CN109249255A - 一种微型强力数控车床 - Google Patents

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袁妙
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Abstract

本发明公开了一种微型强力数控车床，该车床主传动采用带传动；伺服电动机和滚珠丝杠的连接采用弹性联轴器；滚珠丝杠的支撑两端固定支撑，这种设计结构可满足直径小于60mm零件加工要求，如加工范围、加工精度等，确保实现既定工艺方法所要求的工件和刀具的相对位置与相对运动。在既经济又合理的条件下，尽量采用较短的传动链，以简化机构，提高传动精度和传动效率确保车床具有与所要求的加工精度相适应的刚度、抗振性、热变形及噪声水平，结构简单，合理可靠，体积小，重量轻。

Description

一种微型强力数控车床
技术领域
本发明属于自动化设备领域，尤其涉及一种微型强力数控车床。
背景技术
数控机床是数字控制机床(Computer numerical control machine tools)的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。随着社会生产和科学技术的发展，机械及加工产品的形状和结构不断改进，对加工质量的要求越来越高。产品更新换代的速度加快，特别是在国防、航空、航天和深潜的部门，其零件的精度要求非常高，几何形状也日趋复杂，也越来越小形化，且改型频繁，生产周期短，这就要求迅速适应不同零件的加工。为了保证产品的质量，提高生产率和降低成本，要求机床不仅有较好的通用性和灵活性，而且加工过程要尽可能实现自动化，满足这些小批量、小形、品种多变化零件的自动化生产，这就迫切需要一种灵活的，通用的，能够适用产品频繁变化的柔性自动化机床。而微型数控技术适用于加工小批量、小形、品种多变化的零件和结构复杂、精度要求较高的零件及要求频繁改型的零件，且提供了自动化的加工手段。当前，由于数控设备昂贵，许多高校和工厂的数控车设备缺乏，急需一种既便宜又能满足工作需要的小型数控车床。
发明内容
本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种微型强力数控车床，该车床主传动采用带传动；伺服电动机和滚珠丝杠的连接采用弹性联轴器；滚珠丝杠的支撑两端固定支撑，可以尽量减少由于一端支撑，可能产生的弯曲，减少误差，提高精度。这种设计结构传动链短，结构简单，加工安装精度高。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种微型强力数控车床，在电机的一端设置有小带轮，在电机轴端设置有电机轴端挡圈，在电机的上端为主轴结构，主轴结构包括主轴、法兰盘、卡盘、大带轮、键、脉冲发生器、主轴前轴承座和主轴后轴承座，主轴的一端连接法兰盘，法兰盘上设置有卡盘，主轴的另一端设置有大带轮，大带轮旁设置有键，在靠近大带轮的一侧设置有脉冲发生器，在主轴上还分别设置有主轴前轴承座和主轴后轴承座，所述的大带轮与小带轮之间通过传送皮带连接，在电机轴端相反的一侧设置有中间挡板，中间挡板上设置有角接触球轴承，角接触球轴承与大滚珠丝杠连接，大滚珠丝杠的另一端通过弹性轴联器与伺服电机相连，所述的大滚珠丝杠的上端为工作台，工作台上设置有小直线导轨、小滑块、刀架、大直线导轨、大滑块、大拖板、角接触轴承和小轴承座，在大直线导轨的上端设置有大滑块和大拖板，在小轴承座上设置有小滑块。
而且，所述的一种微型强力数控车床的长宽高的尺寸为：长 900-1000mm，宽430-450mm，高450-500mm。
而且，所述的电机为三相异步电机。
而且，所述的卡盘为三爪卡盘。
而且，在所述的电极的底部设置有底板。
而且，所述的角接触球轴承上设置有与之匹配的轴承端盖。
而且，所述的大滚珠丝杠的一端卡于轴承座内，所述轴承座设置于中间筋板上。
而且，所述的中间挡板和中间筋板为竖直设置，二者相互平行。
而且，在所述的主轴上脉冲发生器与主轴后轴承座之间设置有锁紧螺母。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.满足直径小于60mm零件加工要求，如加工范围、加工精度等。
2.确保实现既定工艺方法所要求的工件和刀具的相对位置与相对运动。在既经济又合理的条件下，尽量采用较短的传动链，以简化机构，提高传动精度和传动效率。
3.确保车床具有与所要求的加工精度相适应的刚度、抗振性、热变形及噪声水平。
4.结构简单，合理可靠。
5.体积小，重量轻。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明整体结构示意图。
图3为本发明整体结构示意图。
图4为主轴结构示意图。
图5为数控车床三维结构组成示意图1。
图6为数控车床三维结构组成示意图2。
图7为数控车床三维结构组成示意图3。
