CN117428518A - 一种带静压导轨的亚微米机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机床技术领域，具体公开了一种带静压导轨的亚微米机床，包括：安装板，还包括液压回转工作台、X轴直线模组和Y轴直线模组；可旋转的气动夹具，气动夹具用于对工件进行夹持；若干组动力机构，每组动力机构实现一种加工方式；储料机构，储料机构用于对未加工的工件进行存储；上料机构和下料机构，上料机构能够自动将工件输送至气动夹具内，下料机构能够将加工完成的工件进行输出，根据液压回转工作台的转动到指定动力机构的底部实现对应的加工方式直至将零件加工完毕，在此过程中无需因为更改加工方式而对工件进行重复装夹，还能够实现对工件的自动上料和下料，整体的机床更加的自动化，能够大大节省操作人员的负担，提高生产效率。

Description

一种带静压导轨的亚微米机床

技术领域

本发明涉及机床技术领域，具体为一种带静压导轨的亚微米机床。

背景技术

机床，作为制造业的核心设备之一，其性能和精度对产品的质量和性能有着至关重要的影响。随着科技的飞速发展，使用需求日益增加，机床的精度也经历了从微米到亚微米，甚至纳米级别的进步。

同时机床的种类也日益复杂，单一功能的普通机床已经难以满足生产需求，在此背景下组合机床应运而生，组合机床既具有普通机床的功能还能够进行钻孔、铣削、磨削的工作，现有最常见的组合机床是在现有的车床基础上增加了一个Z轴结构，这样车床本身能够对工件进行车削、车螺纹、车端面等还能够进行铣削，钻孔。

但是，在实际的加工过程中操作人员需要手动将工件放入三爪卡盘上进行夹持，工件在车削完成之后再将工件从三爪卡盘手动取下，取下之后再放入到刀架上的夹具上进行铣削或钻孔，加工结束后再将加工好的工件取下，这就导致工件的多次装夹以及需要手动上下料，由此带来不便，影响加工效率。

为此，我们提出一种带静压导轨的亚微米机床。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带静压导轨的亚微米机床，以解决上述背景技术中提出的现有的组合机床加工时存在多次装夹以及手动上下料影响加工效率的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带静压导轨的亚微米机床，包括：安装板，还包括液压回转工作台、X轴直线模组和Y轴直线模组，液压回转工作台安装在安装板上，Y轴直线模组安装在液压回转工作台上，X轴直线模组安装在Y轴直线模组上；

可旋转的气动夹具，气动夹具安装在X轴直线模组上，气动夹具用于对工件进行夹持；

若干组动力机构，动力机构设置在液压回转工作台的外侧，每组动力机构实现一种加工方式；

储料机构，储料机构安装在安装板上，储料机构用于对未加工的工件进行存储；

上料机构和下料机构，上料机构安装在储料机构的底部，下料机构安装在安装板上，上料机构能够自动将工件输送至气动夹具内，下料机构能够将加工完成的工件进行输出。

其中，X轴直线模组和Y轴直线模组中的导轨为静压导轨，动力机构设置为三组，且分别对应车削、铣削和钻孔，下料机构固定在安装板上，且下料机构为倾斜设置的下料坡道。

其中，气动夹具的底部安装有从动齿轮，从动齿轮一侧啮合有主动齿轮，主动齿轮的输入端固定有电机，电机固定在X轴直线模组上。

其中，液压回转工作台上固定有空压机，空压机通过管道连接有电磁阀，电磁阀通过管道连接在气动夹具上。

其中，液压回转工作台的中间位置安装有导电滑环，空压机、电磁阀、X轴直线模组和Y轴直线模组上的所用电线连接在导电滑环的转子上并通过导电滑环的定子将其导出，液压回转工作台与导电滑环的定子相固定。

其中，储料机构包括立杆、料仓、具有弹性的推动板和储料管，立杆固定在安装板上，料仓固定在立杆顶部，推动板滑动安装在料仓内，储料管固定在料仓的端部。

其中，料仓的两侧开设有活动孔，推动板的两侧固定有活动块，料仓的两侧固定有固定块，活动块滑动安装在活动孔内，活动块上固定有限位杆，限位杆滑动安装在固定块内，限位杆的外侧套设有弹簧。

其中，下料机构包括电动推杆、下料管、挡板、盖板、固定板和堵板，电动推杆固定在立杆上，下料管固定在电动推杆的端部，挡板固定在下料管的顶部，盖板转动安装在下料管的底部，固定板固定在立杆上，堵板的一端固定在立杆上，堵板的另一端位于从动齿轮的底部。

