CN111890051B - 一种高效率数控机床 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种高效率数控机床，包括机床本体，机床本体上安装有用于固定工件的夹持座以及处在夹持座一侧的工作台，工作台上滑动连接有第一滑动座，第一滑动座上安装有加工刀具机构，机床本体上还滑动连接有第二滑动座，第二滑动座上安装有用于对工件外侧壁进行加工的钻孔机构，钻孔机构包括安装在第二滑动座上的第一电机、与第一电机的输出轴同轴连接的转盘、攻丝组件和钻孔组件，攻丝组件和钻孔组件分别处在第一电机的输出轴的两侧。本申请的数控机床在工件的单次夹持时既能对工件的端面进行车削、打磨，也可以对工件的侧壁进行打孔，减少工件的拆装，并且加工刀具机构和钻头机构可以同时对工件进行加工，大大提高数控机床的加工效率。

Description

一种高效率数控机床

技术领域

本申请涉及机械加工的领域，尤其是涉及一种高效率数控机床。

背景技术

数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床，数控机床经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，并按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。

目前，公告号为CN208034257U的中国专利公开了一种金属加工机床，包括底座和行走台；底座上设有固定台；固定台上设有固定加工件的固定架；行走台上设有与固定架相对的刀台及传动装置；底座上设有滑轨；行走台在滑轨上滑动连接；滑轨的外面设有可以伸缩的护罩；滑轨上设有两节护罩，护罩的一端分别与行走台的前后端连接，另一端分别与固定台和设在底座末端的后连接板连接；底座的中间设有落料斗；落料斗的下面设有与外界连接的传送带。

在上述的相关技术中，刀台始终处在固定架的一端上，使得刀台只能对工件的端部进行加工。但当工件的侧壁也需要进行打孔时，上述的加工机床无法对工件的侧壁进行钻孔。这就需要额外准备一台用于对工件的侧壁打孔的机床，并且工件需要先后在两个机床上进行拆装。整个加工过程复杂且费时。

发明内容

为了提高对工件的加工效率，本申请提供一种高效率数控机床。

本申请提供的一种高效率数控机床采用如下的技术方案：

一种高效率数控机床，包括机床本体，所述机床本体上安装有用于固定工件的夹持座以及处在夹持座一侧的工作台，所述工作台上滑动连接有第一滑动座，所述第一滑动座上安装有加工刀具机构，所述机床本体上还滑动连接有第二滑动座，所述第二滑动座上安装有用于对工件外侧壁进行加工的钻孔机构，

所述钻孔机构包括安装在第二滑动座上的第一电机、与第一电机的输出轴同轴连接的转盘、以及共同安装在转盘上的攻丝组件和钻孔组件，所述攻丝组件和钻孔组件分别处在第一电机的输出轴的两侧。

通过采用上述技术方案，本申请的数控机床在工件的单次夹持时既能对工件的端面进行车削、打磨，也可以对工件的侧壁进行打孔，特别是当加工刀具机构上安装的刀具在加工过程中无需工件转动配合时，加工刀具机构和钻头机构可以同时对工件进行加工，大大提高数控机床的加工效率。

优选的，所述钻孔机构和加工刀具机构上均设有连接组件，所述钻孔机构通过相应的连接组件与第二滑动座可拆卸地连接，所述加工刀具机构通过相应的连接组件与第一滑动座可拆卸地连接。

通过采用上述技术方案，借助连接组件的可拆卸性能，可以将加工刀具机构与第一滑动座分离，同样的，钻孔机构也可以从第二滑座上脱出，然后将加工刀具机构安装在第二滑动座上，钻孔机构与第一滑动座连接，实现对工件的端面进行钻孔以及对工件的侧壁进行车削或是打磨。

优选的，所述机床本体上还安装有用于更换钻孔机构和加工刀具机构安装位置的换向装置，所述换向装置处在第一滑动座和第二滑动座的上方；所述换向装置包括固定在机架本体上的滑动架、两个滑动连接在滑动架上的滑块以及用于驱动滑块在滑动架上滑动的驱动机构，所述滑块上安装有夹持组件，所述夹持组件用于固定连接组件。

