CN109604638B - 一种数控车床及刀轮两侧轮面的切削方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于数控机床技术领域，提供了一种数控车床，包括外壳和开设于外壳的内腔，内腔设置有工作台，工作台一侧设置有三爪卡盘，所述工作台上设置有旋转平台，旋转平台上设置有刀具安装盘，刀具安装盘相邻外壁分别垂直和贴附安装的刀具固定架，两个刀盘固定架上对应安装第一刀具和第二刀具；第一刀具沿刀盘固定架的延伸方向固定设置，第二刀具与刀盘固定架的延伸方向垂直设置。本发明由于第一刀具可以抵触刀轮的一个轮面切削，第二刀具可以在旋转平台作用下抵触在刀轮的另一个轮面切削，从而在刀轮一直固定于三爪卡盘上对刀轮的两个轮面分别切削，不仅能够减少工人对刀轮换面的工作量，而且能够有效提高切削时间和切削效率。

Description

一种数控车床及刀轮两侧轮面的切削方法

技术领域

本发明属于数控机床技术领域，尤其涉及一种数控车床及刀轮两侧轮面的切削方法。

背景技术

数控车床是目前使用较为广泛的数控机床之一。它主要用于轴类零件或盘类零件的内外圆柱面、任意锥角的内外圆锥面、复杂回转内外曲面和圆柱、圆锥螺纹等切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等工作。

现有技术中常用的数控机床，包括长方体形状的机体，机体内开设有内腔，内腔中间位置设有工作台，工作台的左右两侧设有夹持件，夹持件包括设于工作台左侧的三爪卡盘和设于工作台右侧的顶杆，三爪卡盘能够将待加工工件夹持，再由顶杆顶住，最后在工作台上进行加工。工作台的顶面一侧设有安装盘，安装盘上设有若干个刀具夹，刀具夹环绕安装盘的圆心设置在安装盘的外圆位置，加工用的刀具固定在刀具夹上，旋转安装盘就能更换刀具，以适配不同的加工要求。工作台内设有驱动机构，用于带动安装盘的旋转；工作台内还设有定位旋转件，其设于驱动机构与安装盘之间，用于联动安装盘旋转，同时限制安装盘每次旋转的角度。

然后，现有技术中如图1所示的用于隧道使用的刀轮来说，由于刀轮中间为圆形安装孔、用于安装于驱动机构上，刀轮从外沿刀刃到圆形安装孔处，刀轮呈弧线设计，而本申请的车床刀具安装于安装盘的顶部，且通过三爪卡盘和设于工作台右侧的顶杆固定待切削件，因此无法无法完成对刀轮的切削工作。

发明内容

本发明实施例提供一种数控车床及刀轮两侧轮面的切削方法，旨在解决现有数控车床无法对圆盘形的刀轮进行切削的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种数控车床，所述数控车床包括外壳和开设于外壳的内腔，所述内腔中间位置设置工作台，所述工作台的两侧分别设置有三爪卡盘和顶杆，所述三爪卡盘包括圆形卡盘和三个卡接爪，三个所述卡接爪可沿所述圆形卡盘的径向方向移动；

所述工作台上设置有水平360度旋转的旋转平台，所述旋转平台上设置有刀具安装盘，所述刀具安装盘外壁的对角分别安装有刀具固定架，其中一个刀具固定架与所述刀具安装盘的外壁垂直设置，另一个刀具固定架与所述刀具安装盘的外壁延伸设置，两个所述刀具固定架上对应安装第一刀具和第二刀具；

所述第一刀具沿所述刀具固定架的延伸方向固定设置，所述第二刀具与所述刀具固定架的延伸方向垂直设置。

优选地，两个所述刀具固定架相互平行、且不再同一条平行线上设置，且两个刀具固定架设置于所述刀具安装盘相邻的两个侧壁。

优选地，所述卡接爪为阶梯设置的卡接结构，沿所述圆形卡盘的径向方向均匀设置有三个相通的卡爪轨道，三个所述卡接爪对应于所述卡爪轨道内滑动，所述卡接爪的夹持面上开设有多个垂直布置的容置槽，所述容置槽内固定有复位弹簧，所述容置槽内滑移连接有抵杆，所述抵杆的一端设置有环形卡槽、另一端设置有弹性垫，所述环形卡槽与所述复位弹簧配合卡接。

