CN114851274A - 一种数学几何模型加工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及加工装置,更具体的说是一种数学几何模型加工装置,包括底部支架、装夹机构、位移机构、切割机构、切割刀具、支撑机构和下料机构,部支架上固定连接有第一侧架,所述第一侧架上转动连接有装夹机构,底部支架上滑动连接有两个位移机构,每个位移机构上均连接有切割机构,每个切割机构上均连接有三个切割刀具,所述底部支架上固定连接有第二侧架,第二侧架上固定连接有支撑机构,所述底部支架上固定连接有第二侧架,第二侧架上固定连接有支撑机构,可以根据不同的使用需求,加工不同外形和不同大小的几何模型。
Description
技术领域
本发明涉及加工装置,更具体地说是一种数学几何模型加工装置。
背景技术
数学几何模型在数学教学的过程中,可以更加立体地让学生理解几何模型的结构,从而能够让学生加深对几何结构的印象,从而更好地进行学习,而数学几何模型的形状有很多中,如圆柱体、六面体和锥体等,其中涉及有曲面和平面,在对数学几何模型加工的过程中加工难度较大,需要更换不同的加工器具,现有技术中还没有一种装置能够根据不同的使用需求,加工不同外形和不同大小的几何模型。
发明内容
本发明的目的是提供一种数学几何模型加工装置,可以根据不同的使用需求,加工不同外形和不同大小的几何模型。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:
一种数学几何模型加工装置,包括底部支架、装夹机构、位移机构、切割机构、切割刀具、支撑机构和下料机构,底部支架两侧分别固定连接有第一侧架和第二侧架,底部支架上转动连接有第一丝杆,第一丝杆两端的螺纹旋向相反,底部支架上固定连接有动力机构Ⅰ,动力机构Ⅰ优选为伺服电机,动力机构Ⅰ的输出轴和第一丝杆之间固定连接,底部支架上转动连接有两个第二丝杆,底部支架上固定连接有两个动力机构Ⅱ,动力机构Ⅱ优选为伺服电机,两个动力机构Ⅱ的输出轴分别和两个第二丝杆固定连接;
装夹机构转动连接在第一侧架上,第一侧架上固定连接有驱动装夹机构进行转动的动力机构Ⅲ,动力机构Ⅲ优选为伺服电机,装夹机构包括转动筒、限位支架、螺纹盘、滑动支架和装夹块,转动筒转动连接在第一侧架上,转动筒上固定连接有限位支架,转动筒上转动连接有螺纹盘,限位支架上滑动连接有多个滑动支架,多个滑动支架均通过螺纹连接在螺纹盘上,每个滑动支架上均固定连接有装夹块;
位移机构设置有两个,两个位移机构均滑动连接在底部支架上,两个位移机构分别通过螺纹连接在第一丝杆的两端,位移机构包括第一滑块、第一滑动支架、第三丝杆、第二滑块、第二滑动支架和第四丝杆,第一滑块上转动连接有第一滑动支架,第一滑块上固定连接有驱动第一滑动支架进行转动的动力机构Ⅳ,动力机构Ⅳ优选为伺服电机,第一滑动支架上转动连接有第三丝杆,第一滑动支架上固定连接有驱动第三丝杆进行转动的动力机构Ⅴ,动力机构Ⅴ优选为伺服电机,动力机构Ⅳ的输出轴和第三丝杆之间固定连接,第三丝杆上通过螺纹连接有第二滑块,第二滑块滑动连接在第一滑动支架上,第二滑块上固定连接有第二滑动支架,第二滑动支架上转动连接有第四丝杆,第二滑动支架上固定连接有驱动第四丝杆进行转动的动力机构Ⅵ,动力机构Ⅵ优选为伺服电机,两个第一滑块均滑动连接在底部支架上,两个第一滑块分别通过螺纹连接在第一丝杆的两端;
切割机构设置有两个,两个切割机构分别连接在两个位移机构上,切割机构包括升降支架、转动盘、限位柱和第五丝杆,升降支架滑动连接在第二滑动支架上,升降支架通过螺纹连接在第四丝杆上,升降支架上转动连接有两个转动盘,两个转动盘之间固定连接有多个限位柱,两个转动盘之间转动连接有第五丝杆,第五丝杆两端的螺纹旋向相反,升降支架上固定连接有驱动转动盘进行转动的动力机构Ⅶ,动力机构Ⅶ优选为伺服电机,两个升降支架分别滑动连接在两个第二滑动支架上,两个升降支架分别通过螺纹连接在两个第四丝杆上;
