CN111992740A - 一种具有转向功能的小型机械加工用车床及方法 - Google Patents

一种具有转向功能的小型机械加工用车床及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了车床技术领域的一种具有转向功能的小型机械加工用车床及方法，所述加工台上设有纵向渐移加工机构，所述纵向渐移加工机构前侧设有工件横向间歇机构，所述工件横向间歇机构底面设有转向驱动机构，所述纵向渐移加工机构一侧设有刀具调换机构，本发明通过安装块于螺纹轴上由内向外渐移，加工面更加平整，实现对工件的纵向面渐移加工；动力盘转动，使得皮带条相应移动，实现加工作业，对工件实现横向面加工作业；驱动件向前顶出，利用调换刀具可实现对工件内表面的全方位加工；底板会沿着导向轨从L型转向板一端向另一端移动，实现90°角的转向动作，实现对工件的换面加工，加工更加全面，且加工难度低，工作效率高。

Description

一种具有转向功能的小型机械加工用车床及方法
技术领域
本发明涉及车床技术领域，具体为一种具有转向功能的小型机械加工用车床及方法。
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，在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工，机床是人类进行生产劳动的重要工具，也是社会生产力发展水平的重要标志。小型车床主要用於加工各种回转表面和回转体的端面，如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转表面，车削端面及各种常用的螺纹，配有工艺装备还可加工各种特形面，在车床上还能做钻孔、扩孔、铰孔、滚花等工作。
工件在车床上加工时，不仅仅对单个面进行加工，往往需要对工件的外表面全面加工，现有的车床在加工时，若换面加工，需要重新拆卸工件并固定，不能对工件进行快速的调控换向，加工的难度大，工作效率低；且难以有效的对工件外表面实现不同方向的加工，从而难以满足更多的加工需求，工件的加工质量差，为此，我们提出一种具有转向功能的小型机械加工用车床及方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有转向功能的小型机械加工用车床及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有转向功能的小型机械加工用车床，包括加工台，所述加工台上设有纵向渐移加工机构，所述纵向渐移加工机构前侧设有工件横向间歇机构，所述工件横向间歇机构底面设有转向驱动机构，所述纵向渐移加工机构一侧设有刀具调换机构。
进一步地，所述纵向渐移加工机构包括与加工台固定连接的安装板，所述安装板前侧壁设有转轮，所述转轮前侧设有设有固定锥形齿轮，所述固定锥形齿轮与活动锥形齿轮啮合连接，所述转轮与导向框共轴固定连接，所述导向框内插接有与活动锥形齿轮连接的螺纹轴，所述螺纹轴上螺纹套设有安装块，所述安装块上设有初始刀具。
进一步地，所述安装板上贯穿插接有支撑转轮的转动轴，所述转动轴一端与设于安装板后侧壁的驱动电机输出端连接。
进一步地，所述工件横向间歇机构包括导向座，所述导向座两端设有动力盘，所述动力盘之间设有皮带条，且所述动力盘安装于支座上，所述皮带条缠绕于间歇轮上，所述间歇轮一侧通过连接轴与定位盘连接，所述定位盘一端设有定位夹块，所述定位夹块一侧设有活动夹块，所述活动夹块与导向座滑动连接，所述导向座侧壁设有驱动活动夹块的气缸，所述间歇轮、定位盘和定位夹块同步水平移动且共轴连接。
进一步地，所述刀具调换机构包括设于导向框后侧壁的壳体，所述壳体内腔贯穿插接有伸缩套杆，所述伸缩套杆一端通过联动轴与步进电机的输出端连接，且所述伸缩套杆端部设有插接块，所述伸缩套杆上设有定位螺钉，所述壳体内腔设有与初始刀具后端固定连接的驱动件，所述驱动件表面开设有与插接块相适配的插槽，所述初始刀具底面开设有调换槽，所述调换槽内活动嵌设有调换刀具，所述调换刀具一端设有弹性伸缩件，所述调换槽一侧设有与初始刀具活动连接的抵接块，所述抵接块通过定位螺栓与调换槽固定连接，所述驱动件一端贯穿壳体与弹性伸缩件一端固定连接。
