CN104339425A - 一种数控木工车床 - Google Patents

Abstract

一种数控木工车床，涉及一种木工机械，特别是一种木工用车床。它与现有数控木工车床相比，既适用加工细长类木料，又能加工粗大木料，且具有加工材质软硬度适用幅度宽的特点，加工后工件表面比现有木工车床加工件光亮；包括基座、床身、程控系统，主轴箱、中心板、刀架移动系统、尾座、机床润滑系统，其特征是：程控系统、主轴箱、尾座、刀架移动系统、机床润滑系统安装在床身上，床身与基座连为一体；其主要用于木材加工。

Description

一种数控木工车床

技术领域

本发明涉及一种木工机械，特别是一种木工用车床。

背景技术

现有数控木工车床，只能加工硬木、质地较均匀的木料，且速度慢，操作人员不能离机，操作要求高、车床稳定性差复杂；操作人员学习时间长，容易出错，次品率高，加工速度慢，加工质量不稳定。现有木工车床其车刀无论单刃或双车刀，存在缺点是加工木头时只能强制切刮工件，加工的工件表面粗糙直接影响下一道打磨工序的难度，也使得操作时劳动强度和难度较大，刀具及机件损耗较快;且由于其递刀系统中传动系统采用紧配合，在遇到加工件局部坚硬部位时易发生加工件断裂伤人的安全问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种新型数控木工车床，其特点是适用柱形车花，如木楼梯立柱、餐桌腿柱类似件加工用车床；它与现有数控木工车床相比，既适用加工细长类木料，又能加工粗大木料，且具有加工材质软硬度适用幅度宽的特点，加工后工件表面比现有木工车床加工件光亮；使用刀具运行非常平稳，车速极快，本车床加工速度是现有数控木工车床速度的二倍，加工产品质量稳定；操作简单，操作人员只需简单培训即可上岗，操作会简单的装料、开机即可，车床自行完成加工，每件加工结束自动停车，一人可同时操作多台车床。

本发明的技术方案是：一种数控木工车床，包括基座、床身、程控系统，主轴箱、中心套、刀架移动系统、尾座、机床润滑系统，其特征是：程控系统、主轴箱、中心套、刀架移动系统、尾座、机床润滑系统安装在床身上，床身与基座连为一体；程控系统包括控制台、可转动悬臂、主控器，控制台通过可转动悬臂与床身连接，主控器安装在控制台上，主控器控制线路从可转动悬臂内穿过连接到各控制线路上；主控器控制车床主电机、主轴刹车气缸、上料气缸、中心套、尾座上的顶杆气缸、丝杆驱动电机，车刀电机；主轴箱固定在床身上，包括箱体、主轴、顶杆、主轴刹车器、主轴安装在箱体上部纵向穿过箱体，主轴一头安装有顶杆，另一头安装皮带轮，由皮带与主电机连接；主轴刹车系统安装在主轴箱内，用于控制主轴的转停；刀架移动系统包括有刀架纵向移动系统和车刀横向移动系统；刀架纵向移动系统包括丝杆A、丝杆螺帽A、防尘罩、丝杆支架、丝杆顶套、拉力螺帽、齿轮、同步皮带、驱动电机A、滑轨A，丝杆A通过滑轨A、丝杆支架安装在床身上部，床身左右各一个丝杆A，丝杆A一端通过齿轮、同步皮带与驱动电机A连接传动，使左右两边的丝杆A能同步转动；丝杆A另一端安装有丝杆顶套，丝杆顶套一端顶在丝杆支架上，一端顶在拉力螺杆帽上，拉力螺杆与丝杆A连接，拉力螺杆起到张紧丝杆A作用从而防止丝杆A运行时抖动；丝杆螺帽A安装在丝杆上，用于连接丝杆A与车刀横向移动系统，当丝杆A转动带动丝杆螺帽A运动，从而带动车刀横向移动系统沿床身上滑轨A运动，实现车刀沿床身纵向运动；防尘罩安装在床身上遮盖丝杆A，使加工时木屑灰尘不落到丝杆A上；避免灰尘落入丝杆A上影响加工甚至停机；车刀横向移动系统包括车刀、车刀座、车刀架、车刀支架、丝杆B、车刀电机、丝杆螺帽B、滑轨B两条，车刀座有上板、定位板、支架构成，支架安装在上板上，丝杆B、车刀电机安装在上板上，上板通过两侧支架与丝杆螺帽A连接，定位板安装在上板下部用于控制车刀横向移动系统与床身相对位置，两条滑轨B一条安装在上板上，另一条安装在支架上，两条滑轨B用于车刀架滑动使用；丝杆螺帽B安装在丝杆B上并与车刀架连接，当车刀电机转动带动丝杆B驱动丝杆螺帽B，从而驱动车刀架运动，实现车刀递进退出；尾座包括主体箱、顶针轴，气缸、尾座固定架，顶针轴安装在主体箱上，气缸安装在主体箱上部两侧与顶针轴平行在同一平面上，气缸的柱塞与顶针轴连接，通过气缸的运动调节顶针轴固定加工件；尾座固定架安装在尾座内，包括有外部手柄、曲柄、连杆、压板，手柄连接曲柄，曲柄连接连杆，连杆连接压板，压板因手柄运动将尾座压紧在床身上；机床润滑系统包括润滑油泵、导管、油嘴，润滑油泵连接导管，导管连接油嘴，油嘴分布在丝杆螺帽、导轨副、丝杆固定座、及主轴箱与主轴连接点，起作用是保障丝杆及其他运动接触点润滑，减少磨损，延长机器寿命。

