CN116511551A - 数控车床高速同步刀架及加工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及机械加工技术领域，公开了一种数控车床高速同步刀架及加工方法，数控车床高速同步刀架的机台上设置有固定机构和加工机构，所述固定机构用于固定待加工的零件，所述加工机构用于对待加工的零件进行钻、铣和削操作，其中，所述加工机构包括钻孔组件、切削组件和十字滑台，所述钻孔组件和所述切削组件均设置在所述十字滑台上，所述十字滑台用于驱动所述钻孔组件和所述切削组件同时靠近或远离所述固定机构移动；所述切削组件包括第一导轨、第一驱动装置和切削刀具，所述切削刀具滑动设置在所述第一导轨上，所述第一驱动装置用于驱动所述切削刀具沿所述第一导轨靠近或远离所述钻孔组件。本发明具有加工效率高和操作方便的有益效果。

Description

数控车床高速同步刀架及加工方法

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，特别涉及一种数控车床高速同步刀架及加工方法。

背景技术

数控车床是使用较为广泛的数控机床之一。它主要用于轴类零件或盘类零件的内外圆柱面、任意锥角的内外圆锥面、复杂回转内外曲面和圆柱、圆锥螺纹等切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等。数控车床是按照事先编写好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工，具体的，可以把零件的工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数以及辅助功能，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序，再把这程序单中的内容记录在控制介质上，然后输入到数控车床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。

现有技术中，受限于数控车床的结构，一般是把钻孔和切削的工序分开进行，即在对零件进行钻孔的时候，切削工序无法进行，只能等待钻孔工序完成后，才能使用刀具对零件的外部进行切削，因此，现有的数控车床无法同时对待加工的零件同时进行钻孔和切削，加工效率慢。

因此，现有技术有待改进和发展。

发明内容

本申请的目的在于提供了一种数控车床高速同步刀架及加工方法，能同时对待加工的零件进行钻、铣、削操作，提高了加工效率。

第一方面，本申请提供一种数控车床高速同步刀架，包括机台，所述机台上设置有固定机构和加工机构，所述固定机构用于固定待加工的零件，所述加工机构用于对待加工的零件进行钻、铣和削操作，其中，所述加工机构包括钻孔组件、切削组件和十字滑台，所述钻孔组件和所述切削组件均设置在所述十字滑台上，所述十字滑台用于驱动所述钻孔组件和所述切削组件同时靠近或远离所述固定机构移动；所述切削组件包括第一导轨、第一驱动装置和切削刀具，所述切削刀具滑动设置在所述第一导轨上，所述第一驱动装置用于驱动所述切削刀具沿所述第一导轨靠近或远离所述钻孔组件。

本申请提供的数控车床高速同步刀架，通过在机台上设置钻孔组件、切削组件和十字滑台，其中，十字滑台可以使钻孔组件和切削组件靠近或远离固定机构，并且设置了第一驱动装置、切削刀具和第一导轨，第一驱动装置可驱动切削刀具在第一导轨往复运动，使切削刀具可以靠近或远离钻孔组件，从而在钻孔组件在对待加工的零件进行钻孔的同时，切削刀具也能对待加工的零件周面进行铣、削操作，与传统的方式相比，本申请的数控车床高速同步刀架能对待加工的零件同时进行钻、铣、削的加工操作，且操作方便，大幅度地提高了加工效率。

进一步地，所述的数控车床高速同步刀架，所述十字滑台包括第一移动平台、第二移动平台和第一滑块，所述第一滑块滑动设置在所述第二移动平台上且可沿x轴方向移动，所述第一移动平台滑动设置在所述第一滑块上且可沿y轴方向移动；所述钻孔组件和所述切削组件均设置在第一移动平台的顶部。

通过使第一移动平台和第二移动平台分别沿y轴方向和x轴方向交叉设置，可以同时控制钻孔组件和切削组件同时沿x轴或者沿y轴移动，从而实现使钻孔组件和切削组件同时远离或者靠近固定在固定机构上的待加工的零件，移动方便。

进一步地，所述的数控车床高速同步刀架，所述第一移动平台的底部设置有第二导轨和第二驱动装置，所述第二导轨沿y轴方向延伸，所述第一滑块的顶部和所述第二导轨滑动连接，所述第二驱动装置用于驱动所述第一移动平台沿y轴方向往复移动。

