本實(shí)用新型屬于數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，具體提供一種用于軸類端面加工的數(shù)控機(jī)床。

背景技術(shù)：

數(shù)控機(jī)床是一種高精度、高效率的自動(dòng)化機(jī)床，配備多工位刀塔或動(dòng)力刀塔。數(shù)控機(jī)床具有廣泛的加工工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等復(fù)雜工件，具有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)等各種補(bǔ)償功能，并在復(fù)雜零件的批量生產(chǎn)中具有良好的經(jīng)濟(jì)效果。

但是，現(xiàn)有技術(shù)中的軸類端面的數(shù)控機(jī)床在工作過程中切削的鐵屑容易堆積，排屑不順暢，而且通常采用液壓油缸驅(qū)動(dòng)齒條的對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)對(duì)工件進(jìn)行夾緊，這種機(jī)構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、機(jī)械傳遞效率低，而且在對(duì)工件進(jìn)行對(duì)中夾緊的過程中需要用到伺服比例系統(tǒng)對(duì)液壓油缸進(jìn)行控制，使機(jī)床的制造成本偏高；并且在工件加工的過程中需要液壓油缸一直對(duì)工件進(jìn)行夾緊，造成了能源的浪費(fèi)?，F(xiàn)有軸類端面的數(shù)控機(jī)床往往采用多主軸串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，不僅占據(jù)空間大，而且還不能夠自動(dòng)更換刀具?，F(xiàn)有軸類端面的數(shù)控機(jī)床還存在工件與機(jī)床發(fā)生摩擦碰撞的問題。

相應(yīng)地，本領(lǐng)域需要一種新的軸類端面數(shù)控機(jī)床來(lái)解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，即為了解決現(xiàn)有軸類端面數(shù)控機(jī)床存在鐵屑堆積排泄不暢、對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)傳遞效率低以及工件加工過程中與機(jī)床發(fā)生碰撞和機(jī)床無(wú)法自動(dòng)更換刀具的問題，本實(shí)用新型提供了一種用于軸類端面加工的數(shù)控機(jī)床，所述數(shù)控機(jī)床包括床身、固定在所述床身上的夾具以及固定到所述床身上的電主軸組件，其特征在于，所述夾具包括固定支架、設(shè)置在所述固定支架上的卡盤以及驅(qū)動(dòng)所述卡盤上的卡爪開閉的第一絲杠和與所述第一絲杠固定連接的第一伺服電機(jī)，所述第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述第一絲杠旋轉(zhuǎn)，從而使所述卡爪閉合或打開。

在上述數(shù)控機(jī)床的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述第一絲杠是雙向梯形絲杠。

在上述數(shù)控機(jī)床的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述固定支架上設(shè)置有第二伺服電機(jī)和與所述第二伺服電機(jī)固定連接的第二絲杠，所述第二絲杠和所述第二伺服電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述卡盤沿所述卡盤表面的延展方向移動(dòng)。

在上述數(shù)控機(jī)床的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述床身上設(shè)置有排屑口，所述排屑口位于所述夾具的下方，所述排屑口的橫截面沿豎直方向向下逐漸收縮變小。

在上述數(shù)控機(jī)床的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述夾具傾斜設(shè)置，使得所述卡盤上的鐵屑能夠自然滑落到所述排屑口內(nèi)。

在上述數(shù)控機(jī)床的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述床身上設(shè)置有水管，所述水管設(shè)置在所述床身的兩端，所述水管設(shè)置有出水口，當(dāng)所述數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，所述水管被通入水，水從所述出水口流出，將所述床身上的鐵屑沖到所述排屑口內(nèi)。

在上述數(shù)控機(jī)床的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述床身上設(shè)置有導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌的延伸方向指向所述夾具，所述電主軸組件可滑動(dòng)地安裝在所述導(dǎo)軌上。

在上述數(shù)控機(jī)床的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述床身上設(shè)置有進(jìn)給電機(jī)，所述進(jìn)給電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述電主軸組件沿所述導(dǎo)軌滑動(dòng)。

在上述數(shù)控機(jī)床的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述電主軸組件包括支撐座和固定在所述支撐座上的電主軸，所述支撐座可滑動(dòng)地安裝在所述導(dǎo)軌上；并且所述支撐座上設(shè)置有激光檢測(cè)器，所述激光檢測(cè)器用于檢測(cè)夾緊狀態(tài)下的工件的位置。

在上述數(shù)控機(jī)床的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述數(shù)控機(jī)床還包括刀庫(kù)，所述刀庫(kù)用于給所述電主軸提供刀具；并且所述刀庫(kù)設(shè)置有換刀臂，所述換刀臂用于給所述電主軸換刀。

