CN115958212A - 一种具有工件定位机构的双轴数控车床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数控车床技术领域，具体公开了一种具有工件定位机构的双轴数控车床，包括车床体和薄壁管，车床体两侧分别设置有固定座和移动座，平移组件，平移组件连接在床体上并且与移动座配合；外夹持组件，外夹持组件设置有两组，且分别对称连接在移动座和固定座相对的侧壁上；内夹持组件，内夹持组件设置有两组，且分别对称连接在相应的外夹持组件上；本发明利用内外同时夹持的形式能够在实现对薄壁管施加较大压力的同时，减少薄壁管的变形量，从而能够提升薄壁管在转动时与卡盘之间转动的同步性，并且通过调节板二的弧面结构能够提升薄壁管被夹持的面积，提升了薄壁管夹持的稳定性和安全性，并且提升薄壁关键加工的质量。

Description

一种具有工件定位机构的双轴数控车床

技术领域

本发明涉及数控车床技术领域，具体为一种具有工件定位机构的双轴数控车床。

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。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。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，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。其中双主轴数控车床是计算机数字控制车床，也称为CNC车床，是当前国内工业制造领域使用量较大，覆盖面较广的一种数控机床，约占数控机床总数的四分之一。是集信息、微电子、气动、液压、机械和电气等多项技术为一体的综合性机电一体化产品，在机械制造设备领域，是具有高精度、率、高柔性化和高自动化等优点的工作母机。

目前双主轴数控车床在加工薄壳类工件有时需要使用三爪卡盘从工件内腔向外撑紧工件，或者从工件外部向内夹持工件，利用卡爪与工件的之间的摩擦力进行固定，在薄壁类工件加工过程中，通常需要进行高速转动，此时为了保证工件加工的质量，需要工件和卡盘在转动时，保持相对位置恒定，此时需要卡爪对工件施加较大的夹持力，但是如果施加的夹持力过大，由于薄壁类管件厚度较薄，施加的夹持力过大容易产生变形，如果施加的夹持力过小，在卡盘转动的过程中，可能会由于卡爪与工件之间的夹持力不够发生旋转不同步的情况，影响加工的质量，此外，目前的双主轴车床在对两端为圆锥形的薄壁管件进行夹持时，接触面积小，也容易造成夹持不稳定，和受力集中易产生形变的情况。为此，提出一种具有工件定位机构的双轴数控车床。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有工件定位机构的双轴数控车床，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：一种具有工件定位机构的双轴数控车床，包括车床体，车床体两侧分别设置有固定座和移动座。

平移组件，平移组件连接在车床体上并且与移动座配合，平移组件带动移动座沿着车床体的长度方向移动；

外夹持组件，外夹持组件设置有两组，且分别对称连接在移动座和固定座相对的侧壁上，外夹持组件用于对薄壁管的两端外壁弧面进行夹持。

内夹持组件，内夹持组件设置有两组，且分别对称连接在相应的外夹持组件上，内夹持组件用于对薄壁管的两端内壁弧形面进行支撑，外夹持组件和内夹持组件通过调节能够对薄壁管进行双面夹持。

优选的，平移组件包括开设在车床体上且沿着车床体长度方向的移动槽，车床体上移动槽的内部转动连接有螺杆一，螺杆一的一端固定连接有电机，螺杆一上移动槽内部螺纹连接有与移动座固定连接的螺母座。

优选的，外夹持组件包括分别固定连接在移动座和固定座上的中空卡盘，卡盘内部转动连接有面齿轮，面齿轮的一侧啮合有若干伞齿轮，面齿轮的另一侧啮合有若干卡爪，若干卡爪沿着卡盘的中心等角度分布，卡爪上设置有外部调节组件，外部调节组件用于调节卡爪表面与薄壁管外壁贴合夹持的角度。

优选的，外部调节组件包括开设在卡爪夹持面一侧的安装槽一，安装槽一内部转动连接有调节板一，卡爪内部螺纹连接有螺杆二，螺杆二贯穿卡爪的内部，且螺杆二的外端固定连接有旋钮，螺杆二的内端转动连接有传递块一，传递块一的端部固定连接有滑动块一，滑动块一与调节板一滑动连接。

优选的，内夹持组件包括固定连接在卡盘内径上的圆柱形安装板，安装板朝向卡爪的一侧壁上固定连接有中空圆柱形支撑座，两侧支撑座分别与两侧的移动座和固定座之间转动连接有传动轴，支撑座上与卡爪相对应的位置环形阵列有若干外扩组件，用于对薄壁管的内壁进行夹持。

