CN201744665U - 一种回轮六角车床 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种回轮六角车床，包括床身、主轴箱、滑座、刀盘；在所述主轴箱上设有用于安装零件并带动零件旋转的、朝向刀盘的主轴；所述刀盘安装在滑座上并能够绕其中心自转，刀盘的正面设有至少一个用于安装刀具的刀具位，刀盘自转时，每个刀具位依次与主轴相对；滑座安装在床身上，并能够沿主轴轴向与主轴做相对运动；还设有固定刀盘旋转相位的刀盘定位机构，所述刀盘定位机构由数控装置控制。本实用新型将手动操作的车床改进为数控系统控制的刀盘自动换位及自动走刀切削后，劳动者的劳动强度大大减小，而且生产的成批零件的一致性非常好。

Description

一种回轮六角车床

技术领域

本实用新型涉及一种车床，具体涉及一种车床的自动控制装置。

背景技术

车床是指以零件旋转为主运动，车刀移动为进给运动加工回转表面的机床。南京机床厂曾生产过一种回轮六角车床，如C336-1、C3040等型号的手动回轮六角车床，该车床有一个刀盘，刀盘上有16个刀具孔，可以装十几把不同的刀具。对于加工工序比较复杂的轴类与盘类零件，一次装夹一个零件，通过旋转刀盘，使不同的刀具依次对零件进行加工，用刀盘上十几把不同的刀具就可以将零件加工完成。

车床完全依靠手动操作，参照图1。①工人先用左手扳动摇臂，拔出固定刀盘的定位杆，使刀盘处于自由状态。②定位杆拔出后，工人再用右手转动摇把，摇把上的小齿轮就带动刀盘上的大齿轮运动，使刀盘旋转22.5°，刀盘由1号孔位移动到2号孔位(360°/16＝22.5°)。③刀盘旋转22.5°后，工人再扳动摇臂，使定位杆卡住刀盘，刀盘被固定。刀盘换位完成。④工人通过摇动十字摇臂带动齿轮运动，齿轮再带动滑座的齿条运动使滑座向车床主轴部分移动，刀盘装在滑座上，刀盘以换好的2号刀对主轴上的零件进行切削，完成走刀程序。⑤2号刀的切削任务完成后再向右摇动十字摇臂使滑座处于换刀位置，再进行第二次换刀，即重复上述①-④的动作。这种回轮六角机床与普通机床的刀盘驱动和刀盘定位方式不同，加工效率较高。

但上述传统的回轮六角车床的刀盘换位和走刀程序，完全依靠手工完成，劳动强度很大。对于操作者的技术技能要求很高，新工人要进行很长时间的培训才能独立操作。而且由于都是靠手工完成，废品率较高，生产的成批零件的一致性也很差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服上述人工操作车床存在的缺陷，提供一种刀盘换位和走刀由数控系统自动控制的回轮六角车床。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种回轮六角车床，包括床身、主轴箱、滑座、刀盘；在所述主轴箱上设有用于安装零件并带动零件旋转的、朝向刀盘的主轴；所述刀盘安装在滑座上并能够绕其中心自转，刀盘的正面设有至少一个刀具，刀盘自转时，每个刀具依次与主轴相对；滑座安装在床身上，并能够沿主轴轴向与主轴做相对运动；还设有固定刀盘旋转相位的刀盘定位机构，所述刀盘定位机构由数控装置控制。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

所述刀盘定位机构为：刀盘背面设有定位孔，定位孔的数量与刀具数量相同并一一对应，滑座上设有可前后移动进入或退出所述定位孔内的定位杆，所述定位杆的进退由数控装置控制。

所述定位杆上设有凹槽，凹槽下安装有前后活动的拨叉，拨叉由摇臂和连接杆带动，摇臂和连接杆上设有固定环，固定环前后分别连接电磁铁，电磁铁的开关由数控装置控制。

定位杆的进出可以由电磁铁带动，也可以由液压油缸或气缸带动，液压油缸或气缸由数控装置控制。

定位杆的头部具有1-10度的锥面，优选为4度。定位孔的内周面也应当具有相应的锥度。为方便加工，可在定位孔内设有定位塞，定位塞与定位孔紧固结合，定位塞上设有与定位杆头部相适配的凹槽，凹槽的内周面具有与定位杆头部相应的锥度。定位杆进入定位孔时，靠定位杆头部的4度锥面与定位孔锥面牢牢咬合，起到刀盘定位的作用。因为定位孔内增加了一个定位塞，定位塞比定位孔更容易加工，而且与定位杆接触的定位面损坏或需要改变形状时，可以仅仅更换定位孔内的定位塞，而不必更换整个刀盘。

