专利名称：用于调整电动机床两个组件相对位置的装置的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及要求准确、快速而容易地调整两组件的相对位置的机床或机器。更具体地说，但不是唯一的，本发明涉及用于消除电动机床或机器的机械元件中螺纹互联产生的间隙的装置，该间隙在反向运动中最为明显，或称为无效行程。
木材加工或金属成形过程中采用多种电动机床，可有效且精确地使工件形状达到要求的尺寸和表面质量。这些机床通常包括工件成形元件，如钻头，切削刀片等，它们可以相对于工件进行调整。例如，大多数情况下，工件成形元件相对于支撑工件的基座或工作台是可调整的。很多场合需要对工件成形元件进行快速和精确地调整才能达到要求。
木工刨床是工件成形元件相对工件可调整的这种机床的一个例子。传统的刨床用于板的表面刨削，其曲型刨床包括一个或多个可转动地安装于可竖直移动刀架上的切削刀片。在典型的木工表面刨床中，刀架和工件支撑表面或工作台之间限定了可选择地调整的工件通道。一个或多个可转动安装于刀架上的切削刀片露置于工件通道附近。刀架可移动地安装于多个支撑立柱上，使其可相对工件支撑表面移动，因而可调整工件通道的竖直尺寸，进而有选择地确定工件材料的切削量。
多数通过工件通道的工件都应该满足指定的厚度和表面质量的要求。通过相对于支撑表面调整刀架，可以使一次走刀的材料的切削量有所不同。这种调整主要通过旋转与刀架螺旋啮合的驱动丝杠来完成。与其它的木材加工和金属成形加工一样，若刨床能以精确的容许公差、高的表面质量和有效的可再加工度完成工件的粗加工就是极理想的。
许多商业上获得成功的机床投入使用，它们带有可调整的工件成形元件，其通过可转动的驱动丝杠来进行直线进给，所有这些机床都有待于改进。具体地说，带有工件成形元件的组件和可转动的驱动丝杠之间，所需要的螺旋间隙导致了它们之间的互联间隙，该间隙在驱动丝杠的反向运动中最为明显。由于驱动丝杠的初始反向旋转只产生了螺旋间隙，而没有相应地形成工件成形元件的进给，所以对实际和可见的成形加工质量有不利的影响。
本发明的基本目的是提供一种机床或机器，其中可以快速和精确地设定两组件的相对位置。
本发明的主要目的是提供一种用于进行刨削工件表面的电动机床，其包括一种用于消除螺旋驱动丝杆和线性平移组件之间连接的间隙的装置，该间隙在驱动丝杠回程运动时最为明显，或称为无效行程。
本发明的相关目的在于，通过使机床的可移动组件和驱动丝杠之间的螺旋外侧始终保持啮合，而基本上消除它们之间不可避免的螺旋间隙而导致的工件成形误差。
本发明的另一个目的是提供一种对工件进行成形加工的机床，如木工刨床，其具有结构简单且成本低的装置，可以消除无效行程，从而增加成形加工的实际的和可见的精确度。
本发明的一种形式提供了一种用于调整电动机床的第一组件和第二组件相对位置的装置。第一组件包括具有多个内螺纹的孔。装置包括与第一组件和第二组件相连的驱动丝杠。驱动丝杠具有多个外螺纹，其与多个内螺纹相啮合。带有内螺纹的元件与多个外螺纹啮合。在具有内螺纹的元件和第二组件之间设置了一偏压元件，偏压元件始终与第二组件偏压配合。
本发明的另一种形式中，提供了用于对工件进行成形加工的机床，其包括第一和第二组件。第一组件用于接合工件。第一和第二组件之一可以相对于第一和第二组件中的另一组件移动。可移动元件包括具有多个内螺纹的孔。工件成形元件安装于可移动元件上。驱动丝杠与第一和第二组件相连，且具有与多个内螺纹啮合的多个外螺纹。偏压元件始终与可移动组件偏压配合。当驱动丝杠沿第一方向旋转，继而又沿第二方向旋转时，多个内螺纹和多个外螺纹之间始终保持接触。