优选的，外扩组件包括环形阵列开设在支撑座内部的若干滑槽，滑槽的长度沿着支撑座的径向且贯穿支撑座，滑槽内部滑动连接有滑杆，滑杆上固定连接有垂直若干滑杆所组成平面的驱动杆，传动轴上固定连接有驱动盘，驱动盘上开设有若干与对应驱动杆滑动配合的弧形驱动槽，驱动槽的一端靠近驱动盘的中心，另一端远离驱动盘的中心，滑杆上设置有内部调节组件，内部调节组件用于调节与薄壁管内壁贴合夹持的角度，卡盘内部设置有与外扩组件配合的驱动组件，驱动组件用于为外扩组件提供动力。

优选的，内部调节组件包括开设在滑杆内部的空腔，空腔内部固定连接有微型气缸，滑杆的夹持端面开设有安装槽二，安装槽二内部转动连接有调节板二，微型气缸的自由端转动连接有滑动块二，滑动块二的自由端与调节板二为滑动连接，微型气缸一侧设置有与外部连通的气管。

优选的，驱动组件包括固定连接在传动轴上的蜗轮，卡盘的内壁上开设有安装孔，卡盘内部转动连接有穿过安装孔且与蜗轮啮合的蜗杆，蜗杆的一端设置有内六角孔，且该内六角孔与卡盘外部连通。

优选的，传动轴为中空结构，且两侧的传动轴分别贯穿移动座和固定座，气管穿入到传动轴的内部与外部连通。

优选的，调节板二的表面形状为向外凸出的弧形。

本发明至少具备以下有益效果：

1、本发明在使用时，利用三只卡爪和螺杆二依次通过传递块一和滑动块一的传递带动调节板一的自由端转动，从而能够实现对端部为圆锥面的薄壁管进行外壁贴合夹持，增大夹持的面积，利用滑杆与微型气缸通过滑动块二带动调节板二转动的配合，能够实现对对端部为圆锥面的薄壁管进行内壁的贴合夹持，增大夹持的面积，且内夹持的位置与外夹持的位置相对应，此外，利用内外同时夹持的形式能够在实现对薄壁管施加较大压力的同时，减少薄壁管的变形量，从而能够提升薄壁管在转动时与卡盘之间转动的同步性，提升薄壁关键加工的质量。

2、本发明中传动轴设计为中空结构，且两侧的传动轴分别贯穿移动座和固定座，气管穿入到传动轴的内部与外部连通；能够节约装置的空间，且减少气管与装置内部零件的干涉。

3、本发明中调节板二的表面形状设计为向外凸出的弧形，调节板二的弧形面结构设计能够进一步增大调节板二与薄壁管内壁的接触面积，提升了调节板二对薄壁管内壁的支撑面，且提升了夹持的安全性。

附图说明

图1为本发明整体立体结构示意图之一；

图2为本发明整体立体结构示意图之二；

图3为本发明主视剖面立体结构示意图之一；

图4为本发明主视剖面立体结构示意图之二；

图5为本发明主视剖面立体结构示意图之三；

图6为本发明主视剖面立体结构示意图之四；

图7为本发明主视剖面立体结构示意图之五；

图8为本发明主视剖面立体结构示意图之六；

图9为本发明侧视剖面立体结构示意图；

图10为本发明中薄壁管的侧视剖面结构示意图。

图中：1-车床体；11-固定座；12-移动座；2-外夹持组件；21-卡盘；22-面齿轮；23-伞齿轮；24-卡爪；25-外部调节组件；251-旋钮；252-螺杆二；253-安装槽一；254-传递块一；255-滑动块一；256-调节板一；3-内夹持组件；31-安装板；32-支撑座；33-传动轴；34-外扩组件；341-滑槽；342-滑杆；343-驱动盘；344-驱动槽；345-驱动杆；35-内部调节组件；351-空腔；352-微型气缸；353-安装槽二；354-调节板二；355-滑动块二；356-气管；36-驱动组件；361-蜗轮；362-安装孔；363-蜗杆；4-平移组件；41-移动槽；42-螺杆一；43-电机；44-螺母座；5-薄壁管。

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1-10，本发明提供一种技术方案：实施例一，一种具有工件定位机构的双轴数控车床，包括车床体1和薄壁管5，本实施例中的薄壁管5中部为圆柱体且两端为圆锥体，圆锥体的端部为开口结构，车床体1两侧分别设置有固定座11和移动座12。