通过采用上述技术方案，第一滑动座和第二滑动座移动到滑动架的正下方，使钻孔机构和加工刀具机构分别处在两个滑块的正下方，连接组件与第一滑动座或是第二滑动座分离后，滑块上的夹持组件将相应的连接组件固定住，然后通过移动滑块，即可带动加工刀具机构和钻孔机构移动以进行位置的变换，从而自动实现对加工刀具机构和钻孔机构的变换，减少人工参与，提高自动化程度。

优选的，所述滑动架为圆弧状，两个滑块之间连接有弧形连杆，所述第二滑动座上安装有第一安装座和第二安装座，所述第一安装座和第二安装座分别处在工作台的两侧上，当一个滑块处在第一安装座或第二安装座的正上方时，另一个滑块处在滑动架的中部位置上。

通过采用上述技术方案，两个滑块同步运动，且钻孔机构只能在第一安装座和第一滑动座上来回移动，而加工刀具机构只能在第一滑动座和第二安装座上来回移动，钻孔机构和加工刀具机构之间无法相互影响，降低安装出错的可能性。

优选的，所述连接组件包括基座、固定在基座上的第二电机、同轴连接在第二电机输出轴上的第一齿轮、与第一齿轮啮合连接的齿条以及两个导向杆，两个导向杆均竖直贯穿基座，且两个导向杆之间连接有同步杆，所述齿条与其中一个导向杆固定连接，所述齿条滑动连接在基座上，所述齿条的滑动方向与导向杆的长度方向相同；所述第一安装座和第二安装座上均设有两个与导向杆一一对应的插接孔，所述插接孔的横截面与导向杆的横截面相适配。

通过采用上述技术方案，当齿条在第一齿轮地带动下向下移动时，导向杆同步下移，导向杆的端部突出基座并进入到相应的插接孔，由于导向杆和插接孔相适配，导向杆深入插接孔后，导向杆的周向侧壁与插接孔的内壁充分接触，导向杆和插接孔之间的摩擦力大，在钻孔机构进行工作时，钻孔机构因与工件碰撞而形成的震动能够通过导向杆传递到第一安装座上，减少钻孔机构自身的震动，提高钻孔机构的安装稳定性。

优选的，所述夹持组件包括微型气缸和放置座，所述放置座与滑块固定连接，所述放置座上开设有供导向杆穿过的第一通孔，所述微型气缸处在放置座背离工作台的一侧，所述微型气缸的输出轴呈水平设置并朝向第一通孔一侧，所述导向杆远离工作台的端部上开设供微型气缸输出轴穿过的第二通孔。

通过采用上述技术方案，齿条在第一齿轮的驱动下向上移动时，导向杆的端部从插接孔中拔出，并且导向杆的另一端部向上穿过第一通孔，微型气缸的输出轴伸长并依次穿过两个导向杆的第二通孔，此时，连接组件与第一滑动座或是第二滑动座分离并完成与夹持组件的固定。

优选的，机床本体上还安装有用于长轴类工件上料的上料机构以及断料机构，所述上料机构处在夹持座背离工作台的一侧，所述断料机构处在夹持座朝向工作台的一侧。

通过采用上述技术方案，上料机构相对断料机构需要较大的空间以方便上料机构对工件进行送料，而断料机构需要贴近从夹持座上穿出工件，占用的空间相对较少，因此将上料机构和断料机构分开设置，更加合理地利用数控机床的空间，减少机构之间的干扰。

优选的，所述机床本体开设有废料槽和成品槽，所述废料槽的槽口处在上料机构的正下方，所述成品槽的槽口处在断料机构的正下方。

通过采用上述技术方案，由断料机构切割下来的成品工件直接落入到成品槽中，而剩余不足以加工出成品工件的废料由上料机构以反向运行地方式从主轴内取出并投入到废料槽中，实现工件自动的下料，方便后续工件的继续加工。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过在数控机床上同时设置钻孔机构和加工刀具机构，能够满足工件的加工需求，降低工件的拆装，减少机床的数量，提高生产效率；

