蓋，2-刀具，3-蝸桿，4-蝸桿軸承，5-蝸輪，6-滿(mǎn)輪軸承，7-螺 桿，8-機(jī)殼，71-螺桿刀座，72-螺桿螺紋，73-螺桿花鍵，81-花鍵槽。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 典型【具體實(shí)施方式】如下：將本發(fā)明安裝在加工設(shè)備的刀架上，蝸桿（3)伸出機(jī)殼 (8)的一端與電機(jī)連接?？刂齐姍C(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，便可控制本發(fā)明執(zhí)行進(jìn)刀動(dòng)作或退刀動(dòng)作； 控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，便可控制刀具（2)的進(jìn)給速度；控制電機(jī)的角位移量，便可控制刀具（2) 的直線位移量。電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，本發(fā)明自鎖。
[0014] 本發(fā)明的工作原理詳細(xì)分析如下：電機(jī)將轉(zhuǎn)矩傳遞給蝸桿（3)，蝸桿（3)將轉(zhuǎn)矩傳 遞給蝸輪巧），因?yàn)槁輻U花鍵（73)受到花鍵槽（81)繞X軸的旋轉(zhuǎn)約束，所W螺桿（7)不能 繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪（5)與螺桿（7)的螺紋配合將蝸輪（5)繞X軸的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成螺桿（7)沿 X軸的直線力，螺桿（7)帶動(dòng)刀具（2)做直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)給的目的。因?yàn)槲佪單仐U具有自 鎖的能力，當(dāng)?shù)毒?和螺桿7受到沿X軸的外力作用時(shí)，螺桿7不會(huì)發(fā)生位移。
[0015] 電機(jī)的角位移量與刀具直線進(jìn)給量的關(guān)系如公式（1. 1)，電機(jī)轉(zhuǎn)速與刀具進(jìn)給速 度的關(guān)系如公式（1. 2) :Θ-電機(jī)的角位移量（單位：度），ω-電機(jī)轉(zhuǎn)速（單位：rad/s)， ni-蝸桿（3)頭數(shù)，Π2-蝸輪（5)齒數(shù)，P-螺桿螺紋（72)的螺距（單位刀具直線 進(jìn)給量（單位:mm)，V-刀具進(jìn)給速度（單位:mm/s)。
[0018] W上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人 員可W對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變形而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。運(yùn)樣，倘若本發(fā)明的 運(yùn)些修改和變形屬于本發(fā)明的權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也包含運(yùn)些改 動(dòng)和變形在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種精密自鎖進(jìn)刀裝置，其特征在于：蝸桿（3)沿Z軸布置，兩端由一對(duì)蝸桿軸承 ⑷固定，所述蝸桿⑶與蝸輪（5)連接，所述蝸輪（5)沿X布置，兩端由一對(duì)蝸輪軸承（6) 固定，螺桿（7)穿過(guò)蝸輪（5)軸心的通孔，沿X軸布置，所述螺桿（7)的一端安裝有刀具（2)， 上述所有結(jié)構(gòu)外圍有機(jī)殼（8)和機(jī)殼蓋（1)，機(jī)殼（8)上有花鍵槽（81)，所述花鍵槽（81) 沿X軸布置。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精密自鎖進(jìn)刀裝置，其特征在于：所述螺桿（7)的中間 段有螺桿螺紋（72)，一端有螺桿刀座（71)，另一端有螺桿花鍵（73)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的一種精密自鎖進(jìn)刀裝置，其特征在于：所述蝸 輪（5)的軸心有一通孔，通孔內(nèi)壁有螺紋，螺桿（7)的螺桿螺紋（72)與蝸輪（5)的螺紋進(jìn) 行螺紋配合。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的一種精密自鎖進(jìn)刀裝置，其特征在于：所述螺 桿（7)的螺桿花鍵（73)被安裝于機(jī)殼（8)的花鍵槽（81)內(nèi)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的一種精密自鎖進(jìn)刀裝置，其特征在于：所述機(jī) 殼蓋（1)上有一通孔，所述通孔沿X軸布置，螺桿（7)有螺桿刀座（71)的一端可以從所述 通孔伸出到機(jī)殼蓋（1)外部。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的一種精密自鎖進(jìn)刀裝置，其特征在于：所述刀 具（2)安裝固定在螺桿刀座（71)上。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精密自鎖進(jìn)刀裝置，其特征在于：所述機(jī)殼（8)垂直于Z 軸的面上有通孔，蝸桿（3)至少有一端可以穿過(guò)所述通孔到機(jī)殼（8)外部。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種精密自鎖進(jìn)刀裝置，包括機(jī)殼蓋（1）、刀具（2）、蝸桿（3）、蝸桿軸承（4）、蝸輪（5）、蝸輪軸承（6）、螺桿（7）、機(jī)殼（8）。本實(shí)用新型利用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、螺紋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、花鍵止轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將電機(jī)提供的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)減速后轉(zhuǎn)換成刀具（2）的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)刀的目的。本實(shí)用新型通過(guò)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、螺紋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和花鍵止轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)進(jìn)刀，其結(jié)構(gòu)緊湊，采用模塊化設(shè)計(jì)，擁有進(jìn)刀自鎖功能，可以精確控制進(jìn)刀速度和進(jìn)刀位置。
【IPC分類(lèi)】B23Q5/40
【公開(kāi)號(hào)】CN205021274
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520784738
【發(fā)明人】陳珂, 魯科良
【申請(qǐng)人】四川大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年10月12日