CN113909534A - 一种金属切削加工机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属切削加工技术领域，尤其是一种金属切削加工机床，床身上表面一侧固定安装有立柱，床身上还固定安装有工件进给模块，立柱上固定安装有升降模块，升降模块上固定安装有切削加工模块，升降模块用于带动切削加工模块沿立柱高度方向进行升降，立柱上还固定安装有控制模块；主轴箱固定连接在升降模块上，主电机与主轴箱的输入轴传动连接，镗轴同轴固定连接在主轴箱的输出轴上，镗轴上固定安装有镗刀，镗轴四周环绕设置有均匀分布的若干个吹屑组件，吹屑组件均固定连接在主轴箱上。本发明可以利用环绕镗轴设置的多个吹屑组件，实现加工过程中的自动吹屑，有效减轻了工作人员负担。

Description

一种金属切削加工机床

技术领域

本发明涉及金属切削加工技术领域，尤其涉及一种金属切削加工机床。

背景技术

在金属切削加工机床对工件进行镗孔加工时，当机床上的镗轴带动镗刀边旋转边进行竖直方向上移动、工作台带动工件做进给运动，从而实现镗孔加工时，一开始，当加工的孔的深度较浅时，孔内加工过程中产生的切削屑会被旋转的镗刀直接甩出至孔外，大部分不会与孔内壁相撞，此时由于切削屑的动能较大，切削屑被甩出孔外后会继续飞出，不会堆积在孔周围的工件表面上；但是随着加工时间的持续，加工的孔会原来越深，此时当镗刀将切削屑甩出时，由于孔的深度增加，这些切削屑会与孔的内壁相撞，导致其动能衰减，使得一部分切削屑会留在孔内，另一部分飞出孔外后会堆积在孔周围的工件表面上，留在孔内的切削屑随后镗刀的运动会一点点的被甩出，但是这些堆积在加工孔周围工件表面上的切削屑会逐渐的积累，其积累到一定程度时，这些堆积的切削屑会重新落入加工孔中，导致孔中的切削屑难以排出，可能会造成镗刀加工发生故障，如果要避免这种情况发生，则需要加工人员实时的观察切削屑积累情况，在孔周围工件表面的切削屑积累过多时，手持吹风装置将切削屑吹掉，由于工件在进行加工时，会产生的噪音、烟尘，长时间的守候对于工作人员的身体健康会造成不利影响。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在需要人工的将镗孔加工过程中的堆积的切削屑吹走的缺点，而提出的一种金属切削加工机床。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种金属切削加工机床，包括床身，所述床身上表面一侧固定安装有立柱，所述床身上还固定安装有工件进给模块，所述立柱上固定安装有升降模块，所述升降模块上固定安装有切削加工模块，所述升降模块用于带动切削加工模块沿立柱高度方向进行升降，所述立柱上还固定安装有控制模块；

所述切削加工模块包括主轴箱、主电机、镗轴、镗刀、吹屑组件，所述主轴箱固定连接在升降模块上，所述主电机与主轴箱的输入轴传动连接，所述镗轴同轴固定连接在主轴箱的输出轴上，所述镗轴上固定安装有镗刀，所述镗轴四周环绕设置有均匀分布的若干个吹屑组件，所述吹屑组件均固定连接在主轴箱上。

优选的，所述工件进给模块包括下滑座、上滑座、工作台、夹持机构，所述下滑座固定安装在床身上，所述上滑座固定安装在下滑座上，所述工作台固定安装在上滑座上，所述工作台上设置有夹持机构。

优选的，所述吹屑组件包括支撑机构、进气管、球形壳体、出气孔、柔性套环，所述进气管平行于镗轴设置，所述进气管底端可转动安装有球形壳体，所述进气管与球形壳体同轴设置，所述进气管与球形壳体内部相连通，所述球形壳体上套设有一个与之过盈配合的柔性套环，所述柔性套环与进气管同轴设置，所述柔性套环外壁与镗轴表面相接触，所述柔性套环下方的球形壳体上环绕进气管中轴线开设有均匀分布的若干个出气孔，每个所述出气孔的中轴线均指向球形壳体的球心设置；

