一种用于加工STEAM教材的小型车床的制作方法

本实用新型涉及微小型车床设备技术领域，尤其涉及一种用于加工steam教材的小型车床。

背景技术：

steam教育是集合了科学(science)、技术(technology)、工程(engineering)、艺术(arts)以及数学(mathematics)的综合性教学方式，已逐渐深入新时代的教育中，创新的教育理念符合社会未来的发展与科技进步的提升。

steam教育过程中，不仅需要学员学习理解steam教育的理念，还比较注重学员的动手实践锻炼，因此需要各种微小型的工具来加工或辅助加工学习项目。其中，在加工需要切割木材等教材过程中，往往需要使用车床来加工出完美的木质结构。

但在采用现有的微小型车床时发现，由于需要加工的原材不大，空手将原材固定在车床的夹具上这一操作不方便，不方便校准原材的中心与夹具的中心，使得通过车床高速转动切削得到的产品不工整。

当然也有结构复杂的车床能够实现，但是成本太高，而且基本上又是全自动的车床，不需要人工控制操作，学员在加工学习过程中缺乏更多的动手操作，不利于steam教育的创办。

技术实现要素：

为了克服上述技术缺陷，本实用新型提供一种带多功能支架座的小型车床，主要用于加工steam教材，具有巧妙的辅助效果，使得加工更有效率，操作更方便。

为了解决上述问题，本实用新型按以下技术方案予以实现的：

本实用新型所述一种用于加工steam教材的小型车床，包括车床基座、车头和尾座，所述车头和尾座相对应地安装在车床基座上，还包括可调节位置地设置在所述车头和所述尾座之间的多功能支架座，其包括：

座体，通过该座体可将所述多功能支架座可调节地安装在所述车床基座上；

车刀支架，其可翻转地铰接设置在所述座体上，用于为车刀提供支点；

原材支架，其可翻转地铰接设置在所述座体上，用于支撑原材并校准原材在所述车头与所述尾座之间的高度；所述原材支架具有调节整体长度的伸缩功能；

其中，所述原材支架可收纳于所述座体内或外表面上；所述原材支架转动到与所述车床基座相互垂直时，所述原材支架位于所述原材的正下方。

进一步的，所述原材支架为丫杈状，包括丫杈部和支杆部；所述支杆部可伸缩调节长短；

所述丫杈部与所述支杆部的一端相连；所述原材支架通过所述支杆部的另一端与所述座体铰接。

进一步优选的，所述丫杈部包括弯弧底部和两个弯弧夹臂；所述弯弧底部的凸面与所述支杆部的所述一端相连；两个所述弯弧夹臂的一端分别与所述弯弧底部的两个末端铰接。

进一步优选的，两个所述弯弧夹臂的两个凸面相向设置。

进一步的，所述支杆部包括上滑动部和下铰接部；所述原材支架通过所述下铰接部的一端铰接设置在所述座体上；所述下铰接部的中部开设有第一贯通槽；所述上滑动部的一端与所述丫杈部相连；所述上滑动部通过一穿设于所述第一贯通槽内的滑块可活动地设置在所述下铰接部上。

进一步优选的，所述滑块为外螺纹杆；所述上滑动部远离所述丫杈部的末段上开设有螺纹孔，所述外螺纹杆可调节地拧进该螺纹孔；且所述外螺纹杆的另一端通过一螺母组件卡限在所述第一贯通槽的外面。

进一步的，所述下铰接部的中部也开设有与第一贯通槽一样的第二贯通槽；所述滑块为一外螺纹杆；该螺纹杆同时穿过第一贯通槽和第二贯通槽，且螺纹杆的两端分别通过螺杆头与一螺母组件卡限在第一贯通槽和第二贯通槽不重合的两外侧；通过所述外螺纹杆和螺母可将所述上滑动部和所述下铰接部锁紧而不能相对活动。