进一步地，所述转向驱动机构包括L型转向板，所述L型转向板上活动设置有底板，所述底板一端与L型转向板通过连接轴连接，且所述底板另一端为自由设置，所述L型转向板上开设有导向轨，所述底板上活动连接有表面具有凸起的联动板，所述联动板上活动连接有动力杆，所述动力杆一端与固定块转动连接，且所述动力杆上开设有与联动板表面凸起相适配的活动口，所述动力杆外壁与支杆一端活动连接，所述支杆另一端与凸轮活动连接，所述凸轮通过转动电机驱使转动。
进一步地，所述导向轨呈缺外弧板的扇形轮廓结构，所述联动板通过联动件与导向座底面固定连接，所述加工台顶面开设有与导向座相适配的弧形转向槽。
一种具有转向功能的小型机械加工用车床的方法，具体包括以下步骤，
S1：控制转轮转动，带动导向框同步转动，驱使活动锥形齿轮与固定锥形齿轮啮合转动，活动锥形齿轮的转动驱使螺纹轴转动，带动安装块于螺纹轴上由内向外渐移，从而使得安装块带动初始刀具于工件表面做渐移的加工动作，加工面更加平整，实现对工件的纵向面渐移加工；
S2：控制导向框转动至水平的状态，驱使动力盘转动，使得皮带条相应移动，通过摩擦作用带动间歇轮转动，同步带动定位盘转动，此时间歇轮、定位盘、定位夹块和活动夹块沿着导向座同步水平移动，于此同时，工件于定位夹块和活动夹块之间同步间歇轮的转动而转动，并逐渐与初始刀具接触，实现加工作业，对工件实现横向面加工作业；
S3：将伸缩套杆延长，使其端部的插接块与驱动件紧密插接，并将驱动件向前顶出，推动弹性伸缩件带动调换刀具伸出，随后将抵接块推入至调换槽内，再通过定位螺栓和定位螺钉对抵接块和伸缩套杆进行固定，利用调换刀具可实现对工件内表面的全方位加工；
S4：控制转动电机工作，驱使支杆转动，使得动力杆带动联动板于底板上移动，同时底板会沿着导向轨从L型转向板一端向另一端移动，实现90°角的转向动作，驱使导向座同步移动，实现对工件的换面加工。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过安装块于螺纹轴上由内向外渐移，从而使得安装块带动初始刀具于工件表面做渐移的加工动作，加工面更加平整，实现对工件的纵向面渐移加工；动力盘转动，使得皮带条相应移动，通过摩擦作用带动间歇轮转动，逐渐与初始刀具接触，实现加工作业，对工件实现横向面加工作业；驱动件向前顶出，推动弹性伸缩件带动调换刀具伸出，将抵接块推入至调换槽内，利用调换刀具可实现对工件内表面的全方位加工；底板会沿着导向轨从L型转向板一端向另一端移动，实现90°角的转向动作，驱使导向座同步移动，实现对工件的换面加工，加工更加全面，且加工难度低，工作效率高。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明转向后状态结构示意图；
图3为本发明转向驱动机构结构示意图；
图4为本发明刀具调换机构局部结构示意图；
图5为本发明图4中A处结构放大示意图。
图中：100、加工台；200、纵向渐移加工机构；201、安装板；202、转轮；203、固定锥形齿轮；204、活动锥形齿轮；205、导向框；206、安装块；207、螺纹轴；208、初始刀具；300、工件横向间歇机构；301、导向座；302、支座；303、皮带条；304、动力盘；305、间歇轮；306、定位盘；307、定位夹块；308、活动夹块；309、气缸；400、刀具调换机构；401、壳体；402、伸缩套杆；403、步进电机；404、插接块；405、驱动件；406、调换刀具；407、调换槽；408、抵接块；409、弹性伸缩件；410、定位螺栓；411、定位螺钉；500、转向驱动机构；501、L型转向板；502、底板；503、导向轨；504、联动板；505、动力杆；506、固定块；507、支杆；508、凸轮；509、转动电机。
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
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。
请参阅图1-5，本发明提供一种具有转向功能的小型机械加工用车床，包括加工台100，加工台100上设有纵向渐移加工机构200，实现对工件的纵向面渐移加工，纵向渐移加工机构200前侧设有工件横向间歇机构300，对工件实现横向面加工作业，工件横向间歇机构300底面设有转向驱动机构500，实现对工件的换面加工，纵向渐移加工机构200一侧设有刀具调换机构400，利用调换刀具406可实现对工件内表面的全方位加工。
