专利名称：一种教学用模拟铣床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教学用模拟设备，特别是涉及一种用于模拟铣床工作过程和铣床电气故障维修并且具有实际铣床外型的教学用模拟铣床。
背景技术：
在我国大力发展机械装备制造业的前景下，机电维修技能型人才需求旺盛。为了满足市场人才的需求，服务经济和社会的发展，提高人才的技能水平，提供一种必备的铣床教学设备，为开展理实一体化教学、维修技能实训和职业资格鉴定提供设备的保障。在铣床设备故障诊断与维修技能实训中，采用真实的铣床体积大、重量重、不易搬移、维护量大、操作繁锁且成本高等缺点一直是学校和培训机构的困惑。
实用新型内容本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种能模拟铣床的工作过程并具有与实际铣床电气控制相同的教学用模拟铣床。本实用新型采用的技术方案是一种教学用模拟铣床，由床身框架、底座、立柱、主轴箱、竖直移动工作台、横向移动工作台、纵向移动工作台、X^轴运动机构、电气控制柜、万向轮和限位开关组成；其特征在于主轴箱固定安装在床身框架上方，电气控制柜安装在主轴箱下方，并置于床身框架内，床身框架外部安装立柱，竖直移动工作台通过导轨安装在立柱上，竖直移动工作台上方安装纵向移动工作台，纵向移动工作台上方安装横向移动工作台，床身框架底部安装万向轮；Z轴方向运动机构安装在底座上，Y轴方向运动机构安装在竖直移动工作台内，X轴方向运动机构安装在纵向移动工作台内。所述的XYZ轴运动机构由电机、皮带轮、与移动方向平行的丝杆、与丝杆配合的螺母、轴承组成；其中电机通过皮带轮带动丝杆在XYZ轴平行方向移动，丝杆通过两端轴承固定，竖直移动工作台、横向移动工作台和纵向移动工作台安装在螺母上，丝杆与安装在竖直移动工作台、横向移动工作台、纵向移动工作台上的螺母配合，分别通过螺母带动竖直移动工作台、横向移动工作台和纵向移动工作台进行Z轴、X轴和Y轴方向的移动。所述的主轴箱内安装主轴运动机构，并由电机、联轴器和主轴组成；具体结构为电机通过联轴器带动主轴运动。所述的XYZ轴在每个运动方向上设有二个限位开关。所述的竖直移动工作台上安装控制Z轴方向正向和负向移动的按钮，控制Z轴电机正向负向移动，进而带动竖直移动工作台正向、负向移动；所述的纵向移动工作台上安装控制Y轴方向正向和负向移动的按钮，控制Y轴电机正向负向移动，进而带动纵向移动工作台正向、负向移动；所述的横向移动工作台上安装控制X轴方向正向和负向移动的按钮、控制主轴冲动的按钮、控制上刀制动的按钮以及开关按钮；X轴方向正向和负向移动的按钮控制X轴电机正向负向移动，进而带动横向移动工作台正向、负向移动；控制主轴冲动的按钮通过驱动控制电路实现主轴冲动动作；控制上刀制动的按钮通过驱动控制电路控制主轴上刀制动的操作；开关按钮通过控制电路实现主轴电机开停控制动作；变频器输出通过一个转换开关与主轴电机电气控制相连，控制主轴电机可以实现主轴电机变速旋转功能。本实用新型可解决的技术问题是用模拟铣床替代实际铣床满足维修电工职业资格技能鉴定；采用最短的机械传动副实现主轴传动，主轴电机的旋转与铣床主轴旋转同步， 并采用变频器实现铣床主轴电机的变速功能；操作按钮实现进合部分XYZ轴三个方向的移动；用简单的机械传动模拟实际铣床的机构运动。
图1为本实用新型一种教学用模拟铣床结构示意图；图2为本实用新型一种教学用模拟铣床XYZ轴运动机构示意图；图3为本实用新型一种教学用模拟铣床主轴运动机构示意图；图4为本实用新型一种教学用模拟铣床主轴电机控制原理具体实施方式
如图1所示，本实用新型一种教学用模拟铣床，由床身框架1、底座2、立柱3、主轴箱4、竖直移动工作台5、横向移动工作台6、纵向移动工作台7、X^轴运动机构8、电气控制柜9、万向轮10、主轴运动机构11、限位开关12、控制X轴方向正向和负向移动的按钮21、控制主轴冲动的按钮22、控制上刀制动的按钮23、开关按钮M、Y轴方向正向和负向移动的按钮25、Z轴方向正向和负向移动的按钮沈组成；其中主轴箱4固定安装在床身框架1上方，电气控制柜9安装在主轴箱4下方，并置于床身框架1内，床身框架1外部安装立柱3， 竖直移动工作台5通过导轨安装在立柱3上，竖直移动工作台5上方安装纵向移动工作台 7，纵向移动工作台7上方安装横向移动工作台6，床身框架1底部安装万向轮10，竖直移动工作台5、横向移动工作台6、纵向移动工作台7上分别设置有限位开关12，用于在CTZ轴运动时正负极限控制。如图2所示，XYZ轴运动机构由电机13、皮带轮14、与移动方向平行的丝杆15、与丝杆配合的螺母16、轴承17组成；其中电机13通过皮带轮14带动丝杆15在XYZ轴平行方向移动，丝杆15通过两端轴承17固定，竖直移动工作台、横向移动工作台和纵向移动工作台安装在螺母16上，丝杆15与安装在竖直移动工作台、横向移动工作台、纵向移动工作台上的螺母16配合，分别通过螺母16带动竖直移动工作台、横向移动工作台和纵向移动工作台进行Z轴、X轴和Y轴方向的移动。