进一步地，所述的数控车床高速同步刀架，所述第二移动平台上设置有第三导轨和第三驱动装置，所述第三导轨沿x轴方向延伸，所述第一滑块的底部和所述第三导轨滑动连接，所述第三驱动装置用于驱动所述第一滑块沿x轴方向往复移动。

进一步地，所述的数控车床高速同步刀架，所述固定机构包括主轴箱和第四驱动装置，所述主轴箱包括旋转主轴，所述第四驱动装置用于驱动所述旋转主轴转动；所述旋转主轴靠近所述加工机构的一端设置有固定柱，所述固定柱用于固定待加工的零件。

进一步地，所述的数控车床高速同步刀架，所述第四驱动装置包括第一电机、同步带、第一同步轮和第二同步轮，所述第一同步轮设置在所述旋转主轴远离所述固定柱的一端，所述第一电机设置在所述机台上，所述第二同步轮设置在所述第一电机的电机轴上，所述同步带绕设在所述第一同步轮和所述第二同步轮的表面。

在实际应用中，同步带和同步轮的传动效率相对高于其他驱动方式，并且维修方便。

进一步地，所述的数控车床高速同步刀架，所述机台正对所述加工机构的位置开设有用于收纳碎屑的收纳槽。

在实际应用中，加工机构在对待加工的零件进行加工时，会产生大量的碎屑，通过设置收纳槽，可以在加工时将碎屑收集起来，便于清理。

进一步地，所述的数控车床高速同步刀架，所述收纳槽的侧壁开设有开口，所述收纳槽的底部倾斜设置且最低处位于所述开口处。

进一步地，所述的数控车床高速同步刀架，所述加工机构和所述固定机构倾斜设置。

第二方面，本申请还提供一种数控车床高速同步刀架的加工方法，应用于上述第一方面所述的数控车床高速同步刀架，包括步骤：

S1.将待加工的零件固定在所述固定机构上，然后启动所述固定机构，使待加工的零件高速旋转；

S2.控制所述十字滑台，使所述切削组件和所述钻孔组件同时靠近待加工的零件，所述钻孔组件在对待加工的零件进行钻孔的同时，所述第一驱动装置驱动所述切削刀具沿所述第一导轨往复移动，从而使所述切削刀具靠近或远离待加工的零件，对待加工的零件的周面进行铣削。

本申请的数控车床高速同步刀架的加工方法，通过将待加工的零件固定在固定机构上，然后启动固定机构，使待加工的零件高速旋转；控制十字滑台，使切削组件和钻孔组件同时靠近待加工的零件，钻孔组件在对待加工的零件进行钻孔的同时，第一驱动装置驱动切削刀具沿第一导轨往复移动，从而使切削刀具靠近或远离待加工的零件，对待加工的零件的周面进行铣削。可以实现同时对待加工的零件进行钻、铣、削的加工操作，提高了加工效率。

由上可知，本发明的数控车床高速同步刀架及加工方法，能对待加工的零件同时进行钻、铣、削的加工操作，且操作方便，大幅度地提高了加工效率。

附图说明

图1为本申请提供的一种数控车床高速同步刀架的结构示意图。

图2为本申请提供的一种切削组件的结构示意图。

图3为本申请提供的一种十字滑台的结构示意图。

图4为本申请提供的一种十字滑台的另一视角的结构示意图。

图5为本申请提供的一种固定机构的侧视图。

图6为本申请提供的一种第一基座的结构简图。

标号说明： 1、机台；11、收纳槽；12、开口；100、固定机构；110、主轴箱；111、固定柱；120、第四驱动装置；121、第一电机；122、第一同步轮；123、第二同步轮；200、钻孔组件；300、切削组件；310、第一导轨；320、第一驱动装置；330、切削刀具；400、十字滑台；410、第一移动平台；411、第二导轨；412、第二驱动装置；420、第二移动平台；421、第三导轨；422、第三驱动装置；430、第一滑块；500、第一基座；510、支撑板；520、支座。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

如图1和图2所示，本发明提供一种数控车床高速同步刀架，包括机台1，机台1上设置有固定机构100和加工机构，固定机构100用于固定待加工的零件，加工机构用于对待加工的零件进行钻、铣和削操作，其中，加工机构包括钻孔组件200、切削组件300和十字滑台400，钻孔组件200和切削组件300均设置在十字滑台400上，十字滑台400用于驱动钻孔组件200和切削组件300同时靠近或远离固定机构100移动；切削组件300包括第一导轨310、第一驱动装置320和切削刀具330，切削刀具330滑动设置在第一导轨310上，第一驱动装置320用于驱动切削刀具330沿第一导轨310靠近或远离钻孔组件200。

