專利名稱:刀具位置校正裝置的制作方法
本發(fā)明涉及一種刀具位置校正裝置，能夠校正機床上刀具切削刃的位置。
在日本公開專利JP-A 3-35906號中公開了一種校正刀具位置的裝置，該裝置包含有在機床的主軸中心孔中進行軸向運動的一個被支承的導桿或棒；有一個支承在主軸端頭上的偏心刀夾具或偏心轉(zhuǎn)動件，繞著一個偏離主軸軸線的偏心軸進行轉(zhuǎn)動；還有一個轉(zhuǎn)換運動的機構(gòu)，例如螺旋機構(gòu)，使所述的拉桿與夾具連接，將導桿的軸向運動轉(zhuǎn)換成刀夾具的旋轉(zhuǎn)運動，刀夾具通過導桿的軸向運動而被轉(zhuǎn)動，使刃具夾在夾具上的位置改變，即改變了刃具與主軸轉(zhuǎn)動軸線距離，從而校正了刀具切削刃的工位。
在這個已知的刀具位置校正裝置中，刀夾具通過其尾端配有軸承裝配于主軸的支承孔中，所以刀夾具在刀具的切削刃的位置校正時，只能受到較小的扭距作用，但是在主軸上夾持刀具的夾持力不很大，因此這種刀具位置校正裝置不適于夾持用于強力機械切削的刀具。
美國專利US-3,640,633公開了一種與前述裝置同類型的刀具位置校正裝置。在該裝置中，一個柱形滾珠軸承位于刀具夾持棒和偏心套筒的內(nèi)表面之間。當使用這種滾珠軸承時，刀具夾持桿的外表面相對于偏心套筒的內(nèi)表面有一個微小的徑向間隙，而這是不能完全避免的(即該間隙不能被完全吸收)，即使該軸承的制造精度很高。這意味著夾持在刀具夾持桿上的刀具由于該不可避免的微小間隙而導致位置不精確。此外，該裝置的互相壓靠的錐形表面是在彈簧的作用力下面與面壓靠接觸，從而其刀具夾持桿(鏜桿)的旋轉(zhuǎn)調(diào)整必須在摩擦力作用下進行。這意味著刀具夾持桿的徑向調(diào)整必須克服摩擦力，而不能平滑地進行。還有，當切削負荷加大時，相互壓靠的錐形面可能產(chǎn)生“咬死”。
本發(fā)明的目的是提供一種能將刀具牢固地夾持的校正刀具位置裝置，用于機床的強力機械切削。
根據(jù)本發(fā)明的一種刀具位置校正裝置，用于對支承在一臺機床的主軸上的刀具的切削刃位置進行對正，所述刀具位置校正裝置包括一個支承導桿，用于在所述機床的主軸的中心孔中軸向移動；一個在主軸前端上的孔；一個被支承在所述主軸前端的偏心刀具夾具，在主軸前端繞一偏離主軸的轉(zhuǎn)動軸線的偏心軸線轉(zhuǎn)動，所述的偏心刀具夾具具有一個與主軸上的孔相配的接合部分，靠所述接合部分支承于主軸的孔上，在它們之間裝有鋼球；使所述導桿與所述偏心刀具夾具可控制地互鎖的一個運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)，它將所述導桿的軸向運動轉(zhuǎn)換成偏心刀具夾具的轉(zhuǎn)動，和設在主軸和偏心刀具夾具之間的一個彈簧，它使刀具夾具相對于主軸朝后壓；其特征在于，所述在主軸前端的孔是一個向前擴開的錐形孔；所述偏心刀具夾具的接合部分是一個向后擴大的錐形部分，其形狀與所述錐形孔相對應；所述鋼球可轉(zhuǎn)動地設置在所述錐形孔和所述錐形部分之間的一錐形結(jié)構(gòu)中；以及所述錐形部分依靠所述彈簧通過所述由錐形結(jié)構(gòu)設置的鋼球被壓靠在所述錐形孔的表面上。
本發(fā)明的裝置在校正刀具的切削刃的位置時，偏心刀夾具能夠被較小的扭距轉(zhuǎn)動，和主軸錐孔與偏心刀夾具的錐形部分結(jié)合以及彈簧作用產(chǎn)生的復合夾緊效果提供了一個大的力量使偏心夾具被牢固地夾持在主軸上。
本發(fā)明的上述目的和其他的目的，以及本發(fā)明的特性和優(yōu)點將從下面結(jié)合附圖的闡述中變得更加明確
圖1是本發(fā)明最佳實施例中校正刀具位置裝置的縱向剖示圖。
圖2是圖1所示校正裝置主要部分的縱向放大視圖。
圖3是沿圖2Ⅲ-Ⅲ線的放大剖面圖。
圖4是圖1的校正刀具位置裝置的部分示圖，示出沿圖3的Ⅳ箭頭方向的凸輪槽。
參見圖1，圖中示出一種校正刀具位置的裝置1，其中，在機床的主軸支撐座上裝有主軸軸承3，主軸5被軸承3支撐作旋轉(zhuǎn)運動，還有一個被驅(qū)動的皮帶輪6，裝于主軸5的后端。在被動皮帶輪6和主動皮帶輪之間連有皮帶9，主動皮帶輪8裝配在馬達7的輸出軸上。主軸5上有一個沿主軸轉(zhuǎn)動(圖2所示)軸線CL1延伸的軸向中心孔11，它具有一個反向的敞開的端。一個導桿12插入所述中心孔11中可軸向運動，所以在中心孔11的較大的部分11a(見圖2)處有桿的前端部分。所述的導桿12在其尾端被可轉(zhuǎn)動地，通過軸承支撐于一個動件14上。一個桿件16具有一個上端與所述動件14相固定，桿件16的下端可轉(zhuǎn)動地支承于一個導輥17上。這個導輥17在一個導向槽19中，導向槽成形于支腳座18中，為了限制動件14的轉(zhuǎn)動。