如图3所示，所述的主轴箱4内安装主轴运动机构11，并由电机18、联轴器19和主轴20组成；具体结构为电机18通过联轴器19带动主轴20旋转，进而带动刀柄旋转，进行铣床铣削运动。如图1、图4所示，横向移动工作台6上安装控制X轴方向正向和负向移动的按钮 21、控制主轴冲动的按钮22、控制上刀制动的按钮23以及开关按钮M ；纵向移动工作台7 上安装制Y轴方向正向和负向移动的按钮25 ；竖直移动工作台5上安装制Z轴方向正向和负向移动的按钮26 ；进给部分运动即工作台的移动前提是主轴已经正常工作，通过各方向的操作按钮确定MZ轴三个方向，即按下每个工作台的正向和负向移动按钮，定位在某一方向，与之配合的开关便能控制相关的电路，定位工作台的正向和负向移动，在每个方向上均设有限位开关。控制主轴冲动的按钮22通过驱动控制电路实现主轴冲动动作，同时关闭自锁控制；为模拟铣床的换刀制动过程，通过控制上刀制动的按钮23控制主轴上刀制动的操作，控制上刀制动的按钮23即主轴夹紧松开按钮，在松开位置，使主轴制动，主轴将不能做任何动作，包括按开始按钮，上刀结束，按夹紧按钮即可；开关按钮M通过控制电路实现主轴电机开停控制动作；将变频器27输出通过一个转换开关观与主轴电机电气控制相连， 通过接通变频器STF端口，当转换开关观调至相应位置，主轴电机在驱动下实现正、反转旋转；通过调节变频器27的参数，便可以调节主轴电机的旋转速度。 本实用新型优点是能够模拟镗床的工作过程，具有重量轻、操作简单、安装方便、 无污染、成本比实际镗床省80%等特点。
权利要求1.一种教学用模拟铣床，由床身框架、底座、立柱、主轴箱、竖直移动工作台、横向移动工作台、纵向移动工作台、X^轴运动机构、电气控制柜、万向轮和限位开关组成；其特征在于主轴箱固定安装在床身框架上方，电气控制柜安装在主轴箱下方，并置于床身框架内， 床身框架外部安装立柱，竖直移动工作台通过导轨安装在立柱上，竖直移动工作台上方安装纵向移动工作台，纵向移动工作台上方安装横向移动工作台；Z轴方向运动机构安装在底座上，Y轴方向运动机构安装在竖直移动工作台内，X轴方向运动机构安装在纵向移动工作台内。
2.根据权利要求1所述的一种教学用模拟铣床，其特征在于所述的XYZ轴运动机构由电机、皮带轮、与移动方向平行的丝杆、与丝杆配合的螺母、轴承组成；其中电机通过皮带轮带动丝杆在XH轴平行方向移动，丝杆通过两端轴承固定，竖直移动工作台、横向移动工作台和纵向移动工作台安装在螺母上，丝杆与安装在竖直移动工作台、横向移动工作台、纵向移动工作台上的螺母配合。
3.根据权利要求1所述的一种教学用模拟铣床，其特征在于所述的主轴箱内安装主轴运动机构，并由电机、联轴器和主轴组成；具体结构为电机通过联轴器带动主轴运动。
4.根据权利要求1所述的一种教学用模拟铣床，其特征在于所述的竖直移动工作台上安装控制Z轴方向正向和负向移动的按钮。
5.根据权利要求1所述的一种教学用模拟铣床，其特征在于所述的纵向移动工作台上安装控制Y轴方向正向和负向移动的按钮。
6.根据权利要求1所述的一种教学用模拟铣床，其特征在于所述的横向移动工作台上安装控制X轴方向正向和负向移动的按钮、控制主轴冲动的按钮、控制上刀制动的按钮以及开关按钮；χ轴方向正向和负向移动的按钮控制χ轴电机正向负向移动；控制主轴冲动的按钮通过驱动控制电路实现主轴冲动动作；控制上刀制动的按钮通过驱动控制电路控制主轴上刀制动的操作；开关按钮通过控制电路实现主轴电机开停控制动作；变频器输出通过一个转换开关与主轴电机电气控制相连。
专利摘要本实用新型涉及一种教学用模拟铣床，主轴箱固定安装在床身框架上方，电气控制柜安装在主轴箱下方，并置于床身框架内，床身框架外部安装立柱，竖直移动工作台通过导轨安装在立柱上，竖直移动工作台上方安装纵向移动工作台，纵向移动工作台上方安装横向移动工作台；XYZ轴运动机构由电机、皮带轮、与移动方向平行的丝杆、与丝杆配合的螺母、轴承组成；主轴箱内安装主轴运动机构，并由电机、联轴器和主轴组成；本实用新型采用最短的机械传动副实现主轴传动，主轴电机的旋转与铣床主轴旋转同步，并采用变频器实现铣床主轴电机的变速功能；操作按钮实现进合部分XYZ轴三个方向的移动；用简单的机械传动模拟实际铣床的机构运动。
文档编号G09B25/02GK202008777SQ20112012100
公开日2011年10月12日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者严俊兴, 侯宁, 张存亮, 方群, 杨勇, 杨鸣, 邬玉晶 申请人:无锡市广播电视大学