CN108436107B - 一种四轴精密车床 - Google Patents

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Abstract

一种四轴精密车床,在机架的基板上设置一次能装夹两个工件的夹具,以夹具为中心,位于夹具的横向两侧对称设置两套车削装置,每套车削装置包括两套主轴装置,只需一次装夹,即可四轴同时运转加工两个工件,特别适合两端都需要加工的工件,能实现批量快速生产,极大地提高了生产的效率。

Description

一种四轴精密车床
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域,具体涉及一种四轴精密车床。
背景技术
传统的车床是将工件装夹在三爪卡盘上,车刀安装在刀架上,通过工件的旋转运动,车刀的直线运动来对工件的内外表面或端面进行切削的,一般在车外圆的时候可以用外圆车刀车端面,但是车内圆的时候必须更换车刀,且加工完工件的一端后,需要将工件拆下重新装夹才能加工工件的另一端,拆装工件会导致出现误差,降低加工的精度,二次装夹容易使加工好的一端被夹伤。
发明内容
本发明的目的是提供一种四轴精密车床,通过在基板上设置夹具,以夹具为中心,位于夹具的横向两侧对称设置两套车削装置,夹具能一次装夹两个工件,每套车削装置设置了两套主轴装置,只需一次装夹,即可四轴同时运转加工两个工件,特别适合两端都需要加工的工件,能实现批量快速生产,极大地提高了效率。
为达到上述目的,本发明的技术方案是:一种四轴精密车床,包括机架,在机架上设有基板,在基板上设有夹具;以夹具为中心,位于夹具的横向两侧对称设有两套车削装置;在基板的下方设有切削液过滤循环装置;在机架上还设有控制箱、控制面板和操作装置,
所述夹具包括安装板,安装板设在基板上,安装板上设置有基座,在基座上设置有第一工件主体定位装置和第二工件主体定位装置,在第一工件主体定位装置的一端设置有第一工件端面定位装置,第一工件端面定位装置位于基座上,在第二工件主体定位装置的一端设置有第二工件端面定位装置,第二工件端面定位装置位于基座上,在基座的下面设有旋转夹持装置,旋转夹持装置包括旋转轴和旋转驱动,旋转轴的一端设置在旋转驱动上,旋转轴的另一端穿过基座,穿过基座的一端设置有压板,在基座的两侧设有导套座,导套座上设有导套。第一工件主体定位装置和第二工件主体定位装置为放置工件设置,工件通过第一工件端面定位装置和第二工件端面定位装置来限制轴向自由度,这种设置操作方便,只需要将工件放到第一工件主体定位装置和第二工件主体定位装置上,再将工件靠到第一工件端面定位装置和第二工件端面定位装置即可,工件放置好后,用旋转夹持装置驱动旋转轴转动带动压板压紧和松开工件,结构简单,运行可靠。
所述车削装置包括安装在基板上的滑轨,滑轨上设有可沿滑轨滑动的滑座,滑座上靠近夹具的一端设有第一主轴座和第二主轴座,第一主轴座上设有第一主轴装置,第二主轴座上设有第二主轴装置,滑座的另一端设有驱动装置,第一主轴装置靠近夹具的一端设有第一刀座,第一刀座上设有三个刀具安装孔,第一主轴装置的另一端为第一驱动端,第一驱动端与驱动装置相连;第二主轴装置靠近夹具的一端设有第二刀座,第二刀座上设有三个刀具安装孔,第二主轴装置的另一端为第二驱动端,第二驱动端与驱动装置相连;在滑座上还设有导柱座,导柱座上设有导柱;在滑座和基板之间设有进给装置。设置滑轨,进给装置能驱动车削装置沿滑轨运动,完成进刀与退刀的动作;设置第一主轴装置和第二主轴装置,驱动装置可以同时驱动第一主轴装置和第二主轴装置,提高了生产的效率;第一刀座和第二刀座上分别设了三个刀具安装孔,能同时安装三把刀具,能使工件加工一次成型,提高生产效率;滑座上设置的导柱与夹具基座上的导套配合,以提高加工的精度。