在所述的動件14上，裝有帶內(nèi)螺紋的滑塊21，而且一根螺旋軸23與支承在支腳座18上的馬達22的輸出軸相偶合，螺旋軸23螺旋裝在帶內(nèi)螺紋的滑塊21里。當馬達22的輸出軸反向轉(zhuǎn)動時，動件14向前和縮回在一個由圖1中實線所指出的位置和由虛線所指定的位置之間。使導桿12在主軸5的中心孔11中，相對于主軸5軸向相反的方向運動。在滑臺25上，裝有主軸頭2，支腳座18和馬達7，靠一個滾珠絲杠機構(gòu)50使其作雙向的軸向運動。
參見圖2，為了進行軸向運動，一個滑動凸輪機構(gòu)27裝于中心孔11的較大部分11a中。并且靠螺紋12a將凸輪機構(gòu)27裝配和緊固于導桿12的前端部分。通過插在滑動凸輪件27和主軸5之間的機床鍵28，限制了滑動凸輪27相對于主軸5的轉(zhuǎn)動。所述的滑動凸輪機構(gòu)27上有一個能帶多個偏心軸CL2的夾具支撐孔31，軸CL2與主軸5的轉(zhuǎn)動軸線CL1有很小的偏心距離。
一個刀具夾具32，即一個偏心轉(zhuǎn)動件，具有一個可轉(zhuǎn)動地裝于夾具支撐孔31中的底部32a，還有一個向后呈錐形的前部32b。一個心軸35靠螺紋聯(lián)接緊固于錐形前部32b，并且刀具34被固接于心軸35的自由端。一個連接器36靠螺栓緊固于主軸5的前端面，其中心軸線與夾具支承孔31的偏心軸線CL2相對正。連接器36具有一個朝后的錐形孔37，與刀夾具32的錐形前部32b相配。
在錐形前部32b和錐形孔37的表面之間放入鋼珠38，這些鋼珠可轉(zhuǎn)動地置于高硬度的保持架39的前端和后端上以均勻的角度相隔。一個止動環(huán)41固定于后部分32a的外表面上，還有在止動環(huán)41和連接器36的后端表面之間裝有前后墊圈42。彈簧44在前后墊圈42之間伸展，以使刀夾具32向后。在前墊圈42和連接器36的后端表面之間裝有推力軸承43。所述的彈簧44被設計成當進行強力機械切削加工時，其彈性力足以使刀夾具32固定在主軸5上。
下面將描述一個用于使刀夾具32同主軸互相連接的運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)46。參見附圖3和4，在滑動凸輪件27上，以沿直徑相反的位置制成凸輪槽47。固定于刀夾具32的后部32a的后端的銷48的相對端被分別插在凸輪槽47中。當滑動凸輪件27借助于馬達22驅(qū)動使動件14在前后位間作軸向運動時，凸輪槽47被設計成使銷48繞偏心軸CL2在縮回位置A和一個極限位置C間擺動。在銷48轉(zhuǎn)到縮回位置A時，刀具34的切削刃縮到最后位置。當銷48位于一個基準位置B時，刀具34的切削刃位于零位，即處于加工工序開始前的位置。
下面將闡述校正刀具位置裝置1的工作過程。心軸35夾持所需的刀具34，被緊固于刀夾具32，馬達22被驅(qū)動使動件14移動到讓銷48位于基準位置B，為了對準零位。再把刀夾具32轉(zhuǎn)到將要調(diào)整成偏心位置處，在此，刀具34的切削刃位于一個與加工特定的尺寸相應的位置上。然后，機床開始加工工作。直到機加工的完成，馬達22驅(qū)動使動件14位移到前極限位置，使銷48轉(zhuǎn)到縮回位置A。結(jié)果，刀具34縮回，其切削刃與工件分離。然后，通過滾珠絲杠50，使滑臺25返回運動。因為刀具34已經(jīng)縮回，所以當滑臺回程運動時，工件的機加工面不會損壞刀具34。完成每個加工循環(huán)工件的被加工部分的尺寸被測量，當測得尺寸因刀具34的磨損而超出可允許的范圍時，一個依所需校正量的驅(qū)動信號送至馬達22，使得動件14隨后將銷48擺向極限位置C，結(jié)果刀具34的切削刃的位置被校正。
