CN110640165A - 一种高效率数控加工机床 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高效率数控加工机床，其包括落地的矩形床身、用于对工件进行夹紧并且带动其进行回转运动的装夹部件、用于对高速回转运动的工件进行车削加工的车刀部件以及用于对装夹部件、车刀部件进行控制的控制系统，床身的上端面设置成矩形安装斜面，安装斜面的长度方向平行于水平方向、宽度方向与水平方向构成四十五度夹角，装夹部件、车刀部件均设置于加工舱内，装夹部件包括固定装夹机构、活动装夹机构，固定装夹机构与活动装夹机构的夹持端相对且同轴布置，车刀部件的车削端设置有多个且沿着加工工件回转运动所在的圆周方向阵列布置，车刀部件的多个车削端分别为可拆卸装夹的不同类型的车刀且该车刀可独立进行进给车削。

Description

一种高效率数控加工机床

技术领域

本发明涉及一种车床，具体涉及一种高效率数控加工机床。

背景技术

车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床，常用于加工工件的内外回转表面、端面和各种内外螺纹，采用相应的刀具和附件，还可进行钻孔、扩孔、攻丝和滚花等，目前，普通车床存在一个致命的缺点，即加工效率低，其原因在于，只有一个三爪卡盘对工件装夹，每次装夹只能对一个加工工件进行车削加工，而且当需要对加工工件进行多个类型的车削加工时，需要将主轴电机停止转动，而后转动刀架跟换不同的车刀，再启动主轴带动加工工件进行转动，费时费力，大大降低了工件的加工效率，为此，本发明人设计一种结构巧妙、原理简单、包含两个同轴心且相对布置的三抓卡盘，能够一次性装夹两个加工工件，并且能够方便快捷的跟换不同类型的车刀对加工工件进行不同类型车削处理的斜床身卧式高效率数控车床。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种结构巧妙、原理简单、包含两个同轴心且相对布置的三抓卡盘，能够一次性装夹两个加工工件，并且能够方便快捷的跟换不同类型的车刀对加工工件进行不同类型车削处理的斜床身卧式高效率数控车床。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。

一种高效率数控加工机床，其包括落地的矩形床身、用于对工件进行夹紧并且带动其进行回转运动的装夹部件、用于对高速回转运动的工件进行车削加工的车刀部件以及用于对装夹部件、车刀部件进行控制的控制系统，床身沿其长度方向一端面固定设置有床头箱且床头箱的高度大于床身的高度，床身的上端面设置成矩形安装斜面，安装斜面的长度方向平行于水平方向、宽度方向与水平方向构成四十五度夹角，床头箱上设置有与控制系统建立有信号连接的控制面板，安装斜面上固定罩设有与其匹配的矩形加工舱，加工舱包括沿自身宽度方向开设有矩形敞口的外壳以及与该敞口构成启闭式连接配合的舱门，外壳的敞口方向垂直于安装斜面所在平面，舱门与外壳沿平行于安装斜面的长度方向构成滑动导向配合且舱门设置成透明状，舱门设置成可相互切换至的屏蔽状态与打开状态且初始状态为屏蔽状态，舱门的外部设置有把手；

所述装夹部件、车刀部件均设置于加工舱内，装夹部件包括靠近床头箱一端布置的固定装夹机构、背离床头箱一端布置的活动装夹机构，固定装夹机构与活动装夹机构的夹持端相对且同轴布置，活动装夹机构可沿着安装斜面的长度方向进行滑动，车刀部件的车削端位于固定装夹机构与活动装夹机构之间且车刀部件整体可沿着安装斜面的长度方向进行滑动，车刀部件的车削端设置有多个且沿着加工工件回转运动所在的圆周方向阵列布置，车刀部件的多个车削端分别为可拆卸装夹的不同类型的车刀且该车刀可独立进行进给车削。

作为本方案进一步的优化或者改进。

所述的固定装夹机构包括固定设置于床头箱内的主轴电机，主轴电机的输出轴轴向平行于安装斜面的长度方向，主轴电机输出轴上同轴固定设置于三爪卡盘一，三爪卡盘一活动穿过床头箱延伸至加工舱内，所述的主轴电机为伺服电机并且主轴电机与控制系统之间建立有信号连接。

作为本方案进一步的优化或者改进。

所述安装斜面上沿其宽度方向的中部位置开设有内沉槽且内沉槽沿安装斜面的长度方向布置并且贯穿至安装斜面沿其长度方向的端部，安装斜面沿其长度方向背离床头箱一端固定安装有支撑架，所述的活动装夹机构包括固定设置于内沉槽内的导轨一，导轨一上活动设置有导向块且导向块与导轨一沿安装斜面的长度方向构成滑动导向配合，初始状态下导向块靠近支撑架布置，导向块上固定设置有辅轴电机且辅轴电机的轴向平行于主轴电机的轴向，辅轴电机的输出轴与主轴电机的输出轴相对布置并且辅轴电机的输出轴上同轴固定设置有三爪卡盘二，所述的辅轴电机为伺服电机并且辅轴电机与控制系统之间建立有信号连接；

所述导轨一内设置有轴向平行于安装斜面长度方向的丝杆一，丝杆一一端与床头箱转动连接配合、另一端与支撑架转动连接配合并且该端为驱动端，所述的活动装夹机构还包括与支撑架固定连接的平移电机一，平移电机一的输出轴与丝杆一同轴固定连接，平移电机一为步进电机并且平移电机一与控制系统之间建立有信号连接。