优选地，沿所述抵杆的轴向方向上至少设置两个环形卡槽。

优选地，所述弹性垫为橡胶垫或硅胶垫，且所述弹性垫设置为吸盘结构。

第二方面，本发明实施例还提供了一种刀轮两侧轮面的切削方法，刀轮为圆盘形结构，且圆盘形结构中间设置有圆形的安装孔，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：调整三爪卡盘的卡接爪直径小于安装孔的直径，将安装孔卡接于三个卡接爪外部，并调整扩大三个卡接爪直径使卡接爪外壁抵触安装孔的内壁；

步骤S2：根据数控机床的开机指令控制刀具安装盘靠近所述刀轮，直至第一刀具抵触靠近刀具安装盘的所述刀轮的侧壁；

步骤S3：控制数控车床的电机带动三爪卡盘转动，由第一刀具对靠近刀具安装盘的所述刀轮的侧壁切削；

步骤S4：待靠近刀具安装盘的所述刀轮的侧壁切削完毕，控制电机停机以及第一刀具远离所述刀轮；

步骤S5：控制旋转平台转动90或180度，并移动所述刀具安装盘靠近所述刀轮，直至第二刀具抵触远离刀具安装盘的所述刀轮的侧壁，并控制数控车床的电机带动三爪卡盘转动，由第二刀具对远离刀具装盘的所述刀轮的侧壁切削；

步骤S6：重复上述步骤S2至步骤S5，使第一刀具和第二刀具从刀轮的外边沿逐步切削至安装孔处。

优选地，所述步骤S6进一步包括：根据所述刀轮的弧度每次调整所述第一刀具和第二刀具距离所述刀轮轴线的距离，然后重复上述步骤S2至步骤S5，使第一刀具和第二刀具从刀轮的外边沿逐步切削至安装孔处。

优选地，其特征在于，控制所述数控车床的冲洗喷嘴每隔固定时间向所述第一刀具和第二刀具位置喷水。

与现有技术相比，本发明实施例提供的有益效果为：

本发明实施提供的数控车床包括外壳和开设于外壳的内腔，所述内腔中间位置设置工作台，所述工作台的两侧分别设置有三爪卡盘和顶杆，所述三爪卡盘包括圆形卡盘和三个卡接爪，三个所述卡接爪可沿所述圆形卡盘的径向方向移动；所述工作台上设置有水平360度旋转的旋转平台，所述旋转平台上设置有刀具安装盘，所述刀具安装盘相邻外壁分别安装有刀具固定架，其中一个刀具固定架与刀具安装盘的外壁垂直设置，另一个刀具固定架与刀具安装盘的外壁延伸设置，且两个所述刀具固定架上对应安装第一刀具和第二刀具；所述第一刀具沿所述刀具固定架的延伸方向固定设置，所述第二刀具与所述刀具固定架的延伸方向垂直设置。本发明实施提供的数控车床由于采用至少两个刀具：第一刀具和第二刀具，且第一刀具沿所述刀具固定架的延伸方向固定设置，所述第二刀具与所述刀具固定架的延伸方向垂直设置，从而使得第一刀具在对刀轮切削时，第一刀具直接抵触刀轮的一个轮面进行切削，第二刀具直接抵触在刀轮的另一个轮面进行切削，从而可以在刀轮一直固定于三爪卡盘上通过第一刀具和第二刀具分别对刀轮的两个轮面分别切削，有效避免需要时常将刀轮从三爪卡盘上卸下、并换另一个面安装切削的情况，不仅能够减少工人对刀轮换面的工作量，而且能够有效提高切削时间和切削效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术提供的一种刀轮结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种数控车床的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的图2中三爪卡盘的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的图3中卡接爪与抵杆的爆炸结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种刀轮两侧轮面切削方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本申请实施例提供的一种数控车床，设置有工作台，所述工作台上设置有水平360度旋转的旋转平台，且旋转平台上行设置有刀具安装盘，其中刀具安装盘相邻外壁分别安装有刀具固定架，一个刀具固定架垂直固定于刀具安装盘外壁，另一个刀具固定架延伸设置于刀具安装盘外壁，所述第一刀具沿所述刀具固定架的延伸方向固定设置，所述第二刀具与所述刀具固定架的延伸方向垂直设置。与现有技术相比，在对刀轮切削时，第一刀具直接抵触刀轮的一个轮面进行切削，第二刀具直接抵触在刀轮的另一个轮面进行切削，从而可以在刀轮一直固定于三爪卡盘上通过第一刀具和第二刀具分别对刀轮的两个轮面分别切削，有效避免需要时常将刀轮从三爪卡盘上卸下、并换另一个面安装切削的情况，不仅能够减少工人对刀轮换面的工作量，而且能够有效提高切削时间和切削效率。