平移组件4，平移组件4连接在车床体1上并且与移动座12配合，平移组件4带动移动座12沿着车床体1的长度方向移动；

外夹持组件2，外夹持组件2设置有两组，且分别对称连接在移动座12和固定座11相对的侧壁上，外夹持组件2用于对薄壁管5的两端外壁弧面进行夹持。

内夹持组件3，内夹持组件3设置有两组，且分别对称连接在相应的外夹持组件2上，内夹持组件3用于对薄壁管5的两端内壁弧形进行支撑，外夹持组件2和内夹持组件3通过调节能够对薄壁管进行双面夹持；在使用时，首先将薄壁管5靠近固定座11的一端通过外夹持组件2和内夹持组件3分别对薄壁管5的外壁和内壁进行夹持，避免了施加压力过大造成薄壁管5易变形的情况，然后利用平移组件4调整移动座12的位置，然后利用移动座12上的外夹持组件2和内夹持组件3对薄壁管5的另一端外壁和内壁进行夹持，从而便于对薄壁管5施加压力，在增大摩擦力的同时减少薄壁管5的变形量，进而提升薄壁管5在转动时的稳定性。

平移组件4包括开设在车床体1上且沿着车床体1长度方向的移动槽41，车床体1上移动槽41的内部转动连接有螺杆一42，螺杆一42的一端固定连接有电机43，螺杆一42上移动槽41内部螺纹连接有与移动座12固定连接的螺母座44；在使用时，启动电机43，电机43带动螺杆一42转动，螺杆一42的转动带动螺母座44沿着螺杆一42的轴线方向进行移动，从而能够方便调节移动座12和固定座11之间的距离，进而实现对不同长度薄壁管5的夹持和加工。

外夹持组件2包括分别固定连接在移动座12和固定座11上的中空卡盘21，卡盘21内部转动连接有面齿轮22，面齿轮22的一侧为轮齿面且啮合有若干伞齿轮23，伞齿轮23的一端为内六角孔且与卡盘21的外壁连通，面齿轮22的另一侧为螺纹形轮齿面且啮合有若干卡爪24，若干卡爪24沿着卡盘21的中心等角度分布，本实施例中卡爪24和伞齿轮23的数量均为三个，且相邻卡爪24之间的角度为120°，卡爪24上设置有外部调节组件25，外部调节组件25用于调节卡爪24表面与薄壁管5外壁贴合夹持的角度，外部调节组件25包括开设在卡爪24夹持面一侧的安装槽一253，安装槽一253内部转动连接有调节板一256，调节板的自由端为靠近卡盘21的一端，卡爪24内部螺纹连接有螺杆二252，螺杆二252贯穿卡爪24的内部，且螺杆二252的外端固定连接有旋钮251，螺杆二252的内端转动连接有传递块一254，传递块一254的端部固定连接有滑动块一255，滑动块一255与调节板一256滑动连接；在使用时，当对薄壁管5的外端圆锥面进行夹持时，首先用内六角扳手与伞齿轮23上的内六角孔配合转动伞齿轮23，伞齿轮23的转动带动面齿轮22进行转动，面齿轮22的转动再通过与卡爪24的啮合同时带动三只卡爪24沿着卡盘21的径向进行滑动，从而实现对薄壁管5外壁的定心和夹持，然后拧动旋钮251，旋钮251的转动带动螺杆二252转动，螺杆二252通过与卡爪24之间的螺纹配合向卡盘21的中心位置运动，螺杆二252的运动带动传递块一254同时运动，传递块一254的运动进行带动滑动块一255在调节板一256内部滑动，进而带动调节板一256的自由端向薄壁管5倾斜，进而使得调节板一256能够沿着薄壁管5端部的斜面进行夹持，增大夹持的面积，提升夹持的稳定性，本实施例中驱动卡盘21转动的驱动机构和刀塔部分的具体结构未画出，为现有技术。

