可转位式微型多功能数控机床的制作方法

专利名称：可转位式微型多功能数控机床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数控机床，具体涉及一种可转位式微型多功能数控机床，可用于数控车、 数控铣、数控钻多功能转换，实现多工序加工。
背景技术：
数控加工是先进制造技术的重要组成部分，数控机床巳成为机械制造行业必不可少的设 备，为此高等学校的数控课程急需改革，适应不断发展的技术革命。对毫无生产实践概念的 学生来说，如果单以虚拟模拟机床作为教学实体来讲解显得不够真实，而生产型机床又不宜 使学生对机床整体的理解，且不利于课堂教学，存在不同程度的安全因素。为此需要一种可 以搬到讲台上的微型数控机床，在教学过程中能提高学生的感性认识，进一步提高教学效果。 使课堂教学生动形象，以大大激发学生的学习积极性，为进一步的生产实践训练打下扎实的 基础。目前，在生产型数控机床中有车与铣功能齐备的多功能数控机床，如车削中心，它能对 回转类零件在完成车削的任务后，再进行适当的铣削。但这种机床的主轴只能装夹工件，不 能在车削功能时装夹工件，在铣削时安装刀具。车削中心一般也不会有卧式与立式的转换；且生产型机床体积庞大、成本高，不能随时搬到讲台上讲解并演示，又不宜使学生对机床整 体的理解，不利于课堂教学，存在不同程度的安全因素。一般微型数控机床只有数控车床或数控铣床单独功能，而在金属切削加工领域中车与铣 的功能应用最为广泛，如果微型数控机床同时具有车、铣等多功能转换，不但能进一步开发 与完善数控机床一机多用，而且更便于数控教学的拓展。发明内容本发明的目的是公开一种可转位式微型多功能数控机床，克服生产型数控机床体积庞大、 成本高，不能随时搬到讲台上讲解演示，而且易发生安全隐患，而一般微型数控机床只有数 控车床或数控铣床单独功能，不能实现一机多用等缺陷。本发明不仅实现了在卧式数控机床 上具备车、铣多功能转换，而且可由卧式快速转换为立式，操作简单，性能可靠，特别适用 于回转类、平面类零件的复杂轮廓加工，能实现二轴(车)或三轴(铣)的联动控制。本发 明还具有功能多、体积小、重量轻等特点，可以在高校数控教学时直接搬到讲台上使用。3可转位式微型多功能数控机床，主电机、传动轮、主轴箱、卡盘依次连接，主轴箱与主 轴箱底座固接；滑移立柱、圆转盘、限位导向滑块和滑移导轨位于卧式床身内，并能左右平 移。圆转盘一端与限位导向滑块铰接，另一端与滑移立柱连接，滑移立柱外面固接滑移导轨， 主轴箱底座固接于滑移导轨上表面，滑移立柱内有丝杠，丝杠与丝杠进给电机连接在床身 导轨左端上沿有锁紧块，床身导轨左端部有限位开关；左端床身底部设有床身台阶；卧式床 身底部设内腔定位槽。卧式车状态下主轴箱位于床身导轨的最左端，主轴箱底座与卧式车身通过锁紧装置锁 紧；限位导向滑块等移至卧式车身内腔右端。在立式铣状态下锁紧块通过锁紧螺钉将滑移立柱固定；限位导向滑块移至卧式车身左 端，使圆转盘下端与床身台阶贴紧。所述的锁紧装置包括锁紧旋钮、锁紧杆、锁舌与弹簧，其特征在于主轴箱底座开有锁 紧槽，锁紧旋钮与锁紧杆固接，锁舌铰接支点与卧式床身连接，锁舌的一端嵌入主轴箱底座 的锁紧槽中，端部下面连接弹簧，锁舌的另一端压在锁紧杆上。数控机床呈现卧式车形式时，主轴箱底座由锁紧装置与卧式床身锁紧，目的是防止切削 时机床振动。松开主轴箱底座锁紧装置，滑移导轨、滑移立柱、圆转盘、能一起抽出卧式床身的内腔， 限位导向滑移块沿床身底部的内腔定位槽移动，直到限位销顶住卧式床身内腔定位槽的最左 端，然后绕圆转盘与限位导向滑移块的铰接支点顺时针旋转90°，使滑移导轨、滑移立柱、圆 转盘垂直竖起，由螺钉锁紧定位后，主轴箱成立式布局，由丝杠进给电机带动能在滑移导轨 上垂直移动，取下主轴上的卡盘换上钻夹头，此时，数控机床呈现立式铣的形式。床身导轨左端上沿连接的锁紧块及左端床身底部设置的床身台阶用于微型数控机床立式 状态下对车转铣整体转换机构的定位。