一种改进结构的自动车床的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及机械加工设备【技术领域】，公开了一种改进结构的自动车床，由于本自动车床分别设置了伺服电机和主轴电机，在进行钻孔或攻牙加工时，直接利用伺服电机来完成钻孔或攻牙的加工作业，当需要做车削加工时，利用主轴电机直接带动主轴旋转，即可完成车削加工作业，这种在同一机床分别设置伺服电机和主轴电机，有利于利用控制装置进行分别控制不同的转动，由于伺服电机具有精度高、反应快速的优点，特别适用于小型工件的加工，从而提高加工效率。
【专利说明】一种改进结构的自动车床
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械加工设备【技术领域】，尤其涉及一种改进结构的自动车床。
【背景技术】
[0002]随进社会的进步，制造业也在发生着日新月异的变化，现在，机械加工设备逐渐向着数字化、自动化控制的方向发展，例如:数控车床、数控磨床、数控加工中心等设备，这些设备不但提高了零件的加工精度，而且大幅提升了机加工效率；目前，数控车床主要用于加工轴形零件，如车削外圆、内圆和内孔等，也有利用数控车床进行钻孔或攻牙等加工作业，现有的数控车床进行钻孔或攻牙时，一般先将轴形工件夹紧固定，利用主轴电机驱动进行钻孔，当需要攻牙时，由于在攻牙过程中，其丝攻需要往复的进退，以便于将切削后的碎屑排出孔外，需要主轴电机不停的做往复驱动或刹车，由于主轴电机其主要用途在于驱动主轴，当用于钻孔或攻牙时，效率较低，不能分别调整主轴、攻牙轴的转速；故，有鉴于此， 申请人:在多年从事相关机加工设备开发的基础上，研制出一种改进结构的自动车床。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种改进结构的自动车床，在钻孔或攻牙时，通过相互独立的主轴电机和伺服电机，从而实现分别控制主轴及加工轴的转速，提高加工效率。
[0004]为实现上述目的，本实用新型的一种改进结构的自动车床，包括床身，所述床身设置有中座及安装在所述中座上的主刀座，所述主刀座设置有至少一个用于安装车削工件的刀具安装座，所述主刀座还设置有主轴孔和穿设于主轴孔用于夹持工件的主轴，所述床身还设置有与所述主轴相对的底座，所述底座上活动连接有摆动轴座，所述摆动轴座设置有至少一条用于钻孔或攻牙的加工轴，所述床身装设有用于驱动所述加工轴的伺服电机，所述摆动轴座的一侧设置有凸轮轴，所述床身装设有用于驱动所述主轴和凸轮轴的主轴电机，还包括用于控制所述伺服电机、主轴电机的控制装置，所述伺服电机、主轴电机分别与控制装置电性连接。。
[0005]作为优选，所述凸轮轴设置有用于驱动所述摆动轴座的摆动凸轮，所述底座分别铰接有从动爪和弧形臂，所述从动爪的一端与摆动凸轮的凸轮面抵接，所述从动爪的另一端与弧形臂的一端连接，所述弧形臂的另一端与摆动轴座抵接。
[0006]作为优选，所述加工轴的数量为两条，所述摆动轴座还设置有用于驱动所述加工轴复位的辅助轴，所述辅助轴套设有弹簧，所述辅助轴的后端连接有固定件，所述固定件设置有轴承，所述加工轴的后端套设于轴承内。
[0007]作为优选，所述底座设置有第一传动轴和第一传动蜗轮，所述第一传动轴的一端设置有第一传动轮，所述第一传动轮通过皮带与伺服电机传动连接，所述第一传动轴的另一端套设有与第一传动蜗轮啮合的第一蜗杆，所述加工轴设置有与所述第一传动蜗轮啮合的蜗轮齿。
[0008]作为优选，所述控制装置包括用于控制主轴电机的开关按钮、控制芯片及用于输入或控制加工参数的数字显示控制模块，所述伺服电机、主轴电机、开关按钮及数字显示控制模块均与控制芯片电性连接。
[0009]作为优选，所述数字显示控制模块设置有触摸屏，所述触摸屏与控制芯片电性连接。
[0010]作为优选，所述床身设置有第二传动轴和第三传动轴，所述第二传动轴依次设置有第二传动轮、第三传动轮和第四传动轮，所述第二传动轮通过皮带与主轴电机传动连接，所述第三传动轮通过皮带与主轴传动连接，所述第三传动轴分别装设有第五传动轮、第六传动轮，所述第四传动轮通过皮带与第五传动轮传动连接，所述床身还设置有第七传动轮，所述第六传动轮通过皮带与第七传动轮传动连接，所述第七传动轮连接有带齿轮套的第四传动轴，所述齿轮套传动连接有第一齿轮，所述凸轮轴设置有与第一齿轮啮合的驱动齿轮。
[0011]作为优选，所述床身还设置有第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮，所述床身设置有驱动所述第四齿轮的手轮，所述第四齿轮与第三齿轮啮合，所述第三齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮与第一齿轮哨合。
[0012]作为优选，所述第七传动轮连接有第一离合套，所述齿轮套设置有与第一离合套配合的第二离合套，所述床身设置有用于控制第一离合套与第二离合套分离或合并的离合机构，所述离合机构包括与床身铰接的曲柄，所述曲柄的一端连接有分离柱并延伸至第一离合套，所述第二离合套设置有供分离柱伸入的分离凹位。
[0013]作为优选，所述凸轮轴设置有限料凸轮，所述床身设置有限料机构，所述限料机构包括传动臂、支撑轴、传动块和限料挡块，所述传动臂与底座铰接，所述底座设置有用于装设支撑轴的支架，所述传动块与支撑轴的中部固定连接，所述限料挡块与支撑轴的端部固定连接，所述传动臂的一端与限料凸轮抵接，所述传动臂的另一端与传动块活动铰接，所述传动块上部设置有第一连接柱，所述支架设置有第二连接柱，所述第一连接柱通过弹簧与第二连接柱连接。
[0014]本实用新型的有益效果:与现有技术相比，本实用新型的一种改进结构的自动车床，由于本自动车床分别设置了伺服电机和主轴电机，在进行钻孔或攻牙加工时，利用伺服电机驱动加工轴来完成钻孔或攻牙的加工作业，当需要做车削加工时,利用主轴电机直接带动主轴旋转，即可完成车削加工作业，这种在同一机床分别设置伺服电机和主轴电机，有利于利用控制装置进行分别控制不同的转动，由于伺服电机具有精度高、反应快速的优点，特别适用于小型工件的加工，从而提高加工效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的结构示意图。
[0016]图2为本实用新型的另一视角结构示意图。
[0017]图3为本实用新型的结构分解示意图。
[0018]图4为本实用新型的另一视角结构分解示意图。
[0019]图5为本实用新型的结构传动部分的结构分解示意图。
[0020]图6为本实用新型的凸轮轴驱动状态结构示意图。
[0021]图7为图6的A部放大结构示意图。
[0022]图8为本实用新型的凸轮轴驱动摆动轴座的结构示意图。
[0023]图9为本实用新型的传动结构示意图。
[0024]图10为本实用新型的车床传动状态下的俯视图。
[0025]图11为本实用新型的内部传动结构的立体图。
[0026]图12为图11的B部放大结构示意图。
[0027]图13为图11的C部放大结构示意图。
[0028]图14为本实用新型的凸轮轴的立体图。
[0029]图15为本实用新型的主刀座的结构示意图。
[0030]附图标记包括:床身一1，中座一11，刀具安装座一12，主轴一13，伺服电机一14，主轴电机一15，主刀座一 16，主轴孔一161，底座一2，从动爪一211，弧形臂一212，第一传动轴一221，第一传动蜗轮一222，第一传动轮一223，第一蜗杆一224，支架一24，摆动轴座一3，加工轴一31，蜗轮齿一311，辅助轴一32，固定件一33，凸轮轴一4，摆动凸轮一41，驱动齿轮一42,限料凸轮一43,控制装置一5,开关按钮一51,显不控制模块一52,第二传动轴一61，第二传动轮一611，第三传动轮一612，第四传动轮一613，第三传动轴一62，第五传动轮一621，第六传动轮一622，第四传动轴一63，齿轮套一631，第二离合套一632，分离凹位一633，第七传动轮一64，第一离合套一641，第一齿轮一65，第二齿轮一66，第三齿轮一67，第四齿轮一68，手轮一69，离合机构一7，曲柄一71，分离柱一72，限料机构一8，传动臂一81，支撑轴一82，传动块一83，限料挡块一84，第一连接柱一85，第二连接柱一86。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图本实用新型进行详细的说明。
[0032]参见图1至图15，一种改进结构的自动车床，包括床身(1)，所述床身I设置有中座11及安装在所述中座11上的主刀座16，所述主刀座16设置有至少一个用于安装车削工件的刀具安装座12，所述主刀座16还设置有主轴孔161和穿设于主轴孔161用于夹持工件的主轴13，所述床身I还设置有与所述主轴13相对的底座2，所述底座2上活动连接有摆动轴座3，所述摆动轴座3设置有至少一条用于钻孔或攻牙的加工轴31，所述床身I装设有用于驱动所述加工轴31的伺服电机14，所述摆动轴座3的一侧设置有凸轮轴4，所述床身I装设有用于驱动所述主轴13和凸轮轴4的主轴电机15，还包括用于控制所述伺服电机14、主轴电机15的控制装置5,所述伺服电机14、主轴电机15分别与控制装置5电性连接。；本实用新型的工作原理是:当一轴形工件需要进行攻牙时，先将轴形工件装夹于主轴13，然后在加工轴31上安装钻孔刀具，然后利用控制装置5启动伺服电机14，所述伺服电机14驱动加工轴31旋转进给，使钻孔刀具与工件表面接触实现钻孔加工，在加工时，可利用控制装置5输入相应的加工参数，例如:加工轴31转速，进给速度、加工深度等，当完成钻孔后，控制装置5发出信号给伺服电机14退出钻孔加工，然后更换加工刀具，换上攻牙刀具，继续进行攻牙加工，伺服电机14驱动加工轴31进给，以一定的速度进行攻牙加工作业，至直完成预定的加工深度，然后控制装置5发出信号给伺服电机14进行退刀，从而完成钻孔和攻牙的加工工序，进一步的，然后，控制装置5发出信号给主轴电机15，主轴电机15驱动主轴13旋转，在刀具安装座12安装车削刀具，按一定的长度，对完成攻牙的轴形零件进行切削，使最终零件加工成型。由于本自动车床分别设置了伺服电机14和主轴电机15，在进行钻孔或攻牙加工时，直接利用伺服电机14来完成钻孔或攻牙的加工作业，当需要做车削加工时，利用主轴电机15直接带动主轴13旋转，即可完成车削加工作业，这种在同一机床分别设置伺服电机14和主轴电机15，有利于利用控制装置5进行分别控制伺服电机14和主轴电机15以实现不同的速度、进给等，由于伺服电机14具有精度高、反应快速的优点，特别适用于小型工件的加工，从而提高加工效率。
[0033]在本技术方案中，当摆动轴座3设置有多条加工轴31时，为了实现摆动轴座3的移动，所述凸轮轴4设置有用于驱动所述摆动轴座3的摆动凸轮41，所述底座2分别铰接有从动爪211和弧形臂212，所述从动爪211的一端与摆动凸轮41的凸轮面抵接，所述从动爪211的另一端与弧形臂212的一端连接，所述弧形臂212的另一端与摆动轴座3抵接；当凸轮轴4转动时,所转动凸轮也相应的发生转动,这时,从动爪211沿着凸轮的外圆形状移动，进而驱动弧形臂212实现杠杆式运动，弧形臂212的另一端与摆动轴座3抵接，从而驱动摆轴座实现扇形转动。
[0034]在本技术方案中，为了进一步减少手动换刀时间，所述加工轴31的数量为两条，所述摆动轴座3还设置有用于驱动所述加工轴31复位的辅助轴32，所述辅助轴32套设有弹簧，所述辅助轴32的后端连接有固定件33，所述固定件33设置有轴承，所述加工轴31的后端套设于轴承内，当需要完成攻牙作业时，先在其中一加工轴31上装夹钻孔刀具，在另一加工轴31上装夹攻牙刀具，加工时，其中一加工轴31先对工件进行预钻孔加工，然后在从动爪211和弧形臂212的驱动下，使摆动轴座3以扇形旋转一定角度，使另一加工轴31与工件对齐，然后，控制装置5继续驱动另一加工轴31进行攻牙加工，攻牙完成后，控制装置5发出信号给伺服电机14，使加工轴31退出加工位；这样，可以更好避免了人手去频繁更换刀具，实现连续不断的加工作用，不但提高了加工效率，而且避免因人手操作而发生意外的可能。
[0035]本伺服电机14完成钻孔或攻牙过程中，为了进一步减少进给机构，所述底座2设置有第一传动轴221和第一传动蜗轮222，所述第一传动轴221的一端设置有第一传动轮223，所述第一传动轮223通过皮带与伺服电机14传动连接，所述第一传动轴221的另一端套设有与第一传动蜗轮222啮合的第一蜗杆224，所述加工轴31设置有与所述第一传动蜗轮222啮合的蜗轮齿311 ;所述伺服电机14通过皮带带动第一传动轮223，从而使第一传动轴221连同第一蜗杆224转动，进一步驱动第一传动蜗轮222，第一传动蜗轮222驱动加工轴31旋转并实现进给或退出，由于本技术方案采用了蜗轮与蜗杆进行传动，不但具有结构紧凑、传动比大和自锁性良好的优点，还减少了另外加装进给机构增加的成制造成本。
[0036]为了实现对本机床更好控制，具体地说:所述控制装置5包括用于控制主轴电机15的开关按钮51、控制芯片及用于输入或控制加工参数的数字显示控制模块52，所述伺服电机14、主轴电机15、开关按钮51及数字显示控制模块52均与控制芯片电性连接。所述控制芯片装设于控制箱中(图中未示出)，进一步，所述数字显示控制模块52设置有触摸屏，所述触摸屏与控制芯片的电性连接。所述控制芯片主要用于控制和处理加工参数，例如:输入的进给速度、主轴13转速等，而触摸屏有利于使用者直接通过手指触摸进行伺服电机14、主轴电机15的操作，实现进一步对凸轮轴4等机构的更好控制。
[0037]在本技术方案中，所述床身I设置有第二传动轴61和第三传动轴62，所述第二传动轴61依次设置有第二传动轮611、第三传动轮612和第四传动轮613，所述第二传动轮611通过皮带与主轴电机15传动连接，所述第三传动轮612通过皮带与主轴13传动连接，所述第三传动轴62分别装设有第五传动轮621、第六传动轮622,所述第四传动轮613通过皮带与第五传动轮621传动连接，所述床身I还设置有第七传动轮64，所述第六传动轮622通过皮带与第七传动轮64传动连接，所述第七传动轮64连接有带齿轮套631的第四传动轴63，所述齿轮套631传动连接有第一齿轮65，所述凸轮轴4设置有与第一齿轮65啮合的驱动齿轮42 ;本技术方案的传动原理是:主动电动通过皮带带动第二传动轮611，从而使第二传动轴61转动，进一步的，第三传动轮612通过皮带驱动主轴13转动，同时，第四传动轮613通过皮带带动第五传动轮621，第五传动轮621带动第三传动轴62和第六传动轮622同时转动，第六传动轮622进一步通过皮带带动第七传动轮64，由于第七传动轮64连接有带齿轮套631的第四传动轴63，所以，当第四传动轴63转动时，齿轮套631驱动第一齿轮65,这时,第一齿轮65带动驱动齿轮42转动,从而使凸轮轴4转动；本技术方案利用第二传动轴61将主轴电机15的驱动进行不同分配，在驱动主轴13的同时，还进一步驱动凸轮轴4的转动；无须对凸轮轴4另行安装驱动装置，节约了制造成本。
[0038]进一步的改进方案，为了实现手动调试或微控，本自动车床还设置有第二齿轮66、第三齿轮67和第四齿轮68，所述床身I设置有驱动所述第四齿轮68的手轮69，所述第四齿轮68与第三齿轮67啮合，所述第三齿轮67与第二齿轮66啮合，所述第二齿轮66与第一齿轮65啮合；当人手摇动手轮69时，第四齿轮68驱动驱动第三齿轮67，第三齿轮67驱动第二齿轮66，第二齿轮66驱动第一齿轮65，从而实现手动调试机床，有利于对加工参数的检验和进一步调试修正工作。
[0039]同时，为了使手轮69驱动凸轮轴4时更加省力，所述第七传动轮64连接有第一离合套641，所述齿轮套631设置有与第一离合套641配合的第二离合套632，所述床身I设置有用于控制第一离合套641与第二离合套632分离或合并的离合机构7，所述离合机构7包括与床身I铰接的曲柄71，所述曲柄71的一端连接有分离柱72并延伸至第一离合套641，所述第二离合套632设置有供分离柱72伸入的分离凹位633 ;当使用手轮69驱动时，拨动曲柄71，分离柱72将第一离合套641与第二离合套632分离，这样，在转动手轮69时，就无须进一步逆向带动第七传动轮64转动，达到省力目的。
[0040]在加工过程中，为了进一步限制工件伸出主轴13的长度，所述凸轮轴4设置有限料凸轮43，所述床身I设置有限料机构8，所述限料机构8包括传动臂81、支撑轴82、传动块83和限料挡块84，所述传动臂81与底座2铰接，所述底座2设置有用于装设支撑轴82的支架24，所述传动块83与支撑轴82的中部固定连接，所述限料挡块84与支撑轴82的端部固定连接，所述传动臂81的一端与限料凸轮43抵接，所述传动臂81的另一端与传动块83活动铰接，所述传动块83上部设置有第一连接柱85，所述支架24设置有第二连接柱86，所述第一连接柱85通过弹簧与第二连接柱86连接；工作时，送料机构(图中未示出)将轴形工件从主轴13送出，将轴形工件的前端伸出并抵触到限料挡块84时，停止送料，主轴13将工件夹持住，这时，凸轮轴4转动，所述传动臂81驱动传动块83旋转一定角度，所述支撑轴82同时旋转，从而使限料挡块84摆动移出主轴13相对方向的挡料位，然后控制装置5即可发出信号给伺服电机14，伺服电机14驱动加工轴31进行下一工序的加工。
[0041]以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
【权利要求】
1.一种改进结构的自动车床，包括床身(I )，所述床身(I)设置有中座(11)及安装在所述中座(11)上的主刀座(16)，所述主刀座(16)设置有至少一个用于安装车削工件的刀具安装座(12)，所述主刀座(16)设置有主轴孔(161)和穿设于主轴孔(161)用于夹持工件的主轴(13)，其特征在于:所述床身(I)还设置有与所述主轴(13)相对的底座(2)，所述底座(2)上活动连接有摆动轴座(3)，所述摆动轴座(3)设置有至少一条用于钻孔或攻牙的加工轴(31)，所述床身(I)装设有用于驱动所述加工轴(31)的伺服电机(14)，所述摆动轴座(3)的一侧设置有凸轮轴(4)，所述床身(I)装设有用于驱动所述主轴(13)和凸轮轴(4)的主轴电机(15)，还包括用于控制所述伺服电机(14)、主轴电机(15)的控制装置(5)，所述伺服电机(14)、主轴电机(15)分别与控制装置(5)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种改进结构的自动车床，其特征在于:所述凸轮轴(4)设置有用于驱动所述摆动轴座(3)的摆动凸轮(41)，所述底座(2)分别铰接有从动爪(211)和弧形臂(212)，所述从动爪(211)的一端与摆动凸轮(41)的凸轮面抵接，所述从动爪(211)的另一端与弧形臂(212)的一端连接，所述弧形臂(212)的另一端与摆动轴座(3)抵接。
3.根据权利要求2所述的一种改进结构的自动车床，其特征在于:所述加工轴(31)的数量为两条，所述摆动轴座(3)还设置有用于驱动所述加工轴(31)复位的辅助轴(32)，所述辅助轴(32)套设有弹簧，所述辅助轴(32)的后端连接有固定件(33)，所述固定件(33)设置有轴承，所述加工轴(31)的后端套设于轴承内。