两个切割机构上均连接有多个切割刀具,切割刀具包括刀具盘和圆弧刀,刀具盘上固定连接有圆弧刀,刀具盘设置有六个,其中三个刀具盘连接在一个切割机构上,其中一个刀具盘固定连接在多个限位柱的中部,另外两个刀具盘分别滑动连接在多个限位柱上,两个刀具盘分别通过螺纹连接在第五丝杆的两端,圆弧刀的宽度大于刀具盘的宽度,刀具盘能够滑入到相邻的圆弧刀内侧;
第二侧架上固定连接有支撑机构,支撑机构包括第一伸缩机构、挤压盘和锥体,第一伸缩机构固定连接在第二侧架上,第一伸缩机构的伸缩端上转动连接有挤压盘,挤压盘上固定连接有多个锥体;
底部支架上滑动连接有两个下料机构,下料机构包括第三滑块、第二伸缩机构、下料支架和下料刀具,第三滑块滑动连接在底部支架上,第三滑块通过螺纹连接在第二丝杆上,第三滑块上固定连接有第二伸缩机构,第二伸缩机构的伸缩端上固定连接有下料支架,下料支架上转动连接有下料刀具,下料支架上固定连接有驱动下料刀具进行转动的动力机构Ⅶ,动力机构Ⅶ优选为伺服电机,动力机构Ⅶ的输出轴和下料刀具之间固定连接。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的数学几何模型加工装置整体结构示意图;
图2是本发明的底部支架、第一侧架、第二侧架、第一丝杆和第二丝杆连接结构示意图;
图3是本发明的装夹机构结构示意图;
图4是本发明的装置支架、第一丝杆和位移机构连接结构示意图;
图5是本发明的位移机构结构示意图;
图6是本发明的切割机构结构示意图;
图7是本发明的切割刀具结构示意图一;
图8是本发明的切割刀具结构示意图二;
图9是本发明的支撑机构结构示意图;
图10是本发明的下料机构结构示意图。
图中:
底部支架11;第一侧架12;第二侧架13;第一丝杆14;第二丝杆15;
转动筒21;限位支架22;螺纹盘23;滑动支架24;装夹块25;
第一滑块31;第一滑动支架32;第三丝杆33;第二滑块34;第二滑动支架35;第四丝杆36;
升降支架41;转动盘42;限位柱43;第五丝杆44;
刀具盘51;圆弧刀52;
第一伸缩机构61;挤压盘62;锥体63;
第三滑块71;第二伸缩机构72;下料支架73;下料刀具74。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
为了解决“如何根据不同的使用需求,加工不同外形和不同大小的几何模型”这一技术问题,如图1至10所示,下面对一种数学几何模型加工装置的结构和功能进行详细的说明;
一种数学几何模型加工装置,包括底部支架11、装夹机构、位移机构、切割机构、切割刀具、支撑机构和下料机构,所述第一侧架12上转动连接有装夹机构,底部支架11上滑动连接有两个位移机构,每个位移机构上均连接有切割机构,每个切割机构上均连接有三个切割刀具,所述底部支架11上固定连接有第二侧架13,第二侧架13上固定连接有支撑机构,两个第二丝杆15上均通过螺纹连接有下料机构;
使用时,将需要进行加工的棒料放置在装夹机构上,这里的棒料为制备数学几何模型的原料,可以是塑料或者木制的棒料,用来当作加工数学几何模型的原料;
装夹机构对棒料进行装夹,根据不同的加工需求将棒料伸出不同的长度,启动支撑机构,支撑机构对棒料的端部进行支撑,进而通过两个位移机构驱动两个切割机构进行运动,调整切割机构的位置和倾斜角度,进而调整多个切割刀具的位置和倾斜角度,通过位移机构、切割机构、装夹机构相互配合运动,使得多个切割刀具产生不同的运动,进而完成对棒料的加工,使得棒料被加工成不同的形状;
进一步的,当棒料加工完成形成数学几何模型后,再启动两个下料机构,两个下料机构对加工出的数学几何模型进行切割,进而使得加工完成的数学几何模型和棒料分离;