作为本方案进一步的优化或者改进。

所述的车刀部件包括用于可拆卸安装车刀的环形刀架，刀架包括活动设置于三爪卡盘一与三爪卡盘二之间且与三爪卡盘一夹持端自定心轴线同轴布置的转动环，转动环的外圆面上固定设置有矩形凸块且两者固接为一体，凸块的长度方向沿转动环的径向布置、宽度方向平行于转动环所在圆周的切线方向，凸块设置有八个并且沿转动环所在圆周方向阵列布置，凸块靠近三爪卡盘一一端面上开设有矩形安装槽，安装槽一端贯穿至凸块的悬置端、另一端贯穿至转动环的内圆面，安装槽沿自身宽度方向的侧壁上开设有滑槽，安装槽内设置有与其匹配的矩形滑块，滑块与滑槽沿转动环的径向构成滑动导向配合，滑块沿其长度方向的一端面开设有贯穿至其另一端面的燕尾槽且燕尾槽贯穿至滑块靠近三爪卡盘一的一端面，燕尾槽沿滑块宽度方向的侧壁上活动贴合设置有楔形夹持块，夹持块与燕尾槽沿滑块的宽度方向构成滑动导向配合，两夹持块相互靠近一端面为平行于滑块长度方向的夹持平面、相互远离一端面为平行于燕尾槽侧壁的压紧斜面且初始状态下该压紧斜面与燕尾槽的侧壁相贴合，所述的车刀可拆卸装夹于两夹持平面之间且车刀的刀头延伸至转动环的内圆面内；

所述滑块靠近三爪卡盘一一端面上设置有与其构成螺纹连接配合的压紧螺栓，压紧螺栓的轴向平行于转动环的轴向并且压紧螺栓与压紧斜面相对齐，压紧螺栓设置有四个并且沿滑块长度方向阵列布置，四个压缩螺栓构成了螺栓组，螺栓组设置有两个并且与夹持块一一对应布置；

所述安装槽的槽底靠近转动环内圆面一端固定设置有安装凸起，滑块靠近安装槽一端面上沿着由于安装凸起相匹配的避让滑槽，滑槽由滑块沿其长度方向的中部位置贯穿至其靠近转动环轴心线的一端面，避让滑槽与安装凸起沿转动环的径向构成滑动导向配合，所述安装槽背离转动环轴心线一端开口处固定设置有用于对其进行封堵的限位板，避让滑槽内设置有轴向沿转动环径向布置的进给丝杆，进给丝杆一端与安装凸起转动连接配合、另一端穿过滑块与限位板转动连接配合并且该端为驱动端，进给丝杆与滑块构成螺纹连接配合，所述进给丝杆的驱动端固定设置有矩形传动块，传动块的长度方向平行于转动环所在圆周的切线方向，宽度方向沿转动环的径向布置。

作为本方案进一步的优化或者改进。

所述的车刀部件还包括用于驱动传动块绕着转动环的径向进行转动的进给驱动机构、旋转换刀机构以及平移驱动机构，车刀可分为沿转动环径向相对布置的A1A2组合、B1B2组合、C1C2组合以及D1D2组合，初始状态下A1A2组合中的传动块与进给驱动机构的输出端相结合，B1B2组合、C1C2组合以及D1D2组合中的传动块与进给驱动机构的输出端相分离，与进给驱动机构输出端相结合的车刀为工作就位状态，与进给驱动机构输出端相分离的车刀为闲置状态，旋转换刀机构用于驱动转动环绕自身轴线转动并且使组合中的传动块与进给驱动机构的输出端相分离同时使B1B2组合/C1C2组合/D1D2组合中的传动块与进给驱动机构的输出端相结合，平移驱动机构用于驱动刀架整体沿着平行于安装斜面的长度方向进行平移滑动。

作为本方案进一步的优化或者改进。

所述的旋转换刀机构包括同轴套接于转动环靠近三爪卡盘二一端外部的固定环，固定环的内圆面与转动环的外圆面之间转动连接配合，固定环的外圆面上固定设置有固定架且两者固接为一体，固定环靠近安装斜面一侧开设有缺口，固定架上固定安装有换刀电机且换刀电机的输出轴轴向垂直于固定环的轴向，换刀电机的输出轴上同轴固定设置有延伸至缺口处的蜗杆，所述固定环的内圆面与转动环的外圆面之间且同轴布置的异形涡轮，异形涡轮包括固定套设于转动环外圆面上的套接环，套接环的外圆面上设置有啮合凸起，啮合凸起设置有若干并且沿套接环所在圆周方向阵列布置，啮合凸起与蜗杆相啮合，所述的换刀电机为步进电机且换刀机构与控制系统之间建立有信号连接。

作为本方案进一步的优化或者改进。

所述的进给驱动机构固定设置于固定架上，进给驱动机构设置有两个并且沿转动环所在圆周方向阵列布置，进给驱动机构包括固定安装于固定架上的固定板，固定板其中一平面与凸块相对布置，固定板靠近凸块一平面上固定安装有与其中一凸块相对应布置的引导块，引导块靠近该凸块一端面开设有上下贯穿的引导槽，引导块靠近凸块一端面开设有柱状旋转槽且旋转槽的轴向沿转动环的径向布置，旋转槽位于引导槽沿其贯穿方向的中部位置，引导块内转动设置有与旋转槽同轴布置的旋转主轴，旋转轴一端延伸至旋转槽内且该端同轴固定设置有与旋转槽相适配的柱状旋转块，旋转块与旋转槽沿转动环的径向转动连接配合，旋转块靠近凸块一端面上开设有与引导槽相对齐且上下贯穿的对接槽，初始状态下的传动块可滑过引导槽卡接于对接槽内，所述固定板背离凸块一端面固定安装有进给电机，进给电机的输出轴活动穿过固定板与旋转轴同轴固定连接，进给电机为步进电机且与控制系统之间建立有信号连接；