所述进气管通过支撑机构固定连接在主轴箱上，所述进气管顶端设置有压缩空气供应设备连接机构。

优选的，所述支撑机构包括横板、螺纹柱、连接柱，所述进气管贯穿设置并固定在横板上，所述横板上贯穿设置有若干个螺纹柱，所述横板上方的螺纹柱同轴固定连接有一个连接柱，所述连接柱直径大于螺纹柱，所述连接柱均固定连接在主轴箱上，所述横板下方的螺纹柱上均安装有螺母。

优选的，所述压缩空气供应设备连接机构包括弯头、软管，所述弯头一端套设并固定在进气管顶端上，所述弯头另一端插设并固定有软管的一端，所述软管的另一端固定连接在压缩空气供应设备上。

优选的，所述柔性套环为聚氨酯套环，且所述柔性套环外表面沿周向开设有防滑纹。

本发明提出的一种金属切削加工机床，有益效果在于：通过设置多个吹屑组件，当机床进行加工时，压缩空气会注入吹屑组件中的球形壳体中，并从球形壳体上环状分布的多个出气孔排出，排出的气流成环状分布，可以覆盖大部分工件表面，来将工件表面的切削屑吹走，但是由于出气孔之间存在间隔，喷出气流之间仍然存在缝隙，使得缝隙中的切削屑难以被吹走，此时则由于镗轴会带动吹屑组件中的柔性套环旋转，柔性套环则带动球形壳体旋转，这样球形壳体在旋转时，会带排气孔做圆周运动，使得排出的气流不断的改变喷出方向，从而可以覆盖气流之间的缝隙区域，从而实现无死角吹屑操作，整个吹屑过程中可以除去大部分堆积在工件表面的切削屑，不需要人工长时间守候，降低了工人的劳动负担。

附图说明

图1为本发明提出的一种金属切削加工机床的结构示意图；

图2为本发明提出的一种金属切削加工机床的切削加工模块立体结构示意图；

图3为本发明提出的一种金属切削加工机床的切削加工模块正视图；

图4为本发明提出的一种金属切削加工机床的吹屑组件三维结构示意图；

图5为本发明提出的一种金属切削加工机床的柔性套环结构示意图；

图6为本发明提出的一种金属切削加工机床的球形壳体剖视结构示意图；

图7为本发明提出的一种金属切削加工机床在进行工件镗孔加工时的示意图。

图中：床身1、立柱2、升降模块3、主轴箱4、主电机5、镗轴6、镗刀7、下滑座8、上滑座9、工作台10、进气管11、球形壳体12、套筒13、密封轴承14、出气孔15、柔性套环16、横板17、螺纹柱18、连接柱19、弯头20、软管21。

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。

实施例1

参照图1-7，一种金属切削加工机床，包括床身1，床身1上表面一侧固定安装有立柱2，床身1上还固定安装有工件进给模块，工件进给模块包括下滑座8、上滑座9、工作台10、夹持机构，下滑座8固定安装在床身1上，上滑座9固定安装在下滑座8上，工作台10固定安装在上滑座9上，工作台10上设置有夹持机构。工件进给模块主要用于带动其上利用夹持机构固定的工件做进给运动，以配合镗刀7的旋转和垂直方向的移动，来实现对工件22的镗孔加工。

立柱2上固定安装有升降模块3，升降模块3上固定安装有切削加工模块，升降模块3用于带动切削加工模块沿立柱2高度方向进行升降，立柱2上还固定安装有控制模块，控制模块包括控制单元、人机界面、手轮、变频器、伺服驱动器、位置反馈、位置检测装置；其中：控制模块各部分之间通过控制总线进行通讯，人机界面和位置反馈通过控制总线连接着变频器和伺服驱动器，变频器与主电机5电性连接，伺服驱动器与工件进给模块电性连接；控制单元分别电性连接着人机界面、变频器、伺服驱动器、手轮；位置反馈分别连接着伺服驱动器、位置检测装置；

