一種模塊化多功能數(shù)控機床及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于教具領(lǐng)域，涉及數(shù)控機床，特別是一種模塊化多功能數(shù)控機床及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]作為機械及其相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，必然要接觸數(shù)控機床，而且機械加工制造以及機械制圖等是必不可少的課程，金工實習(xí)更是不可或缺。
[0003]但是數(shù)控機床昂貴且占地面積大，大部分高校沒有足夠的經(jīng)費和場所來置辦足夠?qū)W生使用的數(shù)控機床，另一方面，各種數(shù)控機床的側(cè)重點不一，兼容性存在著較大局限。因此學(xué)生實習(xí)時看得多做得少，很少有親自動手的機會。這就導(dǎo)致學(xué)生對于數(shù)控車床、銑床等機床沒有清楚的認識，對一些基本的操作技能更是生疏。在現(xiàn)在的高校環(huán)境下讓每個同學(xué)都能真正的操作并熟悉數(shù)控機床根本不可能。
[0004]經(jīng)檢索，尚未發(fā)現(xiàn)此類應(yīng)用與教具的設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種集成性好且可組合使用的模塊化多功能數(shù)控機床及其應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]—種模塊化多功能數(shù)控機床，包括基座、車床主軸、水平橫向?qū)к墶⑿D(zhuǎn)軸、垂直升降導(dǎo)軌，在基座上水平橫向安裝有水平橫向?qū)к壱约按怪鄙祵?dǎo)軌，在水平橫向?qū)к壣贤ㄟ^滑塊滑動安裝有車床主軸，在垂直升降導(dǎo)軌上通過滑塊滑動安裝有旋轉(zhuǎn)軸，所述車床主軸上包括有主軸軸架、卡盤，卡盤上安裝有驅(qū)動部件，該驅(qū)動部件與、卡盤、車床主軸共同安裝有在主軸軸架上，在車床主軸上方的旋轉(zhuǎn)軸上通過四根對稱的水平縱向?qū)к壨S安裝有旋轉(zhuǎn)盤，在該旋轉(zhuǎn)盤底部安裝有銑刀刀具，在與該銑刀刀具垂直的旋轉(zhuǎn)盤側(cè)面安裝有可更換式車刀刀座。
[0008]而且，所述主軸軸架通過滑塊與水平橫向?qū)к夒姍C傳動同步皮帶帶輪驅(qū)動或者通過電機傳動蝸輪蝸桿驅(qū)動。
[0009]而且，所述卡盤為三爪卡盤。
[0010]而且，在所述水平橫向?qū)к壍倪吘壈惭b有微型臺平口鉗，在水平橫向?qū)к壣习惭b有車床后尾座。
[0011]而且，所述水平橫向?qū)к?、垂直升降?dǎo)軌均為絲杠，該絲杠與滑塊嚙合安裝。
[0012]而且，還包括控制部件，該控制部件包括采用步進電機和電腦，其使用的設(shè)備及連接關(guān)系均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0013]—種上述模塊化多功能數(shù)控機床的應(yīng)用:模擬數(shù)控機床的工作模式，車床主軸的旋轉(zhuǎn)作為主運動，旋轉(zhuǎn)盤上以車刀和車床主軸組合成車床，能實現(xiàn)車外圓、端面和螺紋。
[0014]—種上述模塊化多功能數(shù)控機床的應(yīng)用:模擬數(shù)控銑床的工作模式，以車床主軸的電機旋轉(zhuǎn)作為主運動，旋轉(zhuǎn)盤上以銑刀作為刀具加工在卡盤上或在臺鉗夾具上的工件，能實現(xiàn)加工孔、鍵槽、平面。
[0015]—種上述模塊化多功能數(shù)控機床的應(yīng)用:模擬車銑復(fù)合的工作模式，旋轉(zhuǎn)盤帶動車刀和銑刀的轉(zhuǎn)換，一次裝夾工件，通過一次編程，先后實現(xiàn)車和銑的操作。
[0016]—種上述模塊化多功能數(shù)控機床的應(yīng)用:五軸加工的工作模式，將旋轉(zhuǎn)盤的刀具旋轉(zhuǎn)不同的角度，以水平橫向?qū)к壸鳛閄軸、水平縱向?qū)к壸鳛?軸、以垂直導(dǎo)軌作為z軸，組成三維坐標、且與車床主軸組成五軸加工，實現(xiàn)對復(fù)雜曲面的五軸加工。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:
