專利名稱：車床拖板裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于計算機數(shù)控車床中的拖板裝置，該拖板裝置可以與刀架一起，沿著車床床身滑動。
計算機數(shù)控車床已經(jīng)獲得廣泛的應用，在這種車床上，操作者只需少量地參與切削過程，即可將工件切削成所希望的形狀。通常的車床，連同其他零件一道，包括一個床身和一個拖板裝置。該拖板裝置傾斜地安裝在床身上，以便可相對于夾持在主軸卡盤上的工件，沿著床身作滑動運動。拖板裝置起平臺作用，用于支承刀架，而刀架通常是由夾持各種各樣不同的切削刀具的轉塔構成的。
為了使拖板裝置在與主軸軸線平行的Z-軸方向滑動，一般采用一個Z-軸伺服電機。利用Z-軸的滾珠絲杠和Z-軸的滾珠螺母的組合，可以將伺服電機的回轉運動轉換為拖板裝置的滑動運動。Z-軸滾珠絲杠利用軸頸可轉動地支承在床身上，因此，根據(jù)與Z-軸滾珠絲杠的一端連接的伺服電機的回轉方向，Z-軸滾珠絲杠可在前進或相反的方向轉動。Z-軸的滾珠螺母，以其螺紋與Z-軸的滾珠絲杠嚙合，并牢固地固定在拖板裝置上。隨著該Z-軸滾珠絲杠的前進或相反方向的轉動，與Z-軸滾珠絲杠螺紋嚙合，并牢固地固定在拖板裝置上的Z-軸滾珠螺母與拖板裝置一起，在Z-軸滾珠絲杠的相對兩端之間移動。拖板裝置在Z-軸方向的移動，可使刀架上的切削刀具沿著工件的長度運動。
一般，先前技術的拖板裝置由一個床鞍體、一個橫向滑板和一個X-軸的伺服電機構成。該床鞍體滑動地安裝在車床身上；該橫向滑板架設在床鞍體上，可以在基本上與主軸軸線垂直的X-軸方向上滑動；而X-軸伺服電機則固定在床鞍體的一端，可使橫向滑板在X-軸方向運動。利用X-軸滾珠絲杠和X-軸滾珠螺母組合，可將X-軸伺服電機的回轉運動轉換為橫向滑板的滑動運動。該X-軸滾珠絲杠用軸預，可轉動地支承在床鞍體上，并且其一端通過一個扭矩限制離合器，與X-軸伺服電機連接。X-軸滾珠螺母的螺紋與X-軸滾珠絲杠嚙合，并牢固地固定在橫向滑板的下側。這樣，當X-軸滾珠絲杠在前進或相反方向轉動時，X-軸滾珠螺母和橫向滑板可在X-軸滾珠絲杠的相對兩端之間移動。橫向滑板在X-軸方向的移動，可使刀架中的切削刀具向著工件運動或離開工件。
按照上述結構構成的和其他一些先前技術的拖板裝置有許多缺點。首先，該拖板裝置需要使用較大量的零件，這可導致工藝性降低，結構的整體性降低和精度降低。第二，由于軸承座附件的熱膨脹和固有的脆弱性，拖板裝置中的X-軸滾珠絲杠的長度和位置都有發(fā)生顯著變化的趨勢。這可能對精度有不利影響，而在計算機數(shù)控車床上，精度是必需嚴格控制的。第三個缺點是，因為沒有設置限制橫向滑板超程運動的裝置，因此，橫向滑板在其運動的末端，可能撞擊和損壞周圍的零件。
考慮到上述的不足之處，本發(fā)明的一個目的是要提供一種車床拖板裝置，它的工藝性，結構整體性和精度可以顯著提高。
本發(fā)明的另一個目的是要提供一種車床拖板裝置，它可以有效地抑制滾珠絲杠尺寸和位置的變化，同時可以強制性地限制橫向滑板的運動范圍。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種車床的拖板裝置，它安裝在床身上，可以移動，用于承載和使刀架在Z-軸或X-軸方向運動。車床拖板裝置包括一個床鞍體，它具有沿著床鞍體的長度方向延伸的導向槽，和彼此隔開一定距離的第一和第二個軸承座。一橫向滑板與床鞍體的導向槽滑動配合，可在伸出位置和縮回位置之間運動。驅動機構可以使橫向滑板沿著床鞍體的導向槽，運動至伸出位置或縮回位置。驅動機構包括一根滾珠絲杠，它的相對兩端可轉動地支承在床鞍體的第一和第二個軸承座中；一個滾珠螺母，它與滾珠絲杠螺紋嚙合，并牢固地固定在橫向滑板上；和一個伺服電機，它與滾珠絲杠工作連接，可使?jié)L珠絲杠作前進或相反方向的轉動。第一和第二預緊螺母與滾珠絲杠的相應端螺紋嚙合，該第一和第二預緊螺母被擰緊以便在滾珠絲杠上施加牽引力。
