具有自动上料功能的数控车床的制作方法
【专利摘要】具有自动上料功能的数控车床，包括车床本体，车床本体上设有空心主轴，车床本体上沿前后水平方向设有滑轨，滑轨上滑动设有刀架，空心主轴前端同轴向固定连接有空心卡盘，刀架上设有切割机构与电磁吸附机构，空心主轴的正后方设有自动上料装置；自动上料装置包括料箱基座，料箱基座上固定连接有料箱支架，料箱支架上固定连接有料箱，料箱基座上表面固定连接有位于料箱正下方的推料座，推料座上表面沿前后水平方向开设有推料槽，推料座上表面固定连接有位于推料槽左右两侧的挡料板，推料座正后方设有推料气缸，推料气缸固定连接在料箱基座上。本实用新型结构简单、制作成本低、工作稳定、能够实现自动上料并且上料效率高。
【专利说明】
具有自动上料功能的数控车床
技术领域
[0001]本实用新型属于机械零件加工技术领域，尤其涉及一种具有自动上料功能的数控车床。
【背景技术】
[0002]数控车床、车削中心，是一种高精度、高效率的自动化机床。配备多工位刀塔或动力刀塔，机床就具有广泛的加工工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件，具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。数控车床加工工件需先将工件在主轴夹具上夹紧，然后主轴旋转刀具进给进行工件切削。夹紧前的工件上料有人工和自动两种，人工上料效率低下。现有的数控车床一般采用的是空心主轴带动中空卡盘转动，采用上述结构便于加工长棒料，并且可连续进行加工，长棒料可以在机床外增加专用的送料器以保证加工的连续进行，也可以在机床刀架上设计上料装置，完成连续上料。现有的上料装置存在以下不足或缺陷:结构复杂、成本高、上料效率低。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、制作成本低、工作稳定、能够实现自动上料并且上料效率高的具有自动上料功能的数控车床。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:具有自动上料功能的数控车床，包括车床本体，车床本体上设有空心主轴，空心主轴沿前后水平方向设置，车床本体上沿前后水平方向设有滑轨，滑轨上滑动设有刀架，空心主轴前端同轴向固定连接有空心卡盘，刀架上设有切割机构与电磁吸附机构，车床本体后方设有自动上料装置；自动上料装置包括料箱基座，料箱基座上固定连接有料箱支架，料箱支架上固定连接有顶部敞口的料箱，料箱内放置有金属棒料，料箱的竖直截面呈漏斗结构，料箱中部设置为上宽下窄的波纹管伸缩节结构，料箱下部内的金属棒料呈单列放置，料箱上设有两个分别位于波纹管伸缩节结构两侧的振动电机，料箱基座上表面固定连接有位于料箱正下方的推料座，推料座上表面沿前后水平方向开设有推料槽，推料槽横截面呈V形结构，推料座上表面固定连接有位于推料槽左右两侧的挡料板，料箱基座上水平设有位于推料座正后方的推料气缸，推料气缸的中心线、推料槽的中心线和空心主轴的中心线重合；
[0005]电磁吸附机构包括固定连接在刀架上的基体，基体呈圆柱形结构并沿前后水平方向设置，基体前端部设置在刀架的刀位孔中，基体后端部内开设有盲孔，盲孔的中心线与空心主轴的中心线重合，盲孔内滑动设有圆柱形的电磁铁，基体后端部外壁上设有螺纹并螺纹连接有紧固螺母，紧固螺母后侧固定连接有与紧固螺母呈一体结构的限位环，电磁铁的外径大于限位环的内径，限位环的内径大于金属棒料的外径，盲孔内设有前后两端分别与盲孔底部和电磁铁前侧面顶压配合的缓冲弹簧，限位环的前侧面与电磁铁的后侧面接触。