切削加工模块包括主轴箱4、主电机5、镗轴6、镗刀7、吹屑组件，主轴箱4固定连接在升降模块3上，主电机5与主轴箱4的输入轴传动连接，镗轴6同轴固定连接在主轴箱4的输出轴上，镗轴6上固定安装有镗刀7，镗轴6四周环绕设置有均匀分布的若干个吹屑组件，吹屑组件均固定连接在主轴箱4上。吹屑组件包括支撑机构、进气管11、球形壳体12、出气孔15、柔性套环16，进气管11平行于镗轴6设置，进气管11底端可转动安装有球形壳体12，进气管11与球形壳体12同轴设置，进气管11与球形壳体12内部相连通，球形壳体12上固定设有与之内部相连通的套筒13，套筒13内通过密封轴承14可转动安装有进气管11。球形壳体12上套设有一个与之过盈配合的柔性套环16，柔性套环16与进气管11同轴设置，柔性套环16外壁与镗轴6表面相接触，柔性套环16下方的球形壳体12上环绕进气管11中轴线开设有均匀分布的若干个出气孔15，每个出气孔15的中轴线均指向球形壳体12的球心设置；球形壳体12的设置，使得出气孔可以环绕其进行分布，从而使得吹出的气流可以更好的覆盖工件22表面。每个出气孔15吹出的气流均向下方倾斜设置，从而使得吹出的气流可以作用于工件22表面的切削屑。柔性套环16的主要在于利用其自身与镗轴6之间的摩擦力，使得镗轴6转动时会带动与之接触的柔性套环16旋转，进而带动球形壳体12旋转。如果直接利用球形壳体12与镗轴6进行接触，一方面由于摩擦力较小，球形壳体12难以旋转，另一方面，由于球形壳体12采用硬质材料，使得镗轴6与球形可以12之间缺乏缓冲，可能会导致球形壳体12被镗轴6撞坏。

进气管11通过支撑机构固定连接在主轴箱4上，进气管11顶端设置有压缩空气供应设备连接机构。压缩空气供应设备连接机构包括弯头20、软管21，弯头20一端套设并固定在进气管11顶端上，弯头20另一端插设并固定有软管21的一端，软管21的另一端固定连接在压缩空气供应设备上。压缩空气供应设备主要是供应压缩空气，当压缩空气注入进气管11后，可从球形壳体12的出气孔15中喷出。

本发明在使用时，当对工件22进行加工时，镗轴6可以带动多个与之接触的吹屑组件中的球形壳体12旋转，从而使得球形壳体12中喷出的气流可以覆盖更大的工件表面，从而获得更好地吹屑效果，保证了机床可以更好的进行加工。

实施例2

参照图1-6，作为本发明的另一优选实施例，与实施例1的区别在于，支撑机构包括横板17、螺纹柱18、连接柱19，进气管11贯穿设置并固定在横板17上，横板17上贯穿设置有若干个螺纹柱18，横板17上方的螺纹柱18同轴固定连接有一个连接柱19，连接柱19直径大于螺纹柱18，连接柱19均固定连接在主轴箱4上，横板17下方的螺纹柱18上均安装有螺母。

在吹屑模块的安装过程中，首先需要将连接柱19的连接端焊接固定在主轴箱4上，然后将横板17套设固定在螺纹柱18上即可，在后续使用过程中，吹屑组件中的柔性套环16由于磨损可能需要更换，此时就可以将螺纹柱18上的螺母取下，然后将横板17连带进气管11、球形壳体12、柔性套环16等取下，更换上新的柔性套环16再安装回去即可。

本发明的总体工作流程如下：

S1、将待加工的工件22放置在工作台10上，并利用夹持机构进行固定；

S2、启动主电机5，主电机5通过主轴箱4驱动镗轴6带动镗刀7旋转，随后控制升降模块带动切削加工模块下移，并同步启动工件进给模块带动工作台10上的工件做进给运动，从而对工件22进行镗孔加工；