实施例一

参见图2所示，为本发明实施例提供的一种数控车床的结构示意图。如图2所示，所述数控车床包括外壳101和开设于外壳101的内腔，该内腔为切削空间，所述内腔中间位置设置工作台102，所述工作台102的两侧分别设置有三爪卡盘107和顶杆(未在附图中标出)，具体实施过程中，三爪卡盘107和顶杆之间可安装长筒结构件，由三爪卡盘107和顶杆进行固定。

具体实施过程中，所述工作台102上设置有水平360度旋转的旋转平台103，所述旋转平台103上设置有刀具安装盘104，所述刀具安装盘104外壁的对角分别安装有刀具固定架，其中一个刀具固定架与所述刀具安装盘104的外壁垂直设置，另一个刀具固定架与所述刀具安装盘104的外壁延伸设置，两个所述刀具固定架上对应安装第一刀具105和第二刀具106。

具体的，参见图2所示，两个所述刀具固定架相互平行、且不再同一条平行线上设置，且两个刀具固定架设置有所述刀具安装盘104相邻的两个侧壁。其中，位于附图2中左边的刀具固定架垂直于所述刀具安装盘104的外壁，且所述第一刀具105沿所述刀具固定架的延伸方向固定设置；位于附图2中右边的刀具固定架贴附于所述刀具安装盘104的外壁设置，且所述第二刀具106与所述刀具固定架的延伸方向垂直设置。从而在实施过程中，刀轮固定在三爪卡盘107上，由所述旋转平台103沿工作台102向三爪卡盘107移动，第一刀具105由于与远离三爪卡盘107的刀轮一面抵触，从而由第一刀具105对远离三爪卡盘107的刀轮一面进行切削；当对刀轮切削完毕后，控制所述旋转平台103顺时针转动，此时第二刀具106靠近刀轮，由于安装第二刀具106的刀具固定架沿刀具安装盘104的外壁设置、且第二刀具106与该刀具固定架延伸方向垂直设置，因此，控制旋转平台103转动后，第二刀具106可直接延伸至所述刀轮的另一面(即靠近三爪卡盘107的一面)，从而可以由第二刀具106实施对刀轮另一面的切削，这样就不需要不断将刀轮拆卸，仅能对靠近旋转平台103的一面进行切削的情况，不仅有效降低劳动强度，而且有效提升了刀轮的切削效率。

其中，在具体实施过程中，工作台102上设置有沿工作台102移动的移动机构，所述移动机构上固定所述旋转平台103，从而通过控制移动机构移动使旋转平台103及设置于旋转平台103上刀具安装盘104靠近或远离三爪卡盘107，移动机构具体结构可参见相关技术，在此不详细阐述。

本申请实施例中，为了保证刀轮可以稳定固定于三爪卡盘107，可参见图3所示，本申请实施例提供的所述三爪卡盘107包括圆形卡盘201和三个卡接爪202，三个所述卡接爪202可沿所述圆形卡盘201的径向方向移动，从而可以调整三个卡接爪202所形成的外圆直径，由于刀轮中间均设置有安装孔，因此可通过三个卡接爪202的移动调整外圆直径以达到对刀轮的固定。

具体实施过程中，可同时参见图4所示，所述卡接爪202为阶梯设置的卡接结构，沿所述圆形卡盘201的径向方向均匀设置有三个相通的卡爪轨道204，三个所述卡接爪202对应于所述卡爪轨道204内滑动，所述卡接爪202的夹持面209上开设有多个垂直布置的容置槽205，所述容置槽205内固定有复位弹簧206，所述容置槽205内滑移连接有抵杆203，所述抵杆203的一端设置有环形卡槽207、另一端设置有弹性垫208，所述环形卡槽207与所述复位弹簧206配合卡接。

另外，为了保证抵杆203与复位弹簧206的稳定连接，沿所述抵杆203的轴向方向上至少设置两个环形卡槽207，使得抵杆203与复位弹簧卡接。另外，所述弹性垫208为橡胶垫或硅胶垫，且所述弹性垫208设置为吸盘结构，可以在三爪卡盘107对刀轮固定的时候，另外通过两个垂直杆，一个杆插接于圆形卡盘201的中间孔内由抵杆203上吸盘结构的弹性垫208对杆固定，另一个杆延伸至刀轮的安装孔、并卡接于远离三爪卡盘107的刀轮的一面上，从而实现对刀轮的牢固固定，避免切削过程中出现松动造成切削质量下降。