内夹持组件3包括固定连接在卡盘21内径上的圆柱形安装板31，安装板31朝向卡爪24的一侧壁上固定连接有中空圆柱形支撑座32，两侧支撑座32分别与两侧的移动座12和固定座11之间转动连接有传动轴33，支撑座32上与卡爪24相对应的位置环形阵列有若干外扩组件34，本实施例中的外扩组件34为三个，用于对薄壁管5的内壁进行夹持，外扩组件34包括环形阵列开设在支撑座32内部的若干滑槽341，本实施例中滑槽341的数量为三个，滑槽341的长度沿着支撑座32的径向且贯穿支撑座32，滑槽341内部滑动连接有滑杆342，滑杆342上固定连接有垂直若干滑杆342所组成平面的驱动杆345，传动轴33上固定连接有驱动盘343，驱动盘343上开设有若干与对应驱动杆345滑动配合的弧形驱动槽344，本实施例中的驱动槽344数量为三个，驱动槽344的一端靠近驱动盘343的中心，另一端远离驱动盘343的中心，滑杆342上设置有内部调节组件35，内部调节组件35用于调节与薄壁管5内壁贴合夹持的角度，内部调节组件35包括开设在滑杆342内部的空腔351，空腔351内部固定连接有微型气缸352，滑杆342的夹持端面开设有安装槽二353，安装槽二353内部转动连接有调节板二354，调节板二354的自由端靠近卡盘21的位置，微型气缸352的自由端转动连接有滑动块二355，滑动块二355的自由端与调节板二354为滑动连接，微型气缸352一侧设置有与外部连通的气管356，卡盘21内部设置有与外扩组件34配合的驱动组件36，驱动组件36用于为外扩组件34提供动力，驱动组件36包括固定连接在传动轴33上的蜗轮361，卡盘21的内壁上开设有安装孔362，卡盘21内部转动连接有穿过安装孔362且与蜗轮361啮合的蜗杆363，蜗杆363的一端设置有内六角孔，且该内六角孔与卡盘21外部连通；在使用时，当需要对薄壁管5的内壁进行夹持时，此时利用内六角扳手转动蜗杆363，蜗杆363的转动通过与蜗轮361的啮合带动传动轴33进行转动，传动轴33的转动带动驱动盘343进行转动，驱动盘343的转动进而带动驱动槽344一同转动，由于驱动槽344的弧形结构设计，驱动槽344在转动的同时会带动与驱动槽344滑动配合的滑杆342沿着滑槽341进行滑动，从而实现对薄壁管5的内壁进行向外支撑，且滑杆342夹持的位置与卡爪24夹持的位置相互对应，当滑杆342与薄壁管5的内壁接触之后，同时启动三个微型气缸352，气缸的自由端即伸缩端会带动滑动块二355向薄壁管5进行移动，滑动块二355的移动进而通过带动调节板二354的自由端进行转动使得调节板二354的倾斜面与薄壁管5内壁贴合，增大调节板与薄壁管5内壁的接触面积，从而增大摩擦力，提高稳定性。

根据上述实施例，实施例二，

传动轴33为中空结构，且两侧的传动轴33分别贯穿移动座12和固定座11，气管356穿入到传动轴33的内部与外部连通；在使用时，将传动轴33设计为中空结构，且气管356由传动轴33通入到设备的外部，能够节约装置的空间，且避免气管356与装置内部零件的干涉。

根据上述实施例，实施例三，

调节板二354的表面形状为向外凸出的弧形；在使用时，调节板二354的弧形面结构设计能够进一步增大调节板二354与薄壁管5内壁的接触面积，提升了调节板二354对薄壁管5内壁的支撑面，提升了夹持的安全性。

根据上述实施例，实施例四，

滑动块一255和滑动块二355的截面形状均为T形，且调节板一256和调节板二354分别与滑动块一255和滑动块二355滑动配合的槽截面也为T形；在使用时，利用两个T形截面的相互卡合，提升了连接的稳定性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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 (10)

1.一种具有工件定位机构的双轴数控车床，包括车床体(1)，所述车床体(1)两侧分别设置有固定座(11)和移动座(12)。

其特征在于：

平移组件(4)，所述平移组件(4)连接在车床体(1)上并且与移动座(12)配合，所述平移组件(4)带动移动座(12)沿着车床体(1)的长度方向移动；

外夹持组件(2)，所述外夹持组件(2)设置有两组，且分别对称连接在移动座(12)和固定座(11)相对的侧壁上，所述外夹持组件(2)用于对薄壁管(5)的两端外壁弧面进行夹持。

内夹持组件(3)，所述内夹持组件(3)设置有两组，且分别对称连接在相应的外夹持组件(2)上，所述内夹持组件(3)用于对薄壁管(5)的两端内壁弧形面进行支撑；所述外夹持组件(2)和内夹持组件(3)通过调节能够对薄壁管进行双面夹持。

2.根据权利要求1所述的一种具有工件定位机构的双轴数控车床，其特征在于：所述平移组件(4)包括开设在车床体(1)上且沿着车床体(1)长度方向的移动槽(41)，所述车床体(1)上移动槽(41)的内部转动连接有螺杆一(42)，所述螺杆一(42)的一端固定连接有电机(43)，所述螺杆一(42)上移动槽(41)内部螺纹连接有与移动座(12)固定连接的螺母座(44)。