其中，电动推杆远离下料管的一端固定有连接杆，电动推杆通过连接杆固定在立杆上，固定板固定在连接杆上。

本发明至少具备以下有益效果：

根据液压回转工作台的转动到指定动力机构的底部实现对应的加工方式直至将零件加工完毕，在此过程中无需因为更改加工方式而对工件进行重复装夹，除此之外还能够实现对工件的自动上料和下料，整体的机床更加的自动化，能够大大节省操作人员的负担，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明正视结构示意图；

图3为本发明俯视结构示意图；

图4为本发明动力机构示意图；

图5为本发明X轴直线模组正面结构示意图；

图6为本发明X轴直线模组反面结构示意图；

图7为本发明储料机构示意图；

图8为本发明下料机构示意图。

图中：1、安装板；2、液压回转工作台；3、X轴直线模组；4、Y轴直线模组；5、气动夹具；6、动力机构；7、储料机构；8、上料机构；9、下料机构；10、从动齿轮；11、主动齿轮；12、电机；13、空压机；14、电磁阀；15、导电滑环；16、立杆；17、料仓；18、推动板；19、储料管；20、活动孔；21、活动块；22、固定块；23、限位杆；24、弹簧；25、电动推杆；26、下料管；27、挡板；28、盖板；29、固定板；30、连接杆；31、堵板；32、橡胶头；33、动力源。

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。

实施例

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种带静压导轨的亚微米机床，包括安装板1，安装板1上安装液压回转工作台2，液压回转工作台2上安装有X轴直线模组3和Y轴直线模组4，其中Y轴直线模组4固定在液压回转工作台2上，而X轴直线模组3则固定在Y轴直线模组4上，

同时还在液压回转工作台2上安装有空压机13以及在X轴直线模组3上安装可旋转的气动夹具5，气动夹具5和空压机13之间通过管道连接有电磁阀14；

通过上述技术方案，空压机13向气动夹具5提供动力，并通过电磁阀14控制气动夹具5的加紧和松开，在进行加工的时候，工件固定在气动夹具5内，可通过X轴直线模组3和Y轴直线模组4在液压回转工作台2上进行横向和纵向移动。

需要说明的是，X轴直线模组3和Y轴直线模组4中所用的导轨为静压导轨，静压导轨相对于现有普通导轨能够减少摩擦，减少导轨滑动过程中的噪音和磨损。

在液压回转工作台2的外侧还设置有多组动力机构6，动力机构6固定在安装板1上，且每组动力机构6对应着一种加工方式，在本实施例中动力机构6设置为三组，且分别对应着车削、铣削和钻孔，对于动力机构6来说，每组动力机构6也是通过直线模组的方式实现Z轴的移动，其中对于车削的动力机构6来说，是在直线模组的底部安装现有的刀架，刀架上安装用于车削的刀具，而对于铣削的动力机构6，则是在直线模组的底部安装有铣刀以及能够驱动铣刀进行转动的动力源33以及换向器，在转向器的输出端安装有横置的铣刀，钻孔的动力机构6是在直线模组上固定动力源33，在动力源33的底部固定钻头；

通过上述技术方案，对于常见的轴类零件，一般钻孔、车削和铣削便能够完成对整体零件的加工，因此在对轴类零件进行加工的时候，将工件放入到气动夹具5内，当液压回转工作台2转动到车削对应的动力机构6时，可旋转的气动夹具5带动工件进行转动，通过X、Y和Z轴的移动可实现对工件的车削和车螺纹等，而车削结束之后，液压回转工作台2将车削结束的工件转动到铣削的动力机构6处，此时可对工件的侧面进行铣槽等操作，而铣削结束之后，将其转动到钻孔的动力机构6处，可对工件进行钻孔，直至完成工件的加工，因此在整个过程中虽采用不同的加工方式对工件进行加工，但是工件的位置始终不便，可有效避免多次装夹工件带来的工作效率低的问题。

需要说明的是，本实施例中的动力机构6为三组，且顺序依次为车削、铣削和钻孔，当然在实际的生产过程中可根据工件的加工工艺以及加工顺序改变动力机构6的功能、数量和顺序。

由于在本实施例中X轴直线模组3、Y轴直线模组4、空压机13以及电磁阀14均需要供电且安装在液压回转工作台2上，为了避免所用电气设备线路缠绕的问题，因此在液压回转工作台2的中央位置安装有导电滑环15，而电气元件的线路可连接在导电滑环15的转子上，而导电滑环15的定子则与液压回转工作台2进行固定，通过固定的定子将电气元件的线路进行导出接电可解决上述问题。