进一步优选的，所述原材支架的数量为两个，分别设置在所述座体的两侧，且两个所述原材支架与所述座体的铰接点相互对称。

进一步优选的，所述座体的两侧分别设置有凹槽位，两个所述原材支架分别铰接设置在该两个凹槽位中；其中，两个所述原材支架的铰接点靠近所述凹槽位的其中一侧垂直槽壁设置，该垂直槽壁与所述车床基座相互垂直，用于限制所述原材支架向上翻转的最大翻转度为与所述车床基座相互垂直。

进一步优选的，所述车刀支架可采用t型形状。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：在需要小型车床加工steam教材(例如木材)时，通过多功能支架座上的原材支架便于将原材精准地安装在车头和尾座上；不需要使用时，原材支架可翻转收纳于所述座体座体内或外表面上。多功能支架座上的车刀支架可翻转地调节角度，适应不同的原材及使用车刀的习惯，降低车削失误，优化了小型车床的使用效果，使得加工更有效率，操作更方便。是steam教育教员与学员在实践与研发过程中的技术结晶，为steam教育制造教材、加工教材提供了有效的辅助作用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。其中：

图1是本实用新型所述小型车床的整体结构示意图(原材支架支撑状态)；

图2是本实用新型所述小型车床的整体结构示意图(原材支架收纳状态)；

图3是本实用新型所述小型车床的整体结构示意图(原材支架支撑状态)；

图4是本实用新型所述原材支架收纳状态的结构示意图；

图5是实施例1中所述丫杈部和支杆部的结构示意图(上滑动部为正面)；

图6是实施例1中所述丫杈部和支杆部的结构示意图(下铰接部为正面)；

图7是实施例3中所述丫杈部和支杆部的结构示意图(上滑动部为正面)；

图8是实施例2中所述丫杈部和支杆部的结构示意图(上滑动部为正面)；

图9是图8的拆分图；

图中：

10车床基座；11轨道；

20车头；21车头主体；22电机；23传动机构；24多爪卡盘；

30尾座；31安装座；32顶针；

40多功能支架座；41座体；411圆台部；412柱体部；413凹槽位；42车刀支架；

43丫杈部；431弯弧底部；a弯弧底部的凸面；b弯弧底部的凹面；432弯弧夹臂；c弯弧夹臂的凸面；

44支杆部；441上滑动部；4411第二贯通槽；442下铰接部；4421第一贯通槽；443限位槽腔；4431限位槽壁；444滑块；445螺母组件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1～图6所示，本实用新型所述的一种用于加工steam教材的小型车床，包括车床基座10、车头20和尾座30，所述车头20和尾座30相对应地安装在车床基座10上，还包括可调节位置地设置在所述车头20和所述尾座30之间的多功能支架座40，所述车床基座10、车头20和尾座30可参考现有的微小型车床。所述多功能支架座40有助于将原材精准地安装夹持在所述车头20和尾座30之间；以及加工过程中为车刀提供灵活的支点，使得加工操作更舒服，产品的加工效果更完美。具体如下：

所述车床基座10上设置有若干轨道11和若干安装位，轨道11用于供车头20、尾座30和多功能支架座40滑动调节位置；安装位可设置在轨道11上，根据加工需求可自行设置在轨道11的某些特定位置上，用于将车头20、尾座30和多功能支架座40安装固定在车床基座10上。

如图1、2或3所示，所述车头20包括车头主体21、电机22、传动机构23、多爪卡盘24，车头主体21通过螺栓可拆卸地、可调节地安装固定在车床基座10上；传动机构23与多爪卡盘24同步转动连接，电机22的输出轴通过与传动机构23传动连接，可驱动多爪卡盘24。作为优选的，所述多爪卡盘24可采用三爪卡盘、四爪卡盘、五爪卡盘等，可根据需要加工的原材进行订做。如图1或2所示，进一步优选的，为了多爪卡盘24能夹持不同直径的原材，除了可通过调节各分爪的端面与中心线的距离之外，还设置了多分段的、形成不同口径的卡紧结构，以适应更小直径的原材。