通过参照附图阋读下面的较佳实施例的详细说明，可以更清楚地理解本发明的目的和优点，其中
图1是一便携式木工刨床的立体图，其具有按照本发明较佳实施例的用于消除螺旋联接组件间的间隙的装置；图2是图1所示便携式木工刨床的上部的各个元件的分解立体图；图3是图1所示便携式木工刨床的下部的各个元件的分解立体图；图4是图2所示偏压元件的放大立体图5是放大横截面图，表示出图2的偏压元件、无效行程螺母和铸件刀架之间的协同关系；图6是类似于图5的进一步放大的横截面图，表示出驱动丝杠的外螺纹和无效行程螺母及铸件刀架的内螺纹之间的配合关系。
因为需要，这里公开了本发明详细的实施例。但应理解公开的实施例仅仅是发明的例子，而本发明可以多种形式实施。因此这里所公开的特定的功能和结构细节并不表示为限制，而只作为权利要求的基础，用于指导本领域的熟练技术人员以任何合适的详细结构来多样性地实施本发明。
本发明广泛应用于多种类型的电动机床，其包括带有工件成形元件的可调整组件。可调整组件相应于螺旋驱动丝杠的转动可沿直线平移。在介绍本发明的具体细节之前，应该简单了解具有本发明技术的典型的电动机床。
参见附图，尤其在图1至图3中，相同或相等同的零件用相同的标号表示，图中示出了以便携式木工刨床为代表的典型的电动机床。标号10一般代表便携式木工刨床。另外，与本发明不直接相关的所述便携式木工刨床10的多个特征的进一步描述，刊登在待审批的其号为NO____申请中，其于1996年6月5日同时申请，因此可结合参考。
所示的刨床10一般包括框架12，其具有一对相对侧面14和16、顶盖18和基座20。基座包括一对支脚22和工件支撑表面或工作台23。所示刨床10还包括由铸件26一体成形构成的刀架24。刀架24和基座20共同限定了用于容纳工件30的工件通道28。在一种应用中，便携式木工刨床10的工件通道28的尺寸与工件一致，具有12.5英寸或更小的名义宽度。刨床10还包括用于进一步支撑工件30的向前和向后延伸的进给台32和34。在图1中，部分位于工件通道28内的工件30由虚线示出。
如图2的分解图所示，刀头36安装于刀架24上，使其露置于邻近刀架24的下方，靠近工件通道28。刀架24还带有一对进给辊(未示出)。刀头36和进给辊以传统的方式可旋转地连接刀架24。刀头36上包括可替换刀片38，该刀片由固定板40可移动地固定，并通过位于刀架24内的电机(未示出)驱动刀头。从刀架24的前面44伸出的接通/断开开关42，控制着从电线(未示出)到电机的电能的供给。
特别参见图2和图3的分解视图，所示的刀架24可滑动地安装于多个支撑立柱或支撑柱杆上，以便双向竖直运动。图3示出一个支撑立柱，其标号为46。多个立柱的每一支撑立柱46一般为圆柱形，并具有与框架12的基座20上的沉孔50相配合的底端48。支撑立柱46还包括与形成在顶盖18下侧相类似沉孔(未示出)相配合的上端52。螺旋紧固件54穿过顶盖18和基座20上的孔56，并与立柱46的顶端48和底端52上的锥孔(未示出)相配合。在所述实施例中，四个支撑立柱46支撑着刀架24。刀架24可以沿着行进轨道有选择的向上或向下平移，并通过位于刀架24的四角铸件26中的一体成形孔58进行导向。