[0006]切割机构包括固定连接在刀架后侧面的旋转电机，旋转电机的主轴朝后设置，旋转电机的主轴传动连接有切割转轴，切割转轴后端部固定连接有砂轮片，刀架上通过连接杆固定连接有位于砂轮片上方的防护罩，砂轮片上部位于防护罩内。
[0007]空心卡盘下方设有位于车床本体上的接料斗。
[0008]电磁铁采用吸盘式电磁铁。
[0009]电磁吸附机构的基体后端部的盲孔内嵌设有绝缘套管，绝缘套管沿前后水平方向设置，电磁铁和缓冲弹簧均设在绝缘套管内，电磁铁与绝缘套管内壁滑动连接。
[0010]采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果:
[0011 ] 1、本实用新型的自动上料装置可以实现自动上料并且上料效率高，其具体工作原理为:操作人员从料箱上口一次将一定数量的金属棒料放置在料箱内，金属棒料在自身重力作用下从料箱下口下落，此时，已有一根金属棒料下落于推料座上的推料槽内，料箱下部只供单个金属棒料通过，并且料箱下口与推料座之间的间距为1.5倍的金属棒料直径，这样使得每次只有一根金属棒料下落在推料槽内，推料槽两侧设有挡料板，避免金属棒料在下落时飞出，料箱中部设置为波纹管伸缩节结构，并在波纹管伸缩节结构两侧设置振动电机，由于料箱下部只供单个金属棒料通过，在金属棒料从料箱上部下落到料箱下部的过程中，可能会堵塞，堵塞时，开启振动电机，带动波纹管伸缩节结构振动，使得金属棒料顺利下落；启动推料气缸，推料气缸的活塞杆将位于推料槽内的金属棒料推送入空心主轴和空心卡盘内，并使金属棒料的前端头伸出空心卡盘前侧，并使空心卡盘夹紧金属棒料。
[0012]2、本实用新型的电磁吸附机构基于一般的金属材料都具有导磁性这一特点，利用电磁吸附机构中安装的电磁铁与金属棒料的自然吸力，带动金属棒料沿数控车床坐标轴方向移动，将金属棒料拉出设定好的距离，以便进行下一工件的加工，使得加工过程连续高效。
[0013]1、电磁吸附机构内采用吸盘式电磁铁，具有体积小、吸附力大、牢固可靠等优点，可进行远程操作，动作简单灵敏，功能稳定可靠;为避免电磁铁与金属棒料刚性接触时将电磁铁挤压破裂，在电磁吸附机构的基体的盲孔内设有缓冲弹簧，以消除自动上料过程中的刚性冲击和振动；电磁吸附机构的基体盲孔内设有绝缘套管，避免由于长时间使用，电磁铁来回滑动使得基体内壁发生磨损，在紧固螺母的后侧面设置的限位环可以有效的避免电磁铁在吸附的过程中从基体后端滑出，使得工作稳定。
[0014]4、本实用新型在加工完一个工件后，控制刀架转动并移动到加工好的工件上方，使得切割机构靠近工件，设定好切割位置，启动旋转电机，旋转电机带动切割转轴及砂轮片转动，控制刀架进给，对加工好的工件进行切割，切割后的工件下落至接料斗内，关闭旋转电机，并停止主轴转动;然后利用电磁吸附机构将金属棒料拉出设定好的距离，开始进行下一个工件的加工，当剩余的金属棒料不够加工一个工件时，利用电磁吸附机构将剩余的金属棒料吸出，利用自动上料装置重新装填新的金属棒料，重复上述动作，实现连续加工。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的结构不意图；
[0016]图2是图1中A-A视图；
[0017]图3是图1中B处的放大图；
[0018]图4是图1中C处的放大图。
【具体实施方式】