在本發(fā)明的校正刀具位置裝置中，刀夾具32的錐形部分32b被連接器36的錐形孔37的鋼球38所夾持。因此，當校正刀具34的切削刃位置時，刀夾具32可以被相對小的扭距驅(qū)動。因為用于導桿12軸向運動的馬達可以是相對小輸出功率的。在加工過程中，用一個加大的夾持力作用在主軸5上將刀夾具固定住，所以在強力切削的加工過程中，這個校正刀具位置裝置能牢固地夾持刀具。彈簧機構(gòu)將進一步增進用于將刀夾具32固定在主軸上的夾緊力。
盡管本發(fā)明是以一個具體確定的最佳形式描述的，但很明顯，在其中可以進行變化和替換。實際上本發(fā)明理解為可以有實際上的不同于上述具體形式的其他選擇，只要不超出保護范圍和背離發(fā)明主題。
權(quán)利要求
1．一種刀具位置校正裝置，用于對支承在一臺機床的主軸上的刀具的切削刃位置進行對正，所述刀具位置校正裝置包括一個支承導桿(12)，用于在所述機床的主軸(5)的中心孔(11)中軸向移動；一個在主軸(5)前端上的孔(37)；一個被支承在所述主軸(5)前端的偏心刀具夾具(32)，在主軸前端繞一偏離主軸的轉(zhuǎn)動軸線(CL1)的偏心軸線(CL2)轉(zhuǎn)動，所述的偏心刀具夾具(32)有一個與主軸(5)上的孔(37)相配的接合部分(32b)，靠所述接合部分(32b)支承于主軸的孔(37)上，在它們之間裝有鋼球(38)；使所述導桿(12)與所述偏心刀具夾具(32)可控制地互鎖的一個運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)(46)，它將所述導桿(12)的軸向運動轉(zhuǎn)換成偏心刀具夾具(32)的轉(zhuǎn)動，和設在主軸(5)和偏心刀具夾具(32)之間的一個彈簧(44)，它使刀具夾具相對于主軸朝后壓；其特征在于，所述在主軸(5)前端的孔(37)是一個向前擴開的錐形孔；所述偏心刀具夾具(32)的接合部分(32b)是一個向后擴大的錐形部分，其形狀與所述錐形孔相對應；所述鋼球(38)可轉(zhuǎn)動地設置在所述錐形孔和所述錐形部分之間的一錐形結(jié)構(gòu)中；以及所述錐形部分(32b)依靠所述彈簧(44)通過所述由錐形結(jié)構(gòu)設置的鋼球(38)被壓靠在所述錐形孔(37)的表面上。
2．根據(jù)權(quán)利要求
1所述的刀具位置校正裝置，其特征在于，其中所述錐形孔形成在一個固定于所述主軸(5)上的連接器(36)中。
3．根據(jù)權(quán)利要求
1所述的刀具位置校正裝置，其特征在于，其中所述鋼球(38)被一鋼球保持架(39)支持著。
4．根據(jù)權(quán)利要求
1所述的刀具位置校正裝置，其特征在于，其中所述偏心刀具夾具(32)包含一個錐形的前部分(32b)和一個以軸的形式向后延伸的后部分(32a)，所述刀具夾具(32)可滑動地裝配在所述主軸(5)中，與所述導桿(12)互鎖。
5．根據(jù)權(quán)利要求
4所述的刀具位置校正裝置，其特征在于，其中所述偏心刀具夾具(32)的后部分(32a)具有一個環(huán)繞的止動環(huán)(41)，所述彈簧(44)對所述止動環(huán)(41)施加了一個相對主軸(5)向后的力。
6．根據(jù)權(quán)利要求
4所述的刀具位置校正裝置，其特征在于，其中所述錐形孔(37)形成在一個固定于所述主軸(5)前端的連接器(36)中，所述彈簧(44)裝置在所述止動環(huán)(41)和所述連接器(36)之間。
專利摘要
一種刀具校正裝置，包括在機床主軸孔內(nèi)可軸向移動的拉桿，可繞離開主軸軸線的偏心軸線轉(zhuǎn)動的刀座，及一個運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)，它將拉桿和刀座互鎖并把拉桿的軸向運動變成偏心轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)動。主軸有向后漸細的錐孔，刀座有與錐孔相配的錐部并以球支承于主軸內(nèi)，一彈簧在主軸端和刀座之間把刀座壓住，使錐部通過球靠到錐孔上致使校正刀具切刃時可以較小力矩轉(zhuǎn)動刀座。以上使偏心轉(zhuǎn)件被大力固持在主軸上。
文檔編號B23B29/034GKCN1067310SQ96107355
公開日2001年6月20日 申請日期1996年3月22日
發(fā)明者T·桶谷, M·吉田, H·上村 申請人:豐和工業(yè)株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan