一种车床的制作方法

本发明涉及车床领域，尤其涉及的是一种车床。

背景技术：

车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床，在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等对工件进行相应的加工。现有的车床的切刀装置一般设置于主轴箱的顶部，这种结构虽然使用广泛，但由于拖板驱动车刀进行车削时车刀的力臂过长，车削的稳定性受到很大的影响，在车削行进过程中容易造成振动、抖动等现象，这样势必会降低加工工件的质量。再者，由于需要安装多把车刀，传统的车床结构在机座的两旁还各设置有刀座，占用大量的空间，使车床的外尺寸（高度、宽度）十分大，车床的制造成本高昂。此外，传统的车床的机座上设置有由丝杆螺母副驱动的十字滑台以使工件可以在水平方向上运动，这种十字滑台设置于工件下方的方式使工件被车削后的细屑很容易弹入丝杆中，破坏丝杆螺母副，影响丝杆行进的准确度。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种车床，以解决以下问题：1、车刀进行车削时车刀的力臂过长，车削的稳定性受到很大的影响；2、传统的车床结构在机座的两旁还各设置有刀座，占用大量的空间，车床的制造成本高昂；3、传统车床的十字滑台设置于工件下方的方式使工件被车削后的细屑很容易弹入丝杆中，破坏丝杆螺母副，影响丝杆行进的准确度。

本发明的技术方案如下：

一种车床，包括机座、对工件进行切削加工的切刀装置、主轴箱和设置于主轴箱内带动工件转动的主轴，所述主轴箱设置于机座上，还包括控制切刀装置运动的控制系统，控制系统与切刀装置通讯连接，其中，所述切刀装置设置于主轴箱的侧面，切刀装置包括带动刀具水平移动的X向移动机构和带动刀具在竖直方向上移动的Z向移动机构, Z向移动机构滑动连接于X向移动机构上，切刀装置还包括对工件进行切削加工的刀具，所述刀具纵向排列设置在Z向移动机构上。

所述的车床，其中，所述X向移动机构包括X向数控滑台及X向电机，所述X向数控滑台通过X向电机带动前后滑动；所述X向电机的输出轴连接X向丝杆，X向丝杆上设置有与X向丝杆螺纹连接的X向螺母，X向螺母与X向数控滑台连接，X向丝杆转动带动与X向螺母连接的X向数控滑台前后移动；

所述的车床，其中，所述Z向移动机构包括Z向电机及Z向数控滑台，所述Z向数控滑台与X向数控滑台连接并可相对X向数控滑台上下滑动，所述Z向电机安装在Z向数控滑台上，在Z向电机的输出轴上安装有Z向丝杆，X向数控滑台上固连有Z向螺母，Z向丝杆与Z向螺母螺纹配合从而带动Z向数控滑台相对X向数控滑台上下移动。

所述的车床，其中,主轴箱的侧面设置有缺口部，所述X向移动机构固定设置于所述主轴箱的缺口部内。

所述的车床，其中，所述主轴箱的侧壁上设置有支撑所述切刀装置的支承台，支承台的边沿为一斜坡。

所述的车床，其中，主轴箱中部留有供主轴通过的主轴孔，主轴孔中设置有封堵主轴箱内部的压盖，所述压盖包括压盖缺口，所述压盖缺口避让车床的切刀装置防止切刀装置与压盖发生干涉，压盖缺口为切刀装置向主轴中心缩进提供空间。

所述的车床，其中，所述X向数控滑台包括X向固定拖板和X向活动拖板，所述X向螺母与X向活动拖板连接，X向丝杆转动时X向螺母带动X向活动拖板水平移动，X向固定拖板和X向活动拖板之间还设置有一沿X方向延伸的X向滑座，所述X向滑座上设置有滑槽，所述X向活动拖板上固连有线轨，所述线轨与X向滑座上的滑槽滑动连接，X向活动拖板被X向螺母带动水平移动时线轨沿着X向滑座上的滑槽滑动。

所述的车床，其中，所述Z向数控滑台包括Z向拖板，Z向丝杆与Z向螺母螺纹配合从而带动Z向拖板上下移动，所述刀具设置于Z向拖板上，所述X向活动拖板上固定连接有Z向滑座，Z向滑座上设置有滑槽，Z向拖板上固连有线轨，所述线轨与Z向滑座上的滑槽滑动连接，Z向拖板被带动上下移动时线轨沿着Z向滑座上的滑槽滑动。

所述的车床，其中，所述机座包括容纳所述Z向拖板的凹部，所述凹部的底部设置有倾斜的导屑板，导屑板从机座的中部向机座的一端延伸，机座的一端设置有排走铁屑的排屑口，所述导屑板的末端连接排屑口的入口，所述导屑板从机座中部向排屑口倾斜。