2.通过设置换向装置，使钻孔机构和加工刀具机构对工件的加工位置进行变换，提高对工件加工的适配性。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是本申请实施例的局部剖视图。

图3是本申请实施例的上料机构的结构示意图。

图4是本申请实施例的第一滑动座和第二滑动座之间的结构示意图。

图5是本申请实施例的连接组件的结构示意图。

图6是本申请实施例的换向装置的结构示意图。

附图标记说明：1、机床本体；11、废料槽；12、成品槽；13、滑动腔；14、第一丝杆；2、夹持座；21、主轴；22、夹具；23、卡盘；24、第三电机；25、第三滑槽；26、第三丝杆；3、工作台；31、第一滑槽；32、第二滑槽；33、第二丝杆；4、第一滑动座；41、纵向滑台；411、第四滑槽；412、第四丝杆；42、横向滑台；421、第三安装座；5、加工刀具机构；6、第二滑动座；61、驱动气缸；62、第一安装座；63、第二安装座；7、钻孔机构；71、第一电机；72、转盘；8、连接组件；81、基座；82、第二电机；83、第一齿轮；84、齿条；85、导向杆；851、第二通孔；86、同步杆；9、换向装置；91、滑动架；92、滑块；931、第四电机；932、第二齿轮；94、夹持组件；941、放置座；942、微型气缸；943、第一通孔；95、弧形连杆；10、上料机构；101、送料架；102、第一气缸；103、第二气缸；20、断料机构；201、支撑臂；202、微型电机；203、切割刀盘。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种高效率数控机床。参照图1，包括机床本体1，机床本体1的顶部沿机床本体1的长度方向依次设置有上料机构10、夹持座2和工作台3，其中，工作台3上沿机床本体1的长度方向设置有断料机构20、钻孔机构7、加工刀具机构5以及换向装置9。

参见图1、图2，机床本体1内部开设有互不连通的废料槽11、成品槽12和滑动腔13，废料槽11处在上料机构10的下方，废料槽11具有两个开口，其中一个废料槽11开口开在机床本体1的顶部，另一个废料槽11的开口开在机床本体1的外侧壁上。废料槽11的底部呈倾斜设置，废料槽11靠近机床本体1侧壁的开口的端部的高度比废料槽11远离机床本体1侧壁上的开口的端部的高度低。滑动腔13处在工作台3的下方，成品槽12位于滑动腔13的上方，成品槽12同样具有两个开口，成品槽12的一个开口开在工作台3的表面上并处在断料机构20的正下方，成品槽12的另一个开口开在机床本体1远离上料机构10一端的端面上，成品槽12的底部呈倾斜设置，成品槽12远离在机床本体1端面上的开口的一端高于成品槽12靠近在机床本体1端面上的开口的端部。滑动腔13的两侧均向上延伸到工作台3的表面并分别形成第一滑槽31，成品槽12在处在工作台3表面的开口处在两个第一滑槽31之间。

参见图1、图3，上料机构10包括送料架101、两个第一气缸102和两个第二气缸103，送料架101的整体形状类似U型，送料架101的两端分别处在废料槽11在机床本体1顶部的开口的两侧，且送料架101的两端均滑动连接在机床本体1上。两个第一气缸102固定在机床本体1上，两个第一气缸102的输出轴分别连接在送料架101的两端上。第一气缸102的输出轴的伸缩方向与机床本体1的长度方向一致。两个第二气缸103分别固定在送料架101的两侧，两个第二气缸103的输出轴相对设置并均穿入到送料架101内。工件从送料架101中穿过，且第二气缸103的输出轴正对工件的周向侧壁。

参见图3、图4，夹持座2上转动连接有主轴21，主轴21朝向工作台3的端部上安装有卡盘23。夹持座2的顶部安装第三电机24，第三电机24的输出轴与主轴21平行。第三电机24和主轴21之间通过同步带进行传动。在进行上料时，工作人员只需要将长轴类的工件的一端推入到主轴21中，后续均可由数控机床自行操作。两个第二气缸103的输出轴同时伸长并抵接在工件的侧壁后，再启动第一气缸102，第一气缸102的输出轴伸长，送料架101即向夹持座2一侧移动，第二气缸103带动工件同步移动，使工件的端部穿入到工作台3一侧以便于加工。

