一种多刀架数控车床的制作方法

本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种高效的多刀架数控车床。

背景技术：

变压器生产过程中经常使用圆棒类零件，该类零件通常使用车床进行加工，大多变压器生产车间仅配备常规的车削设备，常规的车削设备在生产过程中严重制约生产效率。

数控设备以其高精度、高效率、自动化而广为认可，数控设备在机械加工领域的应用已有数十年，得到了长足的发展。在数控车床领域，配备多工位刀架的数控车床早已问世，但是多工位刀架的换刀过程依旧费时较长，尤其是相对于高效的数控车削加工来说，时间浪费较为明显。因而业界需要一种更加高效的数控车床，实现多个刀架紧凑进给甚至同时加工零件，更希望实现多个刀架独立控制，以实现形状复杂如台阶轴类零件的车削加工。

本发明提供一种多刀架数控车床，具有多个独立控制的刀架，可实现对零件的多方位同时车削，也可实现多刀架交替进刀，高效车削零件，进一步提高数控车床的加工效率。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题在于提供一种多刀架数控车床，以解决上述背景技术中所述的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种多刀架数控车床，包括床身，主机架，主刀架，与现有数控设备类似的，床身为多刀架数控车床的主要结构，其内包含了数控车床的功能附件，如控制计算机，主轴，内部传动机构，控制线路等，这些技术特征与现有数控车床类似，不再详细描述，本领域技术人员可以容易的获得相关技术资料并将其实现，此处并非本发明的特定技术特征。

进一步的，主机架安装在床身的工作平台上，主机架上有主导轨、第一驱动电机和主丝杆，主机架用于安装本发明的多个刀架，多个刀架集中于主刀架上，主导轨对主刀架起到限位和导向的作用，实现主刀架的整体移动，主丝杆和第一驱动电机用于控制主刀架的运动方向和精度，实现多个刀架的整体运动控制。

进一步的，主刀架上集成了多个切削刀架，本发明的高效切削功能由主刀架上的多个刀架完成。为了实现高效切削，主刀架上具有至少两个刀架，当具有两个刀架时，两个刀架在主刀架上优选水平对称安装，当具有更多刀架时，可以在水平对称安装的同时增加竖直安装的刀架或者垂直倾斜对角安装，当然，安装面应与主导轨的安装方向垂直。

主刀架具有两个水平对称安装的刀架。其具体安装和实现方式为，主刀架上安装第一刀架和第二刀架，第一刀架和第二刀架共用一副导轨，为了实现水平对称布置的两个刀架独立控制，为两个水平对称布置的刀架分别设置丝杆和驱动电机。使两个水平对称布置的刀架可以独立控制对工件的背吃刀量，这样对于多台阶的车削加工具有较大的优势，可以同时车削多种直径的台阶轴。

进一步的，考虑到主机架控制的是整个主刀架的整体移动，为了提高多个刀架的独立运行能力，为两个水平对称布置的刀架增设一套导轨丝杆机构，这时的第三驱动电机主要提供第一刀架在工件轴向的微调，因而无需太大的行程，这时的两个水平对称布置的刀架在切削多台阶的复杂轴类零件则具有较为明显的优势。

进一步的，为了进一步提高多刀架数控车床的切削效率，本技术方案还可以具有第三个刀架，在主刀架上设置龙门立柱，显然，龙门式布局为数控车床常见的尾座预留工作通路。在龙门立柱上安装横梁，同时，龙门立柱上具有导轨丝杆和驱动电机，用于驱动横梁移动，横梁上安装竖直布置的第三刀架和驱动电机，驱动电机用于驱动第三刀架上下移动，实现第三刀架上的刀具对工件的背吃刀量的调节。此处需要说明的是，龙门式安装的第三刀架在加工过程中需要保证一定的结构刚度，本领域技术人员结合本领域的现有技术完全可以通过龙门式结构优化的手段使第三刀架满足刚度要求。

考虑到数控设备运转速度较高，为了保证其运转时周边工作人员的安全，为数控车床设置防护门，防护门可以在床身门轨的约束下滑动，实现防护门的开闭。

需要进一步说明的是，本案对于数控车床的导轨结构并未详细描述，本领域技术人员对于数控设备的几种常见导轨结构应该不陌生，结合本实施例的附图可以实现。

考虑到数控设备已经具有数十年的发展历程，本实施例被仅对本发明的发明点进行了详细描述，对于本领域已经较为成熟的技术特征，本实施例并未详细描述，本领域技术人员根据本实施例的描述，结合本领域的现有技术完全可以实现本发明的技术方案。

本发明提供一种多刀架数控车床，具有多个独立控制的刀架，可实现对零件的多方位同时车削，也可实现多刀架交替进刀，高效车削零件，进一步提高数控车床的加工效率。

附图说明

图1是本发明的示意图。

图2是本发明的主机架及主刀架的示意图。

图3是本发明的刀架的示意图。

图4是本发明的示意图。

图中：100.床身，101.第一门轨，102.第二门轨，103.控制计算机，104.主轴，200.主机架，201.主导轨，202.第一驱动电机，203.主丝杆，300.主刀架，301.第二驱动电机，310.第一刀架，311.第三驱动电机，320.第二刀架，330.龙门立柱，335.横梁，3351.第三刀架，3352.第四驱动电机。