车床还设有使刀盘旋转的刀盘驱动机构，刀盘驱动机构由数控装置控制。所述刀盘驱动机构为：所述刀盘的背部具有刀盘轴，刀盘轴上装有同步带轮，滑座上装有驱动马达，驱动马达上装有同步带轮，驱动马达由数控装置控制，并通过同步带轮带动刀盘做无侧隙传动。使用这种由同步带轮传动的刀盘驱动机构，传动角度精确且易于控制，有利于数控装置的精确控制。

车床滑座的移动由滑座驱动机构驱动，滑座驱动机构由数控装置控制。滑座驱动机构驱动是：车床床身上设有滚珠丝杠，滚珠丝杠具有经旋转可前后移动的螺母；所述滑座上设有螺母座，滚珠丝杠的螺母固定在滑座的螺母座上；滚珠丝杠由伺服电机带动旋转，伺服电机由数控装置控制。

车床还设有刀盘定位检测装置，在所述定位杆的后部设有标尺，在定位杆标尺运动的前止点和后止点处分别设置无触点检测开关，无触点检测开关测量标尺位置，测得的信号传送至数控装置。

本实用新型的有益效果是：在将手动操作的车床改进为数控系统控制的刀盘自动换位及自动走刀切削后，工人只要上下料即可。劳动者的劳动强度大大减小，劳动者的劳动技能也无须培训，并且能实现一人多机床管理。所生产的成批零件的一致性非常好，产品质量得到保证。在节能、环保(废品率大大减少)、生产效率和产品质量改进等方面均有显著效果。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型刀盘示意图；

图3为本实用新型安装在定位孔内的定位塞示意图；

图4为本实用新型定位杆示意图；

图5为图4中A向视图，即本实用新型定位杆传动机构示意图；

图6为图5中E向视图，即本实用新型定位杆的电磁铁驱动示意图；

图7为本实用新型定位杆的液压(气)缸驱动示意图；

图8为本实用新型刀盘驱动机构示意图；

图9为本实用新型滑座驱动机构示意图；

图10为本实用新型刀盘定位检测装置示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、床身，2、滑座，3、刀盘，30、刀盘轴，4、刀具，5、主轴，6、主轴箱，7、定位孔，70、定位塞，8、锥面，9、定位杆，10、拨叉，11、摇臂，12、固定环，13、第一电磁铁，31、第二电磁铁，14、液压(气)缸、15、活塞，16、连接螺杆，17、传动轮，18、第一伺服电机，19、第二伺服电机，21、滚珠丝杠，22、螺母，23、螺母座，24、1#无触点检测开关，25、2#无触点检测开关，26、1#标尺，27、2#标尺。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型回轮六角车床，包括床身1、主轴箱6、滑座2、刀盘3。在主轴箱6上设有朝向刀盘的主轴5，主轴5上有夹持装置，用于安装零件，并带动零件旋转。刀盘3安装在滑座2上，并能够以刀盘轴30旋转。刀盘3的正面设有多个刀具位，刀具位上装有不同的刀具，刀盘旋转时，每个刀具均依次与主轴相对，对主轴上的零件进行切削、加工。滑座2安装在床身1上，并能够沿主轴轴向与主轴做相对运动。

为了实现刀盘自动换位及自动走刀切削，本实用新型在车床上设置了精确驱动刀盘旋转的刀盘驱动机构、固定刀盘旋转相位的刀盘定位机构、以及驱动滑座前进或后退的滑座驱动机构。刀盘驱动机构、刀盘定位机构、以及滑座驱动机构全部由数控装置统一控制。下面具体说明其结构。

回轮六角车床的刀盘如图2、图3所示，刀盘3的正面有16个刀具位，刀盘的背面有16个与刀具位一一对应的定位孔7。滑座2上设有可前后移动进出定位孔7的定位杆9，固定刀盘3时，定位杆9压在刀盘的定位孔7内，使刀盘3不能旋转。定位杆9的结构如图4，定位杆9的头部为1-30度的锥面8，锥度优选为4度。定位孔7的内周面也应当具有相应的锥度。为方便加工，可以在定位孔7内设有定位塞70，定位塞70与定位孔7紧固结合，定位塞70上设有与定位杆9头部相适配的凹槽，凹槽的的内周面具有与定位杆头部相应的锥面8。当定位杆9进入定位孔7时，定位杆头部的4度锥面8与定位孔内的4度锥面8牢牢咬合，起到刀盘定位的作用。另外，因为锥度的设置，定位杆9头部较小，定位孔7或定位塞70的入口处稍大，便于定位杆进入定位孔。

