一种数控机床的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种数控机床，属于机械设备【技术领域】。它解决了现有的数控机床电机低速时传递给主轴的力矩达不到加工要求，加工精度低的问题。本数控机床，包括机架和设置在机架上的工作台，工作台和机架之间设置有联动装置，与工作台相对的机架上设置有刀具传动控制箱，刀具传动控制箱和机架之间设置有上下升降装置，在刀具传动控制箱内设置有电机，与电机的传动轴相互平行的刀具传动控制箱内设置有主轴，主轴的一端向下伸出刀具传动控制箱且在主轴的伸出端固连有用于刀具连接的连接头，主轴和电机的传动轴之间设置有传动装置。本实用新型能提高加工精度；通过齿轮比调节能使电机传递给主轴的力矩更稳定。
【专利说明】一种数控机床
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械设备【技术领域】，涉及一种数控机床。
【背景技术】
[0002]数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置，经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的运作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展发向，是一种典型的机电一体化产品。
[0003]数控机床与普通机床相比主要特点为:一、对加工对象的适应性强，适应模具等产品单件生产的特点，为模具的制造提供了合适的加工方法；二、加工精度高，具有稳定的加工质量；三、可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；四、加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；五、机床本省的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产效率高；六、机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；七、有利于生产管理的现代化设备，数控机床使用数字信息与标准代码处理、传递信息，使用了计算机控制方法，为计算机辅助设计、制造及管理一体化奠定了基础；八、对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高；九、可靠性高。
[0004]一般数控机床的工作台都能在机架上沿X轴、Y轴方向移动，使工作台在机架上沿X轴、Y轴方向移动的联动装置一般为:在机架上固设有电机和与电机的电机轴相固连的Y轴丝杆，在机架上设置有Y轴拖板，Y轴拖板下表面固定有丝杆螺母，该Y轴拖板通过丝杆螺母螺旋连接在上述的Y轴丝杆上，该Y轴拖板能沿Y轴丝杆的轴向方向运动，在Y轴拖板的上表面固设有X轴线轨，在工作台的下表面固设有X轴线轨滑块，所述的X轴线轨滑块滑动连接在X轴线轨上，该工作台能沿X轴线轨方向移动。与工作台相对的机架上设置有刀具传动控制箱，所述的刀具传动控制箱和机架之间设置有使刀具传动控制箱沿机架的Z轴方向移动的上下升降装置，该上下升降装置一般在机架上固设有电机和与电机主轴相固连并竖直向下设置有Z轴丝杆，所述的刀具传动控制箱通过Z轴丝杆螺母螺旋固定在Z轴丝杆上并能使刀具传动控制箱沿Z轴丝杆的轴向方向移动。在上述的数控机床中，该刀具传动控制箱内连接刀具的主轴一般与电机轴直接联接，那样主轴与电机轴之间就不能变速调节，当电机低速时传递给主轴的力矩达不到加工要求，这样就影响加工精度，使数控机床对产品加工的适用性不强。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种使连接刀具的主轴与电机传动轴能自动进行三级变速，使产品加工精度更高的数控机床。
[0006]本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现:一种数控机床，包括机架和设置在机架上的工作台，所述的工作台和机架之间设置有使工作台能在机架上沿X轴、Y轴方向移动的联动装置，与工作台相对的机架上设置有刀具传动控制箱，所述的刀具传动控制箱和机架之间设置有使刀具传动控制箱沿机架的Z轴方向移动的上下升降装置，其特征在于，在刀具传动控制箱内设置有电机，与电机的传动轴相互平行的刀具传动控制箱内设置有主轴，主轴的一端向下伸出刀具传动控制箱且在主轴的伸出端固连有用于刀具连接的连接头，所述的主轴和电机的传动轴之间设置有控制主轴自动换挡并能使主轴达到三级变速的传动装置。