所述的车床，其中，所述主轴的末端连接夹持工件的夹具，所述主轴由主电机带动旋转，主电机输出轴连接齿轮传动机构，齿轮传动机构把动力传递至主轴。

本发明的有益效果：本发明通过提供一种车床，巧妙地将切刀装置设置于主轴箱侧面上，缩短车刀受力点到拖板支点之间的距离，主轴箱设置为L形结构，将切刀装置设置于缺口部中，在压盖上设置压盖缺口为切刀装置提供进一步缩进的空间，有效缩短了车刀车削时的力臂，减少了车刀所受到的力矩，增强了车刀行进过程中的稳定性，对于产品质量的提高大有裨益；节省了机座两旁的刀座，将所有刀具都安装在Z向拖板上，降低了车床的制造成本；切刀装置的丝杆螺母副设置于主轴的侧面，避免车削后的细屑弹入丝杆中，增长丝杆螺母副的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明中的主轴箱的结构示意图。

图3是本发明的剖视图。

图4是图2中沿B-B方向的剖视图。

图5是图3中沿E-E方向的剖视图。

图6是本发明的侧视图。

图7是现有技术的车床的结构示意简图。

图8是本发明中主轴箱的侧视图。

图9是本发明中另一实施方式的主轴箱侧视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

参阅图1和图2，本发明提供一种车床，包括机座1、对工件进行切削加工的切刀装置2、主轴箱3和设置于主轴箱3内带动工件转动的主轴4，所述主轴箱3设置于机座1上，还包括控制切刀装置2运动的控制系统，控制系统与切刀装置2通讯连接。切刀装置2包括带动刀具水平移动的X向移动机构和带动刀具在竖直方向上移动的Z向移动机构（X方向和Z方向如图1中箭头所示）, Z向移动机构滑动连接于X向移动机构上，切刀装置2还包括对工件进行切削加工的刀具212，所述刀具212纵向排列设置在Z向移动机构上。切刀装置2设置于主轴箱3的侧面。参阅图7，传统的车床将切刀装置1’安装于主轴箱4’顶部，车床的刀具3’安装于切刀装置1’伸出的拖板2’上，拖板2’上下运动进行换刀（运动方向如图7中竖直箭头所示），拖板2’带动刀具3’运动车削工件(运动方向如图7中水平箭头所示)，伸出的拖板长度会作为车刀所受力臂长度的一部分，刀具3’的受力点（即车刀与工件接触的点）与拖板2’的支点距离长（即车刀所受力臂长），使刀具3’容易受到工件的作用力而发生弯曲，而本发明巧妙地将切刀装置2安装于主轴箱3的侧面，无论切刀装置的拖板如何伸缩，车刀的受力点与拖板的支点距离不会改变，且这一距离被大为缩短了，即缩短了刀具的力臂长度，减少了工件对车刀的力矩，增强了车床车削时的刚性。

为了进一步缩短车刀的力臂长度，优选地，主轴箱3的侧面设置有一缺口部302，带有缺口部302的主轴箱3截面形状呈L形（如图2所示），所述切刀装置2设置于所述主轴箱3的缺口部302内。相对于传统的车床将切刀装置安装于主轴箱顶部的方式，本发明非常巧妙地在主轴箱3的侧面设置缺口部302形成截面L形的主轴箱3，缺口部302用于容纳切刀装置2，切刀装置2的位置设置对于车刀走刀的稳定性来说是至为关键的因素，如何缩短车刀车削时受力的力臂减少力矩以增强走刀的稳定性是技术人员一直感到困扰的问题，参阅图4，本发明中刀具车削时受力的力臂长度为L1，主轴4到主轴箱3边沿的距离为d，由于设置了缺口部302，明显地，L1小于d（差值为缺口部302的宽度），而传统车床车刀的力臂长度大于d，力矩T为力与力臂的乘积，本发明减少了车刀受力的力臂，则所受的力矩也会减少，刀具不容易被弯曲，走刀的稳定性相对于传统车床有了大幅度的提高。再者，本发明切刀装置2的这种设置方式最大限度地利用了主轴箱相对有限的空间，减少了车床整体的体积，使车床整体更为轻便紧凑。

为了可以稳固地支承切刀装置2，主轴箱3的侧壁上设置有支撑所述切刀装置2的支承台300，支承台300的边沿为一斜坡301，这样，支承台300下宽上窄，增加了支承台300的稳定性。

参阅图8和图9，主轴箱3中部留有供主轴4通过的主轴孔，主轴孔中设置有封堵主轴箱内部的压盖303。技术人员为了进一步利用主轴箱3的空间，让切刀装置2更靠近主轴4以缩短刀具的力臂，作为本实施例的另一实施方式，所述压盖303包括压盖缺口3030，压盖缺口3030避让车床的切刀装置2防止切刀装置2与压盖303发生干涉，压盖缺口3030为切刀装置2向主轴4中心缩进提供空间，这样，切刀装置2便可以进一步地往主轴的中心线方向缩进而不会被压盖303阻挡，缩短车刀运行时所受力臂，减少力矩，此时力臂长度为L2（主轴中心到切刀装置之间的距离），力臂长度L2相对于L1进一步缩短了。