其中，切削刀具330包括刀具和滑块，刀具设置在滑块上，滑块滑动设置在第一导轨310上；第一驱动装置320可以是现有的气缸或者电机丝杠传动装置，第一驱动装置320驱动滑块在第一导轨310上往复运动。

本申请提供的数控车床高速同步刀架的工作过程如下：先将待加工的零件固定在固定机构100上，然后启动固定机构100，使待加工的零件高速旋转，然后驱动十字滑台400，使钻孔组件200和切削组件300靠近固定机构100，对待加工的零件进行钻孔，同时，第一驱动装置320则驱动切削组件300远离或靠近钻孔组件200，对待加工的零件的周面进行铣削；待完成对零件的加工，十字滑台400驱动钻孔组件200和切削组件300远离固定机构100，固定机构100使待加工的零件停止旋转。

本申请提供的数控车床高速同步刀架，通过在机台1上设置钻孔组件200、切削组件300和十字滑台400，其中，十字滑台400可以使钻孔组件200和切削组件300靠近或远离固定机构100，并且设置了第一驱动装置320、切削刀具330和第一导轨310，第一驱动装置320可驱动切削刀具330在第一导轨310往复运动，使切削刀具330可以靠近或远离钻孔组件200，从而在钻孔组件200对待加工的零件进行钻孔的同时，切削刀具330也能对待加工的零件周面进行铣、削操作，与传统的方式相比，本申请的数控车床高速同步刀架能对待加工的零件同时进行钻、铣、削的加工操作，且操作方便，大幅度地提高了加工效率。

参阅图3和图4，在一些实施方式中，十字滑台400包括第一移动平台410、第二移动平台420和第一滑块430，第一滑块430滑动设置在第二移动平台420上且可沿x轴方向移动，第一移动平台410滑动设置在第一滑块430上且可沿y轴方向移动；钻孔组件200和切削组件300均设置在第一移动平台410的顶部。通过使第一移动平台410和第二移动平台420分别沿y轴方向和x轴方向交叉设置，可以同时控制钻孔组件200和切削组件300同时沿x轴或者沿y轴移动，从而实现使钻孔组件200和切削组件300同时远离或者靠近固定在固定机构100上的待加工的零件，移动方便。

其中，第一导轨310沿y轴方向设置。

其中，钻孔组件200包括现有的钻孔刀具和第一固定夹具，钻孔刀具设置在第一固定夹具上，第一固定夹具设置在第一移动平台410上。

在一些实施方式中，钻孔组件200包括固定台和多个夹具，固定台上开设有滑槽，夹具可用于固定不同的备用刀具，夹具的底部设置有和滑槽相适配的限位件，夹具可以通过底部的限位件和固定台的滑槽实现滑动连接；另外，固定台上还设置有多个第一安装孔，多个第一安装孔沿滑槽的长度方向设置，夹具上也开设有第二安装孔，可以通过将第一安装孔和第二安装孔对齐，然后使用螺钉依次穿过第一安装孔和第二安装孔，实现将夹具固定在固定台上。通过这种设置方式，可以将多个备用刀具的夹具固定在固定台上，方便收纳和对钻孔组件200更换不同的刀具。

在进一步的实施方式中，第一移动平台410的底部设置有第二导轨411和第二驱动装置412，第二导轨411沿y轴方向延伸，第一滑块430的顶部和第二导轨411滑动连接，第二驱动装置412用于驱动第一移动平台410沿y轴方向往复移动。其中，第二驱动装置412可以是现有的气缸或者电机丝杠传动装置，本申请采用的是电机丝杠传动装置，电机丝杠传动装置的活动精度更高，便于控制，适用于进行精密加工。

在一些实施方式中，第二移动平台420上设置有第三导轨421和第三驱动装置422，第三导轨421沿x轴方向延伸，第一滑块430的底部和第三导轨421滑动连接，第三驱动装置422用于驱动第一滑块430沿x轴方向往复移动。其中，第三驱动装置422可以是现有的气缸或者电机丝杠传动装置，本申请采用的也是电机丝杠传动装置，电机丝杠传动装置的活动精度更高，便于控制，适用于进行精密加工。