本發(fā)明的上述和其他一些目的，特點和優(yōu)點從下面結合附圖對優(yōu)選實施例的詳細說明中將會清楚。附圖中

圖1為表示根據(jù)本發(fā)明的車床拖板裝置的頂視圖，為了清楚起見。圖中一些部分卸去了；圖2為沿著圖1的II-II線所取的截面圖，它清楚地表示床鞍體的第一和第二個軸承座，滾珠絲杠的相對兩端可轉動地支承在該軸承座上；
圖3為本發(fā)明的車床拖板裝置的側視圖，它清楚地表示利用一個可反轉的螺釘牢固地固定在床鞍體上的盲蓋；和圖4為一分解透視圖，它表示在本發(fā)明的車床拖板中所使用的滾珠絲杠，軸頸軸承，預緊螺母和止推鍵。
參見圖1～3，圖中表示實現(xiàn)本發(fā)明的一個車床拖板裝置，它可以傾斜地安裝在一臺計算機數(shù)控車床的床身(沒有示出)上，以便在與主軸軸線(圖中沒有示出)平行的Z-軸方向上滑動。
該車床拖板裝置包括一個稍微細長形狀的床鞍體10。當安裝就位時，該床鞍體橫跨在車床床身上。從圖1和圖3可看出，床鞍體10具有導向槽12，它是基本上沿著床鞍體10的全長平行延伸的。床鞍體10帶有第一和第二個軸承座14，16，它們安裝在床鞍體10的中心線上，彼此隔開一定距離。床鞍體10上還設有一個進給箱18，它與第二個軸承座16形成一個整體；和一個Z-軸的螺母支座20，它與床鞍體10的下側形成一個整體。進給箱18的形狀可以包圍上述的一個扭矩限制器離合器，而該Z-軸的螺母支座20可以夾持一個Z-軸滾珠螺母(圖中沒有示出)，該螺母的螺紋保持與Z-軸的滾珠絲杠(圖中也沒有示出)嚙合。技術上已經(jīng)知道，可以利用Z-軸滾珠螺母與Z-軸滾珠絲杠的組合，使車床拖板裝置，作為一個整體，在Z-軸方向運動。
參見圖2，特別是圖4，可以看出。第一個軸承座14具有一個孔14a，并且軸承座14利用螺釘22，可拆卸地固定在床鞍體10上，在該第一個軸承座14和床鞍體10之間夾著幾片找水平用的墊片24。墊片24的厚度是變化的，因此，通過更換不同厚度的墊片24，可以調整第一個軸承座的抬高高度。與第一軸承座14不同，第二個軸承座16與床鞍體10形成一個整體，并且，具有一個臺階孔16a，該孔16a與第一個軸承座14的孔14a在一條直線上。
X-軸滾珠絲杠26的相對二端，可轉動地支承在第一和第二個軸承座14，16上。沿著X-軸滾珠絲杠26的中間延伸部分，作有螺距較大的中間絲杠螺紋26a。而滾珠絲杠26的第一和第二個終端螺紋26b，26c的螺距比中間絲杠螺紋26a的螺距要小得多。X-軸滾珠絲杠26的一端穿過第一個軸承座14的孔14a，并且，可轉動地支承在一組軸預軸承28上。該組軸承利用內(nèi)卡環(huán)30和外卡環(huán)32保持在孔14a中。外卡環(huán)32，利用螺釘34固定在第一個軸承座14上。X-軸滾珠絲杠26的另一端穿過第二個軸承座16的臺階孔16a，并可轉動地支承在一對軸頸軸承36上。該一對軸頸軸承，利用內(nèi)卡環(huán)38，中間卡環(huán)40和外卡環(huán)42保持在臺階孔16a中。
應當注意，第一和第二個預緊螺母44，46的螺紋與滾珠絲杠26的第一和第二個終端螺紋26b，26c嚙合。在第一個預緊螺母44和軸頸軸承28之間，放置著套環(huán)45，以便可以通過外卡環(huán)32。要將第一和第二個預緊螺母44，46擰緊至在滾珠絲杠26的兩個相對末端施加足以預先拉緊滾珠絲杠的大的張緊力。這可以保證由于熱膨脹引起的滾珠絲杠的尺寸變化減至最小，從而在車床拖板裝置整個工作過程中，保持運動零件的精確程度或精度。