所述尾座30与所述车头20相对应地安装在车床基座10上，即尾座30与车头20相向设置在车床基座10上，还需要将多爪卡盘24的中心线与尾座30的顶针32中心线重叠设置。具体的，尾座30主要包括安装座31和顶针32，通过安装座31可拆卸地、可调节地将尾座30安装固定在车床基座10上；顶针32设置在安装座31上，顶针32用于与多爪卡盘24相互抵顶在原材的两末端，以将原材夹持紧，使得原材的中心线在高速旋转过程中保持不偏离，能够车削出均匀完美的加工品。作为优选的，尾座30还包括高低调节机构和伸缩调节机构，高低调节机构用于调节顶针32在车床基座10的垂直方向上的高度；伸缩调节机构用于调节顶针32在安装座31上伸出外露的长度。

所述多功能支架座40包括座体41、车刀支架42和原材支架，具体的：

通过所述座体41可将所述多功能支架座40可调节地、可拆卸地安装在所述车床基座10上；作为优选的，所述座体41可采用如图1、2或4所示的形状，包括圆台部411和柱体部412；进一步的，圆台部411用于安装车刀支架42，柱体部412用于安装和收纳原材支架。

所述车刀支架42可翻转地铰接设置在所述座体41上，用于为车刀提供支点；作为优选的，车刀支架42可采用t型形状，如图4所示，车刀支架42的整体形状如清洁用的雨刮器形状，该t型的车刀支架42的底部通过铰接件设置在所述圆台部411上，并可以以该铰接件为轴心进行翻转调节角度；进一步的，圆台部411上还设置有调节手柄，用于调节车刀支架42与所述座体41的相对角度。

所述原材支架可翻转地铰接设置在所述座体41上，用于支撑原材并校准原材在所述车头20与所述尾座30之间的高度；所述原材支架具有调节整体长度的伸缩功能；其中，所述原材支架转动到与所述车床基座10相互垂直时，所述原材支架位于所述原材的正下方；所述原材支架可收纳于所述座体41内或外表面上。

进一步的，所述原材支架为丫杈状，包括丫杈部43和支杆部44；支杆部44可伸缩调节长短；丫杈部43与支杆部44的一端相连；原材支架通过所述支杆部44的另一端与所述座体41铰接。

进一步优选的，如图5或6所示，所述丫杈部43包括弯弧底部431和两个弯弧夹臂432；所述弯弧底部431的凸面a与所述支杆部44的所述一端相连；两个所述弯弧夹臂432的一端分别与所述弯弧底部431的两个末端铰接，作为优选的，铰接处设置有扭簧，使得两个弯弧夹臂432具备朝丫杈部43的中心线方向弹性恢复位置的效果，能够夹持原材。进一步优选的，两个所述弯弧夹臂432的两个凸面c相向设置。可以理解的：弯弧凸拱方向的一面为凸面，相对的凹弧形的一面为凹面b。故所述弯弧底部431的凹面b朝向丫杈部43的开口一侧，直径较小的原材放置于原材支架上时，该凹面b弯弧形状与原材的弧面相匹配，放置更平稳。

进一步的，所述支杆部44可伸缩调节长短。优选具体的，如图5或6所示，所述支杆部44包括上滑动部441和下铰接部442；所述原材支架通过所述下铰接部442的一端铰接设置在所述座体41上，铰接的转动轴心位于所述下铰接部442的中心线上，优选的，设置有锁紧螺丝，用于将支杆部44与所述座体41锁紧固定在某一相对角度；所述下铰接部442的中部开设有第一贯通槽4421。所述上滑动部441的一端与所述丫杈部43相连；所述上滑动部441通过一穿设于所述第一贯通槽4421内的滑块444可活动地设置在所述下铰接部442上。即所述滑块444的一端安装固定在所述上滑动部441，同时该滑块444的另一端穿过第一贯通槽4421内，且该另一端卡限在第一贯通槽4421的内部或者第一贯通槽4421的另一外侧。

