一种不落轮车床用刀架装置的制作方法

1.本实用新型涉及数控机床领域，具体而言，涉及一种不落轮车床用刀架装置。


背景技术：

2.随着我国国家铁路列车、动车组、城市轻轨及地铁列车的快速发展，列车走行部分的轮对综合精度要求相应地越来越高，作为轮对检修加工配套设备的数控不落轮车床也必须持续改进，巩固提高其加工精度以适应要求。
3.数控不落轮车床中的刀架系统设置在机床中部，而刀架系统包括左数控刀架系统、右数控刀架系统，两者外形对称，结构相同，分别安装于数控不落轮车床中的两个床身内侧面和底座上，并与床身、底座连接为一体；而左数控刀架系统和右数控刀架系统中的数控刀架装置均由刀架座、x向滑动拖板、z向滑动拖板、x向伺服电机、z向伺服电机、行星减速机及数控刀具组成，刀具用压紧螺栓固定在x向滑动拖板的夹刀槽内。
4.目前，数控刀架系统中的x向(横)运动、z向(纵)运动均由车床cnc数控系统进行控制，x向伺服电机、z向伺服电机通过行星减速机分别固定在x向滑动拖板、z向滑动拖板的尾端部位上，x向滑动拖板和z向滑动拖板的导轨均采用淬火镶钢导轨，x向伺服电机、z向伺服电机均通过行星减速机、滚珠丝杠螺母副驱动x向滑动拖板、z向滑动拖板滑动，使安装在x向滑动拖板上的数控刀具实现对轮对进行自动加工切削。但车床数控刀架系统在实际运行中，由于z向滑动拖板采用镶钢导轨副滑动导向运动，长期运动以后，会产生配合间隙过大、运行阻力大和镶钢导轨调节麻烦等问题，从而造成数控刀架z向走刀运动时会出现卡滞、爬行等不顺畅缺陷，致使轮对加工轮廓形状失准，严重者甚至还会造成加工轮对报废，因此，刀架z向走刀运行的顺畅性及精度显得非常重要，必须要进一步加以解决。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种不落轮车床用刀架装置，使z向滑动拖板运行平稳顺畅，保证被加工轮对轮缘、踏面等轮廓形状精度符合标准，进一步优化了巩固不落轮车床刀架系统的自动加工切削、检测功能。
6.为实现本实用新型目的，采用的技术方案为：一种不落轮车床用刀架装置，包括刀架底座、可z向滑动的z向滑动拖板、可x向滑动的x向滑动拖板，刀架底座上安装有供z向滑动拖板导向的z向滑动导向结构，所述z向滑动导向结构为安装在刀架底座与z向滑动拖板之间的z向滚动导轨。
7.进一步的，所述z向滑槽为一个，z向导轨为两个，两个z向滚动导轨为两个，两个z向滚动导轨分别位于z向滑动拖板左右两侧。
8.进一步的，所述刀架底座还转动支承有z向延伸的z向丝杠，且z向滑动拖板上还安装有与z向丝杠配合的z向丝母座。
9.进一步的，所述刀架底座上还安装有z向伺服电机，z向伺服电机输出端安装有z向减速器，z向减速器与z向丝杠传动连接。
10.进一步的，所述z向滑动拖板上安装有供x向滑动拖板导向的x向滑动导向结构，x向滑动导向结构为安装在z向滑动拖板与x向滑动拖板之间的x向滚动导轨。
11.进一步的，所述x向滚动导轨为两个，两个x向滚动导轨分别位于x向滑动拖板左右两侧。
12.进一步的，所述z向滑动拖板还转动支承有x向延伸的x向丝杠，且x向滑动拖板上还安装有与x向丝杠配合的x向丝母座。
13.进一步的，所述z向滑动拖板上还安装有x向伺服电机，x向伺服电机输出端安装有x向减速器，x向减速器与x向丝杠传动连接。
14.进一步的，所述x向滑动拖板与x向丝母座通过定位销固定连接。
15.进一步的，所述定位销上还套设有压紧在x向丝母座与x向滑动拖板之间的修正垫。
16.本实用新型的有益效果是，
17.通过在刀架底座与z向滑动拖板之间安装z向滚动导轨，使刀架底座与z向滑动拖板结合了v形沟槽及滚动体的结构，可承受高负载、高刚性，运行平滑稳定，互换性好；同时，定位精度高，速度影响的摩擦系数极小，静摩擦力与动摩擦力差距很小，润滑结构简单，维护时只需注入润滑脂或润滑油即可，力学结构设计理想，滚动摩擦系数能实现最小化，使摩擦接触面的磨耗能达到最低，有利于长时间维持z向滑动拖板的运行精度。
附图说明
18.附图示出了本实用新型的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本实用新型的原理，其中包括了这些附图以提供对本实用新型的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
19.图1是本实用新型提供的不落轮车床用刀架装置的结构示意图；
20.图2是图1的纵剖示意图；
21.图3是图1的横剖示意图。
22.附图中标记及相应的零部件名称：
