一种数控车床的制作方法

本申请涉及数控加工设备的技术领域，尤其是涉及一种数控车床。

背景技术：

数控车床是目前使用较为广泛的数控机床之一，它主要用于轴类零件或盘类零件的内外圆柱面、任意锥角的内外圆锥面、复杂回转内外曲面和圆柱、圆锥螺纹等切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等。

在加工过程中，需要对刀具进行切换，一般车床设有刀座，刀座上固定多个不同的刀具，且在机架设置与刀座连接的电机，通过电机的转动对刀座进行切换，以实现刀具的切换。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：电机带动刀座转动切换刀具，而刀座是否转到精确的位置受各种条件影响，比如磨损、误差等因素，而车床在长时间运作之后很可能会出现磨损和误差，当出现磨损和误差时，刀座无法转动到位，会导致加工位置的偏离，加工精度降低，导致产品质量的降低。

技术实现要素：

为了解决刀座转动出现偏差而使产品加工精度低的问题，本申请提供一种数控车床。

本申请提供的一种数控车床采用如下的技术方案：

一种数控车床，包括机架，所述机架设置有工作台和夹具盘，所述工作台设置有可移动的基座，所述基座转动设置有用于安装刀具的刀座，所述基座设置有与所述刀座连接且用于驱动所述刀座转动的旋转组件；

所述基座在高度方向滑移设置有锁定座，所述锁定座的数量与所述刀座夹持刀具的边数相同，且所述基座设置有使所述锁定座复位且与所述锁定座连接的复位组件；

所述刀座设置有与所述锁定座卡接的锁定块，当所述刀座旋转切换完成时，所述锁定座与所述锁定块卡接。

通过采用上述技术方案，当需要切换刀具时，旋转组件带动刀座转动，锁定座同步滑移运动，转动完成之后，复位组件将锁定座复位，此时锁定块与锁定座卡接，实现基座和刀座位置的相对固定，从而使得刀座的位置精准，提高了刀具位置的精确性，从而提高了加工的精准度，最终提高产品的质量。

可选的，所述基座朝向所述刀座一侧开设有容纳槽，所述容纳槽中固定有呈竖直的多个导柱，所述锁定座沿所述导柱滑移，相邻所述锁定座之间的接触面相互贴且所述锁定座和所述容纳槽的槽壁贴合；所述复位组件包括安装在所述基座且用于顶升所述锁定座的液压缸、安装在所述容纳槽中且套设在所述导柱外的弹簧，所述弹簧的两端分别抵紧所述容纳槽槽底和所述锁定座，所述液压缸的活塞杆伸至所述容纳槽中；且当所述刀座转动时，所述液压缸的活塞杆与所述锁定座分离。

通过采用上述技术方案，锁定座在容纳槽中沿导柱滑移，且相邻的锁定座贴合，使得锁定座的位置更加不易偏移。当刀座进行转动切换时，液压缸的活塞杆缩回，使得刀座在转动时可通过锁定座将锁定块顶下，弹簧被压缩，当转动结束时，弹簧将锁定块顶上，同时液压缸的活塞杆伸长顶住锁定块，使得锁定块顶住锁定座，当锁定座被顶住固定之后，刀座的位置也被顶住固定，从而实现对刀座位置的固定。弹簧的设置使得刀座在转动过程中锁定块始终抵住锁定座，起到降低转动的灵活性的目的，降低转动过度的现象出现的概率。

可选的，所述液压缸与所述旋转组件电连接，当所述旋转组件旋转完成时，所述液压缸顶升；当所述旋转组件要开始旋转时，所述液压缸回缩至原位。

通过采用上述技术方案，使得对液压缸的控制无需手动，其本身会通过旋转组件的运动来实现伸缩的动作，降低了工人的劳动强度，提高了车床的智能化程度。

可选的，所述锁定块沿所述刀座的转动路径所在的竖向环形面的截面呈钝角三角形，且所述锁定块的钝角部分朝向所述锁定座，所述锁定座的钝角顶端转动安装有滚轮；每个所述锁定座朝向所述锁定块一面开设有与所述锁定块卡接配合的卡接槽，所述卡接槽开设有用于容纳所述滚轮且可供所述滚轮进出的容置槽。

通过采用上述技术方案，钝角三角形状的设置可使锁定座在转动时不易被锁定块约束而难以转动，且滚轮的设置大大降低了锁定块和锁定座在相对转动时的摩擦力，提高了转动的灵活性，且大大降低了两者之间的磨损，从而可提高转动的精度。

可选的，所述刀座包括与所述旋转组件连接且呈方形的底座、一体设在所述底座背离所述基座一侧且与所述底座形状相同的中心块、一体设在所述中心块背离所述底座一侧的顶座，所述锁定块设置在所述底座朝向所述基座一侧，所述中心块位于所述底座的中心处且横截面积小于所述底座的横截面积，所述顶座的竖向投影的边缘与所述底座的边缘重合，所述底座与所述顶座之间形成用于放置刀具的空间；

