CN105598738B - 一种具有随动自清洁实时观察防护罩的卧式加工机床 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有随动自清洁实时观察防护罩的卧式加工机床，属于机械加工领域。由外防护罩和内防护罩组成，外防护罩中的前防护罩与床身固定，外防护罩中的后防护罩与Z轴溜板固定，内防护罩安装在工具系统上，前防护罩一侧开有U型槽并配合随动风琴罩实现C轴电机的随动防护，后防护罩和前防护罩对接，后防护罩壳体由透明有机玻璃制成，内部安装有自清洗喷管，清洗液和磨削液经底部钣金伸缩防护罩导入前防护罩再经排液孔引出。本发明通过采用透明结构防护罩，并在防护罩内部安装自清洁清洗装置，可实现机床的随动防护、自清洁、实时观察和防护罩的快速装卸的功能。

Description

一种具有随动自清洁实时观察防护罩的卧式加工机床
技术领域
本发明属于机械加工领域，具体涉及一种具有随动自清洁实时观察防护罩的卧式加工机床。
背景技术
卧式加工机床是一种主轴轴线与工作台平行设置的加工机床，具有辅助时间短、加工效率高、排屑方便的特点，被广泛应用于各种箱体零件的加工。
为了满足日益复杂的零件加工要求，机床的自由度数目、布局方式和运动轨迹复杂程度都有了很大变化。在加工过程中通常采用冷却液、切削液以及抛光膏剂等材料辅助加工，存在着辅助加工液体和切削飞溅、加工粉尘四处飘扬的问题(尤其采用雾化供液)，普通的拉伸式防护门和防护窗并不能很好的满足卧式加工机床的防护和实时监测要求。
发明内容
本发明提供一种具有随动自清洁实时观察防护罩的卧式加工机床，以满足防护罩安装拆卸方便、各轴灵活随动、具有自清洁功能、可实时观察的使用要求。
本发明采用的技术方案是：包括工具系统、B轴转台、Z轴溜板、Z轴导轨、床身、X轴导轨、X轴溜板、C轴电机；Z轴导轨和X轴导轨分别与床身固定连接，Z轴溜板与Z轴导轨滑动连接，X轴溜板与X轴导轨滑动连接，B轴转台底座与Z轴溜板固定连接，C轴电机与X轴溜板固定连接，X轴导轨、Z轴导轨上分别安装导轨风琴罩Ⅱ、导轨风琴罩Ⅰ；随动自清洁实时观察防护罩由外防护罩和内防护罩组成；外防护罩中的前防护罩与床身固定连接，外防护罩中的后防护罩安装在Z轴溜板上；所述的前防护罩和后防护罩分别通过风琴罩和底部钣金伸缩防护罩对接组成；承接底板与Z轴溜板固定连接，并呈后端高前端低倾斜安装，后防护罩壳体采用透明有机玻璃制成，其安放在承接底板上，喷管Ⅰ、喷管Ⅱ相互垂直安装在后防护罩壳体内；风琴罩一侧通过快捷卡扣和导轨副Ⅰ上的滑块固定连接，另一侧通过快捷卡扣与后防护罩壳体外表面固定连接，内防护罩安装在工具系统上。
本发明所述的前防护罩的结构是：前防护罩箱体后表面开有长U型槽，长U型槽的上方和下方分别安装上挡板和下挡板，长U型槽前方安装C轴电机随动防护罩；前防护罩底板一侧有排液孔；前防护罩箱体的上、左、右三面分别安装有导轨副Ⅰ,前防护罩底板上固定连接导轨副Ⅱ。
本发明所述导轨副Ⅰ的结构是滑块与导轨滑动连接，限位挡块连接在导轨的两端。
本发明所述的后防护罩的结构是：由第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面组成，喷管Ⅰ清洗后防护罩壳体的第二侧面、第四侧面，喷管Ⅱ清洗后防护罩壳体的第一侧面、第三侧面。
本发明所述的内防护罩的结构是：由内防护罩上壳体和PVC胶皮组成；内防护罩上壳体安装在工具系统上，内防护罩上壳体底部的圆柱面Ⅰ与承接底板的圆柱面Ⅱ套接，内防护罩前开口与PVC胶皮密封连接，PVC胶皮上留有磨抛头孔和探针孔。
本发明所述的底部钣金伸缩防护罩的结构是：底部钣金伸缩防护罩由多片冲压不锈钢钢板连接而成；其一侧通过快捷卡扣和导轨副Ⅱ上的滑块固定连接，另一侧通过螺栓和承接底板的连接板固定连接。
