数控刀塔及其滑动锁止机构
阅读说明：本技术 数控刀塔及其滑动锁止机构 (Numerical control tool turret and sliding locking mechanism thereof ) 是由 林坚勇 林力 叶云富 王伟军 于 2021-09-22 设计创作，主要内容包括：本申请涉及一种数控刀塔及其滑动锁止机构,滑动锁止机构包括导轨及滑座,滑座滑动套设于导轨上,还包括摩擦块、传动件及驱动件；对应于一个导轨,摩擦块设有两个,且两个摩擦块分布于导轨的两侧；摩擦块滑动连接于滑座,且摩擦块的滑动方向平行于两个摩擦块的分布方向；传动件滑动连接于滑座；传动件设有两个导向面；导向面与摩擦块一一对应,且导向面用于抵接摩擦块背离导轨的一端；两个导向面之间存在夹角；驱动件连接于滑座,用于驱动传动件移动。滑座沿导轨移动到位后,驱动件动作以驱使传动件移动,以使得两个摩擦块抵紧导轨,以利用摩擦块与导轨之间的摩擦力实现对滑座的锁止,降低滑座偏移的概率,提高稳定性。(The application relates to a numerical control turret and a sliding locking mechanism thereof, wherein the sliding locking mechanism comprises a guide rail, a sliding seat, a friction block, a transmission part and a driving part, wherein the sliding seat is sleeved on the guide rail in a sliding manner; two friction blocks are arranged corresponding to one guide rail, and the two friction blocks are distributed on two sides of the guide rail; the friction blocks are connected to the sliding seat in a sliding mode, and the sliding direction of the friction blocks is parallel to the distribution direction of the two friction blocks; the transmission piece is connected with the sliding seat in a sliding way; the transmission part is provided with two guide surfaces; the guide surfaces correspond to the friction blocks one by one, and the guide surfaces are used for abutting against one ends of the friction blocks, which are far away from the guide rail; an included angle exists between the two guide surfaces; the driving piece is connected to the sliding seat and used for driving the driving piece to move. After the sliding seat moves in place along the guide rail, the driving piece moves to drive the transmission piece