[0019]如图1-4所示，本实用新型的具有自动上料功能的数控车床，包括车床本体I，车床本体I上设有空心主轴2，空心主轴2沿前后水平方向设置，车床本体I上沿前后水平方向设有滑轨，滑轨上滑动设有刀架3，空心主轴2前端同轴向固定连接有空心卡盘4，刀架3上设有切割机构5与电磁吸附机构6，车床本体I后方设有自动上料装置；自动上料装置包括料箱基座7，料箱基座7上固定连接有料箱支架8，料箱支架8上固定连接有顶部敞口的料箱9，料箱9内放置有金属棒料10，料箱9的竖直截面呈漏斗结构，料箱9中部设置为上宽下窄的波纹管伸缩节结构U，料箱9下部内的金属棒料10呈单列放置，料箱9上设有两个分别位于波纹管伸缩节结构11两侧的振动电机12，料箱基座7上表面固定连接有位于料箱9正下方的推料座13，推料座13上表面沿前后水平方向开设有推料槽14，推料槽14横截面呈V形结构，推料座13上表面固定连接有位于推料槽14左右两侧的挡料板15，料箱基座7上水平设有位于推料座13正后方的推料气缸16，推料气缸16的中心线、推料槽14的中心线和空心主轴2的中心线重合；
[0020]电磁吸附机构6包括固定连接在刀架3上的基体17，基体17呈圆柱形结构并沿前后水平方向设置，基体17前端部设置在刀架3的刀位孔中，基体17后端部内开设有盲孔，盲孔的中心线与空心主轴2的中心线重合，盲孔内滑动设有圆柱形的电磁铁18，基体17后端部外壁上设有螺纹并螺纹连接有紧固螺母20，紧固螺母20后侧固定连接有与紧固螺母20呈一体结构的限位环21，电磁铁18的外径大于限位环21的内径，限位环21的内径大于金属棒料10的外径，盲孔内设有前后两端分别与盲孔底部和电磁铁18前侧面顶压配合的缓冲弹簧19，限位环21的前侧面与电磁铁18的后侧面接触。
[0021]切割机构5包括固定连接在刀架3后侧面的旋转电机22，旋转电机22的主轴朝后设置，旋转电机22的主轴传动连接有切割转轴23，切割转轴23后端部固定连接有砂轮片24，刀架3上通过连接杆25固定连接有位于砂轮片24上方的防护罩26，砂轮片24上部位于防护罩26内。
[0022]空心卡盘4下方设有位于车床本体I上的接料斗27。
[0023]电磁铁18采用吸盘式电磁铁。
[O O 2 4 ]电磁吸附机构6的基体17后端部的盲孔内嵌设有绝缘套管2 8，绝缘套管2 8沿前后水平方向设置，电磁铁18和缓冲弹簧19均设在绝缘套管28内，电磁铁18与绝缘套管28内壁滑动连接。
[0025]本实用新型的工作过程为:操作人员从料箱9上口一次将一定数量的金属棒料10放置在料箱9内，金属棒料10在自身重力作用下从料箱9下口下落，此时，已有一根金属棒料10下落于推料座13上的推料槽14内，料箱9下部只供单个金属棒料10通过，并且料箱9下口与推料座13之间的间距为1.5倍的金属棒料1直径，这样使得每次只有一根金属棒料1下落在推料槽14内，推料槽14两侧设有挡料板15，避免金属棒料10在下落时飞出，料箱9中部设置为波纹管伸缩节结构11，并在波纹管伸缩节结构11两侧设置振动电机12，由于料箱9下部只供单个金属棒料10通过，在金属棒料10从料箱9上部下落到料箱9下部的过程中，可能会堵塞，堵塞时，开启振动电机12，带动波纹管伸缩节结构11振动，使得金属棒料10顺利下落；启动推料气缸16，推料气缸16的活塞杆将位于推料槽14内的金属棒料10推送入空心主轴2和空心卡盘4内，并使金属棒料10的前端头伸出空心卡盘4前侧，并使空心卡盘4夹紧金属棒料10，控制刀架3移动电磁吸附机构6至金属棒料10前端面处，使得电磁铁18后侧面与金属棒料10前端面接触，开启电磁铁18，并使空心卡盘4松开金属棒料10，利用电磁铁18吸附金属棒料10，控制刀架3沿数控车床坐标轴方向移动，并带动电磁吸附机构6及其吸附的金属棒料10位移设定好的距离，然后，使空心卡盘4夹紧金属棒料10，关闭电磁铁18，控制刀架3带动电磁吸附机构6退回，然后按照设定好的程序对金属棒料10进行加工，加工完成一个工件后，控制刀架3转动并移动