所述切削液过滤循环装置包括过滤筐、储液箱和水泵,过滤筐设在储液箱的上面,水泵安装在机架上,水泵的泵头设置在储液箱内。经过滤筐过滤掉废料的切削液流回储液箱,由水泵抽出供切削时冷却工件和刀具,构成一个循环。
进一步的,所述第一工件主体定位装置和第二工件主体定位装置均为V形块,第一工件主体定位装置为第一V形块,第二工件主体定位装置为第二V形块。采用V形块定位工件,V形块生产制造成本低,定位准确。
进一步的,所述第一工件端面定位装置包括第一滑轨、第一滑块、第一定位块、第一连接块、第一卡扣和第一推拉气缸,第一滑轨设置在基座上,第一滑块滑动地设置在第一滑轨上,第一定位块设置在第一滑块上,第一连接块设置在第一定位块上,第一卡扣设置在第一连接块上,第一推拉气缸的活塞杆与第一卡扣连接,第一推拉气缸的缸体设置在安装板上。在基座上设置第一滑轨,在第一滑块上设置第一定位块、第一连接块和第一卡扣,第一卡扣与第一推拉气缸的活塞杆连接,通过驱动第一推拉气缸,第一推拉气缸的活塞杆能驱动第一定位块沿第一滑轨运动,当工件定好位,压板压住工件后,第一推拉气缸的活塞杆驱动第一定位块沿第一滑轨远离第一V形块,解除对工件端面的阻挡,为刀具腾出加工空间。
进一步的,所述第二工件端面定位装置包括第二滑轨、第二滑块、第二定位块、第二连接块、第二卡扣和第二推拉气缸,第二滑轨设置在基座上,第二滑块滑动地设置在第二滑轨上,第二定位块设置在第二滑块上,第二连接块设置在第二定位块上,第二卡扣设置在第二连接块上,第二推拉气缸的活塞杆与第二卡扣连接,第二推拉气缸的缸体设置在安装板上。在基座上设置第二滑轨,在第二滑块上设置第二定位块、第二连接块和第二卡扣,第二卡扣与第二推拉气缸的活塞杆连接,通过驱动第二推拉气缸,第二推拉气缸的活塞杆能驱动第二定位块沿第二滑轨运动,当工件定好位,压板压住工件后,第二推拉气缸的活塞杆驱动第二定位块沿第二滑轨远离第二V形块,解除对工件端面的阻挡,为刀具腾出加工空间。气缸结构简单,维修更换方便,是满足本结构的功能要求的最佳选择。
进一步的,所述旋转夹持装置还包括第一夹持气缸、第二夹持气缸、第三卡扣、第四卡扣、推拉板和固定块,第一夹持气缸的缸体和第二夹持气缸的缸体设置在基座上,第三卡扣和第四卡扣设置在推拉板上,第一夹持气缸的活塞杆和第三卡扣连接,第二夹持气缸的活塞杆和第四卡扣连接,固定块设置在推拉板上,旋转驱动为马达,马达设置在固定块上,马达的输出轴与旋转轴连接。第一夹持气缸和第二夹持气缸通过推板和旋转轴为压板压紧工件提供压力,选择气缸为动力来源,结构简单,维修更换方便,是满足本结构功能要求的最佳选择。旋转驱动为马达,工件放置好后,第一夹持气缸和第二夹持气缸驱动推板和旋转轴带动压板远离工件,马达带动旋转轴旋转一个角度,第一夹持气缸和第二夹持气缸驱动推板和旋转轴带动压板接近工件直至将工件压紧,马达运行可靠,即简化结构,又能满足功能要求。
进一步的,所述驱动装置为电动马达,电动马达的输出轴上设有主动皮带轮;第一驱动端上设有第一从动皮带轮;第二驱动端上设有第二从动皮带轮,主动皮带轮和第一从动皮带轮之间设有第一皮带;主动皮带轮和第二从动皮带轮之间设有第二皮带。选用电动马达作为驱动装置,结构简单,运行可靠,噪音小;主动皮带轮和从动皮带轮之间选用皮带作为传动件,结构简单,成本低,运行噪音小。
进一步的,所述进给装置包括伺服电机、丝杠、螺母和固定块,固定块设置在滑座上,螺母设置在固定块上,伺服电机固定在基板上,丝杠的一端与伺服电机相连,丝杠的另一端与螺母配合。进给装置选用伺服电机作为动力,伺服电机运行精度高,能提高工件加工的精度;传动件选用丝杠,运行可靠,精度高。
