一種精密自鎖進刀裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于刀具進給領域，特別設及一種具有速度、位置精密控制能力和自鎖能 力的進刀裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著社會的發展，人們對工業產品需求的多樣化程度越來越高，運也促使裝備制 造技術向著多樣化的形式發展，W車、銳、創、磨、錯、鉆為代表的傳統機床已經無法勝任多 樣化的零件加工任務。大量特種加工設備W及相應的特種加工方法便在運種大背景下誕 生。
[0003] 針對單種特殊零件的加工任務，一般需要專口準備一臺特種加工設備進行，該設 備擁有針對上述特殊零件的專一性，即該設備一般不具備加工其他類型零件的能力，因此 特種加工設備的種類極為繁多，但每種設備一般只有一臺。凡是采用切削方式加工零件的 設備，必須具有進刀機構，因為特種加工設備的非標準性，運些設備的刀具進給機構沒有統 一的方式。
[0004] W上所述情況導致了一些問題：每設計一種特種加工設備時都要重新設計相匹配 的進刀機構，增加了設計人員的工作量，也增加了設備研發成本；在設計特種加工設備時必 須考慮進刀機構的空間布置，運樣會影響整個設備空間布局的優化；運些進刀機構都是兩 端極限位置控制，不具備精確控制進刀速度和進刀位置的能力，對于有較高精度要求的加 工任務無法完成，而且加工過程中出現廢品的概率也很高；運些進刀機構不具備自鎖能力， 在加工過程中必須持續提供進給力，增加了進刀控制的難度。
【發明內容】
[0005] 有鑒于此，針對現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種精密自 鎖進刀裝置，利用蝸輪蝸桿機構、螺紋傳動機構、花鍵止轉機構將電機提供的旋轉運動減速 后轉換成刀具的直線進給運動，實現進刀的目的，本發明結構緊湊，采用模塊化設計，具有 進刀自鎖能力和精確控制進刀速度、進刀位置的能力。
[0006] 本發明為了實現上述目的，結構組成如下：蝸桿（3)沿Z軸布置，兩端由一對蝸桿 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，兩端由一對蝸輪軸 承（6)固定，所述蝸輪妨的軸屯、有一通孔，通孔內壁有螺紋。螺桿（7)的中間段有螺桿螺 紋（72)，所述螺桿（7)穿過蝸輪（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。上述所有結構外圍有機殼（8)和機殼蓋（1)，所 述機殼（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 安裝于機殼（8)的花鍵槽（81)內。所述機殼蓋（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殼蓋（1)外部。機殼（8)垂直于 Z軸的面上有通孔，蝸桿（3)至少有一端可W穿過所述通孔到機殼（8)外部。
[0007] 本發明的優點如下：本發明采用了模塊化設計，擁有很強的通用性，可W在各種加 工設備上使用，使用者只需將本發明安裝在加工設備的刀架上，并將電機的轉軸與本發明 的蝸桿（3)連接即可，本發明可W生產為擁有多種尺寸規格型號的系列產品，供使用者挑 選。如圖2所示，本發明結構緊湊，外形規則，傳動比大，使用者只需在加工設備上預留很 小的一塊空間便可布置本發明，對整臺設備的空間布局影響小。本發明利用了蝸輪蝸桿機 構的自鎖能力，當加工設備停止進刀時，本發明自鎖，刀具（2)會保持在當前位置不發生偏 移，保證了加工的質量和加工過程的安全。本發明利用了蝸輪蝸桿機構、螺紋傳動機構傳動 精度高的特點，實現了進刀速度和進刀位置的精確控制，提高了加工的精度和加工過程的 靈活性。
【附圖說明】
[0008] 下面將結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步說明。
[0009] 圖1為一種精密自鎖進刀裝置的剖切結構示意圖。
[0010] 圖2為一種精密自鎖進刀裝置的外觀示意圖。
[0011] 圖3為一種精密自鎖進刀裝置的螺桿（7)示意圖。