关于气动夹具5的转动，是在气动夹具5的底部固定有从动齿轮10，而在从动齿轮10的侧面啮合有主动齿轮11，主动齿轮11的输入端固定有电机12，而电机12则固定在X轴直线模组3上；

通过上述技术方案，当电机12驱动的时候可带动主动齿轮11进行旋转，主动齿轮11通过从动齿轮10的配合带动气动夹具5内可转动的夹爪进行转动，从而实现对工件的转动，在进行加工的过程中可通过气动夹具5的转动改变工件的位置。

实施例

除了能够避免多次装夹提高生产效率的同时本申请还设置有储料机构7、上料机构8和下料机构9，其中储料机构7能够将未加工的工件进行集中的存储，并将其输送至上料机构8上，而上料机构8则能够将工件输送至气动夹具5上，下料机构9能够将加工完成的工件输出到别处。

关于储料机构7，储料机构7包括固定在安装板1上的立杆16，在立杆16的顶部固定有料仓17，料仓17的端部固定有储料管19，同时料仓17的内部还滑动安装有具有弹力的推动板18，即在料仓17的两侧开设有活动孔20，而在推动板18的两侧则固定有活动块21，推动板18可通过活动块21滑动安装在活动孔20内，同时还在料仓17靠近储料管19的端部固定固定块22，固定块22内滑动安装有限位杆23，限位杆23的其中一端固定在活动块21上，并在限位杆23的外侧套设有弹簧24；

通过上述技术方案，工件始终位于推动板18和储料管19之间，且推动板18由于弹簧24的弹力始终有一个朝向储料管19的力，在不是上料的状态下储料管19的底部被封堵，工件不会掉下，进而料仓17内的工件会通过弹簧24的弹力将工件推送到储料管19内进行暂时的存储。

需要补充的是，在进行补料的过程中始终有工件位于储料管19内，且位于储料管19顶部的工件固定保持固定的方式主要来自于储料管19内工件的支撑力，同时为了避免弹簧的弹力作用在靠近储料管19上方的工件与料仓17之间的摩擦力增大，可在料仓17的内侧设置有多个万向滚珠，使得工件与料仓接触的时候为滚动摩擦，减少待下料工件与料仓17之间的摩擦力，以保证工件能够顺利的落到储料管19内。

关于下料机构9，下料机构9包括下料管26，下料管26在不进行下料的时候与储料管19的底部对齐，在下料的时候与储料管19分离，且下料管26与气动夹具5对齐，同时在下料管26的顶部固定有挡板27，挡板27能够将储料管19的底部进行封堵，在下料管26的侧面上还安装有电动推杆25，电动推杆25通过连接杆30固定在立杆16上，而在连接杆30的底部则固定有固定板29，固定板29的端部设置有盖板28，盖板28转动安装在下料管26的底部，

从动齿轮10的底部设置有堵板31，堵板31固定在立杆16上，且堵板31不与从动齿轮10接触；

通过上述技术方案，在不进行下料的时候，电动推杆25会带动下料管26朝向连接杆30一侧移动，并使得下料管26和储料管19对齐，且盖板28盖合在下料管26的底部并位于固定板29上，此时位于储料管19内工件会落在下料管26内，而下料管26的底部被封盖进行封堵，工件不会直接落下，当需要进行下料的时候，电动推杆25推动下料管26进行移动，此时对于下料管26的顶部的挡板27逐渐向液压回转工作台2一侧移动，并逐渐将储料管19的底部进行封堵，防止存储在储料管19内的工件落下，而对于下料管26的底部盖板28会逐渐在固定板29上滑动，当盖板28与固定板29分离的时候，改变在自身的重力以及下料管26内工件的重力作用下打开，而打开后工件会落在气动夹具5底部的堵板31上，堵板31可防止工件通过气动夹具5落在安装板1上，当落下之后电磁阀14控制气动夹具5动作对工件进行夹紧，当夹紧之后电动推杆25复位，此时下料管26为空管，在复位的过程中对于下料管26的顶部挡板27会逐渐复位将储料管19底部的开口进行打开，而对于下料管26的底部打开后的封盖逐渐与固定板29端部接触，使其逐渐关闭，并重新滑动在固定板29上，此时储料管19内的工件会在重力的作用下落在下料管26内，准备下一次的下料。

关于下料机构9，下料机构9即是安装在安装板1上的下料坡道，当工件加工之后气动夹具5松开夹爪将加工后的工件释放到下料坡道内进行统一的收集，因此能够对工件实现自动的上下料，能够进一步的提高生产效率。