to move, so that the two friction blocks are abutted against the guide rail, the sliding seat is locked by utilizing the friction force between the friction blocks and the guide rail, the probability of the deviation of the sliding seat is reduced, and the stability is improved.)
技术领域
本申请涉及机床附件的领域，尤其是涉及一种数控刀塔及其滑动锁止机构。
背景技术
数控刀塔主要应用至机床上，数控刀塔上通常安装有多个不同的刀具，并可在程序的控制下调整某个刀具至加工工位，进而实现在不同的加工阶段利用合适刀具对工件进行加工。
同时，为了增大刀具对工件的加工范围，目前会在机床上设置驱动机构，以驱动刀塔在机床上滑动。驱动机构包括导轨、滑座及丝杆。导轨设于机床；滑座滑动套设于导轨上，且刀塔固定连接于滑座上；丝杆转动连接机床，且丝杆平行于导轨；并且，滑座还套设于丝杆的外周并构成丝杠副。工作时，利用伺服电机驱动丝杆转动，进而驱使滑座沿导轨移动，以带动刀塔移动。
但在工作过程中，安装于刀塔上的刀具切削工件时，刀具与工件之间会产生较大的相互作用力，工件对刀具的作用力传递至刀塔、滑座上，可能导致滑座发生偏移，影响加工稳定性。
发明内容
为了提高加工稳定性，本申请提供一种数控刀塔及其滑动锁止机构。
第一方面，本申请提供一种滑动锁止机构，采用如下的技术方案：
一种滑动锁止机构，包括导轨及滑座，所述滑座滑动套设于导轨上，其特征在于：还包括摩擦块、传动件及驱动件；
对应于一个所述导轨，所述摩擦块设有两个，且两个所述摩擦块分布于导轨的两侧；所述摩擦块滑动连接于滑座，且所述摩擦块的滑动方向平行于两个所述摩擦块的分布方向；
所述传动件滑动连接于滑座，且所述传动件的滑动方向垂直于摩擦块的滑动方向；所述传动件设有两个导向面；所述导向面与摩擦块一一对应，且所述导向面用于抵接摩擦块背离导轨的一端；两个所述导向面之间存在夹角，且两个所述导向面所在平面的交线垂直于传动件的滑动方向；
所述驱动件连接于滑座，用于驱动传动件移动。
通过采用上述技术方案，滑座沿导轨移动到位后，驱动件动作以驱使传动件移动并使得两个导向面所在平面的交线靠近摩擦块，进而使得两个摩擦块之间的间距缩小并抵紧导轨，以利用摩擦块与导轨之间的摩檫力实现对滑座的锁止，降低滑座偏移的概率，提高稳定性。
优选的，两个所述导向面与传动件滑动方向之间的夹角相等。
通过采用上述技术方案，驱动件对传动件施加的主动力经由导向面传递至摩擦块，力传递过程中，主动力平行于传动件滑动方向，在导向面处产生垂直于导向面的中间力，且该中间力分解形成平行于摩擦块滑动方向的从动力，且该从动力即为摩擦块与导轨之间的正压力；
因两个导向面与传动件滑动方向之间的夹角相等，则驱动件对传动件施加的主动力在两个导向面处产生大小相等的中间力，进而使得两个摩擦块与导轨之间的正压力相等，即两个摩擦块对导轨的挤压力为一对平衡力，有利于导轨保持稳定，进而有利于提高滑动套设于导轨上的滑座的稳定性。
优选的，所述传动件的滑动方向垂直于导轨，且两个所述导向面所在平面的交线平行于导轨。
通过采用上述技术方案，驱动件对传动件施加的主动力垂直于导轨，以避免主动力分解出平行于导轨的分力，使得驱动件的动作不影响滑座，有利于提高滑动套设于导轨上的滑座的稳定性。
优选的，还包括传动销，所述传动销的轴线平行于两个所述导向面所在平面的交线；所述传动销滑动连接于滑座，且滑动方向平行于所述摩擦块的滑动方向；所述传动销绕自身轴线转动连接于滑座；所述传动销位于导向面与摩擦块之间；
所述摩擦块朝向传动销的端面垂直于自身滑动方向。