所述旋转块的外圆面上沿其径向开设有感应孔，所述引导块上穿设有距离传感器且初始状态下距离传感器的信号发射端与感应孔相对齐，距离传感器与控制系统之间建立有信号连接。

作为本方案进一步的优化或者改进。

所述的平移驱动机构包括固定设置于支撑架与床头箱之间且平行于安装斜面长度方向的导向杆，导向杆设置有两个并且沿安装斜面长度方向对称布置，所述的平移驱动机构还包括固定设置于安装斜面上且平行于其长度方向布置的导轨二，导轨二设置有两个并且分别位于内沉槽的一侧，固定架套接于导向杆上并且两者沿平行于安装斜面的长度方向构成滑动导向配合，固定架延伸至导轨二并且两者沿平行于安装斜面的长度方向构成滑动导向配合，所述导轨二内设置有轴向平行于安装斜面长度方向的丝杆二，丝杆二一端与床头箱转动连接配合、另一端与支撑架转动连接配合并且该端为驱动端，固定架套接于丝杆二的外部并且两者构成螺纹连接配合，所述两丝杆二背离支撑架一端延伸至床头箱内且两者之间设置有用于连接两者的同步带传动组件，所述的平移驱动机构还包括与支撑架固定连接的平移电机，平移电机的输出轴与其中一丝杆二的驱动端同轴固定连接，所述平移电机为步进电机并且平移电机与控制系统之间建立有信号连接。

本发明与现有技术相比的有益效果在于结构巧妙、原理简单、包含两个同轴心且相对布置的三抓卡盘，能够一次性装夹两个加工工件，并且能够方便快捷的跟换不同类型的车刀对加工工件进行不同类型车削处理，大大提升了车削加工的效率，自动化程度高。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的整体结构示意图。

图3为床身的结构示意图。

图4为床身的局部结构示意图。

图5为装夹部件的结构示意图。

图6为固定装夹机构的结构示意图。

图7为活动装夹机构与床身的配合图。

图8为活动装夹机构的结构示意图。

图9为车刀部件与装夹部件的配合图。

图10为车刀部件的结构示意图。

图11为刀架与旋转换刀机构、进给驱动机构的配合图。

图12为刀架的结构示意图。

图13为刀架的局部结构示意图。

图14为刀架的局部结构示意图。

图15为刀架的局部结构示意图。

图16为刀架的局部结构示意图。

图17为刀架的局部结构示意图。

图18为刀架的局部结构示意图。

图19为刀架的局部结构示意图。

图20为旋转换刀机构与刀架的配合图。

图21为旋转换刀机构与刀架的配合图。

图22为旋转换刀机构的局部结构示意图。

图23为进给驱动机构与刀架的配合图。

图24为进给驱动机构与刀架的配合图。

图25为进给驱动机构与刀架的配合图。

图26为进给驱动机构的局部结构示意图。

图27为进给驱动机构的局部结构示意图。

图28为平移驱动机构与刀架的配合图。

图中标示为：

100、床身；110、安装斜面；111、内沉槽；112、支撑架；120、床头箱；121、控制面板；130、加工舱；131、外壳；132、舱门；133、把手；

200、装夹部件；210、固定装夹机构；211、主轴电机；212、三爪卡盘一；220、活动装夹机构；221、导轨一；222、导向块；223、辅轴电机；224、三爪卡盘二；225、丝杆一；226、平移电机一；

300、车刀部件；310、刀架；311、转动环；312、凸块；313、安装槽；314a、滑槽；314b、滑块；314c、安装凸起；314d、避让滑槽；315、燕尾槽；316、夹持块；316a、压紧斜面；316b、夹持平面；317、车刀；318、压紧螺栓；319a、进给丝杆；319b、传动块；320、旋转换刀机构；321、固定环；322、固定架；323、换刀电机；324、蜗杆；325、异型涡轮；325a、套接环；325b、啮合凸起；330、进给驱动机构；331、引导块；332、引导槽；333、旋转槽；334、旋转轴；335、旋转块；336、对接槽；337a、感应孔；337b、距离传感器；338、固定板；339、进给电机；340、平移驱动机构；341、导向杆；342、导轨二；343、丝杆二；344、平移电机；345、同步带传动组件。

具体实施方式

一种高效率数控加工机床，其包括落地的矩形床身100、用于对工件进行夹紧并且带动其进行回转运动的装夹部件200、用于对高速回转运动的工件进行车削加工的车刀部件300以及用于对装夹部件200、车刀部件300进行控制的控制系统，床身100沿其长度方向一端面固定设置有床头箱120且床头箱120的高度大于床身100的高度，床身100的上端面设置成矩形安装斜面110，安装斜面110的长度方向平行于水平方向、宽度方向与水平方向构成四十五度夹角，床头箱120上设置有与控制系统建立有信号连接的控制面板121，安装斜面110上固定罩设有与其匹配的矩形加工舱130，加工舱130包括沿自身宽度方向开设有矩形敞口的外壳131以及与该敞口构成启闭式连接配合的舱门132，外壳131的敞口方向垂直于安装斜面110所在平面，舱门132与外壳131沿平行于安装斜面110的长度方向构成滑动导向配合且舱门132设置成透明状，舱门132设置成可相互切换至的屏蔽状态与打开状态且初始状态为屏蔽状态，舱门132的外部设置有把手133。