所述的中心套受程序控制，当加工件细而长时，加工工件车削时会产生抖动，为克服此现象设计了中心套加以固定，中心套是安装在床身上的主轴箱与车刀横向移动系统之间，可沿床身滑动，中心套是一块中间开孔，孔内有可独立旋转且装有卡钳机构，加工细长工件时，程序可控制中心套移动到工件中部，加工件穿过中心套开孔，并由孔内卡钳机构固定，以保证加工件加工时不抖动。

所述的车刀，其刀头开有V形槽，刀头截面“V”字形“V”字两条边及底部尖点磨成刀刃，刀杆安装在车刀架内，45°斜向前安装，刀刃与工件接触呈现“削”的方式，现有技术中刀刃与工件接触呈现“刮”的方式。削的刀刃是斜着向物体而用力顺着刀刃向物体内部运动，刮的刀刃是垂直于物体而用力方向却是顺着物体的表面运动，也就是说削的用力方向与刀刃切入方向是一致的，因而省力，加工面光亮；而刮一般用力方向与刀刃的切入方向存在不一致性，费力加工面粗糙。

所述的丝杆A可以是两根以上，所述的导轨B也是两根以上，以保证车刀运行稳定。

本发明的运行步骤是：先将要加工的成品尺寸数据转化输入程序，并在显示屏上预览加工后效果图，确定无误，启动上料汽缸，上料汽缸升至合适位置，将加工件放在上料气缸上的上料架上，启动定位开关此时尾座上汽缸气动杆移动带动顶针轴将工件固定在主轴上；将上料汽缸降下；启动加工程序，主轴开始旋转，车刀电机启动带动丝杆B、丝杆螺帽B驱动车刀架推动车刀递进、后退，同时程序是驱动电机A转动驱动丝杆A转动，带动丝杆螺帽A驱动车刀座沿床身上滑轨运动；实现工件加工。

本发明的有益效果在于：

1、由于车刀的纵向驱动系统采用双丝杆同步带动，车刀横向驱动采用双滑轨定位，使车刀运行具有极佳的运行稳定性，即使在加工比较疏松材质情况下也能保证车刀稳定，是加工件加工表面细腻。