[0007]数控机床主要是在主轴和电机的传动轴之间设置有传动装置，通过对传动装置的改进使连接刀具的主轴与电机传动轴能自动进行三级变速，该传动装置通过液压装置达到自动进行三级变速相互更换的要求，该液压装置与控制箱连接，通过对控制箱的操作就能使主轴选择合适的转速加工，提高加工精度，实现自动化操作；上述的联动装置、上下升降装置与【背景技术】中提供的结构相同。
[0008]在上述的一种数控机床中，所述的传动装置包括在刀具传动控制箱上通过轴承转动连接有花键轴，所述的花键轴一端伸进刀具传动控制箱内且该花键轴的伸入端与上述的电机的传动轴相固连，在花键轴上滑动套设有花键套齿轮，位于花键轴另一端的刀具传动控制箱外壁上固设有能使花键套齿轮在花键轴上轴向滑动的液压装置，所述液压装置中的拉杆与上述的花键套齿轮相连接，在花键套齿轮和花键轴之间设置有使花键套齿轮在花键轴上定位的固定结构，在花键套齿轮上还固设有滑移齿轮一、滑移齿轮二，在主轴上固定套设有变速齿轮一、变速齿轮二和变速齿轮三，所述的变速齿轮一能与滑移齿轮一相啮合，所述的变速齿轮二能与滑移齿轮二相啮合，所述的变速齿轮三能与花键套齿轮相啮合。在液压装置中拉杆的推动下，拉杆带动花键套齿轮沿花键轴轴向运动，主轴运动有三种情况、一:一般转速时，二:保证主轴在低转速时仍有力矩，三:最高转速时；在一般转速时，该变速齿轮一与滑移齿轮一相啮合，变速齿轮二与滑移齿轮二分开，变速齿轮三与花键套齿轮分开；保证主轴在低转速时仍有力矩，该变速齿轮一与滑移齿轮一分开，变速齿轮二与滑移齿轮二相啮合，变速齿轮三与花键套齿轮分开；在最高转速时，该变速齿轮一与滑移齿轮一分开，变速齿轮二与滑移齿轮二分开，变速齿轮三与花键套齿轮相啮合。
[0009]在上述的一种数控机床中，所述的液压装置包括在刀具传动控制箱外壁上固设有液压阀阀体，在液压阀阀体上开设有液压通道，所述的液压通道内设置有活塞，活塞的活塞杆与液压阀阀体的上端相固连，上述的拉杆通过拉杆套与所述活塞的活塞筒相固连，在液压阀阀体的侧壁上分别开设有能使活塞筒置于液压通道中间位置的油路通道一、能使活塞筒置于液压通道上端位置的油路通道二、能使活塞筒置于液压通道下端位置油路通道三。
[0010]在上述的一种数控机床中，所述的油路通道一包括在液压阀阀体上开设的支路一和与支路一相连通的支路二，所述支路一的出口位于液压阀阀体的上端，所述支路二的出口位于液压阀阀体的下端，所述油路通道二的出口位于液压阀阀体的下端且与上述支路二的出口相对，所述油路通道三的出口位于液压阀阀体的中部位置，该油路通道三的出口与液压阀阀体上端端面的距离小于或等于活塞筒的轴向距离。
[0011]在上述的一种数控机床中，所述的花键套齿轮包括衬套和与衬套连为一体的花键套齿轮轮齿，在衬套的内壁上沿衬套的轴向方向开设有能与上述花键轴键齿相连接的键槽，上述的滑移齿轮一、滑移齿轮二分别固定套设在上述衬套的外壁上。该滑移齿轮一，滑移齿轮二相互叠加套接在衬套上，该通过滑移齿轮一，滑移齿轮二卡簧将滑移齿轮一、滑移齿轮二两者固定在衬套上。
[0012]在上述的一种数控机床中，所述花键轴的上端沿花键轴的轴向方向径向开设有导向口，上述拉杆的下端伸进导向口中，在拉杆的伸入端通过销轴与上述的衬套相固连。
[0013]在上述的一种数控机床中，所述的固定结构包括在衬套一端外壁上沿衬套的圆周方向间隔开设有由若干个径向贯穿上述滑移齿轮一本体的定位孔，在定位孔中设置有定位芯，所述定位孔的外端固设有挡板，所述的定位芯和挡板之间设置有弹性件，在花键轴的外壁上沿花键轴的轴向方向间隔设置有定位槽一、定位槽二和定位槽三，花键套齿轮在花键轴上移动时上述的定位芯能顶紧在上述其中一个的定位槽中。
[0014]在上述的一种数控机床中，所述的刀具传动控制箱内还设置有编码器，所述的主轴通过编码器齿轮与编码器的主轴相连接。
