CN202151779U

CN202151779U - 一种数控车铣两用试验工作台

Info

Publication number: CN202151779U
Application number: CN2011202219299U
Authority: CN
Inventors: 张伟民; 严日明; 王潇; 张辉
Original assignee: China University of Geosciences
Current assignee: China University of Geosciences
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2021-06-28

Abstract

本实用新型涉及一种数控车铣两用试验工作台，是在普通含有X、Y向组成的十字滑台的工作台上增设有活动的Z向加工平台，新平台由Z向铰链支座固定在十字工作台底座上，Z向铰链支座与设有套筒的活动旋转轴铰接，活动旋转轴与导轨底座连接，在导轨底座上装有Z轴电机、导轨和滚珠丝杠，导轨上方装有Z向滑动导向座，丝杆螺母副和Z向滑动导向座上安装有Z向工作台面；Z向工作台面上安装主轴电机和卡盘。当Z向加工平台垂直时，Z向工作台面上的主轴电机上的卡盘加持铣刀或钻头，作为铣床和钻床用；当Z向加工平台水平放置时，将铣刀或钻头换成工件，可作为车床用。本工作台能快速地完成铣钻床与车床转换，适用于X，Y，Z三维的数控试验加工。

Description

一种数控车铣两用试验工作台

技术领域

本实用新型涉及一种数控车铣两用试验工作台，具体地说是一种在普通的含有X、Y向组成的十字滑台的试验工作台上，增设有活动的Z向加工平台，新设计的Z向加工平台与十字工作台底座垂直时可作为铣床或钻床的试验工作台用，Z向加工平台水平放置时可作为车，镗用试验工作台。

背景技术

随着科学技术的发展，机械产品的结构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提高，因此对加工机械产品零部件的生产设备——机床也相应提出了高性能、高精度与高自动化的要求，数控机床在机械制造业中得到了日益广泛的应用。因此，掌握最新的数控技术，越来越来成为对所有从事机械数控加工和机电产品科研开发人员必不可少的技能。

数控试验设备在教学中对学生数控技术的认知和掌握发挥着至关重要的作用，其中数控试验工作台是试验设备的重要组成部分，试验教学是对学生进行素质教育的重要环节，也是培养学生操作技能的重要手段。但是现有的教学中使用的数控试验工作台大多都功能单一：如单一的十字车床数控工作台，或单一的三坐标的铣床工作台，这样的数控试验工作台功能单一且缺乏灵活性，不能充分发挥数控试验工作台的效用，也不利于学生对数控技术更深入的掌握和训练。

目前，尽管国内生产数控实验台的厂家众多，但大多为生产用数控实验台，这类实验台体积庞大，不易于学生的学习和操作。而在生产教学用数控试验台的厂家中，其产品也存在着很多问题，主要有以下几个方面：

1）有的数控试验工作台价格昂贵，维护费用高，使设备开机率低，不利学生的学习和掌握。而有的数控试验工作台结构太简单，无法使学生对数控技术有一个正确的认识和宏观上的把握。

2）有的数控试验工作台模块化程度低，可拆性差，没有既可进行数控车试验的又可进行数控铣试验的多功能工作台，不利培养学生的实践能力，导致教学的实效性低。

数控技术及相关课程实践性极强，在我国作为技术人才培养摇篮的高等院校、中专技校，由于多种因素的限制，大部分院校试验、实习条件较差，学生动手能力与实际经验较差，无法达到预期目的。而学校购买的数量有限的数控机床，无论是从成本、从锻炼学生能力的方面考虑都不适合普及教学和实验。因此设计一种“模块化，可重组”的数控车铣两用试验工作台是非常有必要的。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种能克服上述已有技术的不足，在生产和教学试验中具有实用性，综合性和开放性的模块化的、可重组的，结合车、铣、钻功能的数控车铣两用试验工作台。

为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：提供一种数控车铣两用试验工作台，包括十字工作台底座，X向、Y向工作滑台组成的十字滑台，所述的十字工作台底座上还安装有活动的Z向加工平台，所述的Z向加工平台由Z向铰链支座通过螺栓固定在十字工作台底座上，Z向铰链支座与活动旋转轴通过铰链连接，活动旋转轴上设有套筒，活动旋转轴与导轨底座连接，在导轨底座上安装有Z轴电机、导轨和滚珠丝杠，在导轨上方安装有Z向滑动导向座，丝杆螺母副和Z向滑动导向座上面安装有工作台面；所述的Z向加工平台的工作台面上安装有主轴电机及卡盘；所述的十字工作台底座上固定有Y向导轨底座，Y向导轨固定在Y向导轨底座上，X向导轨固定在Y向导轨上方滑动的X向导轨底座上；加工工件的工作台固定在X向丝杆螺母副及X向滑动导向座上。