参见图1、图4，断料机构20包括滑动连接在夹持座2上的支撑臂201、固定在支撑壁上的微型电机202以及与微型电机202的输出轴同轴连接的切割刀盘203。夹持座2朝向工作台3一侧的侧壁上开设有第三滑槽25，第三滑槽25呈水平设置，且第三滑槽25的一端正对卡盘23的中心。第三滑槽25中转动连接有第三丝杆26，第三丝杆26沿第三滑槽25的长度方向设置。支撑臂201的端部滑动连接在第三滑槽25中并螺纹连接在第三丝杆26上。夹持座2内还安装有驱动第三丝杆26转动的驱动电机。随着第三丝杆26驱动支撑臂201靠近卡盘23，切割刀盘203能够穿过工件并将工件完全切断，断开的工件落入到下方的成品槽12内。

参见图2、图4，滑动腔13内设有第一丝杆14和第二滑动座6，第一丝杆14沿滑动腔13的长度方向转动连接在滑动腔13的内壁上，滑动腔13的内侧壁中安装有驱动第一丝杆14转动的驱动电机。第二滑动座6滑动连接在滑动腔13内并螺纹连接在第一丝杆14上。第二滑动座6上固定有两个侧臂。两个侧臂均呈竖直设置，且两个侧臂分别处在两个第一滑槽31中，侧臂远离第二滑动座6的端部穿过相应的第一滑槽31到工作台3的上方。两个侧臂相背的侧壁上均固定有驱动气缸61，两个驱动气缸61的输出轴相对设置。其中一个侧臂上滑动连接有第一安装座62，相应的驱动气缸61的输出轴连接在第一安装座62上。另一个侧壁上滑动连接有第二安装座63，并与相应的驱动气缸61的输出轴连接。第一安装座62和第二安装座63上均开设有两个插接孔。第一安装座62上可拆卸地连接有连接组件8，且第一安装座62上的连接组件8还与钻孔机构7连接在一起。

参见图1、图4，钻孔机构7包括第一电机71、转盘72、攻丝组件和钻孔组件，第一电机71固定在相应的连接组件8上，第一电机71的输出轴朝向工件的侧壁。转盘72与第一电机71的输出轴同轴连接，攻丝组件和钻孔组件分别处在第一电机71的输出轴的两侧。在使用时，钻孔组件先与工件的中心轴线处在同一水平高度上，以便于钻孔组件在工件上打孔。打孔完成后，第一电机71的输出轴转动，使攻丝组件对准工件上开出的孔，再对开出的孔进行攻丝。

参见图，工作台3上还开设有第二滑槽32，第二滑槽32处在两个第一滑槽31之间，第二滑槽32和第一滑槽31的长度方向相同，第二滑槽32中转动连接有第二丝杆33，第二丝杆33的长度方向沿第二滑槽32的长度方向设置。工作台3的侧壁上固定有驱动第二丝杆33转动的驱动电机。工作台3上滑动连接有第一滑动座4，第一滑动座4包括纵向滑台41和横向滑台42，纵向滑台41滑动连接在第二滑槽32中并与第二丝杆33螺纹连接。纵向滑台41背离工作台3的表面上开设有第四滑槽411，第四滑槽411的长度方向垂直于第二滑槽32的长度方向。第四滑槽411中转动连接有第四丝杆412，纵向滑台41的一端端部上安装有通过换向器驱动第四丝杆412转动的驱动电机。横向滑台42滑动连接在第四滑槽411中并螺纹连接在第四丝杆412上。横向滑台42朝向卡盘23的端部向卡盘23一侧延伸并形成第三安装座421，第三安装座421上与第一安装座62、第二安装座63一样均开设有两个插接孔。第三安装座421上安装连接组件8，第三安装座421上的连接组件8同加工刀具机构5连接在一起。

加工刀具机构5可以根据加工需要选用不同的刀具，比如车刀、镗刀都可以。当然，选择不同的刀具，数控机床加工的方式也将不同。例如选择车刀时，一般都是工件进行转动，而车刀不转动，在加工时，钻孔机构7需要等待车削完成后，再对工件进行钻孔，而选择镗刀时，一般工件不转动，此时钻孔机构7和镗刀可以同时对工件进行加工。