[0015]与现有技术相比，本数控机床在主轴和电机的传动轴之间设置有控制主轴自动换挡并能使主轴达到三级变速的传动装置，该传动装置中设置有液压装置，通过液压装置可以调节变速齿轮一能与滑移齿轮一、变速齿轮二与滑移齿轮二、变速齿轮三能与花键套齿轮三者相啮合、分开的位置，改变电机传动给主轴的速比，变速齿轮一与滑移齿轮一相啮合，变速齿轮二与滑移齿轮二分开，变速齿轮三与花键套齿轮分开，电机传动给主轴的速比为一比一；变速齿轮一与滑移齿轮一分开，变速齿轮二与滑移齿轮二相哨合，变速齿轮三与花键套齿轮分开，电机传动给主轴的速比为三比一；变速齿轮一与滑移齿轮一分开，变速齿轮二与滑移齿轮二分开，变速齿轮三与花键套齿轮相啮合，电机传动给主轴的速比为一比三；其中变速齿轮一与滑移齿轮一分开，变速齿轮二与滑移齿轮二相啮合，变速齿轮三与花键套齿轮分开，电机传动给主轴的速比为三比一时适用于主轴转速低的时候加工，本实用新型能提高对零件的加工精度；通过齿轮比调节能使电机传递给主轴的力矩更稳定。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本数控机床的立体结构示意图。
[0017]图2是本数控机床中刀具传动控制箱的剖视结构示意图。
[0018]图中，1、机架；2、工作台；3、刀具传动控制箱；4、电机；5、主轴；6、连接头；7、花键轴；8、花键套齿轮；9、拉杆；10、滑移齿轮一 ；11、滑移齿轮二 ；12、变速齿轮一 ；13、变速齿轮二 ；14、变速齿轮三；15、液压阀阀体；16、液压通道；17、活塞；18、拉杆套；19、油路通道二 ；20、油路通道三；21、支路一 ；22、支路二 ；23、衬套；24、轮齿；25、导向口 ；26、销轴；27、定位孔；28、定位芯；29、挡板；30、弹性件；31、定位槽一 ；32、定位槽二 ；33、定位槽三；34、编码器；35、编码器齿轮。
【具体实施方式】
[0019]以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0020]如图1或图2所示，本数控机床主要由机架I和设置在机架I上的工作台2组成，工作台2和机架I之间设置有使工作台2能在机架I上沿X轴、Y轴方向移动的联动装置，该联动装置是现有技术，与【背景技术】中的联动装置基本相同；与工作台2相对的机架I上设置有刀具传动控制箱3，刀具传动控制箱3和机架I之间设置有使刀具传动控制箱3沿机架I的Z轴方向移动的上下升降装置，该上下升降装置是现有技术，与【背景技术】中的联动装置基本相同；在刀具传动控制箱3内设置有电机4,与电机4的传动轴相互平行的刀具传动控制箱3内设置有主轴5,主轴5的一端向下伸出刀具传动控制箱3且在主轴5的伸出端固连有用于刀具连接的连接头6，主轴5和电机4的传动轴之间设置有控制主轴5自动换挡并能使主轴5达到三级变速的传动装置，该传动装置的主要结构为:主要在刀具传动控制箱3上通过轴承转动连接有花键轴7，花键轴7 —端伸进刀具传动控制箱3内且该花键轴7的伸入端与上述的电机4的传动轴相固连，在花键轴7上滑动套设有花键套齿轮8，位于花键轴7另一端的刀具传动控制箱3外壁上固设有能使花键套齿轮8在花键轴7上轴向滑动的液压装置，该液压装置主要在刀具传动控制箱3外壁上固设有液压阀阀体15，在液压阀阀体15上开设有液压通道16，液压通道16内设置有活塞17，活塞17的活塞杆与液压阀阀体15的上端相固连，在液压通道16中设置有拉杆9，该拉杆9的一端通过拉杆套18与活塞17的活塞筒相固连，在液压阀阀体15的侧壁上分别开设有能使活塞筒置于液压通道16中间位置的油路通道一、能使活塞筒置于液压通道16上端位置的油路通道二 19、能使活塞筒置于液压通道16下端位置油路通道三20 ;油路通道一包括在液压阀阀体15上开设的支路一 21和与支路一 21相连通的支路二 22，支路一 21的出口位于液压阀阀体15的上端，支路二 22的出口位于液压阀阀体15的下端，油路通道二 19的出口位于液压阀阀体15的下端且与上述支路二 22的出口相对，油路通道三20的出口位于液压阀阀体15的中部位置，该油路通道三20的出口与液压阀阀体15上端端面的距离小于或等于活塞筒的轴向距离。在实际制造时，该花键套齿轮8主要由衬套23和与衬套23连为一体的花键套齿轮8轮齿24组成，在衬套23的内壁上沿衬套23的轴向方向开设有能与花键轴7键齿相连接的键槽，在衬套23上还固设有滑移齿轮一 10、滑移齿轮二 11，在主轴5上固定套设有变速齿轮一 12、变速齿轮二 13和变速齿轮三14，变速齿轮一 12能与滑移齿轮一 10相啮合，变速齿轮二 13能与滑移齿轮二 11相啮合，变速齿轮三14能与花键套齿轮8的轮齿24相啮合；花键轴7的上端沿花键轴7的轴向方向径向开设有导向口 25，拉杆9的下端伸进导向口 25中，在拉杆9的伸入端通过销轴26与衬套23相固连。