进一步的,所述三个刀具安装孔分别是外圆车刀安装孔、内孔车刀安装孔和端面车刀安装孔。在外圆车刀安装孔内安装外圆车刀、在内孔车刀安装孔内安装内孔车刀、在端面车刀安装孔内安装端面车刀,主轴装置旋转可同时加工工件的外圆、内孔和端面,可极大提到加工的效率。
进一步的,所述过滤筐底部为多孔网状结构;所述基板上围绕夹具设有回形斜板,在基板上回形斜板围绕的区域内开有落料孔,在基板的底面上围绕落料孔设有落料管,落料管底部落料口的投影面位于过滤筐内。过滤筐底部为多孔网状结构,能过滤切削下来的废料,回形斜板具有导流的作用,落料管底部落料口的投影面位于过滤筐内能使从过滤筐流下的切削液完全流入储液箱。
进一步的,所述机架上设有机罩,机罩内顶部设有照明灯,在机架的前面设有安全光幕,在机架的底部设有旋转脚轮和固定脚蹄。机罩能防止切削液甩出,隔离加工区,防止发生安全事故,安全光幕能防止发生安全事故,在机架的底部同时设置旋转脚轮和固定脚蹄,旋转脚轮能方便移动车床,移动到预定的位置后,调整固定脚蹄的高度,使用固定脚蹄支撑车床,并可通过固定脚蹄调整车床的水平度,确保车床加工的精度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明去除机罩的结构示意图;
图3为本发明的主视图;
图4为本发明中夹具的结构示意图;
图5为本发明中夹具的右视图;
图6为本发明中夹具的俯视图;
图7为本发明的俯视图;
图8为本发明中车削装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1至图8所示,一种四轴精密车床,包括机架1,在机架1上设有基板2,在基板2上设有夹具3;以夹具3为中心,位于夹具3的横向两侧对称设有两套车削装置4A和4B,这两套车削装置4A和4B结构相同;在基板2的下方设有切削液过滤循环装置5。
所述夹具3包括安装板31,安装板31设在基板2上,在安装板31上设置有基座32,在基座32上设置有第一V形块33和第二V形块34,在第一V形块33的一端且位于基座32上设置有第一工件端面定位装置35,在第二V形块34的一端且位于基座32上设置有第二工件端面定位装置36。
第一工件端面定位装置35包括第一滑轨351、第一滑块352、第一定位块353、第一连接块354、第一卡扣355和第一推拉气缸350,第一滑轨351设置在基座32上,第一滑块352滑动地设置在第一滑轨351上,第一定位块353设置在第一滑块352上,第一连接块354设置在第一定位块353上,第一卡扣355设置在第一连接块354上,第一推拉气缸350的活塞杆3501与第一卡扣355连接,第一推拉气缸350的缸体3502设置在安装板31上。活塞杆3501驱动第一卡扣355、第一连接块354、第一定位块353和第一滑块352沿第一滑轨351上下运动给工件310提供定位。
第二工件端面定位装置36包括第二滑轨361、第二滑块362、第二定位块363、第二连接块364、第二卡扣365和第二推拉气缸360,第二滑轨361设置在基座32上,第二滑块362滑动地设置在第一滑轨361上,第二定位块363设置在第二滑块362上,第二连接块364设置在第二定位块363上,第二卡扣365设置在第二连接块364上,第二推拉气缸360的活塞杆3601与第二卡扣365连接,第二推拉气缸360的缸体3602设置在安装板31上。活塞杆3601驱动第二卡扣365、第二连接块364、第二定位块363和第二滑块362沿第二滑轨361上下运动给工件311提供定位。