[0018]本發(fā)明提供的教學(xué)用模塊化多功能數(shù)控機床鑒于目前市場上沒有這種小型廉價的供學(xué)生學(xué)習(xí)的小型數(shù)控車銑教具設(shè)備，提供了這一款模塊化多功能數(shù)控機床教具，它是一款很好的入門級教具。該教具具備了數(shù)控車床、數(shù)控銑床、車銑復(fù)合和五軸加工的功能，是一個一機多用、性價比極其高的機電教具。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是圖1的左視圖；
[0021]圖3是圖1的俯視圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施做進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍。
[0023]—種模塊化多功能數(shù)控機床，包括基座8、車床主軸9、水平橫向?qū)к?0、旋轉(zhuǎn)軸12、垂直升降導(dǎo)軌11，在基座上水平橫向安裝有水平橫向?qū)к壱约按怪鄙祵?dǎo)軌，在水平橫向?qū)к壣贤ㄟ^滑塊7滑動安裝有車床主軸，在垂直升降導(dǎo)軌上通過滑塊滑動安裝有旋轉(zhuǎn)軸，在車床主軸上方的旋轉(zhuǎn)軸上通過四根對稱的水平縱向?qū)к壨S安裝有旋轉(zhuǎn)盤1，在該旋轉(zhuǎn)盤底部安裝有銑刀刀具3，在與該銑刀刀具垂直的旋轉(zhuǎn)盤側(cè)面安裝有可更換式車刀刀座2。
[0024]車床主軸上包括有主軸軸架、三爪卡盤，三爪卡盤上安裝有驅(qū)動部件，該驅(qū)動部件與、三抓卡盤、車床主軸共同安裝有在主軸軸架上，主軸軸架通過滑塊與水平橫向?qū)к夒姍C傳動同步皮帶帶輪驅(qū)動或者通過電機傳動蝸輪蝸桿驅(qū)動。
[0025]在水平橫向?qū)к壍倪吘壈惭b有微型臺平口鉗4，在水平橫向?qū)к壣习惭b有車床后尾座5。
[0026]水平橫向?qū)к?、垂直升降?dǎo)軌均為絲杠，該絲杠與滑塊嚙合安裝，每個絲杠由端部安裝有驅(qū)動絲杠的電機的安裝座6。
[0027]該教學(xué)用模塊化多功能數(shù)控機床還包括控制部件，該控制部件包括采用步進電機和Mach軟件進行控制各個軸的運動，而這僅需一臺普通電腦即可，在實驗室和教室都是具有一臺電腦的，因此控制非常容易實現(xiàn)。為了便于攜帶，我們做了一個專門的控制箱。Mach軟件是一款開放性的基于Windows平臺的數(shù)控軟件，采用國際通用的G代碼，與市面上流行的西門子等機床所用代碼相同，最多可以控制六軸聯(lián)動。具體控制細節(jié)就是上位機(電腦)通過一個25針的并口傳給下位機(128細分驅(qū)動器)脈沖信號，進而傳給步進電機來控制步進電機的旋轉(zhuǎn)，從而控制滾珠絲杠、同步帶、蝸輪蝸桿的運動或旋轉(zhuǎn)。
[0028]本發(fā)明的工作模式是:
[0029]該教具能實現(xiàn)數(shù)控車床、數(shù)控銑床、車銑復(fù)合和五軸加工四種不同的功能。
[0030]1、數(shù)控車床，車床主軸的旋轉(zhuǎn)作為主運動，旋轉(zhuǎn)盤上以車刀和車床主軸組合成車床，能實現(xiàn)車外圓、端面和螺紋等。
[0031]2、數(shù)控銑床，以車床主軸的電機旋轉(zhuǎn)作為主運動，旋轉(zhuǎn)盤上以銑刀作為刀具加工在卡盤上或在臺鉗夾具上的工件，能實現(xiàn)加工孔、鍵槽、平面等。
[0032]3、車銑復(fù)合，旋轉(zhuǎn)盤帶動車刀和銑刀的轉(zhuǎn)換，一次裝夾工件，通過一次編程，先后實現(xiàn)車和銑的操作，能保持工序集中、消除(或減少)工件重新安裝定位誤差，提高加工精度。
[0033]4、五軸加工:將旋轉(zhuǎn)盤的刀具旋轉(zhuǎn)不同的角度，以水平橫向?qū)к壸鳛閄軸、水平縱向?qū)к壸鳛?軸、以垂直導(dǎo)軌作為z軸。組成三維坐標、且與車床主軸組成五軸加工，通過計算機編程，實現(xiàn)對復(fù)雜曲面的五軸加工。
[0034]盡管為說明目的公開了本發(fā)明的實施例和附圖，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明及所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換、變化和修改都是可能的，因此，本發(fā)明的范圍不局限于實施例和附圖所公開的內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1.