2、使用程控控制系统使车刀的移动和递进配合极佳、主轴刹车及时，省去模板样品制作。

3、良好的稳定性、以及车刀的改进使加工件的大小、软硬幅度极大的扩大，加工速度大幅提高，与目前市场数控同等车床比较，速度提高一倍以上。

4. 使用程控控制使加工件的中心找对自动化，节省大量用工时间，现有数控机床使用时，为找对加工件中心线需先将加工件车成圆件，或在上机床前人工找对，为此多耗时间人力。而本发明在此可节省2/3的时间和人力。

5. 使用程控控制使加工件加工后的成品可事先预览，加工效果可预知。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明

图1是本发明实施例的主视图

图2是本发明实施例的俯视图

图3是本发明实施例的右视图

图4、是本发明的丝杆主视图、俯视图

图中：控制台1、主动轮2、基座3、主轴4、散热孔5、中心套6、顶针7、上料气缸8、车刀横向移动系统9、丝杆螺帽A91、车刀电机92、丝杆A10、丝杆顶套101、丝杆固定架102、顶针11、尾座12、床身13、驱动电机A14、张紧轮15、同步皮带轮16、气缸的柱塞17、顶杆气缸18、定位架手柄19、上料气缸20、车刀支架21、车刀架22、车刀23、滑轨24、防护网25、防护网支架26、主轴箱27、主电机28、顶针轴29、主轴皮带轮30、

图中：一种数控木工车床，包括基座3、床身13、程控系统，主轴箱27、中心套6、刀架移动系统、尾座12、机床润滑系统，其特征是：程控系统、主轴箱27、中心套6、刀架移动系统、尾座12、机床润滑系统安装在床身13上，床身13与基座3连为一体，程控系统包括控制台1、可转动悬臂、主控器，控制台1通过可转动悬臂与床身13连接，主控器面板安装在控制台上，主控器控制线路从可转动悬臂内穿过连接到各控制线路上；主控器通过主控器面板上程序操作控制车床主电机28、主轴刹车气缸、上料气缸8、中心套6、尾座12上的顶杆气缸18、丝杆驱动电机14，车刀电机92；主轴箱27固定在床身13上，包括箱体、主轴4、顶杆7、主轴刹车器、主轴4安装在箱体上部纵向穿过箱体，主轴4一头安装有顶杆7，另一头安装皮带轮30，由皮带与主电机28连接；主轴刹车系统安装在主轴箱内，用于控制主轴4的转停；刀架移动系统包括有车刀纵向移动系统和车刀横向移动系统9；车刀纵向移动系统包括丝杆A10、丝杆螺帽A、防尘罩、丝杆固定架102、丝杆顶套101、拉力螺栓、同步皮带轮16、驱动电机A14、滑轨A，丝杆A10通过丝杆固定架102安装在床身13上部，床身13左右各一个丝杆A10，丝杆A10一端上同步皮带轮16由驱动电机A14带动传动，使左右两边的丝杆A10能同步转动；丝杆A10另一端安装有丝杆顶套101，丝杆顶套101一端顶在丝杆固定架102上，一端顶在拉力螺栓上，拉力螺栓与丝杆A10连接，拉力螺栓起到张紧丝杆A10作用，从而防止丝杆A10运行时抖动；丝杆螺帽A91安装在丝杆A10上，用于连接丝杆A10与车刀横向移动系统9，当丝杆A10转动带动丝杆螺帽A91运动，从而带动车刀横向移动系统9沿床身13上滑轨运动，实现车刀23沿床身纵向运动；防尘罩安装在床身上遮盖丝杆A10，使加工时木屑灰尘不落到丝杆A10上；避免灰尘落入丝杆A10上影响加工甚至停机；车刀横向移动系统9包括车刀23、车刀座、车刀架22、车刀支架21、丝杆B、车刀电机92、丝杆螺帽B、滑轨B24两条，车刀座有上板、定位板、支架构成，车刀支架21安装在上板上，丝杆B、车刀电机92安装在上板上，上板通过两侧支架与丝杆螺帽A91连接，定位板安装在上板下部用于控制车刀横向移动系统9与床身13相对位置，两条滑轨B24一条安装在上板上，另一条安装在车刀支架21上，两条滑轨B24用于车刀架22滑动使用；丝杆螺帽B安装在丝杆B上并与车刀架22连接，当车刀电机92转动带动丝杆B驱动丝杆螺帽B，从而驱动车刀架22运动，实现车刀23递进退出；尾座12包括主体箱、顶针轴29，气缸的柱塞17、顶杆气缸18、尾座固定架19，顶针轴29安装在主体箱上，顶杆气缸18安装在主体箱上部两侧与顶针轴29平行在同一平面上，气缸的柱塞17与顶针轴29连接，通过气缸的柱塞17的运动调节顶针轴29固定加工件；尾座固定架19安装在尾座内，包括有外部手柄、曲柄、连杆、压板，手柄连接曲柄，曲柄连接连杆，连杆连接压板，压板因手柄运动将尾座12压紧在床身13上；机床润滑系统包括润滑油泵、导管、油嘴，润滑油泵连接导管，导管连接油嘴，油嘴分布在丝杆螺帽、导轨副、丝杆固定座、及主轴箱与主轴连接点，起作用是保障丝杆及其他运动接触点润滑，减少磨损，延长机器寿命。