参阅图5，在一些实施方式中，固定机构100包括主轴箱110和第四驱动装置120，主轴箱110包括旋转主轴，第四驱动装置120用于驱动旋转主轴转动；旋转主轴靠近加工机构的一端设置有固定柱111，固定柱111用于固定待加工的零件。在实际应用中，固定柱111可以拆卸，以便于根据不同的待加工的零件更换不同粗细和长短的固定柱111。

在一些实施方式中，第四驱动装置120为伺服电机，由伺服电机直接驱动旋转主轴旋转。

在一些优选的实施方式中，第四驱动装置120包括第一电机121、同步带、第一同步轮122和第二同步轮123，第一同步轮122设置在旋转主轴远离固定柱111的一端，第一电机121设置在机台1上，第二同步轮123设置在第一电机121的电机轴上，同步带绕设在第一同步轮122和第二同步轮123的表面。在实际应用中，同步带和同步轮的传动效率相对高于其他驱动方式，并且维修方便。

在一些实施方式中，机台1正对加工机构的位置开设有用于收纳碎屑的收纳槽11。在实际应用中，加工机构在对待加工的零件进行加工时，会产生大量的碎屑，通过设置收纳槽11，可以在加工时将碎屑收集起来，便于清理。

在进一步的实施方式中，收纳槽11的侧壁开设有开口12，收纳槽11的底部倾斜设置且最低处位于开口12处。通过这种设置方式，可以将收纳槽11内的碎屑导向开口12处，进一步方便了对碎屑的清理。

在一些实施方式中，加工机构和固定机构100均水平设置，但是这种设置方式存在弊端，加工时产生的碎屑会向四周飞溅。

在一些优选的实施方式中，加工机构和固定机构100倾斜设置。具体的，可以在机台1上分别设置两个倾斜基台，加工机构和固定机构100设置在倾斜基台的顶部。通过这种设置方式，可以使加工时产生的大部分碎屑掉落在机台1上，方便清理。

参阅图6，在进一步的实施方式中，固定机构100和加工机构的底部分别设置有第一基座500，第一基座500包括支撑板510、支座520和第五驱动装置，支座520竖直设置在机台1上，支座520远离机台1的一端与支撑板510铰链连接，第五驱动装置用于驱动支撑板510绕支座520远离机台1的一端翻转。其中，第五驱动装置可以为电机。通过这种设置方式，可以实现自动调节加工机构和固定机构100的倾斜角度。

本申请还提供一种数控车床高速同步刀架的加工方法，应用于上述数控车床高速同步刀架，包括以下步骤：

S1.将待加工的零件固定在固定机构100上，然后启动固定机构100，使待加工的零件高速旋转；

S2.控制十字滑台400，使切削组件300和钻孔组件200同时靠近待加工的零件，钻孔组件200在对待加工的零件进行钻孔的同时，第一驱动装置320驱动切削刀具330沿第一导轨310往复移动，从而使切削刀具330靠近或远离待加工的零件，对待加工的零件的周面进行铣削。

本申请的数控车床高速同步刀架的加工方法，通过将待加工的零件固定在固定机构100上，然后启动固定机构100，使待加工的零件高速旋转；控制十字滑台400，使切削组件300和钻孔组件200同时靠近待加工的零件，钻孔组件200在对待加工的零件进行钻孔的同时，第一驱动装置320驱动切削刀具330沿第一导轨310往复移动，从而使切削刀具330靠近或远离待加工的零件，对待加工的零件的周面进行铣削。可以实现同时对待加工的零件进行钻、铣、削的加工操作，提高了加工效率。