具体的，所述装夹部件200、车刀部件300均设置于加工舱130内，装夹部件200包括靠近床头箱120一端布置的固定装夹机构210、背离床头箱120一端布置的活动装夹机构220，固定装夹机构210与活动装夹机构220的夹持端相对且同轴布置，活动装夹机构220可沿着安装斜面110的长度方向进行滑动，车刀部件300的车削端位于固定装夹机构210与活动装夹机构220之间且车刀部件300整体可沿着安装斜面110的长度方向进行滑动，车刀部件300的车削端设置有多个且沿着加工工件回转运动所在的圆周方向阵列布置，车刀部件300的多个车削端分别为可拆卸装夹的不同类型的车刀317且该车刀317可独立进行进给车削。

车削加工过程中，用户推动舱门132沿着安装斜面110的长度方向背离床头箱120滑动，使舱门132由屏蔽状态切换至打开状态，将两个加工工件分别装夹于固定装夹机构210与活动装夹机构220的夹持端上，再将舱门132由打开状态切换至屏蔽状态，首先对装夹于固定装夹机构210上的加工工件进行车削，具体表现为，由控制面板121控制启动固定装夹机构210进行运转，固定装夹机构210的夹持端将带动工件进行高速回转运动，由控制面板121控制车刀部件300的车削端与该高速回转运动的加工工件进行对刀，根据加工工序，选择对应类型的车刀，使车刀部件300中的多个车刀317沿加工工件的径向依次进行进给车削，完成加工工件的加工工序，而后，对装夹于活动装夹机构220上的加工工件进行车削，其加工过程中与对装夹于固定装夹机构210上的加工工件的加工过程一致，不再赘述。

所述的固定装夹机构210包括固定设置于床头箱120内的主轴电机211，主轴电机211的输出轴轴向平行于安装斜面110的长度方向，主轴电机211输出轴上同轴固定设置于三爪卡盘一212，三爪卡盘一212活动穿过床头箱120延伸至加工舱130内，为了便于对主轴电机211启动控制以及转速控制，所述的主轴电机211为伺服电机并且主轴电机211与控制系统之间建立有信号连接。

固定装夹机构210在工作过程中，用户将三爪卡盘一212松开，将待加工工件的一端插接于三爪卡盘一212内，而后，将三抓卡盘一212拧紧，当需要对该加工工件进行车削时，用户操控控制面板121对控制系统发出指令，控制系统将控制主轴电机211按照设定的转速进行转动，固定装夹机构210带动加工工件进行高速回转运动。

为了便于活动装夹机构220的安装，所述安装斜面110上沿其宽度方向的中部位置开设有内沉槽111且内沉槽111沿安装斜面110的长度方向布置并且贯穿至安装斜面110沿其长度方向的端部，安装斜面110沿其长度方向背离床头箱120一端固定安装有支撑架112，所述的活动装夹机构220包括固定设置于内沉槽111内的导轨一221，导轨一221上活动设置有导向块222且导向块222与导轨一221沿安装斜面110的长度方向构成滑动导向配合，初始状态下导向块222靠近支撑架112布置，导向块222上固定设置有辅轴电机223且辅轴电机223的轴向平行于主轴电机211的轴向，辅轴电机223的输出轴与主轴电机211的输出轴相对布置并且辅轴电机223的输出轴上同轴固定设置有三爪卡盘二224，为了便于对辅轴电机223的启动控制以及转速控制，所述的辅轴电机223为伺服电机并且辅轴电机223与控制系统之间建立有信号连接。

具体的，为了能够使三爪卡盘二224能够沿着安装斜面110的长度方向进行平移，所述导轨一221内设置有轴向平行于安装斜面110长度方向的丝杆一225，丝杆一225一端与床头箱120转动连接配合、另一端与支撑架112转动连接配合并且该端为驱动端，所述的活动装夹机构220还包括与支撑架112固定连接的平移电机一226，平移电机一226的输出轴与丝杆一225同轴固定连接，平移电机一226为步进电机并且平移电机一226与控制系统之间建立有信号连接。

活动装夹机构220在工作过程中，用户将三爪卡盘二224松开，将待加工工件的一端插接于三爪卡盘一224内，而后，将三爪卡盘二224拧紧，当需要对该加工工件进行车削时，用户操控控制面板121对控制系统发出指令，控制系统将控制辅轴电机223按照设定的转速进行转动，活动装夹机构220带动加工工件进行高速回转运动。

当用户需要对长轴工件进行加工时，用户调节三爪卡盘二224靠近三抓卡盘一212进行平移运动，使三爪卡盘一212与三爪卡盘二224之间的距离与长轴工件相适配，具体表现为，用户操控控制面板121对控制系统发出指令，控制系统将控制平移电机一226的输出轴正向转动，平移电机一226将带动丝杆一225进行同步转动，丝杆一225的正向转动将迫使导向块222沿着导轨一221靠近床头箱120滑动，三爪卡盘二224与三爪卡盘一212之间的距离逐渐减小，直至与长轴工件相适配，接着，将三爪卡盘一212与三爪卡盘二224松开，将长轴工件的端部分别插接于三爪卡盘一212与三爪卡盘二224内，而后，将三爪卡盘一212与三爪卡盘二224拧紧，当需要对该长轴工件进行车削时，用户操控控制面板121对控制系统发出指令，控制系统将控制主轴电机211、辅轴电机223同步同向转动，固定装夹机构210与活动装夹机构220将共同带动长轴工件进行高速回转运动。