如图1至10所示,下面对装夹机构、位移机构、切割机构、切割刀具、支撑机构和下料机构的结构和功能进行详细的说明;
底部支架11两侧分别固定连接有第一侧架12和第二侧架13,底部支架11上转动连接有第一丝杆14,第一丝杆14两端的螺纹旋向相反,底部支架11上固定连接有动力机构Ⅰ,动力机构Ⅰ优选为伺服电机,动力机构Ⅰ的输出轴和第一丝杆14之间固定连接,底部支架11上转动连接有两个第二丝杆15,底部支架11上固定连接有两个动力机构Ⅱ,动力机构Ⅱ优选为伺服电机,两个动力机构Ⅱ的输出轴分别和两个第二丝杆15固定连接;
装夹机构转动连接在第一侧架12上,第一侧架12上固定连接有驱动装夹机构进行转动的动力机构Ⅲ,动力机构Ⅲ优选为伺服电机,装夹机构包括转动筒21、限位支架22、螺纹盘23、滑动支架24和装夹块25,转动筒21转动连接在第一侧架12上,转动筒21上固定连接有限位支架22,转动筒21上转动连接有螺纹盘23,限位支架22上滑动连接有多个滑动支架24,多个滑动支架24均通过螺纹连接在螺纹盘23上,每个滑动支架24上均固定连接有装夹块25;
位移机构设置有两个,两个位移机构均滑动连接在底部支架11上,两个位移机构分别通过螺纹连接在第一丝杆14的两端,位移机构包括第一滑块31、第一滑动支架32、第三丝杆33、第二滑块34、第二滑动支架35和第四丝杆36,第一滑块31上转动连接有第一滑动支架32,第一滑块31上固定连接有驱动第一滑动支架32进行转动的动力机构Ⅳ,动力机构Ⅳ优选为伺服电机,第一滑动支架32上转动连接有第三丝杆33,第一滑动支架32上固定连接有驱动第三丝杆33进行转动的动力机构Ⅴ,动力机构Ⅴ优选为伺服电机,动力机构Ⅳ的输出轴和第三丝杆33之间固定连接,第三丝杆33上通过螺纹连接有第二滑块34,第二滑块34滑动连接在第一滑动支架32上,第二滑块34上固定连接有第二滑动支架35,第二滑动支架35上转动连接有第四丝杆36,第二滑动支架35上固定连接有驱动第四丝杆36进行转动的动力机构Ⅵ,动力机构Ⅵ优选为伺服电机,两个第一滑块31均滑动连接在底部支架11上,两个第一滑块31分别通过螺纹连接在第一丝杆14的两端;
切割机构设置有两个,两个切割机构分别连接在两个位移机构上,切割机构包括升降支架41、转动盘42、限位柱43和第五丝杆44,升降支架41滑动连接在第二滑动支架35上,升降支架41通过螺纹连接在第四丝杆36上,升降支架41上转动连接有两个转动盘42,两个转动盘42之间固定连接有多个限位柱43,两个转动盘42之间转动连接有第五丝杆44,第五丝杆44两端的螺纹旋向相反,升降支架41上固定连接有驱动转动盘42进行转动的动力机构Ⅶ,动力机构Ⅶ优选为伺服电机,两个升降支架41分别滑动连接在两个第二滑动支架35上,两个升降支架41分别通过螺纹连接在两个第四丝杆36上;
两个切割机构上均连接有多个切割刀具,切割刀具包括刀具盘51和圆弧刀52,刀具盘51上固定连接有圆弧刀52,刀具盘51设置有六个,其中三个刀具盘51连接在一个切割机构上,其中一个刀具盘51固定连接在多个限位柱43的中部,另外两个刀具盘51分别滑动连接在多个限位柱43上,两个刀具盘51分别通过螺纹连接在第五丝杆44的两端,圆弧刀52的宽度大于刀具盘51的宽度,刀具盘51能够滑入到相邻的圆弧刀52内侧;
第二侧架13上固定连接有支撑机构,支撑机构包括第一伸缩机构61、挤压盘62和锥体63,第一伸缩机构61固定连接在第二侧架13上,第一伸缩机构61的伸缩端上转动连接有挤压盘62,挤压盘62上固定连接有多个锥体63;
底部支架11上滑动连接有两个下料机构,下料机构包括第三滑块71、第二伸缩机构72、下料支架73和下料刀具74,第三滑块71滑动连接在底部支架11上,第三滑块71通过螺纹连接在第二丝杆15上,第三滑块71上固定连接有第二伸缩机构72,第二伸缩机构72的伸缩端上固定连接有下料支架73,下料支架73上转动连接有下料刀具74,下料支架73上固定连接有驱动下料刀具74进行转动的动力机构Ⅶ,动力机构Ⅶ优选为伺服电机,动力机构Ⅶ的输出轴和下料刀具74之间固定连接;