请参阅图1和图2，纵向渐移加工机构200包括与加工台100固定连接的安装板201，安装板201前侧壁设有转轮202，转轮202前侧设有设有固定锥形齿轮203，固定锥形齿轮203与活动锥形齿轮204啮合连接，转轮202与导向框205共轴固定连接，导向框205内插接有与活动锥形齿轮204连接的螺纹轴207，导向框205同步转轮202的转动绕着固定锥形齿轮203外侧转动，此时活动锥形齿轮204与固定锥形齿轮203啮合转动，从而同步带动螺纹轴207转动，使得安装块206于导向框205内向外渐移，螺纹轴207上螺纹套设有安装块206，安装块206上设有初始刀具208，控制转轮202转动，带动导向框205同步转动，驱使活动锥形齿轮204与固定锥形齿轮203啮合转动，活动锥形齿轮204的转动驱使螺纹轴207转动，带动安装块206于螺纹轴207上由内向外渐移，从而使得安装块206带动初始刀具208于工件表面做渐移的加工动作。
安装板201上贯穿插接有支撑转轮202的转动轴(图中未示出)，转动轴一端与设于安装板201后侧壁的驱动电机(图中未示出)输出端连接。
请参阅图1和图2，工件横向间歇机构300包括导向座301，导向座301两端设有动力盘304，动力盘304之间设有皮带条303，且动力盘304安装于支座302上，皮带条303缠绕于间歇轮305上，皮带条303一端伸长且一端缩短，从而驱使间歇轮305向缩短的一端转动，间歇轮305一侧通过连接轴与定位盘306连接，定位盘306一端设有定位夹块307，驱使动力盘304转动，使得皮带条303相应移动，通过摩擦作用带动间歇轮305转动，同步带动定位盘306转动，此时间歇轮305、定位盘306、定位夹块307和活动夹块308沿着导向座301同步水平移动，定位夹块307一侧设有活动夹块308，活动夹块308与导向座301滑动连接，导向座301侧壁设有驱动活动夹块308的气缸309，控制气缸309工作，驱使活动夹块308移动，配合定位夹块307对工件实现夹持，工件于定位夹块307和活动夹块308之间同步间歇轮305的转动而转动，并逐渐与初始刀具208接触，实现加工作业，对工件实现横向面加工作业，定位夹块307与活动夹块308内壁均设有转动块，间歇轮305、定位盘306和定位夹块307同步水平移动且共轴连接。
请参阅图4和图5，刀具调换机构400包括设于导向框205后侧壁的壳体401，壳体401内腔贯穿插接有伸缩套杆402，伸缩套杆402一端通过联动轴与步进电机403的输出端连接，且伸缩套杆402端部设有插接块404，插接块404侧壁均匀设有插接凸块，伸缩套杆402上设有定位螺钉411，壳体401内腔设有与初始刀具208后端固定连接的驱动件405，驱动件405表面开设有与插接块404相适配的插槽，初始刀具208底面开设有调换槽407，调换槽407内活动嵌设有调换刀具406，将伸缩套杆402延长，使其端部的插接块404与驱动件405紧密插接，并将驱动件405向前顶出，推动弹性伸缩件409带动调换刀具406伸出，调换刀具406一端设有弹性伸缩件409，调换槽407一侧设有与初始刀具208活动连接的抵接块408，将抵接块408推入至调换槽407内，再通过定位螺栓410和定位螺钉411对抵接块408和伸缩套杆402进行固定，利用调换刀具406可实现对工件内表面的全方位加工，抵接块408通过定位螺栓410与调换槽407固定连接，驱动件405一端贯穿壳体401与弹性伸缩件409一端固定连接。
请参阅图3，转向驱动机构500包括L型转向板501，L型转向板501上活动设置有底板502，底板502一端与L型转向板501通过连接轴连接，且底板502另一端为自由设置，底板502可绕着L型转向板501做轴向转动，L型转向板501上开设有导向轨503，底板502上活动连接有表面具有凸起的联动板504，联动板504上活动连接有动力杆505，动力杆505绕着固定块506做弧形移动，移动至端点时，实现导向座301的换向，动力杆505一端与固定块506转动连接，且动力杆505上开设有与联动板504表面凸起相适配的活动口，动力杆505外壁与支杆507一端活动连接，联动板504同步底板502于L型转向板501上移动，并可于底板502上水平移动，提高工件与刀具的作业面积，支杆507另一端与凸轮508活动连接，凸轮508通过转动电机509驱使转动，控制转动电机509工作，驱使支杆507转动，使得动力杆505带动联动板504于底板502上移动，同时底板502会沿着导向轨503从L型转向板501一端向另一端移动，实现90°角的转向动作，驱使导向座301同步移动，实现对工件的换面加工。