本发明所述的C轴电机随动防护罩的结构是：由左连接板、右连接板、左风琴罩、右风琴罩组成；左连接板和左风琴罩连接，右连接板和右风琴罩连接；左连接板和右连接板对接成的圆环同C轴电机端面法兰盘同轴固定连接，左风琴罩左侧、右风琴罩右侧分别和前防护罩的左、右侧面内部连接。
本发明所述的喷管Ⅰ和喷管Ⅱ结构相同，以喷管Ⅰ为例，其结构是：由外管、内管、转接管、密封垫圈、推力轴承Ⅰ、推力轴承Ⅱ、调整垫片和锁紧螺母组成；外管和转接管下端螺纹连接，外管和转接管通过后防护罩壳体的喷管安装孔固定于后防护罩壳体上；转接管内安装密封垫圈，密封垫圈上方安装推力轴承Ⅰ，内管的环状凸台放置于推力轴承Ⅰ和推力轴承Ⅱ之间，推力轴承Ⅱ经调整垫片、锁紧螺母与转接管上端螺纹连接，内管上端从锁紧螺母中心孔穿出；内管、外管上均开有2排互成90度的喷孔，安装后内管和外管相对转动。
本发明所述的快捷卡扣的结构是：由底座、压头、扭转弹簧、销和锁片组成；底座和压头经销连接，扭转弹簧安装在底座和压头之间；锁片上的U型槽被压头和底座压紧锁住。
本发明的有益效果是：本发明中机床的防护罩具有自清洁功能，使实时观察成为可能，避免了停机清洁带来的时间延误，提高了机器的使用效率，降低了人工劳动强度。本发明的机床采用局部防护和整体防护相结合，对内部核心部件单独、高等级防护，对外部部件采用通用防护方式，降低了防护的复杂程度，相对于整体高等级防护节约了成本。本发明中的随动防护罩在一定程度上保证了各轴运动的灵活性，并在各连接处多采用快捷卡扣，安装拆卸方便。喷管采用套管结构，调整内外管的相对转角即可改变喷口的有效直径，进而可改变液柱的射流状况(如射流压力、液柱密集程度)，结构简单，可调节性好。本发明可作为其它布局方式机床防护的参考和补充，有助于提高机床防护的灵活程度。本发明通过采用透明结构防护罩，并在防护罩内部安装自清洁清洗装置，可实现机床的随动防护、自清洁、实时观察和防护罩的快速装卸的功能。
附图说明
图1是本发明提供的的一种卧式加工机床未进行防护的布局示意图；
图2是本发明对该机床防护后整体布局示意图；
图3是本发明拆掉后轴防护罩后的内部布局示意图；
图4是本发明前防护罩各侧面布局、连接示意图；
图5是本发明后防护罩内部布局示意图；
图6是本发明内防护罩上壳体示意图；
图7是本发明前防护罩和后防护罩对接示意图；
图8为本发明风琴罩和滑块导轨副连接示意图；
图9为本发明底部钣金伸缩防护罩示意图；
图10为本发明C轴电机随动防护罩示意图；
图11为本发明自清洁喷管的轴测图；
图12为本发明自清洁喷管的剖视图；
图13为本发明快捷卡扣结构示意图；
图14为本发明C轴电机随动防护罩上、下挡板示意图；
其中：工具系统1、B轴转台2、Z轴溜板3、Z轴导轨4、床身5、X轴导轨6、X轴溜板7、C轴电机8、外防护罩9、导轨风琴罩Ⅰ10、导轨风琴罩Ⅱ11、内防护罩12、C轴电机端面法兰盘801、喷管Ⅰ901、喷管Ⅱ902、后防护罩903、前防护罩904、风琴罩905、承接底板906、C轴电机随动防护罩907、快捷卡扣908、底部钣金伸缩防护罩909、转接管90101、外管90102、内管90103、密封垫圈90104、推力轴承Ⅰ90105、推力轴承Ⅱ90106、调整垫片90107、锁紧螺母90108、喷孔90109、第一侧面90301、第二侧面90302、第三侧面90303、第四侧面90304、喷管安装孔90305、长U型槽90401、导轨副Ⅰ90402、导轨9040201、滑块9040202、限位挡块9040203、导轨副Ⅱ90403、排液孔90404、前防护罩底板90405、下挡板90406、上挡板90407、连接板90601、圆柱面Ⅱ90602、右风琴罩90701、右连接板90702、左连接板90703、左风琴罩90704、压头90801、锁片90802、底座90803、销90804、扭转弹簧90805、内防护罩上壳体1201、内防护罩前开口120101、圆柱面Ⅰ120102、PVC胶皮1202、磨抛头孔120201、探针孔120202。