使用时,将需要进行加工的棒料放置在多个装夹块25之间,根据不同的使用需求和需要加工的数学几何模型的大小,调整棒料伸出的长度,转动螺纹盘23,螺纹盘23转动时通过螺纹带动多个滑动支架24进行运动,多个滑动支架24在限位支架22的限位下,相互靠近或者远离,多个限位支架22相互靠近进而带动多个装夹块25相互靠近,多个装夹块25相互靠近对棒料进行挤压装夹;
启动第一伸缩机构61,第一伸缩机构61可以是液压缸或者电动推杆,第一伸缩机构61的伸缩端带动挤压盘62进行运动,挤压盘62带动多个锥体63进行运动,使得多个锥体63对棒料的端部进行挤压,进而完成加工原料的装夹;
原料装夹完成后,预先启动动力机构Ⅴ,动力机构Ⅴ的输出轴开始转动,动力机构Ⅴ的输出轴带动第三丝杆33进行转动,第三丝杆33转动时通过螺纹带动第二滑块34进行运动,第二滑块34带动第二滑动支架35进行运动,第二滑动支架35带动切割机构进行运动,进而调整切割机构的位置,根据原料伸出的长度,调整多个切割刀具进行切割加工的位置,进而满足不同的加工需求;
进一步的,当多个切割刀具的加工位置调整完成后,转动第五丝杆44,第五丝杆44转动时通过螺纹带动其上的两个刀具盘51进行运动,进而调整两个刀具盘51之间的距离,同时如图7所示,圆弧刀52的宽度大于刀具盘51的宽度,进而刀具盘51的位置发生变化,三个圆弧刀52之间的错位距离发生变化,进而三个圆弧刀52可以切割的范围就发生变化,进而根据不同的使用需求,调整三个圆弧刀52的切割范围;
当三个圆弧刀52需求切割的圆面时,即圆柱体,启动动力机构Ⅶ,动力机构Ⅶ的输出轴带动转动盘42进行转动,转动盘42带动多个圆弧刀52进行转动,同时启动动力机构Ⅲ,动力机构Ⅲ的输出轴带动转动筒21进行转动,转动筒21带动原料进行转动,再启动动力机构Ⅰ,动力机构Ⅰ的输出轴带动第一丝杆14进行转动,第一丝杆14转动时通过螺纹带动两个第一滑动支架32相互靠近或者远离,进而调整两侧的多个圆弧刀52之间的相对距离,进而使得多个圆弧刀52和原料的外表面接触,进而在多个圆弧刀52和原料同时旋转情况下,对原料进行切割,加工出圆柱体;
当需要加工圆锥时,预先启动动力机构Ⅳ,动力机构Ⅳ的输出轴带动第一滑动支架32进行转动,使得第一滑动支架32偏转一定的角度,进而使得多个圆弧刀52偏转一定的角度,即多个圆弧刀52是倾斜切向原料的,进而在原料进行旋转时,使得原料形成圆锥体;
进一步的,当需要加工平面时,即六面体等时,不启动动力机构Ⅲ,启动动力机构Ⅵ,动力机构Ⅵ的输出轴带动第四丝杆36进行转动,第四丝杆36转动时通过螺纹带动切割机构进行运动,进而调整切割机构的切割高度,进而在多个圆弧刀52进行转动时,驱动多个圆弧刀52进行竖直方向上的运动,使得多个圆弧刀52完成平面上的加工;
进一步的,也可以启动动力机构Ⅳ,动力机构Ⅳ的输出轴带动第一滑动支架32进行转动,使得第一滑动支架32偏转一定的角度,进而使得多个圆弧刀52偏转一定的角度,即多个圆弧刀52可以加工出倾斜一定角度的平面,满足更多的加工需求;
进一步的,当数学几何模型加工完成后,由于多个锥体63的挤压,使得数学几何模型的侧边有一定的形变,启动动力机构Ⅱ,动力机构Ⅱ的输出轴带动第二丝杆15进行运动,进而调整下料机构的切割位置,启动第二伸缩机构72,第二伸缩机构72可以是液压缸或者电动推杆,第二伸缩机构72的伸缩端带动下料刀具74进行运动,预先启动动力机构Ⅶ,动力机构Ⅶ的输出轴带动下料刀具74进行转动,使得下料刀具74对原料进行切割,完成数学几何模型和原料的分离。
Claims (10)