实施例二

参见图5所示，为本发明实施例提供的一种刀轮两侧轮面的切削方法，通过实施例所述的数控车床控制对刀轮两侧轮面进行切削。具体的，该刀轮两侧轮面的切削方法包括以下步骤：

在步骤S1中：调整三爪卡盘的卡接爪直径小于安装孔的直径，将安装孔卡接于三个卡接爪外部，并调整扩大三个卡接爪直径使卡接爪外壁抵触安装孔的内壁。

具体实施过程中，刀轮的安装孔大小根据不同需要大小不同，因此，三爪卡盘的三个卡接爪需要沿着三抓卡盘的卡爪轨道移动，从而调节三个卡接爪的外径大小，由于卡接爪为阶梯设置的卡接结构，从而可以适应不同尺寸安装孔大小的刀轮。同时，在本申请实施例中，也可以通过两个垂直杆，一个杆插接于圆形卡盘201的中间孔内由抵杆203上吸盘结构的弹性垫208对杆固定，另一个杆延伸至刀轮的安装孔、并卡接于远离三爪卡盘107的刀轮的一面上，从而实现对刀轮的牢固固定，避免切削过程中出现松动造成切削质量下降。

在步骤S2中：根据数控机床的开机指令控制刀具安装盘靠近所述刀轮，直至第一刀具抵触靠近刀具安装盘的所述刀轮的侧壁。

当刀轮固定安装完毕后，由移动机构在工作台上移动，使旋转平台向三爪卡盘移动，具体实施过程中，移动机构不仅可以在工作台横向移动，也可以在工作台上纵向移动，从而在旋转平台移动的过程中，控制刀具安装盘移动，从而使刀具安装盘上固定于刀具固定架的第一刀具移动至三爪卡盘，由于三爪卡盘上固定有刀轮，而第一刀具沿刀具固定架延长方向设置、且固定第一刀具的刀具固定架垂直固定于刀具安装盘上，因此，第一刀具可以直接接触远离三爪卡盘的刀轮一侧轮面。

在步骤S3中：控制数控车床的电机带动三爪卡盘转动，由第一刀具对靠近刀具安装盘的所述刀轮的侧壁切削。

本申请实施例中，可以控制数控车床的电极带动三爪卡盘转动，使刀轮转动，同时控制第一刀具向刀轮一侧轮面进给预设距离，从而实现对刀轮一侧轮面的切削。

在步骤S4中：待靠近刀具安装盘的所述刀轮的侧壁切削完毕，控制电机停机以及第一刀具远离所述刀轮。

当第一刀具对刀轮一侧轮面切削后，即可控制第一刀具远离刀轮，同时执行步骤S5。

在步骤S5中：控制旋转平台转动90或180度，并移动所述刀具安装盘靠近所述刀轮，直至第二刀具抵触远离刀具安装盘的所述刀轮的侧壁，并控制数控车床的电机带动三爪卡盘转动，由第二刀具对远离刀具装盘的所述刀轮的侧壁切削。

本申请实施例中，以第一刀具和第二刀具设置在刀具安装盘的相邻侧壁为例进行说明，由于第二刀具固定于一个刀具固定架上，而该刀具固定架沿刀具安装盘的侧壁贴附设置，且第二刀具垂直于刀具固定架的延长线，因此，可以控制旋转平台转动顺时针转动90度，从而使第二刀具可以移动至刀轮的另一侧轮面(即靠近三爪卡盘的刀轮的一面)，从而通过第二刀具对刀轮的另一侧轮面进行切削。

在步骤S6中：重复上述步骤S2至步骤S5，使第一刀具和第二刀具从刀轮的外边沿逐步切削至安装孔处。

具体实施过程中，由于刀轮从刃口到安装孔呈弧面，刀轮的两侧轮面可以从刃口到安装孔分别设置相同的切削方式，例如：先由第一刀具对到刀轮的一侧轮面从刃口(即外边沿)切削到安装孔；然后退出第一刀具，再由第二刀具对刀轮的另一侧轮面从刃口切削到安装孔，从而实现刀轮两侧轮面的切削。