所述的车刀部件300包括用于可拆卸安装车刀317的环形刀架310，刀架310包括活动设置于三爪卡盘一212与三爪卡盘二224之间且与三爪卡盘一212夹持端自定心轴线同轴布置的转动环311，转动环311的外圆面上固定设置有矩形凸块312且两者固接为一体，凸块312的长度方向沿转动环311的径向布置、宽度方向平行于转动环311所在圆周的切线方向，凸块312设置有八个并且沿转动环311所在圆周方向阵列布置，凸块312靠近三爪卡盘一212一端面上开设有矩形安装槽313，安装槽313一端贯穿至凸块312的悬置端、另一端贯穿至转动环311的内圆面，安装槽313沿自身宽度方向的侧壁上开设有滑槽314a，安装槽313内设置有与其匹配的矩形滑块314b，滑块314b与滑槽314a沿转动环311的径向构成滑动导向配合，滑块314b沿其长度方向的一端面开设有贯穿至其另一端面的燕尾槽315且燕尾槽315贯穿至滑块314b靠近三爪卡盘一212的一端面，燕尾槽315沿滑块314b宽度方向的侧壁上活动贴合设置有楔形夹持块316，夹持块316与燕尾槽315沿滑块314b的宽度方向构成滑动导向配合，两夹持块316相互靠近一端面为平行于滑块314b长度方向的夹持平面316b、相互远离一端面为平行于燕尾槽315侧壁的压紧斜面316a且初始状态下该压紧斜面316a与燕尾槽315的侧壁相贴合，所述的车刀317可拆卸装夹于两夹持平面316b之间且车刀317的刀头延伸至转动环311的内圆面内，通过夹持平面316b对车刀317进行夹持。

具体的，为了能够使夹持平面316b能够对车刀317进行夹紧，所述滑块314b靠近三爪卡盘一212一端面上设置有与其构成螺纹连接配合的压紧螺栓318，压紧螺栓318的轴向平行于转动环311的轴向并且压紧螺栓318与压紧斜面316b相对齐，压紧螺栓318设置有四个并且沿滑块314b长度方向阵列布置，四个压缩螺栓318构成了螺栓组，螺栓组设置有两个并且与夹持块316一一对应布置，通过旋转压紧螺栓318使其与压紧斜面316a抵触，使两夹持块316相互靠近滑动，实现对车刀317进行夹紧。

更为具体的，为了能够使车刀317沿着转动环311的径向向内运动进行进给，需要使滑块314b整体沿着滑槽314a沿着转动环311的径向向内滑动，为此，所述安装槽313的槽底靠近转动环311内圆面一端固定设置有安装凸起314c，滑块314b靠近安装槽313一端面上沿着由于安装凸起314c相匹配的避让滑槽314d，滑槽314d由滑块314b沿其长度方向的中部位置贯穿至其靠近转动环311轴心线的一端面，避让滑槽314d与安装凸起314c沿转动环311的径向构成滑动导向配合，所述安装槽313背离转动环311轴心线一端开口处固定设置有用于对其进行封堵的限位板，避让滑槽314d内设置有轴向沿转动环311径向布置的进给丝杆319a，进给丝杆319a一端与安装凸起314c转动连接配合、另一端穿过滑块314b与限位板转动连接配合并且该端为驱动端，进给丝杆319a与滑块314b构成螺纹连接配合，为了能够驱动进给丝杆319a进行转动，所述进给丝杆319a的驱动端固定设置有矩形传动块319b，传动块319b的长度方向平行于转动环311所在圆周的切线方向，宽度方向沿转动环311的径向布置，通过传动块319b带动进给丝杆319a进行转动，使滑块314b沿着转动环311的径向向内滑动，从而使车刀317完成进给。

所述的车刀部件300还包括用于驱动传动块319b绕着转动环311的径向进行转动的进给驱动机构330、旋转换刀机构320以及平移驱动机构340，车刀317可分为沿转动环311径向相对布置的A1A2组合、B1B2组合、C1C2组合以及D1D2组合，初始状态下A1A2组合中的传动块319b与进给驱动机构330的输出端相结合，B1B2组合、C1C2组合以及D1D2组合中的传动块319b与进给驱动机构330的输出端相分离，与进给驱动机构330输出端相结合的车刀317为工作就位状态，与进给驱动机构330输出端相分离的车刀317为闲置状态，旋转换刀机构320用于驱动转动环311绕自身轴线转动并且使A1A2组合中的传动块319b与进给驱动机构330的输出端相分离同时使B1B2组合/C1C2组合/D1D2组合中的传动块319b与进给驱动机构330的输出端相结合，平移驱动机构340用于驱动刀架310整体沿着平行于安装斜面110的长度方向进行平移滑动。

具体的，所述的旋转换刀机构320包括同轴套接于转动环311靠近三爪卡盘二224一端外部的固定环321，固定环321的内圆面与转动环311的外圆面之间转动连接配合，固定环321的外圆面上固定设置有固定架322且两者固接为一体，固定环321靠近安装斜面110一侧开设有缺口，固定架322上固定安装有换刀电机323且换刀电机323的输出轴轴向垂直于固定环321的轴向，换刀电机324的输出轴上同轴固定设置有延伸至缺口处的蜗杆324，所述固定环321的内圆面与转动环311的外圆面之间且同轴布置的异形涡轮325，异形涡轮325包括固定套设于转动环311外圆面上的套接环325a，套接环325a的外圆面上设置有啮合凸起325b，啮合凸起325b设置有若干并且沿套接环325a所在圆周方向阵列布置，啮合凸起325b与蜗杆324相啮合，为了便于驱动转动环311转动四十五度进行换刀，所述的换刀电机323为步进电机且换刀机构323与控制系统之间建立有信号连接。

