CN111312059A - 一种教学用插齿机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种教学用插齿机，包括箱型机架、齿轮加工部、底板部、分度转台部、触摸显示屏和电控部，箱型机架沿长度方向的相对两侧面分别具有清料窗口和电控检修口，齿轮加工部包括加工机构和对刀机构，加工机构和对刀机构均固定安装在箱型机架的内部，且对刀机构设置于加工机构沿宽度方向的一侧；底板部固定在箱型机架的底部；分度转台部安装在底板部的底部；触摸显示屏安装在箱型机架沿宽度方向的一侧面上；电控部安装在箱型机架内部靠近电控检修口的一侧；电控部与齿轮加工部、分度转台部、触摸显示屏电性连接。本发明结构紧凑，精度较高，安全系数高，方便教学使用。

Description

一种教学用插齿机

技术领域

本发明涉及教学实验设备技术领域，更具体的说是涉及一种教学用插齿机。

背景技术

实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径，是培养具有创新意识的高素质工程技术人员的重要环节。

但是，目前受学校经费限制，很多学校不能购买过多大型工业设备，现有插齿机占地较大，不适合实验室，且大型设备使用危险系数较高，需经过专门培训和实训方可使用。

因此，提供一种结构紧凑的教学用插齿机是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种教学用插齿机，结构紧凑，安全系数高，方便教学使用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种教学用插齿机，包括箱型机架、齿轮加工部、底板部、分度转台部、触摸显示屏和电控部，

所述箱型机架沿长度方向的相对两侧面分别具有清料窗口和电控检修口，

所述齿轮加工部包括加工机构和对刀机构，所述加工机构和所述对刀机构均固定安装在所述箱型机架的内部，且所述对刀机构设置于所述加工机构沿宽度方向的一侧；

所述底板部固定在所述箱型机架的底部；

所述分度转台部安装在所述底板部的底部；

所述触摸显示屏安装在所述箱型机架沿宽度方向的一侧面上；

所述电控部安装在所述箱型机架内部靠近所述电控检修口的一侧；所述电控部与所述齿轮加工部、所述分度转台部、所述触摸显示屏电性连接。

进一步的，所述加工机构包括两个相对称的滑移支撑板、两个相对称的光轴、主轴电机支座、主轴电机、第一步进电机、滚珠丝杠、曲柄转块、刀具安装板、连杆和刀具，

两个相对称的所述滑移支撑板分别固定在所述箱型机架的内部支架结构上，两个相对称的所述光轴固定在两个所述滑移支撑板之间；所述主轴电机支座通过直线轴承安装在所述光轴上，所述主轴电机固定在所述主轴电机支座上；所述第一步进电机固定在所述滑移支撑板上，两个相对称的所述光轴之间的所述滚珠丝杠与所述第一步进电机连接，所述滚珠丝杠的丝杠螺母与所述主轴电机支座固定连接；所述曲柄转块与所述主轴电机连接，所述刀具安装板活动安装在所述主轴电机支座上，所述连杆一端与所述曲柄转块连接，所述连杆另一端与所述刀具安装板连接；所述刀具安装在所述刀具安装板的底部。

进一步的，所述对刀机构包括减速电机支座、减速电机、升降板支座、升降板和两个相对称的第二光轴，

所述减速电机支座固定在所述箱型机架上；所述减速电机安装在所述减速电机支座上；所述减速电机具有带外螺纹的输出轴；所述升降板支座具有内螺纹，所述升降板通过所述升降板支座安装在所述减速电机输出轴上，所述输出轴的外螺纹旋拧在所述升降板支座的内螺纹中；所述升降板支座具有两个相对称的通孔，所述第二光轴分别贯穿所述通孔，且所述第二光轴通过直线轴承贯穿安装在所述减速电机支座上。

进一步的，所述底板部包括排屑斜板、支撑板、清料导板和扣板，

所述排屑斜板通过其下部的所述支撑板固定在所述箱型机架的底部，所述排屑斜板较高一侧与所述清料导板衔接，所述排屑斜板较低一侧与所述清料窗口相对应；所述扣板与所述清料导板衔接且位于同一水平方向。

