[发明专利]车床用凸轮控制快速复位进给操纵机构

说明书

本发明的背景

发明领域

本发明是机床，例如车床，用凸轮控制快速复位进给操纵机构。

相关技术

当刀具向工件的内圆表面或外圆表面横向进给时，已在现有技术中使用的控制切削刀具向圆柱形金属工件增量前移的进给操纵机构有各种形式。最典型的是利用丝杠使刀具向工件进给，它是通过机床旋转刀架(或头架)每转动一转，刀座上的撞销与丝杠相连的星形轮(或类似零件)撞击使丝杠自身增量旋转来实现的。尽管也知道其它方式，但是，一般是通过控制星形轮每次通过撞销所使丝杠转过的角度实现进给量的调整。

根据刀具的布局，丝杠的旋转运动通常通过与刀架联接的螺纹从动件-进给螺母直接传递给刀具，当丝杠在机床头架每转中增量旋转过规定的“前移”量或“进给”量时螺母沿丝杠轴向位移。

当相对工件驱动刀具使刀具向工件前移进行一次切削后，刀具及刀架必须很快回至初始位置准备进行下一次切削操作。由于进给螺母与丝杠在进给全程配合，需要丝杠反向转动以使刀具回至初始位置，如果手动或甚至电机驱动丝杠反向转动使刀具回至其初始位置可能有些费时。对于高生产率的车床，这种延时是不希望有的。

丝杠、进给螺母是经过精密机加工的零件，价格较高，制造费时。除非丝杠、进给螺母被适当保护，否则其工作环境的恶劣使其受到金属切屑、灰尘及刀具和工件撞击的影响，由于这些丝杠、进给螺母的正常磨损，需要定期对其进行更换以保持刀具进给操纵机构的精度。

用于切断管形工件的车刀最好可以迅速定位在初始位置，该位置紧挨切削操作的初始点以减少刀具到达工件表面的时间。此外，在进给操纵机构中机床旋转头架每次循环的进给增量最好可以根据工件材料、刀具寿命和切削速度灵活调整。

本发明概要

本发明可解决在现有技术中所用螺纹式进给操纵机构有关的问题，特别是对刀具进给可实现精密增量的车床之旋转头架所带刀具提供进给操纵机构，该进给操纵机构具备使刀具在切削操作后回到准确的初始位置的快速复位和初始定位特征。刀具进给操纵机构也允许调整刀具的进给量并具备可调止动装置以准确确定刀具切削操作中的初始位置。本发明的刀具进给操纵机构使用旋转凸轮驱动的刀架，在该机构中凸轮的间歇单向转动转换成刀架的匀速直线进给运动。该机构是独特的，在该机构中使用与凸轮相连的单向传动离合器将凸轮传动臂或手柄的间歇绕枢轴摆动转换成传给凸轮的间歇单向转动。

本发明的凸轮传动臂通过撞击在刀座上相对固定的撞销实现绕枢轴摆动，其至少在刀具每转中绕枢轴单向转动一次，并且复位弹簧驱动凸轮传动臂反向回至初始位置。联接凸轮传动臂与凸轮的单向离合器只在一个方向传递运动而另一个离合器或类似装置防止凸轮相对于刀具头架反向转动。包括刀架、凸轮、传动臂和传动离合器的整个组件均装在旋转刀具头架内。

通过控制凸轮传动臂的行程实现刀具进给量的调整。刀架初始位置可以用可调的复位止动装置进行调整。

进给操纵机构的凸轮包括在刀架已进给至其切削位置的最大深度后使刀架能快速复位的曲线轮廓。弹簧复位装置用于使刀架朝其初始位置(靠着凸轮)移动。

因此，本发明是用于机床的操纵机构，该机构包括相对固定的壳体、带有可径向移动切削刀夹的旋转头架，旋转头架装在壳体上并可绕纵向旋转轴线转动以驱动刀夹绕切削平面内的轴线转动，同时可移动上述刀夹在进给方向上径向靠近或远离上述旋转轴线。该壳体包括装夹工件的工件卡盘，其相对刀具旋转头架的纵向旋转轴线固定工件。进给操纵机构包括枢轴转动地装在旋转头架上作周期性绕枢轴摆动的凸轮传动臂；装在旋转头架上有偏心曲线轮廓的可转动凸轮件，当凸轮传动臂作周期的绕枢轴摆动时该凸轮件相对于旋转头架作周期单向转动。凸轮件偏心曲线轮廓与刀夹相配合，以便凸轮的周期单向转动使刀夹沿朝着旋转轴线的刀具进给方向上做周期移动，直至凸轮偏心曲线轮廓的最大升程为止。

弹性偏移装置用于朝凸轮推动刀夹。凸轮传动臂通过单向离合器驱动凸轮，通过单向传动离合器的周期单向转动将凸轮传动臂绕枢轴的单向运动传递给凸轮。

本发明也包括联接机床旋转头架和凸轮的防止反向转动装置以防止凸轮相对于旋转头架的反向转动。

本发明的另一个方面是将凸轮传动臂装在旋转头架上，通过装在壳体上的撞销与凸轮传动臂合作使凸轮传动臂绕平行于机床旋转头架旋转轴线的枢轴转动。与凸轮传动臂相连的复位装置用于使凸轮传动臂在旋转头架的每个转动循环中回复至初始位置。

与凸轮传动臂相连的限位装置限制凸轮传动臂撞击撞销后绕枢轴转动的向前进给行程。