旋转换刀机构320在工作过程中，当需要使B1B2组合车刀317与进给驱动机构330输出端相结合，由控制面板121对控制系统发出指令，控制系统控制启动换刀电机323，换刀电机323进行步进运转并且通过蜗杆324与异型涡轮325将动力传递至转动环311，使转动环311顺时针转动四十五度，使B1B2组合车刀317对应的传动块319b与进给驱动机构330的输出端相结合并且由闲置状态切换至工作就位状态等待进给车削；当需要使C1C2组合车刀317与进给驱动机构330输出端相结合，换刀电机323驱动转动环311顺时针转动九十度，使C1C2组合车刀317对应的传动块319b与进给驱动机构330的输出端相结合并且由闲置状态切换至工作就位状态等待进给车削；当需要使D1D2组合车刀317与进给驱动机构330相结合，换刀电机323驱动转动环311顺时针转动一百三十五度，使D1D2组合车刀317对应的传动块319b与进给驱动机构330的输出端相结合并且由闲置状态切换至工作就位状态等待进给车削，复位过程中，换刀电机323驱动转动环311顺时针转动一百八十度，使A1A2组合车刀317对应的传动块319b再次与进给驱动机构330的输出端相结合。

为了能够工作就位状态下车刀317对应的传动块319b沿转动环311的径向进行转动，所述的进给驱动机构330固定设置于固定架322上，进给驱动机构330设置有两个并且沿转动环311所在圆周方向阵列布置，进给驱动机构330包括固定安装于固定架322上的固定板338，固定板338其中一平面与凸块312相对布置，固定板338靠近凸块312一平面上固定安装有与其中一凸块312相对应布置的引导块331，引导块331靠近该凸块312一端面开设有上下贯穿的引导槽332，引导块331靠近凸块312一端面开设有柱状旋转槽333且旋转槽333的轴向沿转动环311的径向布置，旋转槽333位于引导槽332沿其贯穿方向的中部位置，引导块331内转动设置有与旋转槽333同轴布置的旋转主轴334，旋转轴334一端延伸至旋转槽333内且该端同轴固定设置有与旋转槽333相适配的柱状旋转块335，旋转块335与旋转槽333沿转动环311的径向转动连接配合，旋转块335靠近凸块312一端面上开设有与引导槽332相对齐且上下贯穿的对接槽336，初始状态下的传动块319可滑过引导槽332卡接于对接槽336内，为了能够驱动旋转块335绕自身轴线转动，所述固定板338背离凸块312一端面固定安装有进给电机339，进给电机339的输出轴活动穿过固定板338与旋转轴334同轴固定连接，进给电机339为步进电机且与控制系统之间建立有信号连接，通过进给电机339带动旋转块335正向转动，从而带动卡接于对接槽336内的传动块319b转动，从而使车刀317沿着转动环311的径向向内滑动进行进给车削。

具体的，为了使传动块319b由对接槽336分离并且由引导槽332向外滑出，以及使另一传动块319b由引导槽332滑过卡接于对接槽336内，在车刀317进给车削并且复位后，需要保证对接槽336始终于引导槽332相对齐，为此，所述旋转块335的外圆面上沿其径向开设有感应孔337a，所述引导块331上穿设有距离传感器337b且初始状态下距离传感器337b的信号发射端与感应孔337a相对齐，距离传感器337b与控制系统之间建立有信号连接。

进给驱动机构330在工作过程中，其中一进给驱动机构330带动其驱动的车刀317进行进给车削，而后由另一进给驱动机构330带动其驱动的车刀317进行进给车削，具体表现为，当旋转换刀机构320驱动转动环311转动并且使相应的传动块319b卡接于对接槽336内，而后，用户操控控制面板121对控制系统发出指令，控制系统将控制启动进给电机339正向转动，进给电机339将带动旋转轴334进行转动，旋转轴334将带动旋转块335同步转动，旋转块335将带动传动块319b同步转动，进给丝杆319a的转动将使车刀317沿着转动环311的径向向内运动并且对高速回转运动的加工工件进行进给车削，车削完成后，用户操控控制面板121对控制系统发出指令，控制系统将控制启动进给电机339反向转动复位，使车刀317沿着转动环311的径向向外运动复位，复位后，距离传感器337b与感应孔337a进行校验，直至距离传感器337b的信号发射端与感应孔337a相对应，进给电机339停止反转。

所述的平移驱动机构340包括固定设置于支撑架112与床头箱120之间且平行于安装斜面110长度方向的导向杆341，导向杆341设置有两个并且沿安装斜面110长度方向对称布置，所述的平移驱动机构340还包括固定设置于安装斜面110上且平行于其长度方向布置的导轨二342，导轨二342设置有两个并且分别位于内沉槽111的一侧，固定架322套接于导向杆341上并且两者沿平行于安装斜面110的长度方向构成滑动导向配合，固定架322延伸至导轨二342并且两者沿平行于安装斜面110的长度方向构成滑动导向配合，所述导轨二342内设置有轴向平行于安装斜面110长度方向的丝杆二343，丝杆二343一端与床头箱120转动连接配合、另一端与支撑架112转动连接配合并且该端为驱动端，固定架323套接于丝杆二343的外部并且两者构成螺纹连接配合，为了能够驱动两丝杆二343同步转动，所述两丝杆二343背离支撑架112一端延伸至床头箱120内且两者之间设置有用于连接两者的同步带传动组件345，所述的平移驱动机构340还包括与支撑架112固定连接的平移电机344，平移电机344的输出轴与其中一丝杆二343的驱动端同轴固定连接，为了便于对平移电机344的控制，所述平移电机344为步进电机并且平移电机344与控制系统之间建立有信号连接。

平移驱动机构340在工作过程中，当需要移动车刀317与高速回转的加工工件进行对刀时，由控制面板121对控制系统发出指令，控制系统控制平移电机344启动运转，平移电机344将带动丝杆二343进行同步转动，丝杆二343将迫使固定架322沿着导向杆341进行滑动，固定架422将带动刀架310整体进行同步运动，使车刀317对高速回转的加工工件进行对刀处理。