具体实施方式
包括工具系统1、B轴转台2、Z轴溜板3、Z轴导轨4、床身5、X轴导轨6、X轴溜板7、C轴电机8；Z轴导轨4和X轴导轨6分别与床身5固定连接，Z轴溜板3与Z轴导轨4滑动连接，X轴溜板7与X轴导轨6滑动连接，B轴转台2底座与Z轴溜板3固定连接，C轴电机8与X轴溜板7固定连接，X轴导轨6、Z轴导轨4上分别安装导轨风琴罩Ⅱ11、导轨风琴罩Ⅰ10；随动自清洁实时观察防护罩由外防护罩9和内防护罩12组成；外防护罩9中的前防护罩904与床身5固定连接，外防护罩9中的后防护罩903安装在Z轴溜板3上；所述的前防护罩904和后防护罩903分别通过风琴罩905和底部钣金伸缩防护罩909对接组成；承接底板906与Z轴溜板3固定连接，并呈后端高前端低倾斜安装，后防护罩903壳体采用透明有机玻璃制成，其安放在承接底板906上，喷管Ⅰ901、喷管Ⅱ902相互垂直安装在后防护罩903壳体内；风琴罩905一侧通过快捷卡扣908和导轨副Ⅰ90402上的滑块9040202固定连接，另一侧通过快捷卡扣908与后防护罩903壳体外表面固定连接，内防护罩12安装在工具系统1上。
本发明所述的前防护罩904的结构是：前防护罩904箱体后表面开有长U型槽90401，长U型槽90401的上方和下方分别安装上挡板90407和下挡板90406，长U型槽90401前方安装C轴电机随动防护罩907；前防护罩底板90405一侧有排液孔90404；前防护罩904箱体的上、左、右三面分别安装有导轨副Ⅰ90402,前防护罩底板90405上固定连接导轨副Ⅱ90403。
本发明所述导轨副Ⅰ90402的结构是滑块9040202与导轨9040201滑动连接，限位挡块9040203连接在导轨9040201的两端。
本发明所述的后防护罩903的结构是：由第一侧面90301、第二侧面90302、第三侧面90303、第四侧面90304组成，喷管Ⅰ901清洗后防护罩903壳体的第二侧面90302、第四侧面90304，喷管Ⅱ902清洗后防护罩壳体的第一侧面90301、第三侧面90303。
本发明所述的内防护罩12的结构是：由内防护罩上壳体1201和PVC胶皮1202组成；内防护罩上壳体1201安装在工具系统1上，内防护罩上壳体1201底部的圆柱面Ⅰ120102与承接底板906的圆柱面Ⅱ90602套接，内防护罩前开口120101与PVC胶皮1202密封连接，PVC胶皮1202上留有磨抛头孔120201和探针孔120202。
本发明所述的底部钣金伸缩防护罩909的结构是：底部钣金伸缩防护罩909由多片冲压不锈钢钢板连接而成；其一侧通过快捷卡扣908和导轨副Ⅱ90403上的滑块固定连接，另一侧通过螺栓和承接底板906的连接板90601固定连接。
本发明所述的C轴电机随动防护罩907的结构是：由左连接板90703、右连接板90702、左风琴罩90704、右风琴罩90701组成；左连接板90703和左风琴罩90704连接，右连接板90702和右风琴罩90701连接；左连接板90703和右连接板90702对接成的圆环同C轴电机端面法兰盘801同轴固定连接，左风琴罩90704左侧、右风琴罩90701右侧分别和前防护罩904的左、右侧面内部连接。