23.1、刀架底座，2、z向滑动拖板，3、z向滚动导轨，4、z向丝杠，5、z向丝母座，6、定位销，7、z向伺服电机，8、z向减速器，9、x向滚动导轨，10、x向丝杠，11、x向丝母座，12、x向伺服电机，13、x向减速器，14、x向滑动拖板，15、修正垫。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分。
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。
26.如图1、图2、图3所示，本实用新型提供的一种不落轮车床用刀架装置，包括刀架底座1、z向滑动拖板2、x向滑动拖板14，z向滑动拖板2在刀架底座1上可沿z向进行往复运动，x向滑动拖板14在z向滑动拖板2上可沿x向进行往复运动，且刀架底座1与z向滑动拖板2上上
共同安装有使z向滑动拖板2在沿z向往复运动过程中可进行导向的z向滑动导向结构。
27.所述z向滑动导向结构为安装在刀架底座1与z向滑动拖板2之间的z向滚动导轨3，z向滚动导轨3即为与现有的滚动导轨，z向滚动导轨3的延伸方向与z向滑动拖板2的滑动方向一致，具体的，z向滚动导轨3包括z向滑块、z向滑轨和滚针一，z向滑块固定安装在z向滑动拖板2的下表面，z向滑轨固定安装在刀架底座1的上表面，而滚针一安装在z向导轨与z向滑块的导轨面上。通过将z向滚动导轨3安装在刀架底座1与z向滑动托板2之间，使刀架底座1与z向滑动拖板2之间的滑动由滑动摩擦便成为滚动摩擦，使z向滑动托板2在沿z向滑动时更加平稳，并使z向滑动托板2在滑动时精度更高。
28.在刀架底座1与z向滑动拖板2之间安装z向滚动导轨3，使刀架底座1与z向滑动拖板2结合了v形沟槽及滚动体的结构，可承受高负载、高刚性，运行平滑稳定，互换性好；同时，定位精度高，速度影响的摩擦系数极小，静摩擦力与动摩擦力差距很小，润滑结构简单，维护时只需注入润滑脂或润滑油即可，力学结构设计理想，滚动摩擦系数能实现最小化，使摩擦接触面的磨耗能达到最低，有利于长时间维持z向滑动拖板2的运行精度。
29.作为本实施方式的更进一步改进，z向滚动导轨3为两个，两个z向滚动导轨3在安装时分别安装在z向滑动托板2的左右两侧，此处z向滑动托板2的左右两侧即为z向滑动托板2长度方向的两端，使z向滑动托板2在沿z向滑动时能通过两个z向滚动导轨3共同支撑滑动，使z向滑动托板2的滑动更加平稳。
30.作为本实施方式的更进一步改进，所述刀架底座1还转动支承有z向延伸的z向丝杠4，z向丝杠4的两端均通过轴承座支承在刀架底座1上，使z向丝杠4在刀架底座1上可充分的转动；同时，z向丝杠4上还安装有与其螺纹配合的z向丝母座5，z向丝母座5与z向滑动拖板2固定连接，当z向丝杠4在转动时，由于z向滑动拖板2不能进行转动，因此，通过z向丝杠4与z向丝母座5螺纹配合，使z向丝杠4在转动时，z向丝母座5在z向丝杠4上沿其轴线方向运动，从而带动z向滑动拖板2运动，使z向滑动拖板2的驱动更加简单，使z向滑动拖板2在运动过程中更加平稳。
31.作为本实施方式的更进一步改进，所述z向丝母座5与z向滑动拖板2通过定位销6连接，即，定位销6的两端分别过盈配合插设在z向丝母座5、z向滑动拖板2内，使z向丝母座5与z向滑动拖板2之间的连接更加简单。
32.作为本实施方式的更进一步改进，所述定位销6上还套设有压紧在z向丝母座5与z向滑动拖板2之间的修正垫15，使z向丝母座5与z向滑动拖板2之间的连接更加稳固，避免长期使用下z向丝母座5与z向滑动拖板2之间产生松动。
33.作为本实施方式的更进一步改进，所述刀架底座1上还安装有z向伺服电机7，z向伺服电机7通过螺钉固定，且z向伺服电机7输出端还安装有z向减速器8，z向减速器8能降低z向伺服电机7的转速，z向减速器8的输出端与z向丝杠4传动连接，使z向伺服电机7在转动时，z向伺服电机7的转动速度在通过z向减速器8降低后带动z向丝杠4转动，从而实现对z向丝杠4的驱动。在此处，z向减速器8与z向丝杠4之间的传动可采用齿轮传动、皮带传动、链条传动、直接传动等传动方式，在方便对z向伺服电机7安装的情况下，z向减速器8与z向丝杠4之间的传动方式可随意选择。
34.作为本实施方式的更进一步改进，所述z向滑动拖板2上安装有供x向滑动拖板14导向的x向滑动导向结构，x向滑动导向结构为安装在z向滑动拖板2与x向滑动拖板14之间