床身导轨左端端部连接的限位开关，用于微型数控机床卧式状态下，主轴箱的定位。 本发明松开圆转盘的连接螺钉与立柱锁紧螺钉，主轴箱、滑移导轨与滑移立柱能绕圆转 盘中心摆动一定角度，摆动轴线方向与床身导轨平行，然后再锁紧，能用于铣削与水平面倾 斜的平面，或钻与水平面倾斜的孔。本发明的优点和积极效果是结构合理可靠、转换快速、功能多、体积小、重量轻、刚 性足，可以在高校数控教学时直接搬到讲台上，在教学过程中能大大提高学生的感性认识， 进一步提高教学效果。微型数控机床由于安全可靠，也可以放置在学生的课桌上，使学生边 学边练，使课堂教学生动形象，大大激发学生的学习积极性，为进一步的生产实践训练打下扎实的基础。


图1为本发明卧式数控车床形式结构示意图；图2为主轴箱锁紧装置结构示意图；图3为本发明转换成立式数控铣床形式结构示意图；图4为滑移立柱与圆转盘连接关系结构示意图；图5为图4的A-A向视图。l.主电机，2.主传动带轮，3.主轴箱，4.卡盘，5.床身导轨，6.床鞍滑板，7.进给电机A， 8.尾座，9.进给电机B, IO.进给电机C， 11.限位开关，12.主轴箱底座，13.主轴箱锁紧旋钮， 14.丝杠，15.卧式床身，16.滑移导轨，17.滑移立柱，18.圆转盘，19.限位导向滑块，20.锁 舌，21.弹簧，22.封条，23.主轴箱底座锁紧槽，24.锁紧杆，25.圆柱小凸台，26.圆转盘锁 紧螺钉，27.圆转盘锁紧垫圈，28.床身台阶，29.支点，30.限位销，31.锁紧块，32.锁紧 螺钉，33.紧固螺钉，34.钻夹头。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。可转位式微型多功能数控机床，如图1所示，包括数控机床的卧式床身〗5、床身导轨5、 床鞍滑板6，进给电机A7，进给电机B9，床身导轨5固定在卧式床身15上，卧式床身15为 中空结构，床鞍滑板6位于床身导轨5的上方，由进给电机B9带动床鞍滑板6在床身导轨5 上纵向移动，由进给电7带动床鞍滑板6作横向移动。微型数控机床车与铣的转换结构，如图l、图3所示，包括主轴箱3、主轴箱底座12、滑 移导轨16、滑移立柱17、圆转盘18、限位导向滑块19，滑移导轨16固定在滑移立柱17上， 主轴箱3与主轴箱底座12固接，主轴箱底座12与滑移导轨16的上方连接，滑移立柱17与 圆转盘18用三个圆转盘锁紧螺钉26连接，如图4、图5所示，其间衬垫圆转盘锁紧垫圈27， 垫圈27能在相应圆周槽内滑移。圆转盘18与限位导向滑块19铰接一起，铰接支点29;由丝 杠进给电机C10通过丝杠14带动主轴箱在滑移导轨16上移动。当丝杠进给电机C10启动，使主轴箱3移位于滑移导轨16的最左端时，由限位幵关11 关闭丝杠进给电机CIO，限制主轴箱的位置，滑移导轨16、滑移立柱17、圆转盘18、限位导5向滑块19都置于卧式床身的内腔，且限位销30位于卧式床身内腔定位槽的最右端，滑移导 轨16与主轴箱底座12连接的部分及主轴箱3伸出卧式床身15的内腔，主轴箱3紧贴于床身 导轨5的左侧。此时，数控机床呈现卧式车的形式，为防止切削振动，旋转位于主轴箱底座 上的旋钮13，主轴箱底座12由锁紧装置与卧式床身锁紧；将回转体工件夹在卡盘4中，如长 轴类工件需要移动尾座8顶紧工件，在床鞍滑板6上安装刀座与车刀，启动数控机床的车床 控制系统，主电机1通过主传动带轮2带动卡盘4旋转，进给电机A7设定为X轴进给电机、 进给电机B9设定为Z轴进给电机，便能像通常的数控车床一样完成操作加工。主轴箱底座的锁紧装置见图2所示，包括锁紧旋钮13、锁紧杆24、锁舌20与弹簧21， 锁紧旋钮13与锁紧杆24固定连接，锁舌20铰接支点与床身15固定，锁舌20的一端由弹簧 21顶住，由弹性力的作用牢牢嵌入主轴箱底座的锁紧槽23中，锁紧主轴箱3，锁舌20的另 一端压紧锁紧杆24,使锁舌20定位更可靠。封条挡住锁紧槽23，起到美观作用。