為了增強第一個軸承座14的安裝結構，采用了一個圓柱形止推鍵48，如圖2和4清楚地表示那樣。止推鍵48的直徑較大的底座48a，正好在第一軸承座14的下面，通過床鞍體10，與它配合。而直徑較小的頭部48b則從底座上突出，與第一個軸承座14接合。與螺釘22相結合，止推鍵48在克服滾珠絲杠26回轉過程中，加在第一個軸承座14上的推力，在保持第一個軸承座14在精確的安裝位置方面起重要的作用。
X-軸伺服電機50固定在進給箱18上，其輸出軸50a通過一個放置在進給箱18中的扭矩限制離合器52與滾珠絲杠26相連，可以被驅動轉動。根據(jù)從一個車床控制器(沒有示出)送出的指令信號，該伺服電機50可以精確控制的方式轉動，從而使?jié)L珠絲杠26在前進或相反方向轉動。扭矩限制器離合器52所起的作用是當在滾珠絲杠26上產(chǎn)生的扭矩超過一個預先決定的上限時，斷開伺服電機50和滾珠絲杠26之間的動力輸出，從而可保護伺服電機50，滾珠絲杠26和其他運動零件。
在與伺服電機50相對的床鞍體10的一端，在床鞍體10上可拆卸地固定著一個盲蓋54，它在第一個軸承座14上面跨過，以防止切屑和切削液侵入第一個軸承座14周圍的空間。從圖3可看出，該盲蓋54是利用一個穿過床鞍體10的厚度，并與該盲蓋54進行螺紋嚙合的可反轉螺釘56，固定在床鞍體10上的。這可以消除在從盲蓋54的頂面，將螺釘擰入床鞍體10時，在盲蓋頂面上留下的凹部或突起部分。
參見圖1，2和3，可以看出，X-軸滾珠螺母58的螺紋與滾珠絲杠26的絲杠螺紋26a嚙合，而在床鞍體10上，可滑動地安裝著用于夾持刀架(沒有示出)的橫向滑板60，以便沿著X-軸方向，在伸出位置和縮回位置之間滑動。橫向滑板60具有二個腿部60a，它們與床鞍體10的導向槽12滑動配合，如圖3所清楚地表示那樣。另外，該橫向滑板60還具有一個X-軸螺母支座60b，它從橫向滑板60的下面，向下突出來，用以將X-軸滾珠螺母58夾持在規(guī)定位置上，如圖2所示。因此，滾珠絲杠26的向前轉動將使?jié)L珠螺母58和橫向滑板60運動至圖2中雙點畫線所示的伸出位置；而滾珠絲杠26的反向轉動將使?jié)L珠螺母58和橫向滑板60回到圖2中實線所示的縮回位置。
如圖1和圖2所示，第一個軸承座14具有一個擋塊螺栓62，當橫向滑板62移動通過伸出位置時，擋塊螺栓62碰著滾珠螺母58。第二個軸承座16設有一個擋塊凸臺64，當橫向滑板60運動通過縮回位置時，擋塊凸臺64碰著滾珠螺母58。擋塊螺釘62和擋塊凸臺64可以阻止?jié)L珠螺母58和橫向滑板60“超程”，不然的話，超程會造成車床拖板裝置的零件損壞。
最后，參見圖2和3，可以看出，帶有橡膠刮片的前刮垢器66，用螺釘固定在橫向滑板60的前端。前刮垢器66的基本輪廓形狀相應于橫向滑板60的前端形狀，這說明，當橫向滑板60運動至伸出位置時，落在床鞍體10的導向槽12中的切屑和切削液被前刮垢器66抹去。一個后刮垢器68用螺釘固定在橫向滑板68的后端，它的作用基本上與前刮垢器66的作用相同。
如圖3所唯一地示出那樣，安裝螺釘72將一個鑲條或楔70固定在橫向滑板60的一個腿部60a上，使得當擰緊或放松安裝螺釘72時，該鑲條70可以送入或退出在橫向滑板60的腿部60a和床鞍體10的中心部分之間的間隙。
工作時，當伺服電機50接收到從車床控制器發(fā)出的相應指令信號時，它開始在前進方向轉動。伺服電機50的扭矩通過一個扭矩限制器離合器52輸出給滾珠絲杠26，使?jié)L珠絲杠26在前進方向轉動。滾珠絲杠26的前進轉動可使橫向滑板60向著圖2中的雙點畫線所示的伸出位置運動。在這個前伸運動的末端，滾珠螺母58碰到擋塊螺栓62，與它接觸，從而阻止了滾珠絲杠26的進一步向前轉動(由于滾珠螺母58不動)，這時，扭矩限制器離合器52將伺服電機50和滾珠絲杠26之間的動力輸出斷開。