在基座32的下面设有旋转夹持装置37,旋转夹持装置37包括旋转轴371、马达372、第一夹持气缸373、第二夹持气缸374、第三卡扣375、第四卡扣376、推拉板377、固定块378和压板379。第一夹持气缸373和第二夹持气缸374的缸体均固定在基座32上,第一夹持气缸373的活塞杆3731通过第三卡扣375与推拉板377相连,第二夹持气缸374的活塞杆3741通过第四卡扣376与推拉板377相连,固定块378安装在推拉板377上,马达372的本体安装在固定块378上,马达372的输出轴3720与旋转轴371的下端相连,压板379安装在旋转轴371的上端。第一夹持气缸373的活塞杆3731和第二夹持气缸374的活塞杆3741推动推拉板377带动第三卡扣375、第四卡扣376、推拉板377、固定块378、旋转轴371、压板379和马达372上下运动为压板379压紧工件310和工件311提供压力,马达372带动旋转轴371旋转,方便放置和取出工件310和工件311。
在基座32的横向两侧对称设有导套座38,导套座38上设有导套39。
车削装置4B包括安装在基板2上的滑轨41,滑轨41上设有可沿滑轨41滑动的滑座42,滑座42上靠近夹具3的一端设有第一主轴座43和第二主轴座44,第一主轴座43上设有第一主轴装置45,第二主轴座44上设有第二主轴装置46,滑座42的另一端设有电动马达47,电动马达47的输出轴上设有主动皮带轮470。
第一主轴装置45靠近夹具3的一端设有第一刀座451,第一刀座451上设有外圆车刀安装孔、内孔车刀安装孔和端面车刀安装孔,在外圆车刀安装孔内安装外圆车刀4511、在内孔车刀安装孔内安装内孔车刀4512、在端面车刀安装孔内安装端面车刀4513;第一主轴装置45的另一端设有第一从动皮带轮450,第一从动皮带轮450与主动皮带轮470之间设有第一皮带471;第二主轴装置46靠近夹具3的一端设有第二刀座461,第二刀座461上设有外圆车刀安装孔、内孔车刀安装孔和端面车刀安装孔,在外圆车刀安装孔内安装外圆车刀4611、在内孔车刀安装孔内安装内孔车刀4612、在端面车刀安装孔内安装端面车刀4613,第二主轴装置46的另一端设有第二从动皮带轮460,第二从动皮带轮460与主动皮带轮470之间设有第二皮带472。通过在外圆车刀安装孔内安装外圆车刀、在内孔车刀安装孔内安装内孔车刀、在端面车刀安装孔内安装端面车刀,主轴装置旋转可同时加工工件的外圆、内孔和端面,可极大提到加工的效率。选用电动马达作为驱动装置,结构简单,运行可靠,噪音小;主动皮带轮和从动皮带轮之间选用皮带作为传动件,结构简单,成本低,运行噪音小。
在滑座42上还设有导柱座48,导柱座48上设有导柱49。工作时,滑座上设置的导柱与夹具的基座上的导套配合,以提高加工的精度。
在滑座42和基板2之间设有进给装置40,进给装置40包括伺服电机400、丝杠401、螺母402和固定块403,固定块403设置在滑座42上,螺母402设置在固定块403上,伺服电机400固定在基板2上,丝杠401的一端与伺服电机400相连,丝杠401的另一端与螺母402配合。进给装置选用伺服电机作为动力,伺服电机运行精度高,能提高工件加工的精度;传动件选用丝杠,运行可靠,精度高。
所述切削液过滤循环装置5包括过滤筐51、储液箱52和水泵53,过滤筐51设在储液箱52的上方,过滤筐51底部为多孔网状结构,水泵53安装在机架1上,水泵53的泵头530设置在储液箱52内,基板1上围绕夹具3设有回形斜板54,在基板1上回形斜板54围绕的区域内开有落料孔55,在基板1的底面上围绕落料孔55设有落料管56,落料管56底部落料口的投影面位于过滤筐51内。过滤筐底部为多孔网状结构,能过滤切削下来的废料,回形斜板具有导流的作用,落料管底部落料口的投影面位于过滤筐内能使从过滤筐流下的切削液完全流入储液箱。