参照图4、图5，定位杆9的下方设有凹槽，凹槽下安装有可前后活动的拨叉10，拨叉10由摇臂11、连接杆等连接件带动。摇臂11上设有固定环12，固定环12前后分别连接电磁铁13。如图6，在摇臂11的右端装一个MQ1-5N的第一电磁铁13，用来拔出定位杆9。当第一电磁铁13吸合时，电磁铁13向后拉动固定环12，带动摇臂11向后移动，通过锥销和平键使拔叉10向后移动，带动定位杆9后移，定位杆4°锥面8与定位孔4°锥面8完全脱离，刀盘3处于自由状态。电磁铁13由数控装置根据车床的工作状态控制。

如图8所示，刀盘3的后部具有刀盘轴30，在刀盘轴30的尾部装一个Z＝120齿M＝5的大同步带轮17(传动轮)，用12mm平键使大同步带轮17与刀盘轴30连接。滑座上装一个6Nm的第一伺服电机18，伺服电机18由数控系统控制。电机前部装一个Z＝30齿M＝5的小同步带轮。当刀盘3处于自由状态，数控系统发出指令，6Nm伺服电机18开始转动，通过同步带轮的传动，使刀盘3转动到合适的角度，刀具正好对准主轴上待加工的零件。由于刀盘3具有均匀分布的16个刀具位，刀盘转位每次22.5°，刀盘前一刀具位移动到下一刀具位。

如图6，在摇臂11的左边再装一个MQ1-5N第二电磁铁31，当刀盘3完成转位22.5°后，数控系统发出指令，在第一电磁铁13断电的同时，令第二电磁铁31吸合，通过固定环12带动摇臂11向前移动，带动定位杆9前行，使定位杆9前端的4°锥面与定位孔7的4°锥面重新咬合，刀盘3的相位被固定，一次刀具的换位动作完成。

除了用电磁铁的吸合来控制定位杆的前后移动实现刀盘的自动定位外，还可以利用液压缸或气缸为驱动力来源，使定位杆的前后移动，实现刀盘自动换位的定位。

如图7所示，液压(气)缸14内部有活塞15，左边的孔为进油孔(或进气孔)，右边的孔为排油孔(或排气孔)。高压油(气)从进气孔进入油(气)缸14，推动活塞15向后移动，活塞杆通过连接螺杆16带动定位杆9后移，使定位杆9前端的锥面与定位孔7的锥面脱开，到位后，数控系统发出转位指令，使伺服电机18转动，伺服电机18通过同步带轮带动刀盘3转动进行换刀。换刀完毕后，数控系统发出指令，改变气压或油压的方向，活塞15便向前移动，将定位杆9打进定位孔7中，完成定位功能。

车床床身上设有一根3206滚珠丝杠21，滚珠丝杠21上有螺母22，滚珠丝杠21旋转时螺母22前后移动。滑座2上设有螺母座23，滚珠丝杠21的螺母22固定在滑座的螺母座23上。滚珠丝杠21由一个10NM的第二伺服电机19带动旋转，伺服电机19由数控装置控制。在刀盘换位结束后数控系统发出指令，10Nm伺服电机19开始转动，带动3206滚珠丝杆21转动，滚珠丝杆上的螺母22通过滑座上的螺母座23，带动滑座2前行，刀盘3上已换好的刀具就对主轴上的零件完成切削任务。这一过程为自动走刀切削。

当一个刀具的切削任务完成后，数控系统根据事先编制好的程序发出指令，令10Nm的第二伺服电机19反转，滑座2就带动刀盘3后退。当刀盘退到安全换位位置时，再由数控装置控制自动进行第二次刀盘换位，即重复上述定位杆退出定位孔、刀盘旋转22.5度、定位杆再进入定位孔定位的自动换位动作。

经过多次自动换位，刀盘上的每一把刀具都对零件进行了一次加工，全部加工工序完成，按照预定程序车床自动停止，滑座退到安全位置，工人进行下料和上料。再按照同样的程序进行第二个零件的加工。

为了保证车床的正常运转，在出现不可预测的故障时，不至于撞刀，车床还设有刀盘定位检测装置，刀盘定位检测装置测得的信号传送至数控装置，有异常信号时数控装置发出停机指令。如图10，在定位杆的后部装了二个无触点检测开关：1#无触点检测开关24，检测定位杆结合是否到位，2#无触点检测开关25，检测定位杆脱离是否到位。