伺服電機50和滾珠絲杠26的反向轉動可使橫向滑板60離開該伸出位置，然后運動至如圖2中實線所示的縮回位置。在這個退回運動的末端，滾珠螺母58碰到擋塊凸臺64，并與它接觸。從而，由于滾珠螺母58不動，而阻止了滾珠絲杠26的進一步反向轉動，這時，扭矩限制器離合器52將伺服電機50和滾珠絲杠26之間的動力輸出斷開。
雖然已參照優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了說明，然而，熟練技術人員應清楚，可以作許多改變和改進，而不會偏離權利要求書所決定的本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1.一種車床拖板裝置，它包括一個床鞍體，它具有沿著床鞍體長度延伸的導向槽，和彼此隔開一定距離的第一和第二個軸承座；一個橫向滑板，它與床鞍體的導向槽滑動配合，以便在伸出位置和縮回位置之間運動；驅動裝置，用于使橫向滑板，沿著床鞍體的導向槽，運動至伸出位置或縮回位置，該驅動裝置包括一根滾珠絲杠，它的相對兩端可轉動地支承在床鞍體的第一和第二軸承座上；一個滾珠螺母，它與滾珠絲杠螺紋嚙合，并牢固地固定在橫向滑板上；和一個伺服電機，它與滾珠絲杠工作連接，可使?jié)L珠絲杠在前進方向或相反方向轉動；和第一和第二個預緊螺母，它與滾珠絲杠的相應端螺紋嚙合，并擰緊，以便對滾珠絲杠施加一牽引力。
2.如權利要求1所述的車床拖板裝置，其特征為，第一軸承座安裝到床鞍體上，可以卸下，而第二軸承座則與床鞍體作成一整體。
3.如權利要求2所述的車床拖板裝置，其特征為，它還包括一個止推鍵，該鍵的底座穿過床鞍體，與它配合，而其頭部則從底座突出，可與第一軸承座接合。
4.如權利要求2所述的車床拖板裝置，其特征為，該床鞍體還設有一個與第二軸承座作成一整體的進給箱，和一個Z-軸螺母支座，該支座在第一個軸承座下面，與床鞍體作成一個整體。
5.如權利要求1所述的車床拖板裝置，其特征為，該橫向滑板有一與橫向滑板作成一個整體的X-軸螺母支座，以便將驅動裝置的滾珠螺母保持在規(guī)定位置。
6.如權利要求1所述的車床拖板裝置，其特征為，該第一個軸承座有一個擋塊螺栓，當橫向滑板運動通過伸出位置時，該擋塊螺栓碰著滾珠螺母，并且其特征還在于，該第二個軸承座具有一個擋塊凸臺，當橫向滑板運動通過縮回位置時，擋塊凸臺碰著滾珠螺母。
7.如權利要求1所述的車床拖板裝置，其特征為，該床鞍體還帶有一個盲蓋，用于蓋住第一個軸承座，該盲蓋借助于穿過床鞍體的厚度并與該盲蓋進行螺紋連接的一個可反轉的螺釘，可拆卸地固定在床鞍體上。
8.如權利要求1所述的車床拖板裝置，其特征為，該驅動裝置還包括一個扭矩限制離合器，它將伺服電機與滾珠絲杠工作連接，可阻止?jié)L珠絲杠扭矩增加超出預先選擇的上限。
全文摘要
一種車床拖板裝置,它安裝在床身上,可以移動,用于裝載刀架和使刀架在Z－軸或X－軸方向運動。該拖板裝置包括一個床鞍體和互相隔開一定距離的第一和第二個軸承座,該床鞍體具有沿著其長度方向延伸的導向槽;一個橫向滑板,它與床鞍體的導向槽滑動配合,可在伸出位置和縮回位置之間運動;驅動機構,可使橫向滑板沿著床鞍體的導向槽運動至伸出位置或縮回位置;第一和第二個預緊螺母,它們與驅動機構的相應件螺紋嚙合。
文檔編號B23B21/00GK1186724SQ9712589
公開日1998年7月8日 申請日期1997年12月24日 優(yōu)先權日1997年12月24日
發(fā)明者吳泰文 申請人:大宇重工業(yè)株式會社