于此同时镗轴6带动与之接触柔性套环16绕进气管11旋转，柔性套环16则带动球形壳体12绕进气管11旋转；

S3、随着镗孔深度的增加，启动压缩空气供应设备，压缩空气供应设备通过软管12、弯头20将压缩空气注入进气管11中，随后进入球形壳体12中，然后从球形壳体12上设置的出气孔15排出，于此同时球形壳体12还绕进气管11旋转，从而使得多个出气孔15排出的气流可以形成环绕球形壳体12分布的无间隔气幕，从而将加工孔周围工件22表面上堆积的切削屑吹走，多个吹屑组件相配合，可以实现全方位的吹屑作业；

S4、镗孔加工完成后，将各组件复位，并停止压缩空气供应设备，最后将工件22取出即可。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种金属切削加工机床，包括床身(1)，其特征在于，所述床身(1)上表面一侧固定安装有立柱(2)，所述床身(1)上还固定安装有工件进给模块，所述立柱(2)上固定安装有升降模块(3)，所述升降模块(3)上固定安装有切削加工模块，所述升降模块(3)用于带动切削加工模块沿立柱(2)高度方向进行升降，所述立柱(2)上还固定安装有控制模块；

所述切削加工模块包括主轴箱(4)、主电机(5)、镗轴(6)、镗刀(7)、吹屑组件，所述主轴箱(4)固定连接在升降模块(3)上，所述主电机(5)与主轴箱(4)的输入轴传动连接，所述镗轴(6)同轴固定连接在主轴箱(4)的输出轴上，所述镗轴(6)上固定安装有镗刀(7)，所述镗轴(6)四周环绕设置有均匀分布的若干个吹屑组件，所述吹屑组件均固定连接在主轴箱(4)上。

2.根据权利要求1所述的一种金属切削加工机床，其特征在于，所述工件进给模块包括下滑座(8)、上滑座(9)、工作台(10)、夹持机构，所述下滑座(8)固定安装在床身(1)上，所述上滑座(9)固定安装在下滑座(8)上，所述工作台(10)固定安装在上滑座(9)上，所述工作台(10)上设置有夹持机构。

3.根据权利要求1所述的一种金属切削加工机床，其特征在于，所述吹屑组件包括支撑机构、进气管(11)、球形壳体(12)、出气孔(15)、柔性套环(16)，所述进气管(11)平行于镗轴(6)设置，所述进气管(11)底端可转动安装有球形壳体(12)，所述进气管(11)与球形壳体(12)同轴设置，所述进气管(11)与球形壳体(12)内部相连通，所述球形壳体(12)上套设有一个与之过盈配合的柔性套环(16)，所述柔性套环(16)与进气管(11)同轴设置，所述柔性套环(16)外壁与镗轴(6)表面相接触，所述柔性套环(16)下方的球形壳体(12)上环绕进气管(11)中轴线开设有均匀分布的若干个出气孔(15)，每个所述出气孔(15)的中轴线均指向球形壳体(12)的球心设置；

所述进气管(11)通过支撑机构固定连接在主轴箱(4)上，所述进气管(11)顶端设置有压缩空气供应设备连接机构。

4.根据权利要求3所述的一种金属切削加工机床，其特征在于，所述支撑机构包括横板(17)、螺纹柱(18)、连接柱(19)，所述进气管(11)贯穿设置并固定在横板(17)上，所述横板(17)上贯穿设置有若干个螺纹柱(18)，所述横板(17)上方的螺纹柱(18)同轴固定连接有一个连接柱(19)，所述连接柱(19)直径大于螺纹柱(18)，所述连接柱(19)均固定连接在主轴箱(4)上，所述横板(17)下方的螺纹柱(18)上均安装有螺母。

5.根据权利要求3所述的一种金属切削加工机床，其特征在于，所述压缩空气供应设备连接机构包括弯头(20)、软管(21)，所述弯头(20)一端套设并固定在进气管(11)顶端上，所述弯头(20)另一端插设并固定有软管(21)的一端，所述软管(21)的另一端固定连接在压缩空气供应设备上。

6.根据权利要求3所述的一种金属切削加工机床，其特征在于，所述柔性套环(16)为聚氨酯套环，且所述柔性套环(16)外表面沿周向开设有防滑纹。

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