通过采用上述技术方案，摩擦块与传动销之间的作用力垂直于摩擦块朝向传动销的端面，即摩擦块受到的来自传动销的作用力平行于自身滑动方向，以减少摩擦块与滑座之间的摩檫力；同时，导向面与传动销之间为滚动摩擦；
驱动件动作以驱使传动件移动，并通过导向面、传动销推动摩擦块抵紧导轨的过程中，基于上述原理，降低摩擦块和传动件移动时受到的阻力，以实现摩擦块快速抵紧导轨，完成对滑座的锁止。
优选的，还包括支撑销；所述支撑销的轴线平行于传动销的轴线，且所述支撑销绕自身轴线转动连接于滑座；所述支撑销与传动销的圆心连线平行于摩擦块的滑动方向；
所述传动件背离摩擦块的一端设有支撑面，所述支撑面平行于传动件的滑动方向，且所述支撑面滚动抵接于支撑销的外周。
通过采用上述技术方案，一方面，支撑面与支撑销之间为滚动摩擦，以降低传动件移动过程中受到的摩檫力；另一方面，传动销对传动件的作用力F1垂直于导向面并与传动销的轴线相交，并且支撑销对传动件的作用力F2垂直于支撑面并与支撑销的轴线相交，此时，作用力F2位于作用力F1远离两个导向面所在平面的交线的一侧，进而在传动件上施加弯矩，且该弯矩使得导向面与传动件的滑动方向的夹角减小，进而在驱动件对传动件施加的主动力不变的基础上，增大平行于摩擦块滑动方向的从动力（即增大摩擦块与导轨之间的正压力），保证对滑座的锁止的可靠性。
优选的，所述驱动件包括缸体、活塞板、推杆及脱离弹簧；所述缸体固定连接于滑座，所述活塞板滑动嵌设于缸体内，且所述活塞板与缸体之间滑动密封；所述推杆滑动连接于缸体，且所述推杆的一端伸入缸体内并抵接活塞板，所述推杆的另一端抵接传动件；
所述脱离弹簧位于传动件背离推杆的一侧，所述脱离弹簧的一端连接于滑座，所述脱离弹簧的另一端连接于传动件。
通过采用上述技术方案，需要锁止滑座时，向缸体内并位于活塞板背离推杆的一侧注入压缩气体，以使得活塞板向靠近推杆的方向移动，进而通过推杆推动传动件移动，并使得摩擦块抵紧导轨；同时，此方案有利于控制对传动件施加的作用力保持稳定，进而使得摩擦块稳定的抵紧导轨；
解锁时，缸体释放压力，脱离弹簧的弹性力驱使传动件复位，则摩擦块与导轨之间挤压力为0，滑座可沿导轨移动。
优选的，所述推杆的两端均设有球头；所述传动件朝向推杆的端面垂直于自身滑动方向。
通过采用上述技术方案，装配时，缸体的轴线可能与传动件的滑动方向之间存在偏差，此时，推杆两端的球头自适应该偏差，且推杆对传动件的作用力始终平行于传动件的滑动方向。
优选的，所述导向面与摩擦块滑动方向的夹角大于45°。
通过采用上述技术方案，使得平行于摩擦块滑动方向的从动力大于驱动件对传动件施加的主动力，且导向面与摩擦块滑动方向的夹角越小（夹角大于0），增力效果越显著，以保证对滑座的锁止的可靠性。
第二方面，本申请提供一种数控刀塔，采用如下的技术方案：
一种数控刀塔，包括刀塔本体及上述的滑动锁止机构，还包括底座，所述底座用于连接至机床，所述刀塔本体固定连接于滑座。
通过采用上述技术方案，加工工件时，刀塔本体随滑座沿导轨移动到位后，滑动锁止机构动作，以实现对滑座及其上刀塔本体的锁止，降低滑座偏移的概率，提高稳定性。
优选的，还包括丝杆及伺服电机，所述丝杆平行于导轨，且所述丝杆转动连接于底座；所述滑座连接于丝杆并构成丝杠副，所述伺服电机用于驱动丝杆转动。
通过采用上述技术方案，通过伺服电机及丝杠副精确控制滑座沿导轨的滑动距离，进而实现控制刀塔本体精准的移动，完成对工件的加工。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.滑座沿导轨移动到位后，驱动件动作以驱使传动件移动并使得两个导向面所在平面的交线靠近摩擦块，进而使得两个摩擦块之间的间距缩小并抵紧导轨，以利用摩擦块与导轨之间的摩檫力实现对滑座的锁止，降低滑座偏移的概率，提高稳定性；
2.导向面与摩擦块滑动方向的夹角大于45°，使得平行于摩擦块滑动方向的从动力大于驱动件对传动件施加的主动力，且导向面与摩擦块滑动方向的夹角越小（夹角大于0），增力效果越显著，以保证对滑座的锁止的可靠性。