Claims (10)

1.一种高效率数控加工机床，其特征在于：其包括落地的矩形床身、用于对工件进行夹紧并且带动其进行回转运动的装夹部件、用于对高速回转运动的工件进行车削加工的车刀部件以及用于对装夹部件、车刀部件进行控制的控制系统，床身沿其长度方向一端面固定设置有床头箱且床头箱的高度大于床身的高度，床身的上端面设置成矩形安装斜面，安装斜面的长度方向平行于水平方向、宽度方向与水平方向构成四十五度夹角，床头箱上设置有与控制系统建立有信号连接的控制面板，安装斜面上固定罩设有与其匹配的矩形加工舱，加工舱包括沿自身宽度方向开设有矩形敞口的外壳以及与该敞口构成启闭式连接配合的舱门，外壳的敞口方向垂直于安装斜面所在平面，舱门与外壳沿平行于安装斜面的长度方向构成滑动导向配合且舱门设置成透明状，舱门设置成可相互切换至的屏蔽状态与打开状态且初始状态为屏蔽状态，舱门的外部设置有把手；

所述装夹部件、车刀部件均设置于加工舱内，装夹部件包括靠近床头箱一端布置的固定装夹机构、背离床头箱一端布置的活动装夹机构，固定装夹机构与活动装夹机构的夹持端相对且同轴布置，活动装夹机构可沿着安装斜面的长度方向进行滑动，车刀部件的车削端位于固定装夹机构与活动装夹机构之间且车刀部件整体可沿着安装斜面的长度方向进行滑动，车刀部件的车削端设置有多个且沿着加工工件回转运动所在的圆周方向阵列布置，车刀部件的多个车削端分别为可拆卸装夹的不同类型的车刀且该车刀可独立进行进给车削。

2.根据权利要求1所述的一种高效率数控加工机床，其特征在于：所述的固定装夹机构包括固定设置于床头箱内的主轴电机，主轴电机的输出轴轴向平行于安装斜面的长度方向，主轴电机输出轴上同轴固定设置于三爪卡盘一，三爪卡盘一活动穿过床头箱延伸至加工舱内，所述的主轴电机为伺服电机并且主轴电机与控制系统之间建立有信号连接。

3.根据权利要求1所述的一种高效率数控加工机床，其特征在于：所述安装斜面上沿其宽度方向的中部位置开设有内沉槽且内沉槽沿安装斜面的长度方向布置并且贯穿至安装斜面沿其长度方向的端部，安装斜面沿其长度方向背离床头箱一端固定安装有支撑架，所述的活动装夹机构包括固定设置于内沉槽内的导轨一，导轨一上活动设置有导向块且导向块与导轨一沿安装斜面的长度方向构成滑动导向配合，初始状态下导向块靠近支撑架布置，导向块上固定设置有辅轴电机且辅轴电机的轴向平行于主轴电机的轴向，辅轴电机的输出轴与主轴电机的输出轴相对布置并且辅轴电机的输出轴上同轴固定设置有三爪卡盘二，所述的辅轴电机为伺服电机并且辅轴电机与控制系统之间建立有信号连接。

4.根据权利要求3所述的一种高效率数控加工机床，其特征在于：所述导轨一内设置有轴向平行于安装斜面长度方向的丝杆一，丝杆一一端与床头箱转动连接配合、另一端与支撑架转动连接配合并且该端为驱动端，所述的活动装夹机构还包括与支撑架固定连接的平移电机一，平移电机一的输出轴与丝杆一同轴固定连接，平移电机一为步进电机并且平移电机一与控制系统之间建立有信号连接。

5.根据权利要求1所述的一种高效率数控加工机床，其特征在于：所述的车刀部件包括用于可拆卸安装车刀的环形刀架，刀架包括活动设置于三爪卡盘一与三爪卡盘二之间且与三爪卡盘一夹持端自定心轴线同轴布置的转动环，转动环的外圆面上固定设置有矩形凸块且两者固接为一体，凸块的长度方向沿转动环的径向布置、宽度方向平行于转动环所在圆周的切线方向，凸块设置有八个并且沿转动环所在圆周方向阵列布置，凸块靠近三爪卡盘一一端面上开设有矩形安装槽，安装槽一端贯穿至凸块的悬置端、另一端贯穿至转动环的内圆面，安装槽沿自身宽度方向的侧壁上开设有滑槽，安装槽内设置有与其匹配的矩形滑块，滑块与滑槽沿转动环的径向构成滑动导向配合，滑块沿其长度方向的一端面开设有贯穿至其另一端面的燕尾槽且燕尾槽贯穿至滑块靠近三爪卡盘一的一端面，燕尾槽沿滑块宽度方向的侧壁上活动贴合设置有楔形夹持块，夹持块与燕尾槽沿滑块的宽度方向构成滑动导向配合，两夹持块相互靠近一端面为平行于滑块长度方向的夹持平面、相互远离一端面为平行于燕尾槽侧壁的压紧斜面且初始状态下该压紧斜面与燕尾槽的侧壁相贴合，所述的车刀可拆卸装夹于两夹持平面之间且车刀的刀头延伸至转动环的内圆面内；

所述滑块靠近三爪卡盘一一端面上设置有与其构成螺纹连接配合的压紧螺栓，压紧螺栓的轴向平行于转动环的轴向并且压紧螺栓与压紧斜面相对齐，压紧螺栓设置有四个并且沿滑块长度方向阵列布置，四个压缩螺栓构成了螺栓组，螺栓组设置有两个并且与夹持块一一对应布置。