所述底座和所述顶座对应的每一边的相对一侧均滑移设置有固定块，所述固定块的滑移方向所在的直线平行于所述底座的转动中心线，刀具放在同一边的两个所述固定块之间，所述底座和所述顶座设置有与所述固定块连接的调节组件。

通过采用上述技术方案，当需要固定刀具时，将刀具放到两个固定块之间，再通过调节组件使两个固定块相互靠近并夹紧刀具，从而实现刀具的固定，相比目前通过多个螺栓抵紧刀具的方式，节省了较多时间，且安装较为方便。

可选的，所述底座和所述顶座对应的每一边的相对一侧均开设有滑槽，所述固定块沿所述滑槽滑移，所述滑槽槽底固定有限位柱，所述固定块开设有与所述限位柱滑移配合的滑孔；所述调节组件包括转动安装在所述底座和所述顶座且与所述固定块螺纹配合的调节杆、安装在所述调节杆且与所述顶座连接的锁定件，所述调节杆设置有两段呈反向的第一螺纹段，两个所述固定块分别于两个第一螺纹段螺纹配合，刀具开设有供所述调节杆穿过的通孔，且所述通孔与刀具侧壁连通以供所述调节杆装入。

通过采用上述技术方案，固定块沿滑槽运动，且在限位柱和滑孔的配合引导下精确运动，当需要固定刀具时，工人转动调节杆即可带动两个固定块运动，当调节完成之后，再通过锁定件将调节杆锁定，即完成固定刀具的过程，当需要更换刀具时，依次操作锁定件和调节杆。

可选的，所述调节杆上设置有第二螺纹段，所述锁定件包括安装在调节杆上且与第二螺纹段螺纹配合的锁定螺母，当所述锁定螺母拧紧时，所述锁定螺母抵紧在所述顶座上。

通过采用上述技术方案，当调节杆转动好使固定块夹紧刀具之后，工人再拧紧锁定螺母，使得锁定螺母紧压在顶座上，以实现对调节杆的锁定，操作简单。

可选的，同一边的两个所述固定块的相对一侧开设有截面呈菱形或正方形或椭圆形的限位槽，所述限位槽的槽口面积到槽底面积呈逐渐缩小设置，且所述限位槽的槽壁为斜面；

刀具朝向两个所述固定块的两侧均设置有四个限位块，所述限位块沿所述固定块的滑移方向所在的直线的投影在所述限位槽的槽壁的中间位置上，所述限位块设置有与斜面相抵且呈倾斜的挡面，挡面与所述限位块朝向所述限位槽的槽壁一侧的连接处设置圆角。

通过采用上述技术方案，在固定块相互靠近的过程中，限位块的挡面逐渐接近斜面，在夹紧固定的过程中，限位块从接触到抵紧，当固定完成时，挡面抵紧在斜面上，四个限位块的设置限制了刀具在各个方向的运动，实现对刀具的锁定。斜面的设置目的是提高限位块的抵紧效果，圆角的设置减少了限位块、限位槽槽壁的磨损，延长使用寿命，也能提高抵紧力。

可选的，所述机架且与所述夹具盘同一侧壁设置有呈水平的水平杆，所述水平杆下边缘所在的直线经过所述夹具盘的夹持中心，所述水平杆上边缘与下边缘平行，所述刀具伸出底座一端可拆卸安装有红外激光器，所述红外激光器发射的点的中心与刀具加工点之间的高度差等于所述水平杆上边缘与下边缘的距离。

通过采用上述技术方案，加工时，刀具的位置需要在与工件加工部分相适应的位置，基本是切点，为此在加工前需要进行检测，常规的手段是先试验一个工件，根据工件进行调整，但是操作较为麻烦，花费时间多，还浪费材料。通过水平杆和红外激光器的设置，无需进行试验，只需将红外激光器安装到刀具上，然后打开，对比红外光电与水平杆的上边缘是否对齐，若未对齐，则需要进行调整，具体调整方式为在刀具上表面或下表面垫金属片。若对齐了，则可开始进行加工，操作简单方便，省时省力，效率较高。

可选的，刀具摆放时朝上一侧的表面开设有截面呈方形的插接槽，所述红外激光器设置有与所述插接槽插接配合的插接块。

通过采用上述技术方案，当需要进行检测时，将红外激光器放在刀具上，且使插接块插接到插接槽中，使得红外激光器与刀具位置相对固定，之后即可打开进行检测。用完之后直接取下即可，较为方便。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过锁定块与锁定座卡接，实现基座和刀座位置的相对固定，使得刀座的位置精准，提高了刀具位置的精确性，提高了加工的精准度，最终提高了产品的质量；