所述机架1上设有机罩9,机罩9内顶部设有照明灯(未示出),在机架1的前面设有安全光幕10,在机架1的底部设有旋转脚轮11和固定脚蹄12;在机架上还设有控制箱6、控制面板7和操作装置8,操作装置8上设有启动按钮80和急停按钮81。机罩能防止切削液甩出,隔离加工区,防止发生安全事故,安全光幕能防止发生安全事故,在机架的底部同时设置旋转脚轮和固定脚蹄,旋转脚轮能方便移动车床,移动到预定的位置后,调整固定脚蹄的高度,使用固定脚蹄支撑车床,并可通过固定脚蹄调整车床的水平度,确保车床加工的精度,控制箱内安装控制车床的电器元件,控制面板用来设置各项参数来控制车床,操作装置上设置的启动按钮和急停按钮方便操作车床,紧急情况下可快速停机。
当需要加工工件时,准备好工件、外圆车刀、内孔车刀和端面车刀,在外圆车刀安装孔内安装外圆车刀4511、在内孔车刀安装孔内安装内孔车刀4512、在端面车刀安装孔内安装端面车刀4513,通过控制面板7设定好各项参数,启动第一推拉气缸350,第一推拉气缸350的活塞杆3501推动第一卡扣355、第一连接块354、第一定位块353和第一滑块352沿第一滑轨351向上运动;启动第二推拉气缸360,第二推拉气缸360的活塞杆3601推动第二卡扣365、第二连接块364、第二定位块363和第二滑块362向上运动,将工件310放在第一V形块33上,工件310的一端与第一定位块353接触;将工件311放在第二V形块34上,工件311的一端与第二定位块363接触,启动第一夹持气缸373和第二夹持气缸374,第一夹持气缸373的活塞杆3731通过第三卡扣375、第二夹持气缸374的活塞杆3741通过第四卡扣376同时将推拉板377往上拉,固定块378和马达372跟推拉板377同时上移,旋转轴371推动压板379上移;马达372启动,马达372的输出轴3720旋转90度后,启动第一夹持气缸373和第二夹持气缸374,第一夹持气缸373的活塞杆3731通过第三卡扣375、第二夹持气缸374的活塞杆3741通过第四卡扣376同时将推拉板377往下拉,旋转轴371推动压板379下移,直至压板379将工件310和工件311压紧,工件310和工件311被压紧后,第一推拉气缸350的活塞杆3501推动第一卡扣355、第一连接块354、第一定位块353和第一滑块52沿第一滑轨351向下运动,使第一定位块353远离工件310;第二推拉气缸360的活塞杆3601推动第二卡扣365、第二连接块364、第二定位块363和第二滑块362向下运动,使第二定位块363远离工件311,启动切削液过滤循环装置5,切削液喷淋到工件和刀具上,启动电机47,车削装置4A和4B运行,外圆车刀4511、内孔车刀4512和端面车刀4513同时切削工件,车削完成后,启动气缸373和374,松开工件,取出加工好的工件,放入待加工的工件,开机继续加工工件。一套主轴装置就能将工件一端的外圆、内孔和端面加工完成,本车床设置了四套主轴装置,夹具能同时装夹两个工件,通过一次装夹即可完成对工件两端的外圆、内孔和端面的加工,极大的提高了生产的效率,装夹和拆卸工件方便,使用本车床能较好的保证工件的同轴度,同一批产品的一致性好,特别适合需要加工两端的工件的大批量生产。

Claims (10)

1.一种四轴精密车床,包括机架,其特征在于:在机架上设有基板,在基板上设有夹具;以夹具为中心,位于夹具的横向两侧对称设有两套车削装置;在基板的下方设有切削液过滤循环装置;在机架上还设有控制箱、控制面板和操作装置,
所述夹具包括安装板,安装板设在基板上,安装板上设置有基座,在基座上设置有第一工件主体定位装置和第二工件主体定位装置,在第一工件主体定位装置的一端设置有第一工件端面定位装置,第一工件端面定位装置位于基座上,在第二工件主体定位装置的一端设置有第二工件端面定位装置,第二工件端面定位装置位于基座上,在基座的下面设有旋转夹持装置,旋转夹持装置包括旋转轴和旋转驱动,旋转轴的一端设置在旋转驱动上,旋转轴的另一端穿过基座,穿过基座的一端设置有压板,在基座的两侧设有导套座,导套座上设有导套;