本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，在本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案中，通過將夾具設(shè)置成與水平面呈較大傾角的結(jié)構(gòu)，使得夾具表面的鐵屑能夠自然滑落到排屑口內(nèi)；通過伺服電機(jī)控制雙向T型滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)卡盤卡緊或松開工件，使得傳動(dòng)效率更高；通過將床身的上表面設(shè)置成斜面，使得床身上的鐵屑能夠被水流沖入排屑口；通過設(shè)置刀庫(kù)，使得數(shù)控機(jī)床的電主軸能夠自動(dòng)換刀；通過在電主軸組件的支撐座上設(shè)置激光檢測(cè)器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)工件的位置，防止工件與機(jī)床發(fā)生碰撞。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的數(shù)控機(jī)床的等軸側(cè)視圖；

圖2是本實(shí)用新型的數(shù)控機(jī)床的主視圖；

圖3是本實(shí)用新型的數(shù)控機(jī)床的俯視圖；

圖4是沿圖2中的B-B線截取的剖視圖；

圖5是圖4中H部位的放大圖；

圖6是沿圖3中的C-C線截取的剖視圖；

圖7是圖1中J部位的放大圖。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖來(lái)描述本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，這些實(shí)施方式僅僅用于解釋本實(shí)用新型的技術(shù)原理，并非旨在限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。例如，雖然在說(shuō)明書中是對(duì)軸類端面加工數(shù)控機(jī)床進(jìn)行詳細(xì)介紹的，但是很明顯本實(shí)用新型的數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)也能應(yīng)用于其他種類的機(jī)床，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要對(duì)其作出調(diào)整，以便適應(yīng)具體的應(yīng)用場(chǎng)合。

需要說(shuō)明的是，在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方向或位置關(guān)系的術(shù)語(yǔ)是基于附圖所示的方向或位置關(guān)系，這僅僅是為了便于描述，而不是指示或暗示所述裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

此外，還需要說(shuō)明的是，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型的用于軸類端面加工的數(shù)控機(jī)床包括：床身1、斜夾具2、排屑器3、刀庫(kù)4和電主軸組件5。斜夾具2固定安裝在床身1的中間部位，排屑器3位于床身1的一側(cè)，電主軸組件5共有兩套分別位于斜夾具2的兩側(cè)，并且電主軸組件5可以在床身1上滑動(dòng)，刀庫(kù)4同樣具有兩套，刀庫(kù)4與電主軸組件5配合用以實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)更換刀具。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，刀庫(kù)4與電主軸組件5還可以只設(shè)置一套，此時(shí)斜夾具2安裝在床身1上與電主軸組件5相對(duì)的一端。

如圖2至圖4所示，斜夾具2表面與水平面之間成一個(gè)較大的夾角(圖中未標(biāo)出)，該夾角的大小可以是任何一個(gè)值，只要保證工件加工時(shí)產(chǎn)生的鐵屑能夠從斜夾具2的表面自然滑落即可。

如圖4和圖5所示，斜夾具2包括卡盤(圖中未標(biāo)出)和固定支架23。固定支架23通過螺栓固定到床身1上?？ūP又包括：第一卡爪211、第二卡爪212、卡盤體216、第一絲杠215、第一伺服電機(jī)217、第二絲杠219、第二伺服電機(jī)218。第一卡爪211和第二卡爪212用于夾緊工件24并且分別可滑動(dòng)地固定在卡盤體216上。第一卡爪211與第一絲杠螺母213連接，第一絲杠螺母213與第一絲杠215通過螺紋連接；第二卡爪212與第二絲杠螺母214連接，第二絲杠螺母214與第一絲杠215通過螺紋連接；第一絲杠215的一端與第一伺服電機(jī)217通過聯(lián)軸器固定連接，第一絲杠215的另一端通過軸承(圖中未示出)和軸承座(圖中未示出)與卡盤體216可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，并且第一伺服電機(jī)217的法蘭與卡盤體216固定連接。

優(yōu)選地，第一絲杠215采用雙向梯形絲杠，使得第一伺服電機(jī)217驅(qū)動(dòng)第一絲杠215時(shí)，使第一卡爪211和第二卡爪212能夠同時(shí)向中間移動(dòng)并夾緊工件24，或者使第一卡爪211和第二卡爪212能夠同時(shí)松開工件24。由于梯形絲杠具有自鎖功能，所以當(dāng)工件24被夾緊時(shí)，斜夾具2不用單獨(dú)設(shè)置鎖緊裝置。雙向梯形絲杠和伺服電機(jī)的組合不僅提高了傳動(dòng)效率，而且兩個(gè)卡爪211、212能夠同時(shí)對(duì)中和自動(dòng)鎖緊。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，可通過在第一伺服電機(jī)217的輸出軸上設(shè)置一個(gè)扭矩傳感器，來(lái)確定第一伺服電機(jī)217輸出的扭矩，進(jìn)一步確定斜夾具2對(duì)工件24的夾緊力大小；或者本領(lǐng)技術(shù)人員也可以通過其他技術(shù)手段來(lái)確定斜夾具2對(duì)工件24的夾緊力大小。本領(lǐng)域技術(shù)人員還能夠理解的是，可以通過兩個(gè)分別與伺服電機(jī)連接的單向梯形絲杠分別控制第一卡爪211和第二卡爪212；還可以采用其他絲杠代替雙向梯形絲杠；但是很明顯這兩種方案相對(duì)于本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式均存在一定的缺點(diǎn)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，第一卡爪211與第一絲杠螺母213之間優(yōu)選地通過螺栓連接，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)需要采用其他連接方式，例如焊接、鉚接等；第二卡爪212與第二絲杠螺母214之間優(yōu)選地通過螺栓連接，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)需要采用其他連接方式，例如焊接、鉚接等。