导向轨503呈缺外弧板的扇形轮廓结构，联动板504通过联动件与导向座301底面固定连接，加工台100顶面开设有与导向座301相适配的弧形转向槽。
一种具有转向功能的小型机械加工用车床的方法，具体包括以下步骤，
S1：控制转轮202转动，带动导向框205同步转动，驱使活动锥形齿轮204与固定锥形齿轮203啮合转动，活动锥形齿轮204的转动驱使螺纹轴207转动，带动安装块206于螺纹轴207上由内向外渐移，从而使得安装块206带动初始刀具208于工件表面做渐移的加工动作，加工面更加平整，实现对工件的纵向面渐移加工；
S2：控制导向框205转动至水平的状态，驱使动力盘304转动，使得皮带条303相应移动，通过摩擦作用带动间歇轮305转动，同步带动定位盘306转动，此时间歇轮305、定位盘306、定位夹块307和活动夹块308沿着导向座301同步水平移动，于此同时，工件于定位夹块307和活动夹块308之间同步间歇轮305的转动而转动，并逐渐与初始刀具208接触，实现加工作业，对工件实现横向面加工作业；
S3：将伸缩套杆402延长，使其端部的插接块404与驱动件405紧密插接，并将驱动件405向前顶出，推动弹性伸缩件409带动调换刀具406伸出，随后将抵接块408推入至调换槽407内，再通过定位螺栓410和定位螺钉411对抵接块408和伸缩套杆402进行固定，利用调换刀具406可实现对工件内表面的全方位加工；
S4：控制转动电机509工作，驱使支杆507转动，使得动力杆505带动联动板504于底板502上移动，同时底板502会沿着导向轨503从L型转向板501一端向另一端移动，实现90°角的转向动作，驱使导向座301同步移动，实现对工件的换面加工。
本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种具有转向功能的小型机械加工用车床，包括加工台(100)，其特征在于：所述加工台(100)上设有纵向渐移加工机构(200)，所述纵向渐移加工机构(200)前侧设有工件横向间歇机构(300)，所述工件横向间歇机构(300)底面设有转向驱动机构(500)，所述纵向渐移加工机构(200)一侧设有刀具调换机构(400)。
2.根据权利要求1所述的一种具有转向功能的小型机械加工用车床，其特征在于：所述纵向渐移加工机构(200)包括与加工台(100)固定连接的安装板(201)，所述安装板(201)前侧壁设有转轮(202)，所述转轮(202)前侧设有设有固定锥形齿轮(203)，所述固定锥形齿轮(203)与活动锥形齿轮(204)啮合连接，所述转轮(202)与导向框(205)共轴固定连接，所述导向框(205)内插接有与活动锥形齿轮(204)连接的螺纹轴(207)，所述螺纹轴(207)上螺纹套设有安装块(206)，所述安装块(206)上设有初始刀具(208)。
3.根据权利要求2所述的一种具有转向功能的小型机械加工用车床，其特征在于：所述安装板(201)上贯穿插接有支撑转轮(202)的转动轴，所述转动轴一端与设于安装板(201)后侧壁的驱动电机输出端连接。
4.根据权利要求1所述的一种具有转向功能的小型机械加工用车床，其特征在于：所述工件横向间歇机构(300)包括导向座(301)，所述导向座(301)两端设有动力盘(304)，所述动力盘(304)之间设有皮带条(303)，且所述动力盘(304)安装于支座(302)上，所述皮带条(303)缠绕于间歇轮(305)上，所述间歇轮(305)一侧通过连接轴与定位盘(306)连接，所述定位盘(306)一端设有定位夹块(307)，所述定位夹块(307)一侧设有活动夹块(308)，所述活动夹块(308)与导向座(301)滑动连接，所述导向座(301)侧壁设有驱动活动夹块(308)的气缸(309)，所述间歇轮(305)、定位盘(306)和定位夹块(307)同步水平移动且共轴连接。