进一步的，所述分度转台部包括固定在电机支座上的第二步进电机、蜗轮轴、蜗轮、蜗杆和固定在轴承座上的轴承，

所述第二步进电机设置在所述扣板底部，所述蜗轮轴安装且贯穿所述清料导板，所述蜗轮安装在所述蜗轮轴上且位于所述清料导板底部；所述蜗杆一端通过联轴器与所述第二步进电机连接，所述蜗杆另一端与所述蜗轮啮合；所述轴承套合在所述蜗杆上。

进一步的，所述电控部包括壳体、单片机、电源、电机控制模块、电机驱动模块、电机调速模块、接触器模块、降压模块、电压表、状态指示板和开关，

所述壳体安装在所述箱型机架内部靠近所述电控检修口一侧；

所述单片机、所述电源、所述电机控制模块、所述电机驱动模块、所述电机调速模块、所述接触器模块、所述降压模块、所述电压表和所述状态指示板安装在壳体内部；所述开关延伸出所述壳体；

所述单片机、所述电源、所述电机控制模块、所述电机驱动模块、所述电机调速模块、所述接触器模块、所述降压模块、所述电压表、所述状态指示板和所述开关之间电性连接。

通过采取以上方案，本发明的有益效果是：

本发明结构紧凑，精度较高，安全系数高，方便教学使用，能够对工程塑料如尼龙、POM、pp等工程塑料类毛坯进行加工，不仅可用于日常学生教学，讲述展成法加工齿轮工作原理，也可用于辅助学生模型制作、创新实践的齿轮零件制作。

附图说明

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的一种教学用插齿机的整体结构示意图；

图2附图为本发明提供的齿轮加工部的整体结构示意图；

图3附图为本发明提供的对刀机构的结构示意图；

图4附图为本发明提供的分度转台部的结构示意图；

图5附图为本发明提供的底板部的结构示意图；

图6附图为本发明提供的电控部的结构示意图；

图7附图为本发明提供的电控部的电连接关系示意图。

图中：1-箱型机架，2-齿轮加工部，3-底板部，4-分度转台部，5-触摸显示屏，6-电控部，11-清料窗口,12-电控检修口，21-加工机构，22-对刀机构，211-滑移支撑板，212-光轴，213-主轴电机支座，214-第一步进电机，215-滚珠丝杠，216-曲柄转块，217-刀具安装板，218-连杆，219-刀具，2110-主轴电机，221-减速电机支座，222-减速电机，223-升降板支座，224-升降板，225-第二光轴，31-排屑斜板，32-支撑板，33-清料导板，34-扣板，41-电机支座，42-第二步进电机，43-蜗轮轴，44-蜗轮，45-蜗杆，46-轴承座，47-轴承，61-壳体，62-单片机，63-电源，64-电机控制模块，65-电机驱动模块，66-电机调速模块，67-接触器模块，68-降压模块，69-电压表，610-状态指示板，611-开关。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-7所示，本发明实施例公开了一种教学用插齿机，包括箱型机架1、齿轮加工部2、底板部3、分度转台部4、触摸显示屏5和电控部6，箱型机架1长度为550mm，宽度为300mm，高度为350mm；箱型机架1沿长度方向的相对两侧面分别具有清料窗口11和电控检修口12，齿轮加工部2包括加工机构21和对刀机构22，加工机构21和对刀机构22均固定安装在箱型机架1的内部，且对刀机构22设置于加工机构21沿宽度方向的一侧；底板部3固定在箱型机架1的底部；分度转台部4安装在底板部3的底部；触摸显示屏5安装在箱型机架1沿宽度方向的一侧面上；电控部6安装在箱型机架1内部靠近电控检修口12的一侧；电控部6与齿轮加工部2、分度转台部4、触摸显示屏5电性连接。本发明结构紧凑，精度较高，安全系数高，方便教学使用，能够对工程塑料如尼龙、POM、pp等工程塑料类毛坯进行加工，不仅可用于日常学生教学，讲述展成法加工齿轮工作原理，也可用于辅助学生模型制作、创新实践的齿轮零件制作。