[0021]在花键套齿轮8和花键轴7之间设置有使花键套齿轮8在花键轴7上定位的固定结构，该固定结构主要在衬套23 —端外壁上沿衬套23的圆周方向间隔开设有由若干个径向贯穿上述滑移齿轮一 10本体的定位孔27，在定位孔27中设置有定位芯28，定位孔27的外端固设有挡板29，定位芯28和挡板29之间设置有弹性件30，在花键轴7的外壁上沿花键轴7的轴向方向间隔设置有定位槽一 31、定位槽二 32和定位槽三33，花键套齿轮8在花键轴7上移动时上述的定位芯28能顶紧在上述其中一个的定位槽中；在刀具传动控制箱3内还设置有编码器34，主轴5通过编码器齿轮35与编码器34的主轴相连接。
[0022]油路通道一供油，油路通道二 19和油路通道三20不供油时，在液压通道16中的活塞17筒上方和拉杆套18下方通油，在油压的作用下，活塞筒运动至液压通道16的中间位置，活塞筒推动拉杆9向下运动，使花键套齿轮8向下运动，该花键套齿轮8运动至花键轴7的中间位置时，在衬套23 —端外壁上沿衬套23的圆周方向间隔设有的定位芯28顶紧在定位槽二 32中，该变速齿轮一 12与滑移齿轮一 10分开，变速齿轮二 13与滑移齿轮二 11相啮合，变速齿轮三14与花键套齿轮8的轮齿24分开，电机4传动给主轴5的速比为三比一；油路通道二 19供油，油路通道一和油路通道三20不供油时，在液压通道16中的拉杆套18下方通油，在油压的作用下，活塞筒运动至液压通道16的上端位置，活塞筒推动拉杆9向上运动，使花键套齿轮8向上运动，该花键套齿轮8运动至花键轴7的上端位置时，在衬套23外壁上沿衬套23的圆周方向间隔设有的定位芯28顶紧在定位槽一 31中，变速齿轮一 12与滑移齿轮一 10相啮合，变速齿轮二 13与滑移齿轮二 11分开，变速齿轮三14与花键套齿轮8的轮齿24分开，电机4传动给主轴5的速比为一比一；油路通道一和油路通道三20同时供油，油路通道二 19不供油时，在液压通道16中的活塞筒上方和拉杆套18上方通油，在油压的作用下，活塞筒运动至液压通道16的下端位置，活塞筒推动拉杆9向下运动，使花键套齿轮8向下运动，该花键套齿轮8运动至花键轴7的下端位置时，在衬套23外壁上沿衬套23的圆周方向间隔设有的定位芯28顶紧在定位槽三33中，变速齿轮一 12与滑移齿轮一 10分开，变速齿轮二 13与滑移齿轮二 11分开，变速齿轮三14与花键套齿轮8的轮齿24相卩齿合，电机4传动给主轴5的速比为一比三。
[0023]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0024]尽管本文较多地使用了:机架I ;工作台2 ;刀具传动控制箱3 ;电机4 ;主轴5 ;连接头6 ;花键轴7 ;花键套齿轮8 ;拉杆9 ;滑移齿轮一 10 ;滑移齿轮二 11 ;变速齿轮一 12 ;变速齿轮二 13 ;变速齿轮三14 ;液压阀阀体15 ;液压通道16 ;活塞17 ;拉杆套18 ;油路通道二 19 ;油路通道三20 ;支路一 21 ;支路二 22 ;衬套23 ;轮齿24 ;导向口 25 ;销轴26 ;定位孔27 ;定位芯28 ;挡板29 ;弹性件30 ;定位槽一 31 ;定位槽二 32 ;定位槽三33 ;编码器34 ;编码器齿轮35等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
【权利要求】
1.一种数控机床，包括机架(1)和设置在机架(1)上的工作台(2)，所述的工作台(2)和机架(1)之间设置有使工作台(2)能在机架(1)上沿X轴、Y轴方向移动的联动装置，与工作台(2)相对的机架(1)上设置有刀具传动控制箱(3)，所述的刀具传动控制箱(3)和机架(I)之间设置有使刀具传动控制箱(3)沿机架(1)的Z轴方向移动的上下升降装置，其特征在于，在刀具传动控制箱(3)内设置有电机(4),与电机(4)的传动轴相互平行的刀具传动控制箱(3)内设置有主轴(5),主轴(5)的一端向下伸出刀具传动控制箱(3)且在主轴(5)的伸出端固连有用于刀具连接的连接头(6)，所述的主轴(5)和电机(4)的传动轴之间设置有控制主轴(5)自动换挡并能使主轴(5)达到三级变速的传动装置。