6.根据权利要求5所述的一种高效率数控加工机床，其特征在于：所述安装槽的槽底靠近转动环内圆面一端固定设置有安装凸起，滑块靠近安装槽一端面上沿着由于安装凸起相匹配的避让滑槽，滑槽由滑块沿其长度方向的中部位置贯穿至其靠近转动环轴心线的一端面，避让滑槽与安装凸起沿转动环的径向构成滑动导向配合，所述安装槽背离转动环轴心线一端开口处固定设置有用于对其进行封堵的限位板，避让滑槽内设置有轴向沿转动环径向布置的进给丝杆，进给丝杆一端与安装凸起转动连接配合、另一端穿过滑块与限位板转动连接配合并且该端为驱动端，进给丝杆与滑块构成螺纹连接配合，所述进给丝杆的驱动端固定设置有矩形传动块，传动块的长度方向平行于转动环所在圆周的切线方向，宽度方向沿转动环的径向布置。

7.根据权利要求1或6所述的一种高效率数控加工机床，其特征在于：所述的车刀部件还包括用于驱动传动块绕着转动环的径向进行转动的进给驱动机构、旋转换刀机构以及平移驱动机构，车刀可分为沿转动环径向相对布置的A1A2组合、B1B2组合、C1C2组合以及D1D2组合，初始状态下A1A2组合中的传动块与进给驱动机构的输出端相结合，B1B2组合、C1C2组合以及D1D2组合中的传动块与进给驱动机构的输出端相分离，与进给驱动机构输出端相结合的车刀为工作就位状态，与进给驱动机构输出端相分离的车刀为闲置状态，旋转换刀机构用于驱动转动环绕自身轴线转动并且使组合中的传动块与进给驱动机构的输出端相分离同时使B1B2组合/C1C2组合/D1D2组合中的传动块与进给驱动机构的输出端相结合，平移驱动机构用于驱动刀架整体沿着平行于安装斜面的长度方向进行平移滑动。

8.根据权利要求7所述的一种高效率数控加工机床，其特征在于：所述的旋转换刀机构包括同轴套接于转动环靠近三爪卡盘二一端外部的固定环，固定环的内圆面与转动环的外圆面之间转动连接配合，固定环的外圆面上固定设置有固定架且两者固接为一体，固定环靠近安装斜面一侧开设有缺口，固定架上固定安装有换刀电机且换刀电机的输出轴轴向垂直于固定环的轴向，换刀电机的输出轴上同轴固定设置有延伸至缺口处的蜗杆，所述固定环的内圆面与转动环的外圆面之间且同轴布置的异形涡轮，异形涡轮包括固定套设于转动环外圆面上的套接环，套接环的外圆面上设置有啮合凸起，啮合凸起设置有若干并且沿套接环所在圆周方向阵列布置，啮合凸起与蜗杆相啮合，所述的换刀电机为步进电机且换刀机构与控制系统之间建立有信号连接。

9.根据权利要求7所述的一种高效率数控加工机床，其特征在于：所述的进给驱动机构固定设置于固定架上，进给驱动机构设置有两个并且沿转动环所在圆周方向阵列布置，进给驱动机构包括固定安装于固定架上的固定板，固定板其中一平面与凸块相对布置，固定板靠近凸块一平面上固定安装有与其中一凸块相对应布置的引导块，引导块靠近该凸块一端面开设有上下贯穿的引导槽，引导块靠近凸块一端面开设有柱状旋转槽且旋转槽的轴向沿转动环的径向布置，旋转槽位于引导槽沿其贯穿方向的中部位置，引导块内转动设置有与旋转槽同轴布置的旋转主轴，旋转轴一端延伸至旋转槽内且该端同轴固定设置有与旋转槽相适配的柱状旋转块，旋转块与旋转槽沿转动环的径向转动连接配合，旋转块靠近凸块一端面上开设有与引导槽相对齐且上下贯穿的对接槽，初始状态下的传动块可滑过引导槽卡接于对接槽内，所述固定板背离凸块一端面固定安装有进给电机，进给电机的输出轴活动穿过固定板与旋转轴同轴固定连接，进给电机为步进电机且与控制系统之间建立有信号连接；

所述旋转块的外圆面上沿其径向开设有感应孔，所述引导块上穿设有距离传感器且初始状态下距离传感器的信号发射端与感应孔相对齐，距离传感器与控制系统之间建立有信号连接。

10.根据权利要求7所述的一种高效率数控加工机床，其特征在于：所述的平移驱动机构包括固定设置于支撑架与床头箱之间且平行于安装斜面长度方向的导向杆，导向杆设置有两个并且沿安装斜面长度方向对称布置，所述的平移驱动机构还包括固定设置于安装斜面上且平行于其长度方向布置的导轨二，导轨二设置有两个并且分别位于内沉槽的一侧，固定架套接于导向杆上并且两者沿平行于安装斜面的长度方向构成滑动导向配合，固定架延伸至导轨二并且两者沿平行于安装斜面的长度方向构成滑动导向配合，所述导轨二内设置有轴向平行于安装斜面长度方向的丝杆二，丝杆二一端与床头箱转动连接配合、另一端与支撑架转动连接配合并且该端为驱动端，固定架套接于丝杆二的外部并且两者构成螺纹连接配合，所述两丝杆二背离支撑架一端延伸至床头箱内且两者之间设置有用于连接两者的同步带传动组件，所述的平移驱动机构还包括与支撑架固定连接的平移电机，平移电机的输出轴与其中一丝杆二的驱动端同轴固定连接，所述平移电机为步进电机并且平移电机与控制系统之间建立有信号连接。

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