具体的，加工机构21包括两个相对称的滑移支撑板211、两个相对称的光轴212、主轴电机支座213、主轴电机2110、第一步进电机214、滚珠丝杠215、曲柄转块216、刀具安装板217、连杆218和刀具219，两个相对称的滑移支撑板211分别固定在箱型机架1的内部支架结构上，两个相对称的光轴212固定在两个滑移支撑板211之间；主轴电机支座213通过直线轴承安装在光轴212上，主轴电机2110固定在主轴电机支座213上；第一步进电机214固定在滑移支撑板211上，两个相对称的光轴212之间的滚珠丝杠215与第一步进电机214连接，滚珠丝杠215的丝杠螺母与主轴电机支座213固定连接；曲柄转块216与主轴电机2110连接，刀具安装板217活动安装在主轴电机支座213上，连杆218一端与曲柄转块216连接，连杆218另一端与刀具安装板217连接；刀具219安装在刀具安装板217的底部。

具体的，对刀机构22包括减速电机支座221、减速电机222、升降板支座223、升降板224和两个相对称的第二光轴225，

减速电机支座221固定在箱型机架1上；减速电机222安装在减速电机支座221上；减速电机222具有带外螺纹的输出轴；升降板支座223具有内螺纹，升降板224通过升降板支座223安装在减速电机输出轴上，输出轴的外螺纹旋拧在升降板支座223的内螺纹中；升降板支座223具有两个相对称的通孔，第二光轴225分别贯穿通孔，且第二光轴225通过直线轴承贯穿安装在减速电机支座221上。

具体的，底板部3包括排屑斜板31、支撑板32、清料导板33和扣板34，排屑斜板31通过其下部的支撑板32固定在箱型机架1的底部，排屑斜板31较高一侧与清料导板33衔接，排屑斜板31较低一侧与清料窗口11相对应；扣板34与清料导板33衔接且位于同一水平方向。

具体的，分度转台部4包括固定在电机支座41上的第二步进电机42、蜗轮轴43、蜗轮44、蜗杆45和固定在轴承座46上的轴承47，第二步进电机42设置在扣板34底部，蜗轮轴43安装且贯穿清料导板33，蜗轮44安装在蜗轮轴43上且位于清料导板33底部；蜗杆45一端通过联轴器与第二步进电机42连接，蜗杆45另一端与蜗轮44啮合；轴承47套合在蜗杆45上。

具体的，电控部6包括壳体61、单片机62、电源63、电机控制模块64、电机驱动模块65、电机调速模块66、接触器模块67、降压模块68、电压表69、状态指示板610和开关611，壳体61安装在箱型机架1内部靠近电控检修口12一侧；单片机62、电源63、电机控制模块64、电机驱动模块65、电机调速模块66、接触器模块67、降压模块68、电压表69和状态指示板610安装在壳体61内部；开关611延伸出壳体61；单片机62、电源63、电机控制模块64、电机驱动模块65、电机调速模块66、接触器模块67、降压模块68、电压表69、状态指示板610和开关611之间电性连接；主轴电机与接触器模块67电性连接；减速电机222与电机控制模块64电性连接；第一步进电机214、第二步进电机42均与电机驱动模块65电性连接。

具体的，单片机62的型号为STC89C52。

本发明的工作原理为：打开电源63及开关611，在已编程完毕的单片机62作用下加工机构21自动初始化，操作触摸显示屏5，设置好拟加工齿轮的齿数即可开始加工；加工机构21为曲柄连杆机构，当主轴电机2110转动，曲柄转块216转动，带动连杆218运动，进而连杆218带动刀具安装板217及刀具219上下运动；当驱动第一步进电机214，滚珠丝杠215转动，通过丝杆螺母及光轴212的导向，加工机构21能够进行横向移动；当驱动第二步进电机42，带动蜗杆45、蜗轮44进行减速间歇运动，完成毛坯的间歇旋转；加工完成后，用毛刷将切削的废料通过清料导板33、排屑斜板31扫至清料窗口11排出。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种教学用插齿机，其特征在于，包括箱型机架、齿轮加工部、底板部、分度转台部、触摸显示屏和电控部，