到加工好的工件上方，使得切割机构5靠近工件，设定好切割位置，启动旋转电机22，旋转电机22带动切割转轴23及砂轮片24转动，控制刀架3进给，对加工好的工件进行切割，切割后的工件下落至接料斗27内，关闭旋转电机22，并停止主轴转动;再次控制刀架3移动电磁吸附机构6至金属棒料10前端面处，使得电磁铁18后侧面与金属棒料10前端面接触，开启电磁铁18，并使空心卡盘4松开金属棒料10，利用电磁铁18吸附金属棒料10，控制刀架3沿数控车床坐标轴方向移动，并带动电磁吸附机构6及其吸附的金属棒料10位移设定好的距离，然后，使空心卡盘4夹紧金属棒料10，关闭电磁铁18，控制刀架3带动电磁吸附机构6退回，然后按照设定好的程序对下一个工件进行加工；当剩余的金属棒料10不够加工一个工件时，利用电磁吸附机构6将剩余的金属棒料10吸出，利用自动上料装置重新装填新的金属棒料10，重复上述动作，实现连续加工。
[0026]本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。
【主权项】
1.具有自动上料功能的数控车床，包括车床本体，车床本体上设有空心主轴，空心主轴沿前后水平方向设置，车床本体上沿前后水平方向设有滑轨，滑轨上滑动设有刀架，空心主轴前端同轴向固定连接有空心卡盘，其特征在于:刀架上设有切割机构与电磁吸附机构，车床本体后方设有自动上料装置；自动上料装置包括料箱基座，料箱基座上固定连接有料箱支架，料箱支架上固定连接有顶部敞口的料箱，料箱内放置有金属棒料，料箱的竖直截面呈漏斗结构，料箱中部设置为上宽下窄的波纹管伸缩节结构，料箱下部内的金属棒料呈单列放置，料箱上设有两个分别位于波纹管伸缩节结构两侧的振动电机，料箱基座上表面固定连接有位于料箱正下方的推料座，推料座上表面沿前后水平方向开设有推料槽，推料槽横截面呈V形结构，推料座上表面固定连接有位于推料槽左右两侧的挡料板，料箱基座上水平设有位于推料座正后方的推料气缸，推料气缸的中心线、推料槽的中心线和空心主轴的中心线重合； 电磁吸附机构包括固定连接在刀架上的基体，基体呈圆柱形结构并沿前后水平方向设置，基体前端部设置在刀架的刀位孔中，基体后端部内开设有盲孔，盲孔的中心线与空心主轴的中心线重合，盲孔内滑动设有圆柱形的电磁铁，基体后端部外壁上设有螺纹并螺纹连接有紧固螺母，紧固螺母后侧固定连接有与紧固螺母呈一体结构的限位环，电磁铁的外径大于限位环的内径，限位环的内径大于金属棒料的外径，盲孔内设有前后两端分别与盲孔底部和电磁铁前侧面顶压配合的缓冲弹簧，限位环的前侧面与电磁铁的后侧面接触。2.根据权利要求1所述的具有自动上料功能的数控车床，其特征在于:切割机构包括固定连接在刀架后侧面的旋转电机，旋转电机的主轴朝后设置，旋转电机的主轴传动连接有切割转轴，切割转轴后端部固定连接有砂轮片，刀架上通过连接杆固定连接有位于砂轮片上方的防护罩，砂轮片上部位于防护罩内。3.根据权利要求2所述的具有自动上料功能的数控车床，其特征在于:空心卡盘下方设有位于车床本体上的接料斗。4.根据权利要求3所述的具有自动上料功能的数控车床，其特征在于:电磁铁采用吸盘式电磁铁。5.根据权利要求4所述的具有自动上料功能的数控车床，其特征在于:电磁吸附机构的基体后端部的盲孔内嵌设有绝缘套管，绝缘套管沿前后水平方向设置，电磁铁和缓冲弹簧均设在绝缘套管内，电磁铁与绝缘套管内壁滑动连接。
【文档编号】B23B15/00GK205629400SQ201620487928
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】范彩霞, 陈永方
【申请人】黄河科技学院