如图2所示，将深度度盘60装在框架12的侧面14，其用标记指示工件30所要求的厚度。深度度盘60与安装在刀架24上的指示器62协同作用。当刀架24竖直移动时，深度度盘60上的指示器62指示出工件30所要求的厚度。
再参照图4至图6，并以前述的典型的电动机床10为基础，本发明特定技术的实例是用于调整第一组件(例如刀架24)相对于第二组件(例如支撑工作台)位置的装置。在所述实施例中，用于调整刀架24相对于支撑工作台23位置的装置的作用，是通过相对于工件30可选择地竖直移动工件成形元件(如切削刀片44)，来选择工件30的切削深度。
为了可选择地控制刀架24相对于支撑工作台23的竖直调整，本发明包括第一和第二驱动丝杠64和66，它们均具有多个外螺纹68。第一和第二驱动丝杠64和66，穿过位于刀架24的铸件26中向上延伸形成的凸耳71上的孔70。孔70具有多个内螺纹72，用于与相应的驱动丝杠的多个外螺纹68相互啮合。第一和第二驱动丝杠64和66类似，都具有直径减小的底部74，该底部穿过基座20上形成的孔76。带有槽80的锁定板78，与形成于驱动丝杠64中靠近直径减小的底部74上的槽81相啮合。锁定板78通过一合适的紧固件82被固定于基座20上，其作用是将驱动丝杠64、66可旋转地内接到基座20。
螺旋弹簧84环绕每一驱动丝杠64和66的下部操作螺旋弹簧84，用于产生向上的力，借以抵消刀架24重量的主要部分。因此，需要相当量的力来向上或向下推进刀架24。
第一驱动丝杠64还具有直径减小的顶端86，该顶端穿过框架12的顶盖18，并固定于手柄组件88。在所述实施例中，所示手柄组件88包括手柄座92和手柄体94，该手柄体可折叠地互连接手柄座92。指示盘96旋转安装于手柄座92的顶面，其上印有代表刀架运行的标记，作为手柄组件88的功能，即，在指示盘96的圆周上间隔设置标记，该标记反映刀架24的竖直运动量，这是通过第一驱动丝杠64的相应旋转作为螺旋深度的功能来实现的。在一种应用中，指示盘96标有90度间隔。
特别参见图2，本发明表示出带有链轮装置98，用于可旋转地互连接第一驱动丝杠64和第二驱动丝杠66。链轮装置98包括安装于第一驱动丝杠64的直径缩小的底端82上的主动链轮100，和安装于第二驱动丝杠66的直径缩小的底端82上的从动链轮102。驱动链(部分示于标号104)互连接主动链轮100和从动链轮102。驱动链104还环绕具有传统结构的链张紧机构106，机构106具有一对中间链轮107。链张紧机构106通过合适的紧固件108固定到基座20的底侧。
再参见图4至图6，图中说明第一驱动丝杠64的多个外螺纹68和孔70的多个内螺纹之间的机械的互联接。从下面可明显得知，该联接包括抗无效行程装置，用于消除螺纹68和72之间的间隙，该间隙在驱动丝杠64的反向运动中最为明显。
所述的抗无效行程机构，包括夹持于刀架24的铸件26，与最好是以无效行程螺母112形式的内螺纹件之间的偏压件110。偏压件110最好是由金属或其它合适形式的固定材料制成的波形弹簧。波形弹簧110在轴向预定的载荷下受压。那些本领域熟练的技术人员很容易理解到，可以采用多种类型的偏压件，其中包括但不限于螺旋弹簧等。所示的波形弹簧110最好环绕驱动丝杠，在一种应用中，环状波形弹簧的半径尺寸大约是1/8英寸。