本发明的运行步骤是：先将要加工的工件外形尺寸数据在控制台1上转化为程序输入主控器，并在显示屏上预览加工件效果图，确定无误，松开尾座固定架19将尾座移动至顶针轴29能够顶到加工件位置，拉紧尾座固定架19将尾座固定；启动上料气缸8、20，上料气缸8、20按程序升至合适位置，将加工件放在上料气缸8、20上的上料架上；启动定位开关此时尾座上顶杆气缸18的气缸的柱塞17移动带动顶针轴29将工件固定在主轴4上；将上料气缸8、20降下；将防护网支架26拉下，启动加工程序，主轴4开始旋转，车刀电机92启动带动丝杆B、丝杆螺帽B驱动车刀架22推动车刀23按程序递进、后退，同时自动按程序启动驱动电机A14转动驱动丝杆A10转动，带动丝杆螺帽A驱动车刀座沿床身上滑轨运动；实现工件加工，按程序加工完成后自动停机，人工取下被加工件，再换上新加工件，如此循环工作。实际测得每完成加工一个工件耗时比现有市场数控机器缩短时间一半，且加工件表面非常细腻，有的甚至可省去打磨程序。

Claims (6)

1.一种数控木工车床，包括基座、床身、程控系统，主轴箱、中心套、刀架移动系统、尾座、机床润滑系统，其特征是：程控系统、主轴箱、中心套、刀架移动系统、尾座、机床润滑系统安装在床身上，床身与基座连为一体；程控系统包括控制台、可转动悬臂、主控器，控制台通过可转动悬臂与床身连接，主控器安装在控制台上，主控器控制线路从可转动悬臂内穿过连接到各控制线路上；主控器控制车床主电机、主轴刹车气缸、上料气缸、中心套、尾座上的顶杆气缸、丝杆驱动电机，车刀电机；主轴箱固定在床身上，包括箱体、主轴、顶杆、主轴刹车器、主轴安装在箱体上部纵向穿过箱体，主轴一头安装有顶杆，另一头安装皮带轮，由皮带与主电机连接；主轴刹车系统安装在主轴箱内，用于控制主轴的转停；刀架移动系统包括有刀架纵向移动系统和车刀横向移动系统；刀架纵向移动系统包括丝杆A、丝杆螺帽A、防尘罩、丝杆支架、丝杆顶套、拉力螺帽、齿轮、同步皮带、驱动电机A、滑轨A，丝杆A通过滑轨A、丝杆支架安装在床身上部，丝杆A一端连接齿轮，齿轮连接同步皮带，同步皮带连接驱动电机A，丝杆A另一端安装有丝杆顶套，丝杆顶套一端顶在丝杆支架上，一端顶在拉力螺杆帽上，拉力螺杆与丝杆A连接，拉力螺杆起到张紧丝杆A作用从而防止丝杆A运行时抖动；丝杆螺帽A安装在丝杆上，用于连接丝杆A与车刀横向移动系统，当丝杆A转动带动丝杆螺帽A运动，从而带动车刀横向移动系统沿床身上滑轨A运动，实现车刀沿床身纵向运动；防尘罩安装在床身上遮盖丝杆A，使加工时木屑灰尘不落到丝杆A上；避免灰尘落入丝杆A上影响加工甚至停机；车刀横向移动系统包括车刀、车刀座、车刀架、车刀支架、丝杆B、车刀电机、丝杆螺帽B、滑轨