一種教學(xué)用模塊化多功能數(shù)控機床，其特征在于:包括基座、車床主軸、水平橫向?qū)к墶⑿D(zhuǎn)軸、垂直升降導(dǎo)軌，在基座上水平橫向安裝有水平橫向?qū)к壱约按怪鄙祵?dǎo)軌，在水平橫向?qū)к壣贤ㄟ^滑塊滑動安裝有車床主軸，在垂直升降導(dǎo)軌上通過滑塊滑動安裝有旋轉(zhuǎn)軸，所述車床主軸上包括有主軸軸架、卡盤，卡盤上安裝有驅(qū)動部件，該驅(qū)動部件與、卡盤、車床主軸共同安裝有在主軸軸架上，在車床主軸上方的旋轉(zhuǎn)軸上通過四根對稱的水平縱向?qū)к壨S安裝有旋轉(zhuǎn)盤，在該旋轉(zhuǎn)盤底部安裝有銑刀刀具，在與該銑刀刀具垂直的旋轉(zhuǎn)盤側(cè)面安裝有可更換式車刀刀座。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的教學(xué)用模塊化多功能數(shù)控機床，其特征在于:主軸軸架通過滑塊與水平橫向?qū)к夒姍C傳動同步皮帶帶輪驅(qū)動或者通過電機傳動蝸輪蝸桿驅(qū)動。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的教學(xué)用模塊化多功能數(shù)控機床，其特征在于:所述卡盤為三爪卡盤。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的教學(xué)用模塊化多功能數(shù)控機床，其特征在于:在所述水平橫向?qū)к壍倪吘壈惭b有微型臺平口鉗，在水平橫向?qū)к壣习惭b有車床后尾座。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的教學(xué)用模塊化多功能數(shù)控機床，其特征在于:所述水平橫向?qū)к?、垂直升降?dǎo)軌均為絲杠，該絲杠與滑塊嚙合安裝。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的教學(xué)用模塊化多功能數(shù)控機床，其特征在于:還包括控制部件，該控制部件包括采用步進電機和電腦，其使用的設(shè)備及連接關(guān)系均為現(xiàn)有技術(shù)。7.一種如權(quán)利要求6所述的模塊化多功能數(shù)控機床的應(yīng)用，其特征在于:模擬數(shù)控機床的工作模式，車床主軸的旋轉(zhuǎn)作為主運動，旋轉(zhuǎn)盤上以車刀和車床主軸組合成車床，能實現(xiàn)車外圓、端面和螺紋。8.一種如權(quán)利要求6所述的模塊化多功能數(shù)控機床的應(yīng)用，其特征在于:模擬數(shù)控銑床的工作模式，以車床主軸的電機旋轉(zhuǎn)作為主運動，旋轉(zhuǎn)盤上以銑刀作為刀具加工在卡盤上或在臺鉗夾具上的工件，能實現(xiàn)加工孔、鍵槽、平面。9.一種如權(quán)利要求6所述的模塊化多功能數(shù)控機床的應(yīng)用，其特征在于:模擬車銑復(fù)合的工作模式，旋轉(zhuǎn)盤帶動車刀和銑刀的轉(zhuǎn)換，一次裝夾工件，通過一次編程，先后實現(xiàn)車和銑的操作。10.一種如權(quán)利要求6所述的模塊化多功能數(shù)控機床的應(yīng)用，其特征在于:五軸加工的工作模式，將旋轉(zhuǎn)盤的刀具旋轉(zhuǎn)不同的角度，以水平橫向?qū)к壸鳛閄軸、水平縱向?qū)к壸鳛閥軸、以垂直導(dǎo)軌作為z軸，組成三維坐標、且與車床主軸組成五軸加工，實現(xiàn)對復(fù)雜曲面的五軸加工。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種教學(xué)用模塊化多功能數(shù)控機床及其應(yīng)用，包括基座、車床主軸、水平橫向?qū)к?、旋轉(zhuǎn)軸、垂直升降導(dǎo)軌，在基座上水平橫向安裝有水平橫向?qū)к壱约按怪鄙祵?dǎo)軌，在水平橫向?qū)к壣贤ㄟ^滑塊滑動安裝有車床主軸，在垂直升降導(dǎo)軌上通過滑塊滑動安裝有旋轉(zhuǎn)軸，在車床主軸上方的旋轉(zhuǎn)軸上通過四根對稱的水平縱向?qū)к壨S安裝有旋轉(zhuǎn)盤，在該旋轉(zhuǎn)盤底部安裝有銑刀刀具，在與該銑刀刀具垂直的旋轉(zhuǎn)盤側(cè)面安裝有可更換式車刀刀座。本發(fā)明提供的教學(xué)用模塊化多功能數(shù)控機床鑒于目前市場上沒有這種小型廉價的供學(xué)生學(xué)習(xí)的小型數(shù)控車銑教具設(shè)備，提供了這一款模塊化多功能數(shù)控機床教具，它是一款很好的入門級教具。
【IPC分類】G09B25/02
【公開號】CN105261285
【申請?zhí)枴緾N201510685344
【發(fā)明人】張彥春
【申請人】天津明大通元科技發(fā)展有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年10月21日