参见图4、图5，连接组件8包括基座81、第二电机82、第一齿轮83、齿条84以及两个导向杆85。两个连接组件8内的基座81分别与钻孔机构7和加工刀具机构5固定连接，基座81具有内腔，且基座81上开设有两个贯穿基座81上下两个面的圆孔，圆孔与基座81的内腔连通。导向杆85的横截面与插接孔的横截面相适配，两个导向杆85分别滑动连接在两个圆孔内，且两个导向杆85之间连接有同步杆86，导向杆85远离工作台3的端部上开设有第二通孔851。两个导向杆85上的第二通孔851相对设置。齿条84安装在其中一个导向杆85的侧壁上，齿条84的长度方向与导向杆85的长度方向相同。第二电机82固定在基座81中，第一齿轮83与第二电机82的输出轴同轴连接，且第一齿轮83和齿条84啮合连接。

当第二电机82启动时，第一齿轮83驱动齿条84移动，齿条84带动导向杆85在圆孔中滑动。通过控制第二电机82输出轴的转动方向，导向杆85既可以从基座81的上表面穿出也可以从基座81的下表面穿出。

参见图1、图6，换向装置9包括滑动架91、滑块92和驱动机构，滑动架91通过支撑架固定在工作台3的上方，滑动架91为圆弧状，且滑动架91的两端分别处在第一安装座62和第二安装座63活动轨迹的正上方，而滑动架91的中部处在第一滑动座4中心部位的活动轨迹的正上方。滑动架91上开设有竖直贯穿滑动架91的滑槽，滑块92滑动连接在滑槽中。滑块92有两个，两个滑块92之间连接有弧形连杆95，弧形连杆95的侧壁上沿其长度方向分布有弧形齿。滑动架91的中部上固定有第四电机 931，第四电机 931的输出轴上同轴连接有第二齿轮932，第二齿轮932与弧形齿啮合连接。

参见图6，滑块92的底部均安装有夹持组件94。夹持组件94包括微型气缸942和放置座941，放置座941与滑块92固定连接。放置座941上开设有两个供导向杆85穿过的第一通孔943。微型气缸942固定在放置座941背离工作台3的一侧，微型气缸942的输出轴呈水平设置并朝向通孔一侧。

在使用换向装置9时，第一滑动座4和第二滑动座6均要先移动到滑动架91的正下方，其中横向滑台42要处在纵向滑台41的中心位置。然后两个连接组件8中的导向杆85分别从第一安装座62和第三安装座421上的插接孔中拔出并从相应的放置座941的上表面伸出。当导向杆85的端部通过相应的第一通孔943时，微型气缸942的输出轴伸长并依次穿过两个导向杆85的第二通孔851，以限制导向杆85脱离放置座941。然后随着第二电机82的启动，弧形连杆95从滑动架91的一侧移动到另一侧，钻孔机构7处在第三安装座421上，加工刀具机构5处在第二安装座63上。随着导向杆85的复位，钻孔机构7与第三安装座421连接在一起，加工刀具机构5与第二安装座63连接在一起。