2.根据权利要求1所述的一种数控机床，其特征在于，所述的传动装置包括在刀具传动控制箱(3)上通过轴承转动连接有花键轴(7)，所述的花键轴(7) —端伸进刀具传动控制箱(3)内且该花键轴(7)的伸入端与上述的电机(4)的传动轴相固连，在花键轴(7)上滑动套设有花键套齿轮(8)，位于花键轴(7)另一端的刀具传动控制箱(3)外壁上固设有能使花键套齿轮(8)在花键轴(7)上轴向滑动的液压装置，所述液压装置中的拉杆(9)与上述的花键套齿轮(8 )相连接，在花键套齿轮(8 )和花键轴(7 )之间设置有使花键套齿轮(8 )在花键轴(7 )上定位的固定结构，在花键套齿轮(8 )上还固设有滑移齿轮一(10 )、滑移齿轮二(11 )，在主轴(5)上固定套设有变速齿轮一(12)、变速齿轮二( 13)和变速齿轮三(14)，所述的变速齿轮一(12)能与滑移齿轮一(10)相啮合，所述的变速齿轮二( 13)能与滑移齿轮二(II)相啮合，所述的变速齿轮三(14)能与花键套齿轮(8)相啮合。
3.根据权利要求2所述的一种数控机床，其特征在于，所述的液压装置包括在刀具传动控制箱(3)外壁上固设有液压阀阀体(15)，在液压阀阀体(15)上开设有液压通道(16)，所述的液压通道(16)内设置有活塞(17)，活塞(17)的活塞杆与液压阀阀体(15)的上端相固连，上述的拉杆(9)通过 拉杆套(18)与所述活塞(17)的活塞筒相固连，在液压阀阀体(15)的侧壁上分别开设有能使活塞筒置于液压通道(16)中间位置的油路通道一、能使活塞筒置于液压通道(16)上端位置的油路通道二(19)、能使活塞筒置于液压通道(16)下端位置油路通道三(20)。
4.根据权利要求3所述的一种数控机床，其特征在于，所述的油路通道一包括在液压阀阀体(15)上开设的支路一(21)和与支路一(21)相连通的支路二(22)，所述支路一(21)的出口位于液压阀阀体(15)的上端，所述支路二(22)的出口位于液压阀阀体(15)的下端，所述油路通道二(19)的出口位于液压阀阀体(15)的下端且与上述支路二(22)的出口相对，所述油路通道三(20)的出口位于液压阀阀体(15)的中部位置，该油路通道三(20)的出口与液压阀阀体(15)上端端面的距离小于或等于活塞筒的轴向距离。
5.根据权利要求4所述的一种数控机床，其特征在于，所述的花键套齿轮(8)包括衬套(23)和与衬套(23)连为一体的花键套齿轮(8)轮齿(24)，在衬套(23)的内壁上沿衬套(23)的轴向方向开设有能与上述花键轴(7)键齿相连接的键槽，上述的滑移齿轮一(10)、滑移齿轮二( 11)分别固定套设在上述衬套(23 )的外壁上。
6.根据权利要求5所述的一种数控机床，其特征在于，所述花键轴(7)的上端沿花键轴(7)的轴向方向径向开设有导向口(25)，上述拉杆(9)的下端伸进导向口(25)中，在拉杆(9)的伸入端通过销轴(26)与上述的衬套(23)相固连。
7.根据权利要求5所述的一种数控机床，其特征在于，所述的固定结构包括在衬套(23)—端外壁上沿衬套(23)的圆周方向间隔开设有由若干个径向贯穿上述滑移齿轮一(10)本体的定位孔(27)，在定位孔(27)中设置有定位芯(28)，所述定位孔(27)的外端固设有挡板(29 )，所述的定位芯(28 )和挡板(29 )之间设置有弹性件(30 )，在花键轴(7 )的外壁上沿花键轴(7 )的轴向方向间隔设置有定位槽一(31)、定位槽二( 32 )和定位槽三(33 )，花键套齿轮(8)在花键轴(7)上移动时上述的定位芯(28)能顶紧在上述其中一个的定位槽中。
8.根据权利要求1所述的一种数控机床，其特征在于，所述的刀具传动控制箱(3)内还设置有编码器(34 )，所述的主轴(5` )通过编码器齿轮(35 )与编码器(34 )的主轴相连接。
【文档编号】B23Q5/12GK203665180SQ201420001005
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年1月2日 优先权日:2014年1月2日
【发明者】李呈峰 申请人:台州飞达机床有限公司