当微型数控机床需要转换成铣的形式，首先将锁紧旋钮13顺时针旋转90。，锁紧杆24顶 起锁舌20的一端，锁舌20的另一端压縮弹簧21，使锁舌20退出主轴箱底座的锁紧槽23， 便松开了主轴箱底座锁紧装置，能进行车转换铣的实施。如图3所示，将主电机l、主传动带轮2、主轴箱3、主轴箱底座12、滑移导轨16、滑移 立柱17、圆转盘18和限位导向滑块19作为一个整体一起沿卧式床身15的内腔向左抽出，直 到限位销30顶住卧式床身内腔定位槽的最左端，然后将滑移导轨、滑移立柱、圆转盘一起， 绕圆转盘18与限位导向滑块19的铰接支点29顺时针旋转90°竖起，床身台阶28及锁紧块 31将其垂直定位。锁紧块31通过锁紧螺钉32与滑移立柱17固定主轴箱3成立式布局，由 丝杠进给电机C10带动能在滑移导轨16上垂直运行，取下主轴上的卡盘4换上钻夹头34， 此时，数控机床呈现立式铣的形式。将铣刀夹紧在钻夹头34中，在床鞍滑板6上安装平口钳 与工件，启动数控机床的铣床控制系统，此时进给电机A7设定为X轴进给电机、进给电机 B9设定为Y轴进给电机，进给电机C10设定为Z轴进给电机，便能像通常的数控铣床一样 完成操作加工。另外，为了能铣削与水平面倾斜的平面，或钻与水平面倾斜的孔，滑移导轨16、滑移立 柱17连同主轴箱3—起能绕圆转盘摆动一定角度，摆动轴线方向与床身导轨5平行。具体操 作步骤松开设置的圆转盘锁紧螺钉26，再松开锁紧螺钉32，使滑移导轨16、滑移立柱17 连同主轴箱3 —起绕圆转盘的圆柱小凸台25的轴线摆动旋转，此时锁紧垫圈27也随着锁紧 螺钉26—起在相应圆周槽内移动。内直到刀具与水平面呈合适的位置，再锁紧三个圆转盘锁 紧螺钉26与锁紧螺钉32即可。
权利要求
1. 可转位式微型多功能数控机床，主电机、传动轮、主轴箱、卡盘依次连接，主轴箱与主轴箱底座固接；其特征在于滑移立柱、圆转盘、限位导向滑块和滑移导轨位于卧式床身内腔，圆转盘一端与限位导向滑块铰接，另一端与滑移立柱连接，滑移立柱外面固接滑移导轨，主轴箱底座固接于滑移导轨上表面，滑移立柱内有丝杠，丝杠与丝杠进给电机连接；在床身导轨左端上沿有锁紧块，床身导轨左端部有限位开关；左端床身底部设有床身台阶；卧式床身底部设内腔定位槽。
2. 根据权利要求1所述的可转位式微型多功能数控机床，其特征在于卧式车状态下 主轴箱位于床身导轨的最左端，主轴箱底座与卧式车身通过锁紧装置锁紧；限位导向滑块等 移至卧式车身内腔右端。
3. 根据权利要求1所述的可转位式微型多功能数控机床，其特征在于在立式铣状态下-锁紧块通过锁紧螺钉将滑移立柱固定；限位导向滑块移至卧式车身左端，圆转盘下端与床身 台阶紧贴。
4. 根据权利要求2所述的可转位式微型多功能数控机床，其特征在于所述的锁紧装置 包括锁紧旋钮、锁紧杆、锁舌与弹簧，其特征在于主轴箱底座开有锁紧槽，锁紧旋钮与锁 紧杆固接，锁舌铰接支点与卧式床身连接，锁舌的一端嵌入主轴箱底座的锁紧槽中，端部下 面连接弹簧，锁舌的另一端压在锁紧杆上。
全文摘要
可转位式微型多功能数控机床，主电机、传动轮、主轴箱、卡盘依次连接，主轴箱与主轴箱底座固接；滑移立柱、圆转盘、限位导向滑块和滑移导轨位于卧式床身内腔，并能左右平移，圆转盘一端与限位导向滑块铰接，另一端与滑移立柱连接，滑移立柱外面固接滑移导轨，主轴箱底座固接于滑移导轨上表面，滑移立柱内有丝杠，丝杠与丝杠进给电机连接；在床身导轨左端上沿有锁紧块，床身导轨左端部有限位开关；左端床身底部设有床身台阶；卧式床身底部设内腔定位槽。卧式车时主轴箱底座与卧式车身通过锁紧装置锁紧；限位导向滑块等沿卧式床身内腔向左平移，再绕圆转盘与限位导向滑块的铰接支点顺时针旋转90°，可呈立式铣数控机床。本发明体积小，用途广泛。
文档编号B23Q1/01GK101259587SQ20081003675
公开日2008年9月10日 申请日期2008年4月29日 优先权日2008年4月29日
发明者李蓓华, 鸣 高 申请人:上海第二工业大学