本实用新型所述的Z向加工平台的导轨底座上的Z轴电机，滚珠丝杠和导轨，跟随活动旋转轴一起绕着铰链作旋转运动，活动旋转轴与十字工作台底座平行时工作台面上主轴电机的主轴在水平位置，组成车床试验工作台结构；主轴电机的位置处于Y向滑台的中线处；导轨底座置于支撑座上，同时利用支撑座上磁铁的吸引力将Z向加工平台固定。

本实用新型所述的Z向加工平台的活动旋转轴与十字工作台底座垂直时套筒固定在Z向铰链支座的轴肩处，覆盖Z向铰链支座与活动旋转轴两部件的铰接处，套筒与Z向铰链支座和活动旋转轴两部件之间为间隙配合， Z向加工平台与十字滑台一起组成一个X、Y、Z三轴工作台，组成钻床或立式铣床试验工作台结构。在Z向铰链支座和活动旋转轴两部件的铰接处固定套筒，可以避免Z向加工平台工作时活动旋转轴发生旋转，造成的安全问题。

本实用新型的数控车铣两用试验工作台与现有技术相比，具有如下优点：

1、本数控车铣两用试验工作台实用性强，试验中具有较强的综合性和开放性，可以直观了解和认识数控系统原理以及系统内部之间的关系。

2、本数控车铣两用试验工作台能方便学生更快地了解数控系统的电气控制原理，编制数控加工程序并进行加工。本实用新型通过设计Z向铰链支座与Z向活动旋转轴两部件的铰链，实现了Z向工作台的旋转，灵活地将车床、铣床、钻床的功能结合于一体。

3、本实用新型的Z向加工平台的Z向工作台面上的主轴电机可为伺服电机也可为步进电机。通过本实用新型的试验工作台，可让学生了解和认识典型机电产品的构造，帮助学生从整体角度去认识系统的各部分，对于提高数控技术及相关课程的教学、培养数控技术应用型人才都能起到积极的推动作用。

附图说明

图1为本实用新型数控车铣两用试验工作台总体结构示意图。

图2为本实用新型的Z向加工平台中活动旋转轴处竖直状态时总体结构示意图。

图3为本实用新型的Z向加工平台中Z向铰链支座结构示意图。

图4为本实用新型的Z向加工平台中活动旋转轴结构示意图。

图5为本实用新型的Z向加工平台中套筒结构示意图。

图6为本实用新型的Z向加工平台中Z向底座的结构示意图。

图7为本实用新型中支撑座的结构示意图。

图8为本实用新型中丝杆螺母副的结构示意图。

上述图中：1-十字工作台底座、2-Y向电机、3-Y向电机支承座、4-Y向丝杠支座、5-Y向丝杠、6-Y向导轨、7-Y向导轨底座、8-X向导轨底座、9-X向电机支承座、10-X向电机、11-X向丝杠支座、12-X向丝杠、13-加工工件的工作台、14-Z向铰链支座、15-活动旋转轴、16-套筒、17-Z向底座、18-Z轴电机、19-支撑座、20-X向导轨、21-导轨、22-滚珠丝杠、23-Z向工作台面、24-滑动导向座、25-导轨底座、26-提手、27-连接法兰、28-铰链A、29-铰链B、30-磁铁、31 X向滑动导向座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：本实用新型的一种数控车铣两用试验工作台，其外观结构如图1、2所示，包括十字工作台底座1， X向、Y向工作滑台组成的十字滑台，其中，Y向工作滑台含有Y向电机2、Y向电机支承座3、Y向丝杠支座4、Y向丝杠5、Y向导轨6、Y向导轨底座7；X向工作滑台含有X向向导轨底座8、X向电机支承座9、X向电机10、X向丝杠支座11、X向丝杠12、加工工件的工作台13、X向导轨20和X向滑动导向座31；十字工作台底座1上固定有Y向导轨底座7，Y向电机2通过Y向电机支承座3固定在Y向导轨底座7上； X向导轨20固定在Y向导轨6上方滑动的X向导轨底座上，加工工件的工作台13固定在X向丝杆螺母副及X向滑动导向座31上；所述的十字工作台底座1上还安装有活动的Z向加工平台，所述的Z向加工平台由Z向铰链支座14通过螺栓固定在十字工作台底座1上，通过销轴将Z向铰链支座14端的铰链B29与活动旋转轴15端的铰链A28铰接，活动旋转轴上设有套筒16，活动旋转轴通过连接法兰27与Z向底座17连接，在导轨底座25上安装有Z轴电机18、导轨21和滚珠丝杠22，在导轨21上方安装有滑动导向座24，Z向工作台面23安装在Z向丝杆螺母副和滑动导向座24上。

本实用新型的Z向加工平台中导轨底座25上的Z轴电机18，导轨21和滚珠丝杠22可跟随活动旋转轴一起绕着铰链作旋转运动，如图1，旋转中当活动旋转轴15与十字工作台底座1平行时，此时在工作台面23上安装的主轴电机的主轴在水平位置，本试验工作台组成车床试验工作台结构，可作为车床试验工作台用；Z向工作台面上加装的主轴电机的主轴位置处于Y向工作滑台的中线处；此时，Z向底座17、导轨底座25置于支撑座19上，同时利用支撑座上设有的磁铁30的磁吸引力将Z向底座17吸在支撑座上。