其中，1为三相异步电机，2为底板，3为中间挡板，4为角接触球轴承，5为轴承端盖，6为大滚珠丝杠，7为螺母底座，8为中间筋板，9 为后筋板，10为内六角圆柱头螺钉，11为大滚珠丝杠螺母，12为轴承座， 13为弹性轴联器，14为电机座，15为伺服电机，16为小直线导轨，17 为小滑块，18为工作台，19为螺栓，20为螺母，21为刀架，22为卡盘， 23为螺钉M8，24为法兰盘，25为密封圈，26为前轴承端盖，27为杯套，28为角接触轴承，29为主轴前轴承座，30为后轴承端盖，31为沉头螺钉，32为双列圆柱滚子轴承，33为主轴后轴承座，34为套筒，35为锁紧螺母，36为脉冲发生器，37为紧定螺钉，38为大带轮，39为键， 40为主轴轴端挡圈，41为小带轮，42为电机轴端挡圈，43为螺钉M10， 44为床身侧板，45为大直线导轨，46为大滑块，47为大拖板，48为滚珠丝杠轴端，49为角接触轴承，50为小轴承座，51为小齿形带轮，52为大齿形带轮，53为连接块，54为小滚珠丝杠螺母，55为主轴。
具体实施方式
下面结合附图与具体的实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图中所示，一种微型强力数控车床，在电机的一端设置有小带轮 41，在电机轴端设置有电机轴端挡圈42，在电机的上端为主轴结构，主轴结构包括主轴55、法兰盘24、卡盘22、大带轮38、键39、脉冲发生器36、主轴前轴承座29和主轴后轴承座33，主轴的一端连接法兰盘，法兰盘上设置有卡盘，主轴的另一端设置有大带轮，大带轮旁设置有键，在靠近大带轮的一侧设置有脉冲发生器，在主轴上还分别设置有主轴前轴承座和主轴后轴承座，所述的大带轮与小带轮之间通过传送皮带连接，在电机轴端相反的一侧设置有中间挡板，中间挡板上设置有角接触球轴承，角接触球轴承与大滚珠丝杠连接，大滚珠丝杠的另一端通过弹性轴联器与伺服电机相连，所述的大滚珠丝杠的上端为工作台，工作台上设置有小直线导轨、小滑块、刀架、大直线导轨、大滑块、大拖板、角接触轴承和小轴承座，在大直线导轨的上端设置有大滑块和大拖板，在小轴承座上设置有小滑块。
微型强力数控车床的机床本体主要是由床身、滚动直线导轨、滚珠丝杠、伺服电机和排式刀架等组成。微型强力数控车床决定采用导轨里伸是结构，排式刀架，水平床身结构。总体机床长为900mm，宽为430mm，高为450mm。电动机与丝杠的连接可以通过联轴器来实现，用顶丝来紧固伺服电机及滚珠丝杠的伸出端。在工作过程中，X轴、Z轴都是伺服电机带动丝杠旋转，滚珠螺母沿丝杠做水平移动，从而带动工作台沿导轨在水平后左右移动，电机带动主轴旋转，从而完成车削过程。
数控车床床身整体结构采用钢板焊接结构，其突出的优点是制造周期短，省去了制作木模和铸造工序，不易出废；焊接件在设计上自由度大，便于产品更新、扩大规格和改进结构；焊接件已可以达到与铸件相同，甚至更好的结构特性。因为，它容易采用最有利于提高刚度的隔板和筋板布置形式。能充分发挥壁板和筋板的承载及抵抗变形的作用；另外，钢板的弹性模量E为2×105MPa，而铸铁的弹性模量E仅为1.2×105 MPa，两者几乎相差一倍。因此，采用钢板焊接床身有利于提高固有频率。采用钢板焊接结构既可以增加静刚度、减轻结构重量，又可以增加构件本身的阻尼。
主运动传动链的两末端件是主电动机与主轴，它的功用是把动力源 (电动机)的运动及动力传给主轴，使主轴带动工件旋转实现主运动。
采用定比传动，主轴电动机经定比传动传递给主轴。定比传动采带传动，带传动具有传动噪声小、振动小的优点。一般应用在中、小型数控车床上。采用定比传动扩大了直接驱动的应用范围，即在一定程度满足主轴功率与转矩的要求，但其变速范围仍与电动机的调速范围相同。
主轴的设计考虑到加工工艺和材料的利用率，把主轴和法兰盘分开加工，中间用螺钉连接。这样既节省了大量的材料，还能使主轴的设计得到更合理的优化，前、后轴承可以分别从前后装入，大大减少了对主轴的削弱程度，有效的提高了主轴的强度和刚度。前轴承采用一对25度的角接触球轴承背靠背安装，后轴承是双列向心短圆柱滚子轴承，以满足它的速度刚度型。
主轴轴承的选用，主要是依据主轴部件的工作要求，如传递功率的大小、速度范围、工作精度，并考虑制造条件及其他经济技术综合指标。数控车床的主轴轴承可采用滚动轴承和滑动轴承。滚动轴承摩擦阻力小，可以顶紧，润滑维护简单，能在一定的转速范围和载荷变动范围内稳定地工作。此外，滚动轴承由专业化工厂生产，选购维修方便。由于滚动轴承有许多优点，加之制造梢度的提高，所以在数控车床上得到广泛的应用。本数控车床前支承采用二联角接触球轴承背靠背组配，承受径向和轴向载荷，后支承采用双列短团柱滚子轴承。该配置具有较高的刚度。适用于要求高速、高精度和较大负载的数空车床。
进给传动链是实现刀具X向或Z向移动的传动链。
横向：X向伺服电机-同步齿形带-X向进给滚珠丝杠-工作台 (刀架)
纵向：Z向步进电机-弹性联轴器-Z向进给滚珠丝杠及螺母大拖板