的x向滚动导轨9，x向滚动导轨9即为与现有的滚动导轨，x向滚动导轨9的延伸方向与x向滑动拖板14的滑动方向一致，具体的，x向滚动导轨9包括x向滑块、x向滑轨和滚针二，x向滑块固定安装在x向滑动拖板14的下表面，x向滑轨固定安装在z向滑动拖板2的上表面，而滚针二安装在x向导轨与x向滑块的导轨面上。通过将x向滚动导轨9安装在z向滑动拖板2与x向滑动拖板14之间，使z向滑动拖板2与x向滑动拖板14之间的滑动由滑动摩擦便成为滚动摩擦，使x向滑动拖板14在沿x向滑动时更加平稳，并使x向滑动托板14在滑动时精度更高。
35.作为本实施方式的更进一步改进，x向滚动导轨9为两个，两个x向滚动导轨9在安装时分别安装在x向滑动托板14的左右两侧，此处x向滑动托板14的左右两侧即为x向滑动托板14长度方向的两端，使x向滑动托板14在沿x向滑动时能通过两个x向滚动导轨9共同支撑滑动，使x向滑动托板14的滑动更加平稳。
36.作为本实施方式的更进一步改进，所述z向滑动拖板2还转动支承有x向延伸的x向丝杠10x向丝杠10的两端均通过轴承座支承在z向滑动拖板2上，使x向丝杠10在z向滑动拖板2上可充分的转动；同时，x向丝杠10上还安装有与其螺纹配合的x向丝母座11，x向丝母座11与x向滑动拖板14固定连接，当x向丝杠10在转动时，由于x向滑动拖板14不能进行转动，因此，通过x向丝杠10与x向丝母座11螺纹配合，使x向丝杠10在转动时，x向丝母座11在x向丝杠10上沿其轴线方向运动，从而带动x向滑动拖板14运动，使x向滑动拖板14的驱动更加简单，使x向滑动拖板14在运动过程中更加平稳。
37.作为本实施方式的更进一步改进，所述z向滑动拖板2上还安装有x向伺服电机12，x向伺服电机12通过螺钉固定，且x向伺服电机12输出端还安装有x向减速器13，x向减速器13能降低x向伺服电机12的转速，x向减速器13的输出端与x向丝杠10传动连接，使x向伺服电机12在转动时，x向伺服电机12的转动速度在通过x向减速器13降低后带动x向丝杠10转动，从而实现对x向丝杠10的驱动。在此处，x向减速器13与x向丝杠10之间的传动可采用齿轮传动、皮带传动、链条传动、直接传动等传动方式，在方便对x向伺服电机12安装的情况下，x向减速器13与x向丝杠10之间的传动方式可随意选择。
38.作为本实施方式的更进一步改进，所述x向丝母座11与x向滑动拖板14也通过定位销6连接，即，定位销6的两端分别过盈配合插设在x向丝母座11、x向滑动拖板14内，使x向丝母座11与x向滑动拖板14之间的连接更加简单。
39.作为本实施方式的更进一步改进，所述定位销6上还套设有压紧在x向丝母座11与x向滑动拖板14之间的修正垫15，使x向丝母座11与x向滑动拖板14之间的连接更加稳固，避免长期使用下x向丝母座11与x向滑动拖板14之间产生松动。
40.在使用时，将刀具安装在x向滑动拖板14上，且需要对轮对进行加工时；当需要将刀具向x向进给时，x向伺服电机12正转，x向减速器13对x向电机的输出端进行降速，降速后，x向减速器13输出端带动x向丝杠10转动，x向丝杠10在转动时，通过x向丝杠10与x向丝母座11的配合，使x向在转动的同时x向丝母座11前进，x向丝母座11前进的同时带动x向滑动拖板14前进，使安装在x向滑动拖板14上的刀具实现进给；当需要将刀具z向进给时，z向伺服电机7正转，z向减速器8对z向伺服电机7的输出端进行降速，降速后，z向减速器8输出端带动z向丝杠4转动，z向丝杠4在转动时，通过z向丝杠4与z向丝母座5的配合，使z向在转动的同时z向丝母座5前进，z向丝母座5前进的同时带动z向滑动拖板2前进，使x向滑动拖板14及安装在x向滑动拖板14上的刀具实现进给。当轮对加工完成后，x向伺服电机12、z向伺
服电机7反转，使安装在x向滑动拖板14上的刀具复位即可。
41.本实用新型通过刀架系统进行改进，有利于用长期稳定的x向滑动拖板14、z向滑动拖板走行精度来保证车床执行数控程序精准到位，使加工轮对轮缘、踏面等轮廓形状精度符合标准，优化巩固车床的刀架系统自动加工切削、检测功能，不仅提高了用户满意度，还提高了产品综合技术性能，扩大了产品在国家铁路列车、动车组、城市轻轨及地铁列车等市场领域的占有率，带来产品经济效益和社会效益增长。
42.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
43.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
44.本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本实用新型，而并非是对本实用新型的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本实用新型的范围内。