3.根据权利要求2所述的一种具有工件定位机构的双轴数控车床，其特征在于：所述外夹持组件(2)包括分别固定连接在移动座(12)和固定座(11)上的中空卡盘(21)，所述卡盘(21)内部转动连接有面齿轮(22)，所述面齿轮(22)的一侧啮合有若干伞齿轮(23)，所述面齿轮(22)的另一侧啮合有若干卡爪(24)，若干所述卡爪(24)沿着卡盘(21)的中心等角度分布，所述卡爪(24)上设置有外部调节组件(25)，所述外部调节组件(25)用于调节卡爪(24)表面与薄壁管(5)外壁贴合夹持的角度。

4.根据权利要求3所述的一种具有工件定位机构的双轴数控车床，其特征在于：所述外部调节组件(25)包括开设在卡爪(24)夹持面一侧的安装槽一(253)，所述安装槽一(253)内部转动连接有调节板一(256)，所述卡爪(24)内部螺纹连接有螺杆二(252)，所述螺杆二(252)贯穿卡爪(24)的内部，且螺杆二(252)的外端固定连接有旋钮(251)，所述螺杆二(252)的内端转动连接有传递块一(254)，所述传递块一(254)的端部固定连接有滑动块一(255)，所述滑动块一(255)与调节板一(256)滑动连接。

5.根据权利要求3所述的一种具有工件定位机构的双轴数控车床，其特征在于：所述内夹持组件(3)包括固定连接在卡盘(21)内径上的圆柱形安装板(31)，安装板(31)朝向卡爪(24)的一侧壁上固定连接有中空圆柱形支撑座(32)，两侧所述支撑座(32)分别与两侧的移动座(12)和固定座(11)之间转动连接有传动轴(33)，所述支撑座(32)上与卡爪(24)相对应的位置环形阵列有若干外扩组件(34)，用于对薄壁管(5)的内壁进行夹持。

6.根据权利要求5所述的一种具有工件定位机构的双轴数控车床，其特征在于：所述外扩组件(34)包括环形阵列开设在支撑座(32)内部的若干滑槽(341)，所述滑槽(341)的长度沿着支撑座(32)的径向且贯穿支撑座(32)，所述滑槽(341)内部滑动连接有滑杆(342)，所述滑杆(342)上固定连接有垂直若干滑杆(342)所组成平面的驱动杆(345)，所述传动轴(33)上固定连接有驱动盘(343)，所述驱动盘(343)上开设有若干与对应驱动杆(345)滑动配合的弧形驱动槽(344)，所述驱动槽(344)的一端靠近驱动盘(343)的中心，另一端远离驱动盘(343)的中心，所述滑杆(342)上设置有内部调节组件(35)，所述内部调节组件(35)用于调节与薄壁管(5)内壁贴合夹持的角度，所述卡盘(21)内部设置有与外扩组件(34)配合的驱动组件(36)，所述驱动组件(36)用于为外扩组件(34)提供动力。

7.根据权利要求6所述的一种具有工件定位机构的双轴数控车床，其特征在于：所述内部调节组件(35)包括开设在滑杆(342)内部的空腔(351)，所述空腔(351)内部固定连接有微型气缸(352)，所述滑杆(342)的夹持端面开设有安装槽二(353)，所述安装槽二(353)内部转动连接有调节板二(354)，所述微型气缸(352)的自由端转动连接有滑动块二(355)，所述滑动块二(355)的自由端与调节板二(354)为滑动连接，所述微型气缸(352)一侧设置有与外部连通的气管(356)。

8.根据权利要求7所述的一种具有工件定位机构的双轴数控车床，其特征在于：所述驱动组件(36)包括固定连接在传动轴(33)上的蜗轮(361)，所述卡盘(21)的内壁上开设有安装孔(362)，所述卡盘(21)内部转动连接有穿过安装孔(362)且与蜗轮(361)啮合的蜗杆(363)，所述蜗杆(363)的一端设置有内六角孔，且该内六角孔与卡盘(21)外部连通。

9.根据权利要求7所述的一种具有工件定位机构的双轴数控车床，其特征在于：所述传动轴(33)为中空结构，且两侧的传动轴(33)分别贯穿移动座(12)和固定座(11)，所述气管(356)穿入到传动轴(33)的内部与外部连通。

10.根据权利要求7所述的一种具有工件定位机构的双轴数控车床，其特征在于：所述调节板二(354)的表面形状为向外凸出的弧形。

Images