无效行程螺母112包括带有多个内螺纹116的孔114，这些内螺纹与驱动丝杠64的外螺纹68啮合。在无效行程螺母112的底侧靠近圆周形成环槽118，其具有近似相应于波形弹簧110的宽度尺寸的宽度。在较佳实施例中至少有一定位件，它包括一对台肩螺栓120，该螺栓穿过位于无效行程螺母112上的孔122，并与形成于刀架24的铸件26上的孔124螺纹配合。台肩螺栓120包括位于无效行程螺母112上的头部126，该螺栓功能是保证无效行程螺母112的径向位置，同时允许轴向运动和轴向容许位移。应当理解，对熟练技术人员可以选择多种紧固装置，其中包括但不限于销钉，还包括可以完成台肩螺栓功能的其它公知构件。波形弹簧110的压缩在刀架24的铸件26和无效行程螺母112之间产生足够的力，用以保持螺纹68和72外侧的螺旋啮合。其直接结果是，由于形成了刀架24对于驱动丝杠64的反向旋转的立即反应，从而降低了实际和可见的切削加工误差。
在所述实施例中，对应于第二驱动丝杠66和铸件26的相应孔70之间的机械互联接，采用了基本相同的抗无效行程装置。在图2的分解图中，关于第一驱动丝杠64和刀架铸件26之间的互联接所引用的参考标号，用于标示第二驱动丝杠66和铸件26的相同等效组件。
上述说明构成了本发明的较佳实施例，应当理解，在不越出本发明的适当范围或正确意义的情况下，可以对本发明进行改进、变化和更改。而且，虽然本发明的多个特征是通过便携式木工刨床加以说明和显示的，但对于熟练技术人员应当理解，许多技术特征适应于其它电动机床。
权利要求
1.一种用于调整电动机床的第一组件和第二组件之间相对位置的装置，第一组件包括具有多个内螺纹的孔，该装置包括可沿第一方向和第二方向旋转的驱动丝杠，所述驱动丝杠具有多个外螺纹，其可以与第一组件的多个内螺纹相互啮合；与多个外螺纹相互啮合的内螺纹件；和位于所述内螺纹件和第一组件之间的偏压件，所述偏压件与第一组件偏压接触配合。
2.如权利要求1所述的用于调整电动机床的第一组件和第二组件之间相对位置的装置，其中沿所述第一方向驱动丝杠的旋转，使第二组件朝向第一组件平移，而沿所述第二方向驱动丝杠的旋转，使第二组件远离第一组件平移。
3.如权利要求1所述的用于调整电动机床的第一组件和第二组件之间相对位置的装置，其中操作所述偏压件，用于使第一组件的内螺纹和所述驱动丝杠的外螺纹，在它们的外侧始终保持接触。
4.如权利要求1所述的用于调整电动机床的第一组件和第二组件之间相对位置的装置，其中所述内螺纹件包括一般的环形无效行程螺母，在其底侧形成用于容纳部分所述偏压件的槽。
5.如权利要求4所述的用于调整电动机床的第一组件和第二组件之间相对位置的装置，还包括至少一个所述无效行程螺母和第一组件互连接的定位件，所述至少一个定位件操作用于保持所述无效行程螺母相对于所述驱动丝杠的径向位置，并允许它们之间的轴向运动和轴向容许位移。
6.如权利要求1所述的用于调整电动机床的第一组件和第二组件之间相对位置的装置，其中所述偏压件是波形弹簧。
7.一种对工件进行成形加工的机床，该机床包括第一组件，用于接合工件；第二组件，位于相对所述第一组件的竖直方向上；第一和第二组件之一可以相对于第一组件和第二组件中的另一组件移动，所述第一和第二组件之一包括带有多个内螺纹的孔；工件成形元件，安装于所述的第一和第二组件之一上。驱动丝杆，相互连接所述第一和第二组件，所述驱动丝杠包括与所述多个内螺纹相啮合的多个外螺纹，所述驱动丝杠可沿第一方向旋转，用于将所述第二组件朝向所述第一组件竖直平移，而所述驱动丝杠可沿第二方向旋转，用于将第二组件竖直平移远离所述第一组件；和偏压件，始终与所述第一和第二组件之一偏压接触配合；因此当所述驱动丝杆沿第一方向，随后沿第二方向旋转时，使所述多个内螺纹和所述多个外螺纹外侧之间始终保持接触。