本发明所述的喷管Ⅰ901和喷管Ⅱ902结构相同，以喷管Ⅰ901为例，其结构是：由外管90102、内管90103、转接管90101、密封垫圈90104、推力轴承Ⅰ90105、推力轴承Ⅱ90106、调整垫片90107和锁紧螺母90108组成；外管90102和转接管90101下端螺纹连接，外管90102和转接管90101通过后防护罩903壳体的喷管安装孔90305固定于后防护罩903壳体上；转接管90101内安装密封垫圈90104，密封垫圈90104上方安装推力轴承Ⅰ90105，内管90103的环状凸台放置于推力轴承Ⅰ90105和推力轴承Ⅱ90106之间，推力轴承Ⅱ90106经调整垫片90107、锁紧螺母90108与转接管90101上端螺纹连接，内管90103上端从锁紧螺母90108中心孔穿出；内管90103、外管90102上均开有2排互成90度的喷孔90109，安装后内管90103和外管90102能相对转动。
本发明所述的快捷卡扣908的结构是：由底座90803、压头90801、扭转弹簧90805、销90804和锁片90802组成；底座90803和压头90801经销90804连接，扭转弹簧90805安装在底座90803和压头90801之间；锁片90802上的U型槽被压头90801和底座90803压紧锁住。
本发明机床的运动由X轴、Z轴移动，B轴上工具系统1转动和C轴电机8的主轴回转运动。在X轴方向上，C轴电机端面法兰盘801在前防护罩904的长U型槽90401范围内移动，在移动过程中通过压缩或拉伸C轴电机随动防护罩907实现X轴方向的密封防护。在C轴电机随动防护罩907的顶部和底部安装有上挡板90407和下挡板90406，以阻挡切削液和粉尘进入C轴电机随动防护罩907和前防护罩904的缝隙。在Z轴方向上，通过前防护罩904和后防护罩903的相对运动，以及对接处的风琴罩905和底部钣金伸缩防护罩909的伸缩，实现该方向上的密封；其中，前防护罩904的上、左、右三侧面内安装导轨副Ⅰ90402，前防护罩底板90405上安装导轨副Ⅱ90403，风琴罩905和底部钣金伸缩防护罩909一端连接到导轨副的滑块上，另一端分别连接到后防护罩903壳体外表面和承接底板906的连接板90601；风琴罩905和底部钣金伸缩防护罩909可在限位挡块9040203约束的导轨副Ⅰ90402、导轨副Ⅱ90403上移动。采用风琴罩905和底部钣金伸缩防护罩909即可移动又可伸缩的方式，减小其拉伸或压缩范围、缩短其所需长度，可减小因风琴罩905和底部钣金伸缩防护罩909自重引起的挠曲变形和压缩时自由折叠产生的缝隙和对机床运动的干涉，从而改善密封效果。在B轴方向上，内防护罩12和工具系统1固定连接，可随B轴转台2转动；其中，内防护罩前开口120101采用PVC胶皮1202柔性密封，可减小防护罩制作复杂程度，安装拆卸快捷、密封性好。后防护罩903壳体由透明有机玻璃制成，其壳体清洗采用相互垂直布置的喷管Ⅰ901、喷管Ⅱ902，每个喷管上开有2排成90度的喷孔90109，分别清洁后防护罩903壳体的2个侧面；其中喷管的内管90103和外管90102可相对转动，通过转动可调节内外管喷孔90109的重叠大小，从而改变喷孔90109的有效直径，可调整喷液的喷射状态(如射流水柱粗细、喷射压力、喷射范围)，并结合喷管供液泵的供液压力和流量，以满足不同清洗条件要求。喷出的清洗液和切削液落在承接底板906上，承接底板906具有一定的坡度，通过底部钣金伸缩防护罩909的引导，将各种废液引入前防护罩904内，最后通过排液孔90404连接到机床外的废水收集装置。为了提高防护罩的安装和拆卸便易程度，各连接处采用快捷卡扣908，快捷卡扣908的底座90803和锁片90802分别与所需连接零件固定，通过压头90801的压紧与松开可快速安装和拆卸各种连接件。

Claims (9)