所述车削装置包括安装在基板上的滑轨,滑轨上设有可沿滑轨滑动的滑座,滑座上靠近夹具的一端设有第一主轴座和第二主轴座,第一主轴座上设有第一主轴装置,第二主轴座上设有第二主轴装置,滑座的另一端设有驱动装置,第一主轴装置靠近夹具的一端设有第一刀座,第一刀座上设有三个刀具安装孔,第一主轴装置的另一端为第一驱动端,第一驱动端与驱动装置相连;第二主轴装置靠近夹具的一端设有第二刀座,第二刀座上设有三个刀具安装孔,第二主轴装置的另一端为第二驱动端,第二驱动端与驱动装置相连;在滑座上还设有导柱座,导柱座上设有导柱;在滑座和基板之间设有进给装置;
所述切削液过滤循环装置包括过滤筐、储液箱和水泵,过滤筐设在储液箱的上面,水泵安装在机架上,水泵的泵头设置在储液箱内。
2.根据权利要求1所述的一种四轴精密车床,其特征在于:所述第一工件主体定位装置和第二工件主体定位装置均为V形块,第一工件主体定位装置为第一V形块,第二工件主体定位装置为第二V形块。
3.根据权利要求1所述的一种四轴精密车床,其特征在于:所述第一工件端面定位装置包括第一滑轨、第一滑块、第一定位块、第一连接块、第一卡扣和第一推拉气缸,第一滑轨设置在基座上,第一滑块滑动地设置在第一滑轨上,第一定位块设置在第一滑块上,第一连接块设置在第一定位块上,第一卡扣设置在第一连接块上,第一推拉气缸的活塞杆与第一卡扣连接,第一推拉气缸的缸体设置在安装板上。
4.根据权利要求1所述的一种四轴精密车床,其特征在于:所述第二工件端面定位装置包括第二滑轨、第二滑块、第二定位块、第二连接块、第二卡扣和第二推拉气缸,第二滑轨设置在基座上,第二滑块滑动地设置在第二滑轨上,第二定位块设置在第二滑块上,第二连接块设置在第二定位块上,第二卡扣设置在第二连接块上,第二推拉气缸的活塞杆与第二卡扣连接,第二推拉气缸的缸体设置在安装板上。
5.根据权利要求1所述的一种四轴精密车床,其特征在于:所述旋转夹持装置还包括第一夹持气缸、第二夹持气缸、第三卡扣、第四卡扣、推拉板和固定块,第一夹持气缸的缸体和第二夹持气缸的缸体设置在基座上,第三卡扣和第四卡扣设置在推拉板上,第一夹持气缸的活塞杆和第三卡扣连接,第二夹持气缸的活塞杆和第四卡扣连接,固定块设置在推拉板上,旋转驱动为马达,马达设置在固定块上,马达的输出轴与旋转轴连接。
6.根据权利要求1所述的一种四轴精密车床,其特征在于:所述驱动装置为电动马达,电动马达的输出轴上设有主动皮带轮;第一驱动端上设有第一从动皮带轮;第二驱动端上设有第二从动皮带轮,主动皮带轮和第一从动皮带轮之间设有第一皮带;主动皮带轮和第二从动皮带轮之间设有第二皮带。
7.根据权利要求1所述的一种四轴精密车床,其特征在于:所述进给装置包括伺服电机、丝杠、螺母和固定块,固定块设置在滑座上,螺母设置在固定块上,伺服电机固定在基板上,丝杠的一端与伺服电机相连,丝杠的另一端与螺母配合。
8.根据权利要求1所述的一种四轴精密车床,其特征在于:所述三个刀具安装孔分别是外圆车刀安装孔、内孔车刀安装孔和端面车刀安装孔。
9.根据权利要求1所述的一种四轴精密车床,其特征在于:所述过滤筐底部为多孔网状结构;所述基板上围绕夹具设有回形斜板,在基板上回形斜板围绕的区域内开有落料孔,在基板的底面上围绕落料孔设有落料管,落料管底部落料口的投影面位于过滤筐内。
10.根据权利要求1所述的一种四轴精密车床,其特征在于:所述机架上设有机罩,机罩内顶部设有照明灯,在机架的前面设有安全光幕,在机架的底部设有旋转脚轮和固定脚蹄。
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