繼續(xù)參閱圖5，在卡盤體216與固定支架23之間設(shè)置有第二絲杠219和第二伺服電機(jī)218。第二絲杠219的一端和第二伺服電機(jī)218通過聯(lián)軸器固定連接，并且第二伺服電機(jī)218的法蘭通過螺栓安裝在固定支架23上，第二絲杠219通過第三絲杠螺母220與卡盤體216固定連接。第二伺服電機(jī)218帶動(dòng)第二絲杠219驅(qū)動(dòng)卡盤沿卡盤體216的傾斜面方向上下移動(dòng)。優(yōu)選地，第二絲杠219采用滾珠絲杠，并且第二絲杠219的另一端通過軸承(圖中未示出)和軸承座(圖中未示出)固定到固定支架23上。

如4所示，床身1的右下方設(shè)置有水箱7，水箱7上設(shè)置有電機(jī)(圖中未標(biāo)出)和水泵(圖中未示出)。水箱7不僅限于用來(lái)沖刷床身1上的鐵屑，還能夠用來(lái)冷卻電主軸上的刀盤。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，水箱7的安裝位置不僅限于床身1的右下方，水箱7還可以是在床身1的任何位置。

如圖3、圖4和圖6所示，床身1上設(shè)置有排屑口12，排屑口12位于床身1的中部，并且排屑口12位于斜夾具2的下方，以便工件24加工時(shí)產(chǎn)生的鐵屑從斜夾具2的上表面即卡盤體216的上表面自然滑落時(shí)能夠進(jìn)入排屑口12內(nèi)，并且排屑口12的橫截面在豎直方向上向下逐漸收縮變小，以便于鐵屑的收集，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)需要將排屑口12設(shè)置成其他形狀。床身1上還設(shè)置有傾斜的上表面：第一傾斜面13、第二傾斜面14。圖6中，第一傾斜面13的左端高于右端，并且第一傾斜面13的左端與床身1的左端固定連接，優(yōu)選地采用焊接，第一傾斜面13的右端與排屑口12固定連接，優(yōu)選地采用焊接；第二傾斜面14的右端高于左端，并且第二傾斜面14的右端與床身1的右端固定連接，優(yōu)選地采用焊接，第二傾斜面14的左端與排屑口12固定連接，優(yōu)選地采用焊接。如圖3所示，第一傾斜面13和第二傾斜面14的上端和下端與床身的上端和下端分別固定連接，優(yōu)選地采用焊接。

如6所示，進(jìn)一步，在第一傾斜面13的左端上表面和第二傾斜面14的右端上表面上，即床身1的兩端上均設(shè)置有水管(圖中未示出)，水管的一端接入水箱7并與水箱7上的水泵連接，水管的另一端設(shè)置有出水口(圖中未示出)。當(dāng)數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，水泵向水管供水，水流通過出水口從床身1的兩端流向排屑口12，并且第一傾斜面13和第二傾斜面14的上表面每一處都有水流經(jīng)過，以便將第一傾斜面13和第二傾斜面14上的鐵屑(工件24加工時(shí)未直接落入排屑口12的鐵屑)沖入排屑口12。

如圖4和圖6所示，圖4中排屑器3位于床身1的右側(cè)，并且排屑器3上設(shè)置有傳送帶31。傳送帶31的一端位于排屑口12的正下方，以便接收從排屑口12漏出的鐵屑并將鐵屑傳送至床身1的外邊。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，排屑器3的安放位置不僅限于圖4中床身1的右側(cè)，還可以是任何位置，只要保證工件24加工過程中產(chǎn)生的鐵屑能夠正常排出床身1即可。