B两条，车刀座有上板、定位板、支架构成，支架安装在上板上，丝杆B、车刀电机安装在上板上，上板通过两侧支架与丝杆螺帽A连接，定位板安装在上板下部用于控制车刀横向移动系统与床身相对位置，两条滑轨B一条安装在上板上，另一条安装在支架上，两条滑轨B用于车刀架滑动使用；丝杆螺帽B安装在丝杆B上并与车刀架连接，当车刀电机转动带动丝杆B驱动丝杆螺帽B，从而驱动车刀架运动，实现车刀递进退出；尾座包括主体箱、顶针轴，气缸、尾座固定架，顶针轴安装在主体箱上，气缸安装在主体箱上部两侧与顶针轴平行在同一平面上，气缸的柱塞与顶针轴连接，通过气缸的运动调节顶针轴固定加工件；尾座固定架安装在尾座内，包括有外部手柄、曲柄、连杆、压板，手柄连接曲柄，曲柄连接连杆，连杆连接压板，压板因手柄运动将尾座压紧在床身上；机床润滑系统包括润滑油泵、导管、油嘴，润滑油泵连接导管，导管连接油嘴，油嘴分布在丝杆螺帽、导轨副、丝杆固定座、及主轴箱与主轴连接点，起作用是保障丝杆及其他运动接触点润滑，减少磨损，延长机器寿命。

2.根据权利要求1所述一种数控木工车床，其特征在于：床身左右各一个丝杆A，丝杆A一端通过齿轮、同步皮带与驱动电机A连接传动，使左右两边的丝杆A能同步转动。

3. 根据权利要求1所述一种数控木工车床，其特征在于：所述的中心套受程序控制，当加工件细而长时，加工工件车削时会产生抖动，为克服此现象设计了中心套加以固定，中心套是安装在床身上的主轴箱与车刀横向移动系统之间，可沿床身滑动，中心套是一块中间开孔，孔内有可独立旋转且装有卡钳机构，加工细长工件时，程序可控制中心套移动到工件中部，并由孔内卡钳机构固定，以保证加工件加工时不抖动。

4. 根据权利要求1所述一种数控木工车床，其特征在于：所述的车刀，其刀头开有V形槽，刀头截面“V”字形两条边及底部尖点磨成刀刃，刀杆安装在车刀架内，45°斜向前安装，刀刃与工件接触呈现“削”的方式，现有技术中刀刃与工件接触呈现“刮”的方式。

5.根据权利要求1所述一种数控木工车床，其特征在于：所述的丝杆A是两根以上，所述的导轨B也是两根以上，以保证车刀运行稳定。

6.根据权利要求1-4之一所述一种数控木工车床的运行步骤，其特征在于：先将要加工的成品尺寸数据转化为程序输入控制器，并在显示屏上预览加工后效果图，确定无误，启动上料汽缸，上料汽缸升至合适位置，将加工件放在上料气缸上的上料架上，启动定位开关此时尾座上汽缸气动杆移动带动顶针轴将工件固定在主轴上；将上料汽缸降下；启动加工程序，主轴开始旋转，车刀电机启动带动丝杆B、丝杆螺帽B驱动车刀架推动车刀递进、后退，同时程序是驱动电机A转动驱动丝杆A转动，带动丝杆螺帽A驱动车刀座沿床身上滑轨运动；实现工件加工。