1.一种具有随动自清洁实时观察防护罩的卧式加工机床，包括工具系统、B轴转台、Z轴溜板、Z轴导轨、床身、X轴导轨、X轴溜板、C轴电机；Z轴导轨和X轴导轨分别与床身固定连接，Z轴溜板与Z轴导轨滑动连接，X轴溜板与X轴导轨滑动连接，B轴转台底座与Z轴溜板固定连接，C轴电机与X轴溜板固定连接，X轴导轨、Z轴导轨上分别安装导轨风琴罩Ⅱ、导轨风琴罩Ⅰ；其特征在于：随动自清洁实时观察防护罩由外防护罩和内防护罩组成；外防护罩中的前防护罩与床身固定连接，外防护罩中的后防护罩安装在Z轴溜板上；所述的前防护罩和后防护罩分别通过风琴罩和底部钣金伸缩防护罩对接组成；承接底板与Z轴溜板固定连接，并呈后端高前端低倾斜安装，后防护罩壳体采用透明有机玻璃制成，其安放在承接底板上，喷管Ⅰ、喷管Ⅱ相互垂直安装在后防护罩壳体内；风琴罩一侧通过快捷卡扣和导轨副Ⅰ上的滑块固定连接，另一侧通过快捷卡扣与后防护罩壳体外表面固定连接，内防护罩安装在工具系统上。
2.根据权利要求1所述的一种具有随动自清洁实时观察防护罩的卧式加工机床，其特征在于：所述的前防护罩的结构是：前防护罩箱体后表面开有长U型槽，长U型槽的上方和下方分别安装上挡板和下挡板，长U型槽前方安装C轴电机随动防护罩；前防护罩底板一侧有排液孔；前防护罩箱体的上、左、右三面分别安装有导轨副Ⅰ, 前防护罩底板上固定连接导轨副Ⅱ。
3.根据权利要求2所述的一种具有随动自清洁实时观察防护罩的卧式加工机床，其特征在于：所述导轨副Ⅰ的结构是滑块与导轨滑动连接，限位挡块连接在导轨的两端。
4.根据权利要求1所述的一种具有随动自清洁实时观察防护罩的卧式加工机床，其特征在于：所述的后防护罩的结构是：由第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面组成，喷管Ⅰ清洗后防护罩壳体的第二侧面、第四侧面，喷管Ⅱ清洗后防护罩壳体的第一侧面、第三侧面。
5.根据权利要求1所述的一种具有随动自清洁实时观察防护罩的卧式加工机床，其特征在于：所述的内防护罩的结构是：由内防护罩上壳体和PVC胶皮组成；内防护罩上壳体安装在工具系统上，内防护罩上壳体底部的圆柱面Ⅰ与承接底板的圆柱面Ⅱ套接，内防护罩前开口与PVC胶皮密封连接，PVC胶皮上留有磨抛头孔和探针孔。
6.根据权利要求1所述的一种具有随动自清洁实时观察防护罩的卧式加工机床，其特征在于：所述的底部钣金伸缩防护罩的结构是：底部钣金伸缩防护罩由多片冲压不锈钢钢板连接而成；其一侧通过快捷卡扣和导轨副Ⅱ上的滑块固定连接，另一侧通过螺栓和承接底板的连接板固定连接。
7.根据权利要求2所述的一种具有随动自清洁实时观察防护罩的卧式加工机床，其特征在于：所述的C轴电机随动防护罩的结构是：由左连接板、右连接板、左风琴罩、右风琴罩组成；左连接板和左风琴罩连接，右连接板和右风琴罩连接；左连接板和右连接板对接成的圆环同C轴电机端面法兰盘同轴固定连接，左风琴罩左侧、右风琴罩右侧分别和前防护罩的左、右侧面内部连接。
8.根据权利要求1所述的一种具有随动自清洁实时观察防护罩的卧式加工机床，其特征在于：所述的喷管Ⅰ和喷管Ⅱ结构相同，其中喷管Ⅰ的结构是：由外管、内管、转接管、密封垫圈、推力轴承Ⅰ、推力轴承Ⅱ、调整垫片和锁紧螺母组成；外管和转接管下端螺纹连接，外管和转接管通过后防护罩壳体的喷管安装孔固定于后防护罩壳体上；转接管内安装密封垫圈，密封垫圈上方安装推力轴承Ⅰ，内管的环状凸台放置于推力轴承Ⅰ和推力轴承Ⅱ之间，推力轴承Ⅱ经调整垫片、锁紧螺母与转接管上端螺纹连接，内管上端从锁紧螺母中心孔穿出；内管、外管上均开有2排互成90度的喷孔，安装后内管和外管相对转动。
9.根据权利要求1所述的一种具有随动自清洁实时观察防护罩的卧式加工机床，其特征在于：所述的快捷卡扣的结构是：由底座、压头、扭转弹簧、销和锁片组成；底座和压头经销连接，扭转弹簧安装在底座和压头之间；锁片上的U型槽被压头和底座压紧锁住。
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