附图说明
图1是滑动锁止机构的整体结构示意图。
图2是滑动锁止机构的剖视图。
图3是滑套的结构爆炸视图。
图4是传动件、支撑销、传动销之间的力分析图。
图5是缸体的结构爆炸视图。
图6是数控刀塔的整体结构示意图。
图7是数控刀塔的结构爆炸视图。
附图标记说明：1、导轨；2、滑座；21、座体；22、滑套；23、气道；3、摩擦块；4、传动件；41、导向面；42、支撑面；43、传动块；5、驱动件；51、缸体；511、缸套；512、内套；513、盖板；514、通气环槽；515、通气孔；52、活塞板；53、推杆；54、脱离弹簧；55、复位弹簧；56、限位环；561、通气开口；6、保持架；7、传动销；8、支撑销；
91、底座；92、刀塔本体；93、丝杆；94、伺服电机；95、同步带传动机构；951、同步带轮。
具体实施方式
以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。
参照图1，本申请实施例公开一种滑动锁止机构，包括导轨1及滑座2。滑座2包括座体21及滑套22。滑套22滑动套设于导轨1上；座体21固定连接于滑套22。本实施例中，导轨1并排设有两根，则滑套22对应设有两个；并以导轨1平行于Z轴为例进行说明，两个导轨1的分布方向平行于X轴；其中，X轴、Y轴和Z轴之间两两垂直。
参照图 2，滑动锁止机构还包括摩擦块3、传动件4及驱动件5。
参照图2和图3，对应于一根导轨1，摩擦块3设于两个；且两个摩擦块3分别位于导轨1的两侧。同时，两个摩擦块3的分布方向平行于X轴。
摩擦块3滑动嵌设于滑套22内，且摩擦块3的滑动方向平行于X轴。传动件4滑动嵌设于滑套22内，且传动件4的滑动方向垂直于X轴；本实施例中，传动件4的滑动方向平行于Y轴。
传动件4设有两个导向面41；两个摩擦块3及导轨1均位于两个导向面41之间，且两个摩擦块3相背的端面朝向导向面41。本实施例中，传动件4包括两个传动块43，且导向面41设于两个传动块43相对的端面处；在另一个实施例中，传动件4可设为U形，且导向面41设于传动件4的U形的内壁处。
两个导向面41之间存在夹角，且两个导向面41所在的平面的交线垂直于传动件4的滑动方向。本实施例中，对应于传动件4的滑动方向平行于Y轴，两个导向面41所在的平面的交线平行于Z轴。
同时，两个导向面41所在的平面与Y轴之间的夹角相等，且该夹角小于45°。本实施例中，导向面41所在的平面与Y轴之间的夹角为2.86°。
参照图2和图3，滑动锁止机构还包括保持架6、传动销7及支撑销8。
滑套22内设有滑孔及安装孔。滑孔的延伸方向平行于X轴；且摩擦块3滑动嵌设于滑孔内。安装孔的延伸方向平行于Y轴，且安装孔连通于滑孔。保持架6的长度小于安装孔的孔深，并使得保持架6滑动嵌设于安装孔内。
保持架6设有限位孔和嵌孔。限位孔沿平行于X轴的方向延伸并贯穿保持架6；传动销7及支撑销8的轴线均平行于Z轴，且传动销7及支撑销8均嵌设至限位孔内；同时，支撑销8位于传动销7背离摩擦块3的一侧，且传动销7的直径等于支撑销8的直径并等于限位孔沿Y轴方向的宽度。
嵌孔沿平行于Y轴的方向延伸并贯穿保持架6，且传动件4滑动嵌设于嵌孔内。传动件4位于传动销7与支撑销8之间。传动件4朝向支撑销8的端面设为支撑面42，且支撑面42垂直于X轴。导向面41朝向传动销7；并且，摩擦块3朝向传动销7的端面垂直于X轴。
参照图4，驱动件5动作以对传动件4施加平行于Y轴的主动力，主动力通过导向面41、传动销7传递至摩擦块3。具体的，主动力在导向面41处产生垂直于导向面41的中间力，且该中间力分解形成平行于X轴的从动力，且该从动力即为摩擦块3与导轨1之间的正压力。同时，从动力的大小乘以导向面41所在的平面与Y轴之间夹角的正切值等于主动力的大小；即在主动力大小不变的基础上，导向面41所在的平面与Y轴之间夹角越小，则从动力越大。