A：当机床在执行定位杆退出定位孔动作的过程中，如果遇到以下不可预测的故障：

①MQ1-5N第一电磁铁13吸合了，但定位杆9与定位孔7没有脱离。

②MQ1-5N第一电磁铁13失灵了，即数控系统发出指令，但电磁铁没有吸合动作。

③其他故障，致使定位杆没有移动或没有移动到位。

当出现以上的故障时，1#无触点检测开关24没有与1#标尺26接触，说明发生故障。1#无触点检测开关24向数控系统发出故障信号，数控系统自动报警，车床立即停止工作，避免打刀或机床损坏。

B：当车床在执行定位杆进入定位孔动作的过程中，如果遇到不可预测的故障：

①MQ1-5N第二电磁铁31吸合了，但定位杆9没有打进定位孔7中，即定位杆的4°锥面没有与定位杆的4°锥面重新咬合。

②MQ1-5N第二电磁铁31失灵了，虽接到数控系统发出的吸合指令，但电磁铁没有吸合动作。

③其他故障：致使定位杆没有移动或没有移动到位。

当出现以上故障时：2#无触点检测开关25没有与2#标尺27接触，说明发生故障，2#无触点检测开关发出故障信号，数控系统报警，车床停止工作。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种回轮六角车床，包括床身、主轴箱、滑座、刀盘；

在所述主轴箱上设有用于安装零件并带动零件旋转的、朝向刀盘的主轴；所述刀盘安装在滑座上并能够绕其中心自转，刀盘的一面设有至少一个刀具，刀盘自转时，每一刀具依次与主轴相对；滑座安装在床身上，并能够沿主轴轴向与主轴做相对运动；

其特征在于，还设有固定刀盘旋转相位的刀盘定位机构，所述刀盘定位机构由数控装置控制。

2.根据权利要求1所述的回轮六角车床，其特征在于，所述刀盘定位机构为：刀盘背面设有定位孔，定位孔的数量与刀具数量相同并一一对应，滑座上设有可前后移动进入或退出定位孔的定位杆，所述定位杆的进退由驱动装置带动，驱动装置的开关由数控装置控制。

3.根据权利要求2所述的回轮六角车床，其特征在于，所述驱动装置为电磁铁，电磁铁的开关由数控装置控制，电磁铁的开合带动定位杆的进退。

4.根据权利要求3所述的回轮六角车床，其特征在于，所述定位杆上设有凹槽，凹槽下安装有前后活动的拨叉，拨叉由摇臂和连接杆带动，摇臂和连接杆上设有固定环，固定环前后分别连接电磁铁。

5.根据权利要求2所述的回轮六角车床，其特征在于，所述驱动装置为液压油缸或气缸，液压油缸或气缸由数控装置控制。

6.根据权利要求2所述的回轮六角车床，其特征在于，所述定位杆的头部具有1-10度的锥度；所述定位孔内设有定位塞，定位塞与定位孔紧固结合，定位塞上设有与定位杆头部相适配的凹槽，凹槽的的内周面具有与定位杆头部相应的锥度。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的回轮六角车床，其特征在于，还设有使刀盘旋转的刀盘驱动机构，所述刀盘驱动机构由数控装置控制。

8.根据权利要求7所述的回轮六角车床，其特征在于，所述刀盘驱动机构为：所述刀盘的背部具有刀盘轴，刀盘轴上装有同步带轮，滑座上装有驱动马达，驱动马达上装有同步带轮，驱动马达由数控装置控制，并通过同步带轮带动刀盘做无侧隙传动。

9.根据权利要求7所述的回轮六角车床，其特征在于，还设有滑座驱动机构，所述滑座驱动机构由数控装置控制。

10.根据权利要求9所述的回轮六角车床，其特征在于，所述滑座驱动机构为：车床床身上设有丝杠，丝杠具有经旋转可前后移动的螺母；所述滑座上设有螺母座，丝杠的螺母固定在滑座的螺母座上；丝杠由驱动马达带动旋转，驱动马达由数控装置控制。

11.根据权利要求7所述的回轮六角车床，其特征在于，还设有刀盘定位检测装置，刀盘定位检测装置测得刀盘定位状态的信号，传送至数控装置。

12.根据权利要求11所述的回轮六角车床，其特征在于，所述刀盘定位检测装置为：在所述定位杆的后部设有标尺，在定位杆标尺运动的前止点和后止点处分别设置无触点检测开关，无触点检测开关测量标尺位置，测得的信号传送至数控装置。

Images