由上可知，本申请提供的数控车床高速同步刀架，通过在机台1上设置钻孔组件200、切削组件300和十字滑台400，其中，十字滑台400可以使钻孔组件200和切削组件300靠近或远离固定机构100，并且设置了第一驱动装置320、切削刀具330和第一导轨310，第一驱动装置320可驱动切削刀具330在第一导轨310往复运动，使切削刀具330可以靠近或远离钻孔组件200，从而在钻孔组件200对待加工的零件进行钻孔的同时，切削刀具330也能对待加工的零件周面进行铣、削操作，与传统的方式相比，本申请的数控车床高速同步刀架能对待加工的零件同时进行钻、铣、削的加工操作，且操作方便，大幅度地提高了加工效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种数控车床高速同步刀架，包括机台（1），所述机台（1）上设置有固定机构（100）和加工机构，所述固定机构（100）用于固定待加工的零件，所述加工机构用于对待加工的零件进行钻、铣和削操作，其特征在于，所述加工机构包括钻孔组件（200）、切削组件（300）和十字滑台（400），所述钻孔组件（200）和所述切削组件（300）均设置在所述十字滑台（400）上，所述十字滑台（400）用于驱动所述钻孔组件（200）和所述切削组件（300）同时靠近或远离所述固定机构（100）移动；所述切削组件（300）包括第一导轨（310）、第一驱动装置（320）和切削刀具（330），所述切削刀具（330）滑动设置在所述第一导轨（310）上，所述第一驱动装置（320）用于驱动所述切削刀具（330）沿所述第一导轨（310）靠近或远离所述钻孔组件（200）。

2.根据权利要求1所述的数控车床高速同步刀架，其特征在于，所述十字滑台（400）包括第一移动平台（410）、第二移动平台（420）和第一滑块（430），所述第一滑块（430）滑动设置在所述第二移动平台（420）上且可沿x轴方向移动，所述第一移动平台（410）滑动设置在所述第一滑块（430）上且可沿y轴方向移动；所述钻孔组件（200）和所述切削组件（300）均设置在第一移动平台（410）的顶部。

3.根据权利要求2所述的数控车床高速同步刀架，其特征在于，所述第一移动平台（410）的底部设置有第二导轨（411）和第二驱动装置（412），所述第二导轨（411）沿y轴方向延伸，所述第一滑块（430）的顶部和所述第二导轨（411）滑动连接，所述第二驱动装置（412）用于驱动所述第一移动平台（410）沿y轴方向往复移动。

4.根据权利要求2所述的数控车床高速同步刀架，其特征在于，所述第二移动平台（420）上设置有第三导轨（421）和第三驱动装置（422），所述第三导轨（421）沿x轴方向延伸，所述第一滑块（430）的底部和所述第三导轨（421）滑动连接，所述第三驱动装置（422）用于驱动所述第一滑块（430）沿x轴方向往复移动。

5.根据权利要求1所述的数控车床高速同步刀架，其特征在于，所述固定机构（100）包括主轴箱（110）和第四驱动装置（120），所述主轴箱（110）包括旋转主轴，所述第四驱动装置（120）用于驱动所述旋转主轴转动；所述旋转主轴靠近所述加工机构的一端设置有固定柱（111），所述固定柱（111）用于固定待加工的零件。

6.根据权利要求5所述的数控车床高速同步刀架，其特征在于，所述第四驱动装置（120）包括第一电机（121）、同步带、第一同步轮（122）和第二同步轮（123），所述第一同步轮（122）设置在所述旋转主轴远离所述固定柱（111）的一端，所述第一电机（121）设置在所述机台（1）上，所述第二同步轮（123）设置在所述第一电机（121）的电机轴上，所述同步带绕设在所述第一同步轮（122）和所述第二同步轮（123）的表面。

7.根据权利要求1所述的数控车床高速同步刀架，其特征在于，所述机台（1）正对所述加工机构的位置开设有用于收纳碎屑的收纳槽（11）。

8.根据权利要求7所述的数控车床高速同步刀架，其特征在于，所述收纳槽（11）的侧壁开设有开口（12），所述收纳槽（11）的底部倾斜设置且最低处位于所述开口（12）处。

9.根据权利要求1所述的数控车床高速同步刀架，其特征在于，所述加工机构和所述固定机构（100）倾斜设置。

10.一种数控车床高速同步刀架的加工方法，其特征在于，应用于权利要求1-9任一项所述的数控车床高速同步刀架，包括以下步骤：

S1.将待加工的零件固定在所述固定机构（100）上，然后启动所述固定机构（100），使待加工的零件高速旋转；

S2.控制所述十字滑台（400），使所述切削组件（300）和所述钻孔组件（200）同时靠近待加工的零件，所述钻孔组件（200）在对待加工的零件进行钻孔的同时，所述第一驱动装置（320）驱动所述切削刀具（330）沿所述第一导轨（310）往复移动，从而使所述切削刀具（330）靠近或远离待加工的零件，对待加工的零件的周面进行铣削。