5.根据权利要求1所述的一种具有转向功能的小型机械加工用车床，其特征在于：所述刀具调换机构(400)包括设于导向框(205)后侧壁的壳体(401)，所述壳体(401)内腔贯穿插接有伸缩套杆(402)，所述伸缩套杆(402)一端通过联动轴与步进电机(403)的输出端连接，且所述伸缩套杆(402)端部设有插接块(404)，所述伸缩套杆(402)上设有定位螺钉(411)，所述壳体(401)内腔设有与初始刀具(208)后端固定连接的驱动件(405)，所述驱动件(405)表面开设有与插接块(404)相适配的插槽，所述初始刀具(208)底面开设有调换槽(407)，所述调换槽(407)内活动嵌设有调换刀具(406)，所述调换刀具(406)一端设有弹性伸缩件(409)，所述调换槽(407)一侧设有与初始刀具(208)活动连接的抵接块(408)，所述抵接块(408)通过定位螺栓(410)与调换槽(407)固定连接，所述驱动件(405)一端贯穿壳体(401)与弹性伸缩件(409)一端固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种具有转向功能的小型机械加工用车床，其特征在于：所述转向驱动机构(500)包括L型转向板(501)，所述L型转向板(501)上活动设置有底板(502)，所述底板(502)一端与L型转向板(501)通过连接轴连接，且所述底板(502)另一端为自由设置，所述L型转向板(501)上开设有导向轨(503)，所述底板(502)上活动连接有表面具有凸起的联动板(504)，所述联动板(504)上活动连接有动力杆(505)，所述动力杆(505)一端与固定块(506)转动连接，且所述动力杆(505)上开设有与联动板(504)表面凸起相适配的活动口，所述动力杆(505)外壁与支杆(507)一端活动连接，所述支杆(507)另一端与凸轮(508)活动连接，所述凸轮(508)通过转动电机(509)驱使转动。
7.根据权利要求6所述的一种具有转向功能的小型机械加工用车床，其特征在于：所述导向轨(503)呈缺外弧板的扇形轮廓结构，所述联动板(504)通过联动件与导向座(301)底面固定连接，所述加工台(100)顶面开设有与导向座(301)相适配的弧形转向槽。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种具有转向功能的小型机械加工用车床的方法，其特征在于：具体包括以下步骤，
S1：控制转轮(202)转动，带动导向框(205)同步转动，驱使活动锥形齿轮(204)与固定锥形齿轮(203)啮合转动，活动锥形齿轮(204)的转动驱使螺纹轴(207)转动，带动安装块(206)于螺纹轴(207)上由内向外渐移，从而使得安装块(206)带动初始刀具(208)于工件表面做渐移的加工动作，加工面更加平整，实现对工件的纵向面渐移加工；
S2：控制导向框(205)转动至水平的状态，驱使动力盘(304)转动，使得皮带条(303)相应移动，通过摩擦作用带动间歇轮(305)转动，同步带动定位盘(306)转动，此时间歇轮(305)、定位盘(306)、定位夹块(307)和活动夹块(308)沿着导向座(301)同步水平移动，于此同时，工件于定位夹块(307)和活动夹块(308)之间同步间歇轮(305)的转动而转动，并逐渐与初始刀具(208)接触，实现加工作业，对工件实现横向面加工作业；
S3：将伸缩套杆(402)延长，使其端部的插接块(404)与驱动件(405)紧密插接，并将驱动件(405)向前顶出，推动弹性伸缩件(409)带动调换刀具(406)伸出，随后将抵接块(408)推入至调换槽(407)内，再通过定位螺栓(410)和定位螺钉(411)对抵接块(408)和伸缩套杆(402)进行固定，利用调换刀具(406)可实现对工件内表面的全方位加工；
S4：控制转动电机(509)工作，驱使支杆(507)转动，使得动力杆(505)带动联动板(504)于底板(502)上移动，同时底板(502)会沿着导向轨(503)从L型转向板(501)一端向另一端移动，实现90°角的转向动作，驱使导向座(301)同步移动，实现对工件的换面加工。
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