本申请实施例的工作原理：工人将工件的一端穿过送料架101后再塞入到主轴21中，再根据对工件的加工方式对数控机床进行设置。若只需要对工件的侧壁进行开孔，则可以保持钻孔机构7的当前位置不变，若只需要对工件的端面进行开孔，则钻孔机构7和加工刀具机构5需要通过换向装置9进行位置的变化。若既要对工件的侧壁进行开孔又要对工件的端面进行开孔，数控机床可在加工完工件的侧壁后再使用换向装置9调整钻孔机构7的位置，然后对工件的端面进行开孔。工件加工完毕后，断料机构20将处在工件台上方的工件切断，断下的工件落入到成品槽12并沿成品槽12从机床本体1上滑出，然后上料机构10将剩余的工件送入到工作台3一侧，继续进行加工。当最后剩余的工件长度不足以完成单个成品工件的加工时，上料机构10将剩余的工件从主轴21中拔出并投入到废料槽11中。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高效率数控机床，包括机床本体(1)，所述机床本体(1)上安装有用于固定工件的夹持座(2)以及处在夹持座(2)一侧的工作台(3)，所述工作台(3)上滑动连接有第一滑动座(4)，所述第一滑动座(4)上安装有加工刀具机构(5)，其特征在于：所述机床本体(1)上还滑动连接有第二滑动座(6)，所述第二滑动座(6)上安装有用于对工件外侧壁进行加工的钻孔机构(7)，所述钻孔机构(7)包括安装在第二滑动座(6)上的第一电机(71)、与第一电机(71)的输出轴同轴连接的转盘(72)、以及共同安装在转盘(72)上的攻丝组件和钻孔组件，所述攻丝组件和钻孔组件分别处在第一电机(71)的输出轴的两侧；

所述钻孔机构(7)和加工刀具机构(5)上均设有连接组件(8)，所述钻孔机构(7)通过相应的连接组件(8)与第二滑动座(6)可拆卸地连接，所述加工刀具机构(5)通过相应的连接组件(8)与第一滑动座(4)可拆卸地连接；

所述机床本体(1)上还安装有用于更换钻孔机构(7)和加工刀具机构(5)安装位置的换向装置(9)，所述换向装置(9)处在第一滑动座(4)和第二滑动座(6)的上方；所述换向装置(9)包括固定在机架本体上的滑动架(91)、两个滑动连接在滑动架(91)上的滑块(92)以及用于驱动滑块(92)在滑动架(91)上滑动的驱动机构，所述滑块(92)上安装有夹持组件(94)，所述夹持组件(94)用于固定连接组件(8)；

所述滑动架(91)为圆弧状，两个滑块(92)之间连接有弧形连杆(95)，所述第二滑动座(6)上安装有第一安装座(62)和第二安装座(63)，所述第一安装座(62)和第二安装座(63)分别处在工作台(3)的两侧上，当一个滑块(92)处在第一安装座(62)或第二安装座(63)的正上方时，另一个滑块(92)处在滑动架(91)的中部位置上。

2.根据权利要求1所述的一种高效率数控机床，其特征在于：所述连接组件(8)包括基座(81)、固定在基座(81)上的第二电机(82)、同轴连接在第二电机(82)输出轴上的第一齿轮(83)、与第一齿轮(83)啮合连接的齿条(84)以及两个导向杆(85)，两个导向杆(85)均竖直贯穿基座(81)，且两个导向杆(85)之间连接有同步杆(86)，所述齿条(84)与其中一个导向杆(85)固定连接，所述齿条(84)滑动连接在基座(81)上，所述齿条(84)的滑动方向与导向杆(85)的长度方向相同；所述第一安装座(62)和第二安装座(63)上设有两个与导向杆(85)一一对应的插接孔，所述插接孔的横截面与导向杆(85)的横截面相适配。

3.根据权利要求2所述的一种高效率数控机床，其特征在于：所述夹持组件(94)包括微型气缸(942)和放置座(941)，所述放置座(941)与滑块(92)固定连接，所述放置座(941)上开设有供导向杆(85)穿过的第一通孔(943)，所述微型气缸(942)处在放置座(941)背离工作台(3)的一侧，所述微型气缸(942)的输出轴呈水平设置并朝向第一通孔(943)一侧，所述导向杆(85)远离工作台(3)的端部上开设供微型气缸(942)输出轴穿过的第二通孔(851)。

4.根据权利要求1所述的一种高效率数控机床，其特征在于：机床本体(1)上还安装有用于长轴类工件上料的上料机构(10)以及断料机构(20)，所述上料机构(10)处在夹持座(2)背离工作台(3)的一侧，所述断料机构(20)处在夹持座(2)朝向工作台(3)的一侧。

5.根据权利要求4所述的一种高效率数控机床，其特征在于：所述机床本体(1)开设有废料槽(11)和成品槽(12)，所述废料槽(11)的槽口处在上料机构(10)的正下方，所述成品槽(12)的槽口处在断料机构(20)的正下方。

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