优选进一步的，该滑块444能够锁紧在第一贯通槽4421内的某一高度处，绝对地保证原材支架不会发生高度变化，如图6所示，例如该滑块444为外螺纹杆，所述上滑动部441远离所述丫杈部43的末段上开设有螺纹孔，所述外螺纹杆可调节地拧进该螺纹孔以安装连接在上滑动块；且所述外螺纹杆的另一端通过一螺母组件445卡限在所述第一贯通槽4421的外面，进一步的，所述外螺纹杆的末端不能拧离所述螺母组件445，可在外螺纹杆的末段开设小孔，用钢丝穿过该小孔以限制外螺纹杆拧离所述螺母组件445。通过拧紧外螺纹杆(即滑块444)，使得安装有滑块444的上滑动部441与所述螺母组件445将所述下铰接部442夹紧，以锁定相对位置，即可锁定丫杈部43的高度。

为了更稳固地将原材支撑起来，进一步优选的，所述原材支架的数量为两个，分别设置在所述座体41的两侧，且两个所述原材支架与所述座体41的铰接点相互对称，使得两个所述原材支架也是对称设置。

为了结构优化，节省多功能支架座40的制造耗材，进一步优选的，如图1、2或3所示，所述座体41的两侧分别设置有凹槽位413，两个所述原材支架分别铰接设置在该两个凹槽位413中；其中，两个所述原材支架的铰接点靠近所述凹槽位413的其中一侧垂直槽壁设置，该垂直槽壁与所述车床基座10相互垂直，用于限制所述原材支架向上翻转的最大翻转度为与车床基座10相互垂直状态的角度。

本实用新型所述的一种用于加工steam教材的小型车床工作原理是：

通过调整并安装所述座体41，使得原材支架转动到与车床基座10相互垂直时，原材支架位于原材的正下方；并调节高度与车头20、尾座30的相统一，使得原材放置在原材支架上时，原材的中心线与所述多爪卡盘24的、顶针32的中心线重叠；然后，利用多爪卡盘24和尾座30的顶针32将原材夹持紧；而后通过收缩支杆部44，再把原材支架往下翻转收纳于所述凹槽位413内。

然后调节好车刀支架42距离原材的角度，便可启动电机22。原材在电机22的驱动下高速旋转，加工人员手操车刀放置在车刀支架42上，以车刀支架42为支撑物(形成支点)，逐渐靠近原材，便可车削原材。

实施例2

本实施例2所述的一种用于加工steam教材的小型车床，整体及工作原理与与实施例1的基本相近，区别在于：

为了防止上滑动部441偏离上所述支杆部44往两侧转动，进一步优选的，如图8和9所示，所述下铰接部442还设置有限位槽腔443，用于限制所述上滑动部441仅能沿所述支杆部44的径向活动。具体的，在所述第一贯通槽4421靠近上滑动部441一侧的槽口边缘，延伸形成两限位槽壁4431以形成所述限位槽腔443，而上滑动部441的、部分或全部的形状大小与所述限位槽腔443的形状大小相匹配，使得上滑动部441可活动地容置或进出所述限位槽腔443。

实施例3

本实施例3所述的一种用于加工steam教材的小型车床，整体及工作原理与与实施例1的基本相近，区别在于：

如图7所示，所述下铰接部442的中部也开设有与第一贯通槽4421一样的第二贯通槽4411；

所述滑块444为一外螺纹杆；该外螺纹杆同时穿过第一贯通槽4421和第二贯通槽4411，且外螺纹杆的两端分别通过螺杆头与一螺母组件445卡限在第一贯通槽4421和第二贯通槽4411不重合的两外侧；通过所述外螺纹杆和螺母可将所述上滑动部441和所述下铰接部442锁紧而不能相对活动。

本实施例所述车床基座10、车头20、尾座30、外螺纹杆、螺母组件445、扭簧、实现铰接的组件等的其它结构参见现有技术。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。