综上所述，在对工件进行加工的时候，下料机构9将储料机构7输送来的工件落在下料管26内，通过电动推杆25的推动，将下料管26内的工件推动到气动夹具5内，并通过气动夹具5底部的堵板31限制工件落下，也保证每次气动夹具5夹持的部分保持一致，并且为了减少工件对堵板31的冲击，还在堵板31的端部固定有橡胶头32，待夹持之后，液压回转工作台2带动装夹好的工件依次转动到动力机构6上进行不同方式的加工，直至将工件加工完成，加工完成之后，液压回转工作台2转动到下料机构9处，将加工好的工件进行释放，完成工件的加工流程。

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 (9)

1.一种带静压导轨的亚微米机床，包括：安装板（1），其特征在于：还包括液压回转工作台（2）、X轴直线模组（3）和Y轴直线模组（4），所述液压回转工作台（2）安装在安装板（1）上，所述Y轴直线模组（4）安装在液压回转工作台（2）上，所述X轴直线模组（3）安装在Y轴直线模组（4）上；

可旋转的气动夹具（5），所述气动夹具（5）安装在X轴直线模组（3）上，所述气动夹具（5）用于对工件进行夹持；

若干组动力机构（6），每个所述动力机构（6）均设置在液压回转工作台（2）的外侧；

储料机构（7），储料机构（7）安装在安装板（1）上，所述储料机构（7）用于对未加工的工件进行存储；

上料机构（8）和下料机构（9），所述上料机构（8）安装在储料机构（7）的底部，所述下料机构（9）安装在安装板（1）上，所述上料机构（8）能够自动将工件输送至气动夹具（5）内，所述下料机构（9）能够将加工完成的工件进行输出。

2.根据权利要求1所述的带静压导轨的亚微米机床，其特征在于：所述X轴直线模组（3）和Y轴直线模组（4）中的导轨为静压导轨，所述动力机构（6）设置为三组，且分别对应车削、铣削和钻孔，所述下料机构（9）固定在安装板（1）上，且所述下料机构（9）为倾斜设置的下料坡道。

3.根据权利要求1所述的带静压导轨的亚微米机床，其特征在于：所述气动夹具（5）的底部安装有从动齿轮（10），所述从动齿轮（10）一侧啮合有主动齿轮（11），所述主动齿轮（11）的输入端固定有电机（12），所述电机（12）固定在X轴直线模组（3）上。

4.根据权利要求1所述的带静压导轨的亚微米机床，其特征在于：所述液压回转工作台（2）上固定有空压机（13），所述空压机（13）通过管道连接有电磁阀（14），所述电磁阀（14）通过管道连接在气动夹具（5）上。

5.根据权利要求4所述的带静压导轨的亚微米机床，其特征在于：所述液压回转工作台（2）的中间位置安装有导电滑环（15），所述空压机（13）、电磁阀（14）、X轴直线模组（3）和Y轴直线模组（4）上的所用电线连接在导电滑环（15）的转子上并通过导电滑环（15）的定子将其导出，所述液压回转工作台（2）与导电滑环（15）的定子相固定。

6.根据权利要求3所述的带静压导轨的亚微米机床，其特征在于：所述储料机构（7）包括立杆（16）、料仓（17）、具有弹性的推动板（18）和储料管（19），所述立杆（16）固定在安装板（1）上，所述料仓（17）固定在立杆（16）顶部，所述推动板（18）滑动安装在料仓（17）内，所述储料管（19）固定在料仓（17）的端部。

7.根据权利要求6所述的带静压导轨的亚微米机床，其特征在于：所述料仓（17）的两侧开设有活动孔（20），所述推动板（18）的两侧固定有活动块（21），所述料仓（17）的两侧固定有固定块（22），所述活动块（21）滑动安装在活动孔（20）内，所述活动块（21）上固定有限位杆（23），所述限位杆（23）滑动安装在固定块（22）内，所述限位杆（23）的外侧套设有弹簧（24）。

8.根据权利要求7所述的带静压导轨的亚微米机床，其特征在于：所述下料机构（9）包括电动推杆（25）、下料管（26）、挡板（27）、盖板（28）、固定板（29）和堵板（31），所述电动推杆（25）固定在立杆（16）上，所述下料管（26）固定在电动推杆（25）的端部，所述挡板（27）固定在下料管（26）的顶部，所述盖板（28）转动安装在下料管（26）的底部，所述固定板（29）固定在立杆（16）上，所述堵板（31）的一端固定在立杆（16）上，所述堵板（31）的另一端位于从动齿轮（10）的底部。

9.根据权利要求8所述的带静压导轨的亚微米机床，其特征在于：所述电动推杆（25）远离下料管（26）的一端固定有连接杆（30），所述电动推杆（25）通过连接杆（30）固定在立杆（16）上，所述固定板（29）固定在连接杆（30）上。