所述箱型机架沿长度方向的相对两侧面分别具有清料窗口和电控检修口，

所述齿轮加工部包括加工机构和对刀机构，所述加工机构和所述对刀机构均固定安装在所述箱型机架的内部，且所述对刀机构设置于所述加工机构沿宽度方向的一侧；

所述底板部固定在所述箱型机架的底部；

所述分度转台部安装在所述底板部的底部；

所述触摸显示屏安装在所述箱型机架沿宽度方向的一侧面上；

所述电控部安装在所述箱型机架内部靠近所述电控检修口的一侧；所述电控部与所述齿轮加工部、所述分度转台部、所述触摸显示屏电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种教学用插齿机，其特征在于，所述加工机构包括两个相对称的滑移支撑板、两个相对称的第一光轴、主轴电机支座、主轴电机、第一步进电机、滚珠丝杠、曲柄转块、刀具安装板、连杆和刀具，

两个相对称的所述滑移支撑板分别固定在所述箱型机架的内部支架结构上，两个相对称的所述第一光轴固定在两个所述滑移支撑板之间；所述主轴电机支座通过直线轴承安装在所述第一光轴上，所述主轴电机固定在所述主轴电机支座上；所述第一步进电机固定在所述滑移支撑板上，两个相对称的所述第一光轴之间的所述滚珠丝杠与所述第一步进电机连接，所述滚珠丝杠的丝杠螺母与所述主轴电机支座固定连接；所述曲柄转块与所述主轴电机连接，所述刀具安装板活动安装在所述主轴电机支座上，所述连杆一端与所述曲柄转块连接，所述连杆另一端与所述刀具安装板连接；所述刀具安装在所述刀具安装板的底部。

3.根据权利要求2所述的一种教学用插齿机，其特征在于，所述对刀机构包括减速电机支座、减速电机、升降板支座、升降板和两个相对称的第二光轴，

所述减速电机支座固定在所述箱型机架上；所述减速电机安装在所述减速电机支座上；所述减速电机具有带外螺纹的输出轴；所述升降板支座具有内螺纹，所述升降板通过所述升降板支座安装在所述减速电机输出轴上，所述输出轴的外螺纹旋拧在所述升降板支座的内螺纹中；所述升降板支座具有两个相对称的通孔，所述第二光轴分别贯穿所述通孔，且所述第二光轴通过直线轴承贯穿安装在所述减速电机支座上。

4.根据权利要求1所述的一种教学用插齿机，其特征在于，所述底板部包括排屑斜板、支撑板、清料导板和扣板，

所述排屑斜板通过其下部的所述支撑板固定在所述箱型机架的底部，所述排屑斜板较高一侧与所述清料导板衔接，所述排屑斜板较低一侧与所述清料窗口相对应；所述扣板与所述清料导板衔接且位于同一水平方向。

5.根据权利要求4所述的一种教学用插齿机，其特征在于，所述分度转台部包括固定在电机支座上的第二步进电机、蜗轮轴、蜗轮、蜗杆和固定在轴承座上的轴承，

所述第二步进电机设置在所述扣板底部，所述蜗轮轴安装且贯穿所述清料导板，所述蜗轮安装在所述蜗轮轴上且位于所述清料导板底部；所述蜗杆一端通过联轴器与所述第二步进电机连接，所述蜗杆另一端与所述蜗轮啮合；所述轴承套合在所述蜗杆上。

6.根据权利要求1所述的一种教学用插齿机，其特征在于，所述电控部包括壳体、单片机、电源、电机控制模块、电机驱动模块、电机调速模块、接触器模块、降压模块、电压表、状态指示板和开关，

所述壳体安装在所述箱型机架内部靠近所述电控检修口一侧；

所述单片机、所述电源、所述电机控制模块、所述电机驱动模块、所述电机调速模块、所述接触器模块、所述降压模块、所述电压表和所述状态指示板安装在壳体内部；所述开关延伸出所述壳体；

所述单片机、所述电源、所述电机控制模块、所述电机驱动模块、所述电机调速模块、所述接触器模块、所述降压模块、所述电压表、所述状态指示板和所述开关之间电性连接。

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