进一步地，参阅图3至图6，X向移动机构包括X向数控滑台及X向电机， X向数控滑台通过X向电机带动前后滑动； X方向电机的输出轴连接X向丝杆206，X向丝杆206上设置有与X向丝杆206螺纹连接的X向螺母207，X向螺母207与X向数控滑台连接，X向丝杆206转动带动与X向螺母207连接的X向数控滑台前后移动；

Z向移动机构还包括Z向电机及Z向数控滑台，所述Z向数控滑台与X向数控滑台连接并可相对X向数控滑台上下滑动，所述Z向电机安装在Z向数控滑台上，在Z向电机的输出轴上安装有Z向丝杆210，X向数控滑台上固连有Z向螺母211，Z向丝杆210与Z向螺母211螺纹配合从而带动Z向数控滑台相对X向数控滑台上下移动；本发明中切刀装置2的X向丝杆206和Z向丝杆210所处的位置为主轴4的一侧，相对于传统车床在主轴箱3的下方设置十字拖板的方式，车削后飞溅的细屑不容易弹入丝杆中造成丝杆螺母副的损坏，使用寿命大大加长了。

切刀装置2还包括多副对工件进行切削加工的刀具212，所述刀具212纵向设置在Z向数控滑台上，控制系统通过控制X向电机转动的圈数及方向以调节刀具的水平位置，控制系统通过控制Z向电机转动的圈数及方向带动Z向数控滑台上下移动以更换不同的刀具212。将刀具212全部设置于Z向数控滑台上，省略了传统车床中机座两旁的刀座，减少了车床的整体尺寸，降低了车床的制造成本。

优选地，参阅图6，X向数控滑台包括X向固定拖板202和X向活动拖板204， X向螺母207与X向活动拖板204连接，X向丝杆206转动时X向螺母207带动X向活动拖板204水平移动，由于X向活动拖板204带动刀具212作水平方向的车削运动，X向活动拖板204会受到来自工件的反作用力，偶有抖动、振动等现象发生，为了增强X向数控滑台运行的稳定性，X向固定拖板202和X向活动拖板204之间还设置有一沿X方向延伸的X向滑座203， X向滑座203上设置有滑槽， X向活动拖板204上固连有线轨205，线轨205与X向滑座203上的滑槽滑动连接，X向活动拖板204被X向螺母207带动水平移动时线轨205沿着X向滑座203上的滑槽滑动，这样，X向活动拖板204运行时具有多个支点（X向螺母207、线轨205和滑槽组成的滑动连接副），受力时的稳定性得到提高，避免发生运行抖动、振动等现象。

Z向数控滑台包括Z向拖板209，Z向丝杆210与Z向螺母211螺纹配合从而带动Z向拖板209上下移动，所述刀具212设置于Z向拖板209上，同理，为了增强Z向拖板209运行的稳定性， X向活动拖板204上固定连接有Z向滑座208，Z向滑座208上设置有滑槽，Z向拖板209上固连有线轨205，所述线轨205与Z向滑座208上的滑槽滑动连接，Z向拖板209被带动上下移动时线轨205沿着Z向滑座208上的滑槽滑动，X向活动拖板204在切刀装置2作水平移动车削工件时，对Z向拖板209及设置于Z向拖板209上的刀具212起支撑作用。

由于Z向拖板209上带有刀具212，机座1包括容纳Z向拖板209的凹部102，凹部102用作在Z向拖板209上下移动时避让Z向拖板209。在车削作业时工件飞出的细屑一部分会落入机座1中，传统的车床机座需要人手清理工件遗留下的细屑，操作人员需要避开切刀装置等零部件才能进行清理，费时费力，操作效率低下。因此，为了高效地排走细屑，凹部102的底部设置有倾斜的导屑板100，导屑板100从机座1的中部向机座1的一端延伸，机座1的一端设置有排走铁屑的排屑口101，导屑板100的末端连接排屑口101的入口，导屑板100从机座1中部向排屑口101倾斜，这样，细屑就能沿着倾斜的导屑板100滑落至排屑口101后被排走，提供了一种简便快捷地排走细屑的方式。

进一步地，主轴4的末端连接夹持工件的夹具，所述主轴4由主电机带动旋转，主电机输出轴连接齿轮传动机构，齿轮传动机构把动力传递至主轴4，主轴4带动工件旋转。

本发明通过提供一种车床，巧妙地将切刀装置设置于主轴箱侧面上，缩短车刀受力点到拖板支点之间的距离，主轴箱设置为L形结构，将切刀装置设置于缺口部中，在压盖上设置压盖缺口为切刀装置提供进一步缩进的空间，有效缩短了车刀车削时的力臂，减少了车刀所受到的力矩，增强了车刀行进过程中的稳定性，对于产品质量的提高大有裨益；节省了机座两旁的刀座，将所有刀具都安装在Z向拖板上，降低了车床的制造成本；切刀装置的丝杆螺母副设置于主轴的侧面，避免车削后的细屑弹入丝杆中，增长丝杆螺母副的使用寿命。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。