[0012] 圖中，1-機殼蓋，2-刀具，3-蝸桿，4-蝸桿軸承，5-蝸輪，6-滿輪軸承，7-螺 桿，8-機殼，71-螺桿刀座，72-螺桿螺紋，73-螺桿花鍵，81-花鍵槽。
【具體實施方式】
[0013] 典型【具體實施方式】如下：將本發明安裝在加工設備的刀架上，蝸桿（3)伸出機殼 (8)的一端與電機連接。控制電機的轉動方向，便可控制本發明執行進刀動作或退刀動作； 控制電機的轉速，便可控制刀具（2)的進給速度；控制電機的角位移量，便可控制刀具（2) 的直線位移量。電機停止轉動，本發明自鎖。
[0014] 本發明的工作原理詳細分析如下：電機將轉矩傳遞給蝸桿（3)，蝸桿（3)將轉矩傳 遞給蝸輪巧），因為螺桿花鍵（73)受到花鍵槽（81)繞X軸的旋轉約束，所W螺桿（7)不能 繞X軸轉動，蝸輪（5)與螺桿（7)的螺紋配合將蝸輪（5)繞X軸的轉矩轉換成螺桿（7)沿 X軸的直線力，螺桿（7)帶動刀具（2)做直線運動，實現進給的目的。因為蝸輪蝸桿具有自 鎖的能力，當刀具2和螺桿7受到沿X軸的外力作用時，螺桿7不會發生位移。
[0015] 電機的角位移量與刀具直線進給量的關系如公式（1. 1)，電機轉速與刀具進給速 度的關系如公式（1. 2) : 0 -電機的角位移量（單位：度），《-電機轉速（單位：rad/s)， ni-蝸桿（3)頭數，ri2-蝸輪（5)齒數，P-螺桿螺紋（72)的螺距（單位刀具直線 進給量（單位:mm)，V-刀具進給速度（單位:mm/s)。
[0016] W上所述僅為本發明的優選實施例，并不用于限制本發明，顯然，本領域的技術人 員可W對本發明進行各種改動和變形而不脫離本發明的精神和范圍。運樣，倘若本發明的 運些修改和變形屬于本發明的權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也包含運些改 動和變形在內。
【主權項】
1. 一種精密自鎖進刀裝置，其特征在于：蝸桿（3)沿Z軸布置，兩端由一對蝸桿軸承 (4) 固定，所述蝸桿（3)與蝸輪（5)連接，所述蝸輪（5)沿X布置，兩端由一對蝸輪軸承（6) 固定，螺桿（7)穿過蝸輪（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)， 上述所有結構外圍有機殼（8 )和機殼蓋（1)，機殼（8 )上有花鍵槽（81)，所述花鍵槽（81)沿 X軸布置。2. 根據權利要求1所述的一種精密自鎖進刀裝置，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. 根據權利要求1、權利要求2所述的一種精密自鎖進刀裝置，其特征在于：所述蝸輪 (5) 的軸心有一通孔，通孔內壁有螺紋，螺桿（7)的螺桿螺紋（72)與蝸輪（5)的螺紋進行螺 紋配合。4. 根據權利要求1、權利要求2所述的一種精密自鎖進刀裝置，其特征在于：所述螺桿 (7)的螺桿花鍵（73)被安裝于機殼（8)的花鍵槽（81)內。5. 根據權利要求1、權利要求2所述的一種精密自鎖進刀裝置，其特征在于：所述機殼 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 伸出到機殼蓋（1)外部。6. 根據權利要求1、權利要求2所述的一種精密自鎖進刀裝置，其特征在于：所述刀具 (2 )安裝固定在螺桿刀座（71)上。7. 根據權利要求1所述的一種精密自鎖進刀裝置，其特征在于：所述機殼（8)垂直于Z 軸的面上有通孔，蝸桿（3)至少有一端可以穿過所述通孔到機殼（8)外部。
【專利摘要】本發明公開了一種精密自鎖進刀裝置，包括機殼蓋（1）、刀具（2）、蝸桿（3）、蝸桿軸承（4）、蝸輪（5）、蝸輪軸承（6）、螺桿（7）、機殼（8）。本發明利用蝸輪蝸桿機構、螺紋傳動機構、花鍵止轉機構將電機提供的旋轉運動減速后轉換成刀具（2）的直線進給運動，實現進刀的目的。本發明通過蝸輪蝸桿機構、螺紋傳動機構和花鍵止轉機構相結合的方式實現進刀，其結構緊湊，采用模塊化設計，擁有進刀自鎖功能，可以精確控制進刀速度和進刀位置。
【IPC分類】B23Q5/40
【公開號】CN105171501
【申請號】
【發明人】陳珂, 魯科良
【申請人】四川大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月12日