同时，导轨1对摩擦块3的反作用力传递至传动件4。具体的，传动销7对传动件4的作用力F1垂直于导向面41并与传动销7的轴线相交；支撑销8对传动件4的作用力F2垂直于支撑面42并与支撑销8的轴线相交，此时，作用力F2位于作用力F1不共线，进而在传动件4上施加弯矩M，且弯矩M使得导向面41所在的平面与Y轴之间的夹角减小，进而在驱动件5对传动件4施加的主动力不变的基础上，增大从动力，以增大摩擦块3与导轨1之间的挤压力。
参照图2，驱动件5包括缸体51、活塞板52、推杆53、脱离弹簧54及复位弹簧55。
缸体51固定连接于滑座2。活塞板52的轴线平行于Y轴；活塞板52同轴滑动嵌设于缸体51内，且活塞板52与缸体51之间滑动密封。
推杆53的轴线平行于Y轴，且推杆53的两端均设有球头。推杆53沿自身轴向滑动连接于缸体51；推杆53的一端伸入缸体51内并用于抵接活塞板52，推杆53的另一端可伸出缸体51并用于抵接传动件4。本实施例中，推杆53并排设有两个，并与两个传动块43一一对应。
脱离弹簧54设于安装孔内，且脱离弹簧54的轴线平行于Y轴。脱离弹簧54的一端抵紧安装孔的内壁，脱离弹簧54的另一端抵紧传动件4。本实施例中，脱离弹簧54并排设有两个，并与两个传动块43一一对应。
复位弹簧55设于缸体51内，并位于活塞板52朝向推杆53的一侧，且复位弹簧55的轴线与缸体51的轴线重合。脱离弹簧54的一端抵紧缸体51的内壁，脱离弹簧54的另一端抵紧活塞杆。
参照图2和图5，缸体51包括缸套511、内套512及盖板513。缸套511与座体21一体成型，座体21内设有气道23。同时，缸套511的内周设有通气环槽514，且通气环槽514与气道23相连通。内套512同轴并过盈嵌至缸套511内，则通气环槽514的内壁与内套512的外壁合围成气体通道；并且，内套512设有通气孔515，通气孔515沿内套512的周向均匀的设有多个，且所有通气孔515均连通至气体通道。盖板513固定连接至缸套511，并密封。
活塞板52同轴滑动嵌设至内套512中，活塞板52背离推杆53的一端同轴设有限位环56，且限位环56外径小于的活塞板52直径，使得限位环56的外周与内套512的内周之间形成通气间隙；同时，当限位环56远离活塞板52的一端碰触盖板513时，通气孔515与通气间隙相连通。
限位环56还设有通气开口561，通气开口561贯穿限位环56的内壁和外壁，进而在限位环56远离活塞板52的一端碰触盖板513时，压缩气体可依次经由气道23、气体通道、通气孔515、通气间隙、通气开口561进入缸体51内，以推动活塞板52移动，进而通过推杆53对传动件4施加主动力。
本申请实施例一种滑动锁止机构的实施原理为：滑座2沿导轨1移动到位后，向气道23内通入压缩气体以驱使活塞板52移动，进而通过推杆53对传动件4施加主动力，主动力通过导向面41、传动销7传递至摩擦块3，使得摩擦块3抵紧导轨1，进而依靠摩擦块3于导轨1之间的摩檫力实现锁止滑座2；
需再次移动滑座2时，则缸体51内的压缩气体从气道23处释放而出，脱离弹簧54及复位弹簧55的弹性力使得传动件4复位，则摩擦块3与导轨1之间无挤压力，此时，可移动滑座2。
参照图6、7，本申请实施例还公开一种数控刀塔，包括底座91、刀塔本体92及上述的滑动锁止机构。底座91用于固定连接至机床，导轨1固定连接于底座91，且刀塔本体92固定连接于滑座2。
数控刀塔还包括丝杆93、伺服电机94及同步带传动机构95。丝杆93平行于Z轴，且丝杆93转动连接于底座91；滑座2连接于丝杆93并构成丝杠副。伺服电机94通过同步带传动机构95以驱动丝杆93转动。同步带传动机构95包括两个同步带轮951及一条同步皮带，一个同步带轮951同轴固定连接于丝杆93；另一个同步带轮951同轴固定连接于伺服电机94的输出轴，同步皮带绕设至两个同步带轮951的外周。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种用于车加工的专用三爪卡盘