联轴器通常可分为刚性联轴器和挠性联轴器。刚性联轴器适用于两轴能严格对中并在工作中不发生相对位移的地方；挠性联轴器适用于两轴有偏斜(可分为同轴线、平行轴线、相交轴线)或在工作有相对位移 (可分为轴向移动、径向移动、角位移、综合位移)的地方，挠性联轴器又有无弹性元件的、金属弹性元件的和非金属弹性元件的之分，后两种统称为弹性联轴器。用得最普遍的是直联式薄膜片弹性联轴器JM11。它是通过挠性联轴节，把伺服电机和滚珠丝杠联接起来的。
以上对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种微型强力数控车床，其特征在于：在电机的一端设置有小带轮，在电机轴端设置有电机轴端挡圈，在电机的上端为主轴结构，主轴结构包括主轴、法兰盘、卡盘、大带轮、键、脉冲发生器、主轴前轴承座和主轴后轴承座，主轴的一端连接法兰盘，法兰盘上设置有卡盘，主轴的另一端设置有大带轮，大带轮旁设置有键，在靠近大带轮的一侧设置有脉冲发生器，在主轴上还分别设置有主轴前轴承座和主轴后轴承座，所述的大带轮与小带轮之间通过传送皮带连接，在电机轴端相反的一侧设置有中间挡板，中间挡板上设置有角接触球轴承，角接触球轴承与大滚珠丝杠连接，大滚珠丝杠的另一端通过弹性轴联器与伺服电机相连，所述的大滚珠丝杠的上端为工作台，工作台上设置有小直线导轨、小滑块、刀架、大直线导轨、大滑块、大拖板、角接触轴承和小轴承座，在大直线导轨的上端设置有大滑块和大拖板，在小轴承座上设置有小滑块。
2.根据权利要求1所述的一种微型强力数控车床，其特征在于：所述的一种微型强力数控车床的长宽高的尺寸为：长900-1000mm，宽430-450mm，高450-500mm。
3.根据权利要求1所述的一种微型强力数控车床，其特征在于：所述的电机为三相异步电机。
4.根据权利要求1所述的一种微型强力数控车床，其特征在于：所述的卡盘为三爪卡盘。
5.根据权利要求1所述的一种微型强力数控车床，其特征在于：在所述的电极的底部设置有底板。
6.根据权利要求1所述的一种微型强力数控车床，其特征在于：所述的角接触球轴承上设置有与之匹配的轴承端盖。
7.根据权利要求1所述的一种微型强力数控车床，其特征在于：所述的大滚珠丝杠的一端卡于轴承座内，所述轴承座设置于中间筋板上。
8.根据权利要求1所述的一种微型强力数控车床，其特征在于：所述的中间挡板和中间筋板为竖直设置，二者相互平行。
9.根据权利要求1所述的一种微型强力数控车床，其特征在于：在所述的主轴上脉冲发生器与主轴后轴承座之间设置有锁紧螺母。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11320211A (ja) * 1998-05-15 1999-11-24 Seibu Electric & Mach Co Ltd 工作機械の熱的変形防止構造
US20080011102A1 (en) * 2006-07-13 2008-01-17 Schell Craig A Control scheme for detecting and preventing torque conditions in a power tool
CN201997715U (zh) * 2011-01-21 2011-10-05 柳州市数控机床研究所 一种车磨复合机床
CN202462123U (zh) * 2012-03-08 2012-10-03 盐城市亨通机床厂 高精度多功能智能机床
CN202517314U (zh) * 2012-04-19 2012-11-07 六安瑞普数控装备有限公司 数控车床滚珠丝杆中置传动结构
CN207139388U (zh) * 2017-07-14 2018-03-27 天津职业技术师范大学 一种微型强力数控车床

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11320211A (ja) * 1998-05-15 1999-11-24 Seibu Electric & Mach Co Ltd 工作機械の熱的変形防止構造
US20080011102A1 (en) * 2006-07-13 2008-01-17 Schell Craig A Control scheme for detecting and preventing torque conditions in a power tool
CN201997715U (zh) * 2011-01-21 2011-10-05 柳州市数控机床研究所 一种车磨复合机床
CN202462123U (zh) * 2012-03-08 2012-10-03 盐城市亨通机床厂 高精度多功能智能机床
CN202517314U (zh) * 2012-04-19 2012-11-07 六安瑞普数控装备有限公司 数控车床滚珠丝杆中置传动结构
CN207139388U (zh) * 2017-07-14 2018-03-27 天津职业技术师范大学 一种微型强力数控车床

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