参见图2，本实用新型的活动旋转轴15旋转成与十字工作台底座1垂直时，将套筒16固定在Z向铰链支座14的轴肩处，覆盖住Z向铰链支座14与活动旋转轴15两部件的铰接处，套筒与Z向铰链支座14和活动旋转轴15之间为间隙配合。用套筒固定Z向铰链支座14和活动旋转轴15两部件之间的铰接处，可防止Z向加工平台晃动。本实用新型在Z向工作台面23上可安装上主轴电机，主轴电机的主轴连接卡盘，用来加持铣刀或钻，就可用于从上而下的铣床和钻床加工。利用套筒上设有的提手26将套筒拔起离开铰接处后，Z向加工平台可水平放倒，固定于支撑座19上，将铣刀或钻头，换成工件，此时可进行普通车床的平面数控加工。数控车床与铣床应用较为普遍，本试验工作台设计时二者兼顾，同时能够快速地将试验工作台由车床转变成铣、钻床。

组装本试验工作台的工序：

① 将导轨底座25安装在Z向底座17上。

② 将导轨21安装在导轨底座25上。

③ 将滚珠丝杠22安装在滚珠丝杠支座上，然后一并安装在导轨底座25上。

④在导轨21上方安装滑动导向座24，然后将Z向工作台面23安装在滑动导向座24上。

⑤ 将Z轴电机18和电机支撑座和导轨21连接在一起，Z轴电机18和数控机床的控制系统相连。

⑥ 将Z向铰链支座14和带有磁铁30的支撑座19用螺栓固定在十字工作台底座1上。

⑦将套筒16穿在活动旋转轴15上。

⑧将活动旋转轴15用轴销安装在Z向铰链支座底座14上。

工作台其余部分X向、Y向组成的十字滑台为普通滑台的安装工序。

本试验工作台当Z向加工平台竖直放置时，用于铣钻加工，此时主轴电机和卡盘固定在Z向工作台面23上，主轴电机的主轴上安装卡盘，用来加持铣刀，或花钻，便可作为铣床或钻床的试验工作台用，可进行铣削或钻削加工试验。

当Z向加工平台水平放置时，活动旋转轴15和导轨底座25支撑在安装有磁铁30的支撑座19上，确保Z向加工平台稳定性，此时将铣刀或钻头换成工件，便可作为车，镗用试验工作台，可进行车削加工试验。

本实用新型的试验工作台结构简单，使用方便，且具有模块化和可重组性，能快速地完成铣钻床与车床转换，是集车床，钻床，铣床一体的多功能数控车铣两用试验工作台，适用于X，Y，Z三维立体的数控试验加工。

Claims

1.一种数控车铣两用试验工作台，包括十字工作台底座，X向、Y向工作滑台组成的十字滑台，其特征在于：所述的十字工作台底座上还安装有活动的Z向加工平台，所述的Z向加工平台由Z向铰链支座通过螺栓固定在十字工作台底座上，Z向铰链支座与活动旋转轴通过铰链连接，活动旋转轴上设有套筒，活动旋转轴与导轨底座连接，在导轨底座上安装有Z轴电机、导轨和滚珠丝杠，在导轨上方安装有Z向滑动导向座，丝杆螺母副和Z向滑动导向座上面安装有工作台面；所述的Z向加工平台的工作台面上安装有主轴电机及卡盘；所述的十字工作台底座上固定有Y向导轨底座，Y向导轨固定在Y向导轨底座上，X向导轨固定在Y向导轨上方滑动的X向导轨底座上；加工工件的工作台固定在X向丝杆螺母副及X向滑动导向座上。

2.根据权利要求1所述的一种数控车铣两用试验工作台，其特征在于：所述的Z向加工平台的导轨底座上的Z轴电机，滚珠丝杠和导轨，跟随活动旋转轴一起绕着铰链作旋转运动，活动旋转轴与十字工作台底座平行时工作台面上主轴电机的主轴在水平位置，组成车床试验工作台结构；主轴电机的位置处于Y向滑台的中线处；导轨底座置于支撑座上，同时利用支撑座上磁铁的吸引力将Z向加工平台固定。

3. 根据权利要求1所述的一种数控车铣两用试验工作台，其特征在于：所述的Z向加工平台的活动旋转轴与十字工作台底座垂直时套筒固定在Z向铰链支座的轴肩处，覆盖Z向铰链支座与活动旋转轴两部件的铰接处，套筒与Z向铰链支座和活动旋转轴两部件之间为间隙配合， Z向加工平台与十字滑台一起组成一个X、Y、Z三轴工作台，组成钻床或立式铣床试验工作台结构。