如圖1至圖3和圖6所示，床身1上設(shè)置有水平導(dǎo)軌11，導(dǎo)軌11位于斜夾具2的兩側(cè)。電主軸組件5包括：電主軸51、液壓動(dòng)力單元52和支撐座54。電主軸51和液壓動(dòng)力單元52分別固定安裝在支撐座54上，支撐座54可滑動(dòng)地安裝在導(dǎo)軌11上。導(dǎo)軌11上設(shè)置有與其固定連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)15，在支撐座54上設(shè)置有第四絲杠螺母(圖中未示出)和與第四絲杠螺母配合連接的第三絲杠53，第四絲杠螺母與支撐座54固定連接，優(yōu)選地采用螺栓連接，第三絲杠53通過聯(lián)軸器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)15固定連接。數(shù)控機(jī)床加工工件24時(shí)，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)15帶動(dòng)第三絲杠53進(jìn)而驅(qū)動(dòng)支撐座54在導(dǎo)軌11上滑動(dòng)。優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)電機(jī)15采用伺服電機(jī)。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，除了采用驅(qū)動(dòng)電機(jī)15帶動(dòng)第三絲杠53驅(qū)動(dòng)支撐座54方式外，還可以通過液壓油缸來(lái)推拉支撐座54等驅(qū)動(dòng)方式。

繼續(xù)參閱圖1至圖3和圖6，刀庫(kù)4設(shè)置在床身1的一側(cè)，刀庫(kù)4的位置不僅限于圖中所示位置，還可以是在床身1的任何位置，只要保證電主軸51能正常換刀即可。在刀庫(kù)4上設(shè)置有換刀臂41，換刀臂41用于將電主軸51上的刀具取出并放置在刀庫(kù)4中，將刀庫(kù)4內(nèi)的刀具取出安裝在電主軸51上。換刀過程中，電主軸51上的卡盤(圖中未標(biāo)出)對(duì)刀具的鎖緊與松開的動(dòng)作由液壓動(dòng)力單元52驅(qū)動(dòng)和控制。

如圖1和圖7所示，支撐座54上設(shè)置有激光檢測(cè)器55，用于檢測(cè)工件24在鎖緊狀態(tài)下的實(shí)時(shí)位置，防止工件24在加工過程中與機(jī)床發(fā)生摩擦和碰撞。當(dāng)工件24位置發(fā)生偏差時(shí)，數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)控制相應(yīng)的執(zhí)行元件，對(duì)工件24的位置進(jìn)行調(diào)整。

綜上所述，當(dāng)需要加工工件時(shí)，先通過第一伺服電機(jī)217驅(qū)動(dòng)第一絲杠215使第一卡爪211和第二212將工件24對(duì)中夾緊，進(jìn)一步通過第二伺服電機(jī)218帶動(dòng)第二絲杠219驅(qū)動(dòng)卡盤沿卡盤體216的傾斜面方向上下移動(dòng)調(diào)整工件24的位置。然后由數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)根據(jù)要執(zhí)行的加工任務(wù)選擇合適的刀具，并通過換刀臂41將刀庫(kù)4內(nèi)的相應(yīng)的刀具安裝到電主軸51上，最后由驅(qū)動(dòng)電機(jī)15帶動(dòng)第四絲杠53驅(qū)動(dòng)支撐座靠近斜夾具2對(duì)工件24進(jìn)行加工。工件加工過程中產(chǎn)生的鐵屑大部分經(jīng)由卡盤體216的表面自然滑落至排屑口12內(nèi)，其余落在床身1表面上的鐵屑經(jīng)由水流沖刷至排屑口12內(nèi)，最后由排屑器3輸送至床身1的外部。

本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，可以由一個(gè)電主軸51對(duì)工件的一側(cè)進(jìn)行加工，也可以由兩個(gè)電主軸51同時(shí)對(duì)工件的兩側(cè)進(jìn)行加工，當(dāng)兩個(gè)電主軸51同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，由于兩個(gè)電主軸51相對(duì)于自身都是順時(shí)針或都是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使得工件兩側(cè)所受到的扭矩相反，在斜夾具2沒有提供足夠夾緊力的時(shí)候也不容易發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員還能夠理解的是，為了使電主軸51能夠加工各種尺寸的軸類的工件，可以在支撐座54與電主軸51之間或者支撐座54與導(dǎo)軌11之間設(shè)置一個(gè)平移機(jī)構(gòu)，使電主軸51能夠沿垂直于導(dǎo)軌11的方向移動(dòng)；還可以在斜夾具2上設(shè)置一個(gè)平移機(jī)構(gòu)，使斜夾具2能夠沿垂直于導(dǎo)軌11的方向平移?；蛘弑绢I(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體情況設(shè)置其他機(jī)構(gòu)使電主軸51能夠加工各種尺寸的軸類零件。

至此，已經(jīng)結(jié)合附圖所示的優(yōu)選實(shí)施方式描述了本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍顯然不局限于這些具體實(shí)施方式。在不偏離本實(shí)用新型的原理的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)相關(guān)技術(shù)特征作出等同的更改或替換，這些更改或替換之后的技術(shù)方案都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。