4.根据权利要求1所述的一种改进结构的自动车床，其特征在于:所述底座(2)设置有第一传动轴(221)和第一传动蜗轮(222)，所述第一传动轴(221)的一端设置有第一传动轮(223)，所述第一传动轮(223)通过皮带与伺服电机(14)传动连接，所述第一传动轴(221)的另一端套设有与第一传动蜗轮(222)啮合的第一蜗杆(224)，所述加工轴(31)设置有与所述第一传动蜗轮(222)啮合的蜗轮齿(311)。
5.根据权利要求1所述的一种改进结构的自动车床，其特征在于:所述控制装置(5)包括用于控制主轴电机(15)的开关按钮(51)、控制芯片及用于输入或控制加工参数的数字显示控制模块(52)，所述伺服电机(14)、主轴电机(15)、开关按钮(51)及数字显示控制模块(52)均与控制芯片电性连接。
6.根据权利要求5所述的一种改进结构的自动车床，其特征在于:所述数字显示控制模块(52 )设置有触摸屏，所述触摸屏与控制芯片电性连接。
7.根据权利要求1所述的一种改进结构的自动车床，其特征在于:所述床身(I)设置有第二传动轴(61)和第三传动轴(62)，所述第二传动轴(61)依次设置有第二传动轮(611)、第三传动轮(612)和第四传动轮(613)，所述第二传动轮(611)通过皮带与主轴电机(15)传动连接，所述第三传动轮(612)通过皮带与主轴(13)传动连接，所述第三传动轴(62)分别装设有第五传动轮(621)、第六传动轮(622)，所述第四传动轮(613)通过皮带与第五传动轮(621)传动连接，所述床身(I)还设置有第七传动轮(64)，所述第六传动轮(622)通过皮带与第七传动轮(64)传动连接，所述第七传动轮(64)连接有带齿轮套(631)的第四传动轴(63)，所述齿轮套(631)传动连接有第一齿轮(65)，所述凸轮轴(4)设置有与第一齿轮(65)哨合的驱动齿轮(42)。
8.根据权利要求7所述的一种改进结构的自动车床，其特征在于:所述床身(I)还设置有第二齿轮(66 )、第三齿轮(67 )和第四齿轮(68 )，所述床身(I)设置有驱动所述第四齿轮(68)的手轮(69)，所述第四齿轮(68)与第三齿轮(67)啮合，所述第三齿轮(67)与第二齿轮(66) B齿合，所述第二齿轮(66)与第一齿轮(65)哨合。
9.根据权利要求7所述的一种改进结构的自动车床，其特征在于:所述第七传动轮(64)连接有第一离合套(641 )，所述齿轮套(631)设置有与第一离合套(641)配合的第二离合套(632)，所述床身(I)设置有用于控制第一离合套(641)与第二离合套(632)分离或合并的离合机构(7)，所述离合机构(7)包括与床身(I)铰接的曲柄(71)，所述曲柄(71)的一端连接有分离柱(72)并延伸至第一离合套(641)，所述第二离合套(632)设置有供分离柱(72)伸入的分离凹位(633)。
10.根据权利要求1一9任一所述的一种改进结构的自动车床，其特征在于:所述凸轮轴(4)设置有限料凸轮(43)，所述床身(I)设置有限料机构(8)，所述限料机构(8)包括传动臂(81)、支撑轴(82 )、传动块(83 )和限料挡块(84)，所述传动臂(81)与底座(2 )铰接，所述底座(2)设置有用于装设支撑轴(82)的支架(24)，所述传动块(83)与支撑轴(82)的中部固定连接，所述限料挡块(84)与支撑轴(82)的端部固定连接，所述传动臂(81)的一端与限料凸轮(43)抵接，所述传动臂(81)的另一端与传动块(83)活动铰接，所述传动块(83)上部设置有第一连接柱(85)，所述支架(24)设置有第二连接柱(86)，所述第一连接柱(85)通过弹簧与第二连接柱(86)连接。
【文档编号】B23Q5/10GK203918439SQ201420212944
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】张卫强 申请人:东莞市佑昌精密机械有限公司