当然，为了保证第一刀具和第二刀具对刀轮两侧轮面切削的一致性，沿刀轮的刃口到安装孔可以分别设置第一刀具和第二刀具切削的路径，且将路径按照刀具切削宽度分为多部分，从而现有第一刀具对刀轮一侧轮面的切削一圈，然后再由第二刀具对刀轮另一侧轮面切削一圈，然后重复从刀轮的刃口到安装孔处由第一刀具和第二刀具切削，以此刀轮两侧轮面从刃口到安装孔之间的同步切削，能够有效保证刀轮两侧轮面切削的精度误差和切削效率。

另外，在具体实施过程中，对于第一刀具和第二刀具从刀轮的刃口到安装孔的切削过程中，需要根据到刀轮的弧度每次调整第一刀具、第二刀具距离刀轮轴线以及第一刀具和第二刀具的进刀深度，以此达到对刀轮的切削，具体可参见相关技术，在此不详细阐述。

在上述实施方式的基础之上，本申请实施例的数控车床上还设置有冲洗喷嘴，冲洗喷嘴的喷水口可随意调节，从而对准三爪卡盘。在本申请实施例中，由于第一刀具和第二刀具对刀轮两侧轮面进行切削时会不断摩擦产生热量，热量会导入刀轮或两个刀具上，从而对刀轮轮面出现变形或者刀具硬度降低，影响刀具和刀轮成型后的寿命。因此，在上述步骤S3至S6实施过程中，需要控制数控车床的冲洗喷嘴每隔固定时间或者一直向第一刀具、第二刀具与刀轮轮面接触位置喷水，依次达到降温的目的。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种刀轮两侧轮面的切削方法，应用于数控车床，刀轮为圆盘形结构，且圆盘形结构中间设置有圆形的安装孔，所述数控车床包括外壳和开设于外壳的内腔，所述内腔中间位置设置工作台，所述工作台的两侧分别设置有三爪卡盘和顶杆，所述工作台上设置有水平360度旋转的旋转平台，所述旋转平台上设置有刀具安装盘，所述三爪卡盘包括圆形卡盘和三个卡接爪，所述卡接爪为阶梯设置的卡接结构，沿所述圆形卡盘的径向方向均匀设置有三个相通的卡爪轨道，三个所述卡接爪对应于所述卡爪轨道内滑动，所述卡接爪的夹持面上开设有多个垂直布置的容置槽，所述容置槽内固定有复位弹簧，所述容置槽内滑移连接有抵杆，所述抵杆的一端设置有环形卡槽、另一端设置有弹性垫，所述环形卡槽与所述复位弹簧配合卡接，其特征在于：

所述刀具安装盘外壁的对角分别安装有刀具固定架，其中一个刀具固定架与所述刀具安装盘的外壁垂直设置，另一个刀具固定架与所述刀具安装盘的外壁延伸设置，两个所述刀具固定架上对应安装第一刀具和第二刀具；所述第一刀具沿所述刀具固定架的延伸方向固定设置，所述第二刀具与所述刀具固定架的延伸方向垂直设置；两个所述刀具固定架相互平行、且不再同一条平行线上设置，且两个刀具固定架设置于所述刀具安装盘相邻的两个侧壁；

所述切削方法包括以下步骤：

步骤S1：调整三爪卡盘的卡接爪直径小于安装孔的直径，将安装孔卡接于三个卡接爪外部，并调整扩大三个卡接爪直径使卡接爪外壁抵触安装孔的内壁，通过两个垂直杆，一个杆插接于圆形卡盘的中间孔内由抵杆上的弹性垫对杆固定，另一个杆延伸至刀轮的安装孔、并卡接于远离三爪卡盘的刀轮的一面上对刀轮固定；

步骤S2：根据数控机床的开机指令控制刀具安装盘靠近所述刀轮，直至第一刀具抵触靠近刀具安装盘的所述刀轮的侧壁；

步骤S3：控制数控车床的电机带动三爪卡盘转动，由第一刀具对靠近刀具安装盘的所述刀轮的侧壁切削；

步骤S4：待靠近刀具安装盘的所述刀轮的侧壁切削完毕，控制电机停机以及第一刀具远离所述刀轮；

步骤S5：控制旋转平台转动90或180度，并移动所述刀具安装盘靠近所述刀轮，直至第二刀具抵触远离刀具安装盘的所述刀轮的侧壁，并控制数控车床的电机带动三爪卡盘转动，由第二刀具对远离刀具装盘的所述刀轮的侧壁切削；

步骤S6：重复上述步骤S2至步骤S5，使第一刀具和第二刀具从刀轮的外边沿逐步切削至安装孔处。

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