具体实施方式

为了使本发明易于了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

图1所示为数控车床的主体结构，包括床身100，主机架200，主刀架300，与现有数控设备类似的，床身100为多刀架数控车床的主要结构，其内包含了数控车床的功能附件，如控制计算机103，主轴104，内部传动机构，控制线路等，这些技术特征与现有数控车床类似，本实施例不再详细描述，本领域技术人员可以容易的获得相关技术资料并将其实现，此处并非本发明的特定技术特征。进一步的详细说明是，床身100上具有安装机床防护门400（如图4所示）的第一门轨101和第二门轨102，防护门400安装在两个门轨上可以左右滑动，当数控车床工作时关闭防护门400以保护安全。本实施例给出的示意图中主轴104上安装的夹具为三爪卡盘，同样的，本领域技术人员应当知晓，主轴104上安装的夹具也可以是其他的夹具，较为常见的还有四爪卡盘以及顶尖等。本实施例所示的数控车床没有示出尾座，对于数控车床，尾座具有重要的应用，本领域技术人员根据本领域的现有技术可以容易的将尾座引入本技术方案，而且，本技术方案的龙门立柱330的设计正是为了给尾座保留工作空间。与常见的数控设备类似的，控制计算机103用于控制整个数控车床的工作，包括控制下文将要描述的多个驱动电机的协调工作以及主轴104的工作，实现高效率、高精度的数控加工。

图2为主机架200和主刀架300的局部示意图，主机架200安装在床身100的工作平台上，主机架200上有主导轨201、第一驱动电机202和主丝杆203（如图1所示），主机架200用于安装本发明的多个刀架，多个刀架集中于主刀架300上，主导轨201对主刀架300起到限位和导向的作用，实现主刀架300的整体移动，主丝杆203和第一驱动电机202用于控制主刀架300的运动方向和精度，实现多个刀架的整体运动控制。

图3是本发明的主刀架300的示意图，主刀架300上集成了多个切削刀架，本发明的高效切削功能由主刀架300上的多个刀架完成。为了实现高效切削，主刀架300上具有至少两个刀架，当具有两个刀架时，两个刀架在主刀架300上优选水平对称安装，当具有更多刀架时，可以在水平对称安装的同时增加竖直安装的刀架或者垂直倾斜对角安装，当然，安装面应与主导轨201的安装方向垂直。

本实施例给出了主刀架300上安装三个刀架的示例，其中两个水平对称安装，第三个竖直安装。其具体安装和实现方式为，主刀架300上安装第一刀架310和第二刀架320，考虑到数控车削过程中，刀具均对安装在主轴104上的工件进行切削，既刀架的运动范围只在主轴104的外侧，于是第一刀架310和第二刀架320共用一副导轨，但是，进一步的，为了实现水平对称布置的两个刀架（第一刀架310和第二刀架320）独立控制，为两个水平对称布置的刀架（第一刀架310和第二刀架320）分别设置丝杆和驱动电机，其中第二刀架320的驱动电机为第二驱动电机301，第一刀架310的驱动电机安装在主刀架300的另一侧，视图中被其他技术特征遮挡而没有示出。第二驱动电机301可以使第一刀架310上的刀具独立调节切削的背吃刀量，同样的，第二刀架320也可以独立调节背吃刀量，这样对于多台阶的车削加工具有较大的优势，可以同时车削多种直径的台阶轴。进一步的，考虑到主机架200控制的是整个主刀架300的整体移动，而第二驱动电机301控制的是第二刀架320的侧向移动，为了提高多个刀架的独立运行能力，为两个水平对称布置的刀架（第一刀架310和第二刀架320）增设第三套导轨丝杆机构，如图所示的第一刀架310具有第三驱动电机311，相应的，第二刀架320也具有同样的驱动电机，这时的第三驱动电机311主要提供第一刀架310在工件轴向的微调，因而无需太大的行程，这时的两个水平对称布置的刀架（第一刀架310和第二刀架320）在切削多台阶的复杂轴类零件则具有较为明显的优势。此处需要说明的是，受结构所限，本实施例的附图并没有示出第三驱动电机311配套的丝杆，但是本领域技术人员根据本文的描述并结合附图可以容易的实现该功能。

为了进一步提高多刀架数控车床的切削效率，本实施例还给出了第三个刀架的技术方案，在主刀架300上设置龙门立柱330，显然，龙门立柱330为两个立柱，两个立柱中间形成开放区域为数控车床常见的尾座预留工作通路。龙门立柱330上安装横梁335，同时，龙门立柱330上具有导轨丝杆和驱动电机，用于驱动横梁335移动，横梁335上安装竖直布置的第三刀架3351和第四驱动电机3352，第四驱动电机3352用于驱动第三刀架3351上下移动，实现第三刀架3351上的刀具对工件的背吃刀量的调节。此处需要说明的是，龙门式安装的第三刀架3351在加工过程中需要保证一定的结构刚度。

图4是本发明的数控车床的示意图，图中示出了数控车床的防护门400，考虑到数控设备运转速度较高，为了保证其运转时周边工作人员的安全，为数控车床设置防护门400，防护门400可以在第一门轨101和第二门轨102（如图1所示）的约束下滑动，实现防护门400的开闭。

本案对于数控车床的导轨结构并未详细描述，本领域技术人员对于数控设备的几种常见导轨结构应该不陌生，结合本实施例的附图可以实现。

以上实施例主要说明了本发明的多刀架数控车床。尽管只对其中有限的实施例和技术特征进行了描述，本领域技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的实施例被视为示意性的而非限制形的，在不脱离所附权利要求所定义的本发明的精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种修改与替换的方案。