8.如权利要求7所述的对工件进行成形加工的机床，其中所述第一和第二组件之一是所述第二组件。
9.如权利要求8所述的对工件进行成形加工的机床，其中所述偏压件操作用于把所述第二组件朝向所述第一组件偏压。
10.如权利要求9所述的对工件进行成形加工的机床，还包括与所述驱动丝杠螺纹配合的第三组件，所述偏压件位于所述第二和第三组件之间。
11.如权利要求10所述的对工件进行成形加工的机床，还包括至少一个所述第三组件和第一组件互连接的定位件，所述至少一个定位件操作用于保持所述第三组件相对于所述驱动丝杠的径向位置，而且允许它们之间的轴向运动和轴向容许位移。
12.如权利要求7所述的对工件进行成形加工的机床，其中所述偏压件是波形弹簧。
13.一种用于刨削工件表面的刨床，该刨床包括刀架，其具有至少一个可转动刀片，所述刀架还包括带有多个内螺纹的孔；工件支撑元件，其相对所述刀架 竖直配置，以便在它们之间限定一个可选择调整的工件通道；所述刀架之一可滑动地安装于所述多个支撑立柱上，用于沿着运行轨道可选择地双向移动，并且所述工件支撑元件可滑动地安装于所述多个支撑立柱上，用于沿着运行轨道可选择地双向移动；第一驱动丝杠，其包括与多个内螺纹相啮合的多个外螺纹，所述第一驱动丝杠可以沿着第一方向和第二方向旋转；以及偏压件，其与所述刀架始终偏压配合，使得当所述第一驱动丝杠沿第一和第二方向旋转时，所述内螺纹和所述外螺纹的外侧始终保持啮合状态。
14.如权利要求13所述的用于刨削工件表面的刨床，其中所述驱动丝杠沿所述第一方向的旋转，导致所述刀架竖直向上位移，所述驱动丝杠沿所述第二方向的旋转，导致所述刀架竖直向下位移。
15.如权利要求13所述的用于刨削工件表面的刨床，其中所述偏压件操作用于将所述刀架朝向所述工件支撑元件进行偏压。
16.如权利要求15所述的用于刨削工件表面的刨床，还包括与所述驱动丝杠螺纹啮合的无效行程螺母，所述偏压件安排在所述无效行程螺母和所述刀架之间。
17.如权利要求16所述的用于刨削工件表面的刨床，还包括至少一个所述无效行程螺母和所述刀架互连接的定位件，所述至少一个定位件操作用于保持所述无效行程螺母相对于所述驱动丝杠的径向位置，而允许它们之间的轴向移动和轴向容许位移。
18.如权利要求13所述的用于刨削工件表面的刨床，其中所述第一驱动丝杠包括顶端和底端，其中刨床还包括与所述顶端相互连的手动操纵的手柄组件。
19.如权利要求18所述的用于刨削工件表面的刨床，还包括与所述刀架螺纹配合的第二驱动丝杠，还包括互连接所述第一和第二驱动丝杠的链轮装置；因此操作所述手柄组件的旋转，用于同时旋转第一和第二驱动丝杠。
20.如权利要求13所述的用于刨削工件表面的刨床，其中所述偏压件是波形弹簧。
全文摘要
一种用于调整电动机床的第一组件和第二组件之间相对位置的装置，其具有互连接第一组件和第二组件的驱动丝杠。驱动丝杠具有与位于第一和第二组件之一上的多个内螺纹相啮合的多个外螺纹。与多个外螺纹相啮合的内螺纹件最好采用无效行程螺母的形式。偏压件位于内螺纹件和第一与第二组件之一之间。该装置可结合到木材加工或金属成型加工的电动机床中，用来消除在驱动丝杠的反向运动时，最为明显的螺旋联接组件间的间隙。
文档编号B27C1/14GK1167025SQ9711366
公开日1997年12月10日 申请日期1997年6月5日 优先权日1996年6月5日
发明者路易斯·M·谢德克 申请人:布莱克和戴克公司