1.一种数学几何模型加工装置,包括底部支架(11),底部支架(11)上固定连接有第一侧架(12),其特征在于:所述第一侧架(12)上转动连接有装夹机构,底部支架(11)上滑动连接有两个位移机构,每个位移机构上均连接有切割机构,每个切割机构上均连接有三个切割刀具。
2.根据权利要求1所述的一种数学几何模型加工装置,其特征在于:所述底部支架(11)上转动连接有第一丝杆(14),第一丝杆(14)两端的螺纹旋向相反,部支架(11)上转动连接有两个第二丝杆(15)。
3.根据权利要求2所述的一种数学几何模型加工装置,其特征在于:所述装夹机构包括转动筒(21),转动筒(21)上固定连接有限位支架(22),转动筒(21)上转动连接有螺纹盘(23),限位支架(22)上滑动连接有多个滑动支架(24),多个滑动支架(24)均通过螺纹连接在螺纹盘(23)上,每个滑动支架(24)上均固定连接有装夹块(25)。
4.根据权利要求2所述的一种数学几何模型加工装置,其特征在于:所述位移机构包括第一滑块(31),第一滑块(31)上转动连接有第一滑动支架(32),第一滑动支架(32)上转动连接有第三丝杆(33),第三丝杆(33)上通过螺纹连接有第二滑块(34),第二滑块(34)滑动连接在第一滑动支架(32)上,第二滑块(34)上固定连接有第二滑动支架(35),第二滑动支架(35)上转动连接有第四丝杆(36)。
5.根据权利要求4所述的一种数学几何模型加工装置,其特征在于:两个第一滑块(31)均滑动连接在底部支架(11)上,两个第一滑块(31)分别通过螺纹连接在第一丝杆(14)的两端。
6.根据权利要求4所述的一种数学几何模型加工装置,其特征在于:所述切割机构包括升降支架(41),升降支架(41)上转动连接有两个转动盘(42),两个转动盘(42)之间固定连接有多个限位柱(43),两个转动盘(42)之间转动连接有第五丝杆(44),第五丝杆(44)两端的螺纹旋向相反。
7.根据权利要求6所述的一种数学几何模型加工装置,其特征在于:两个升降支架(41)分别滑动连接在两个第二滑动支架(35)上,两个升降支架(41)分别通过螺纹连接在两个第四丝杆(36)上。
8.根据权利要求6所述的一种数学几何模型加工装置,其特征在于:所述切割刀具包括刀具盘(51)和固定连接在刀具盘(51)上的圆弧刀(52),两个转动盘(42)之间设置有三个刀具盘(51),其中一个刀具盘(51)固定连接在多个限位柱(43)的中部,另外两个刀具盘(51)分别滑动连接在多个限位柱(43)上,两个刀具盘(51)分别通过螺纹连接在第五丝杆(44)的两端,圆弧刀(52)的宽度大于刀具盘(51)的宽度,刀具盘(51)能够滑入到相邻的圆弧刀(52)内侧。
9.根据权利要求1所述的一种数学几何模型加工装置,其特征在于:所述底部支架(11)上固定连接有第二侧架(13),第二侧架(13)上固定连接有支撑机构,支撑机构包括第一伸缩机构(61)和转动连接在第一伸缩机构(61)伸缩端上的挤压盘(62),挤压盘(62)上固定连接有多个锥体(63)。
10.根据权利要求2所述的一种数学几何模型加工装置,其特征在于:两个第二丝杆(15)上均通过螺纹连接有下料机构,下料机构包括第三滑块(71)和固定连接在第三滑块(71)上的第二伸缩机构(72),第二伸缩机构(72)的伸缩端上固定连接有下料支架(73),下料支架(73)上转动连接有下料刀具(74)。
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2022
- 2022-05-31 CN CN202210606574.8A patent/CN114851274B/zh active Active
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