2.通过调节组件使两个固定块相互靠近并夹紧刀具，实现刀具的固定，相比目前通过多个螺栓抵紧刀具的方式，节省了较多时间，且安装较为方便。

附图说明

图1是本申请的立体结构的示意图，图中只安装了两个刀具。

图2是本申请的第二工作座及其上的结构的局部爆炸图，图中将一个锁定座与刀座爆炸，图中刀座部分只展示底座的局部，其中底座被剖视。

图3是图1中a部的放大示意图，展示刀座的结构。

图4是图2中底座的立体结构的示意图，图中展示底座下表面的结构。

图5是本申请的局部爆炸图，图中将刀具、一个固定块爆炸。

图6是图5中b部的放大示意图。

附图标记：1、机架；11、夹具盘；12、水平杆；13、红外激光器；131、插接块；2、工作台；21、x轴轨道；22、第一工作座；23、第一电机；24、y轴轨道；25、第二工作座；252、第三电机；26、第二丝杆；27、第二电机；3、基座；32、容纳槽；321、放置槽；33、导柱；34、锁定座；341、卡接槽；342、容置槽；35、复位组件；351、液压缸；352、弹簧；4、刀座；41、底座；42、中心块；43、顶座；44、锁定块；441、滚轮；45、滑槽；451、限位柱；46、固定块；461、滑孔；462、限位槽；47、调节组件；471、调节杆；472、锁定螺母；473、第一螺纹段；474、第二螺纹段；5、刀具；51、通孔；52、限位块；521、挡面；53、插接槽。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种数控车床，参照图1，包括机架1，机架1安装有工作台2和夹具盘11，夹具盘11用于夹持待加工的工件。

参照图1，工作台2上固定有x轴轨道21，x轴轨道21上滑移有第一工作座22，工作台2上转动安装有与第一工作座22螺纹配合的第一丝杆（图中未示出），且工作台2上固定有与第一丝杆连接的第一电机23，第一电机23带动第一丝杆转动，第一丝杆带动第一工作座22沿x轴轨道21滑移。

参照图1，第一工作座22上固定有y轴轨道24，y轴轨道24上滑移有第二工作座25，第一工作座22上转动安装有与第二工作座25螺纹配合的第二丝杆26，且第一工作座22上固定有与第二丝杆26连接的第二电机27，第二电机27带动第二丝杆26转动，第二丝杆26带动第二工作座25沿y轴轨道24滑移。

参照图1和图2，第二工作座25固定安装有基座3，第二工作座25朝向基座3一侧开设有第一安装槽（图中未示出），基座3朝向第二工作座25一侧开设有第二安装槽（图中未示出），第一安装槽和第二安装槽拼合形成一安装空间，该安装空间中设置有旋转组件。

参照图1和图2，旋转组件包括第三电机252，第三电机252一部分固定安装在第一安装槽中，第三电机252其他部分位于第二安装槽中，且第三电机252的输出轴穿出基座3背离第二工作座25一侧，第三电机252的输出轴穿出基座3一端固定有刀座4，刀具5安装在刀座4上。

参照图2和图3，刀座4包括底座41、中心块42和顶座43，底座41和顶座43大小相同，底座41水平固定在第三电机252的输出轴上，中心块42一体设置在底座41上表面的中间位置，且中心块42的横截面积小于底座41的横截面积；顶座43一体设置在中心块42背离底座41一端，顶座43的竖向投影的边缘与底座41的边缘重合，底座41与顶座43之间形成用于放置刀具5的空间。

刀具5切换部分：

参照图2，基座3朝向底座41一侧开设有截面呈圆形的容纳槽32，容纳槽32中固定有呈竖直的多个导柱33，本实施例中采用八个导柱33，八个导柱33分为四组，每组两个导柱33，四组导柱33绕容纳槽32的中心为圆心周向均匀间隔设置。

参照图2，容纳槽32沿导柱33滑移设置有四个横截面为四分之一圆环的锁定座34，每个锁定座34对应滑移配合一组导柱33，且四个锁定座34恰好围成一个完整的圆环，圆环中间供第三电机252的输出轴穿过。圆环的外环侧壁贴合容纳槽32的槽壁，使得滑移时不易晃动，较为稳定。

参照图4，底座41朝向基座3一侧一体设置有锁定块44，锁定块44的数量与锁定座34相同，均为四个，且四个锁定块44沿环向均匀间隔设置，所在的环的中心在第三电机252的输出轴所在的直线上，且锁定块44沿环向所在的平面为钝角三角形。与此同时，在锁定座34朝向底座41一侧开设有供锁定块44嵌入的卡接槽341，锁定块44的钝角部分朝向锁定座34，锁定块44的侧壁可与卡接槽341的槽壁贴合。

参照图2，基座3设置有复位组件35，复位组件35包括液压缸351和弹簧352，容纳槽32的槽底开设有四个放置槽321，液压缸351有四个，四个液压缸351分别对应四个放置槽321，四个液压缸351分别对应四个锁定座34，液压缸351固定安装在放置槽321中，且液压缸351的活塞杆伸入到容纳槽32中，用于顶锁定座34。弹簧352套设在导柱33上，弹簧352两端分别抵紧容纳槽32槽底和锁定座34朝向容纳槽32的槽底一侧，锁定座34在任何时刻与容纳槽32的槽底之间存在间距，使得弹簧352不会被过度挤压变形，且弹簧352始终处于被压缩状态。

参照图2，液压缸351与第三电机252电连接，要切换时，液压缸351收缩，收缩完之后发送电信号给第三电机252，第三电机252再启动；切换完成时，第三电机252停止，第三电机252发送电信号给液压缸351，液压缸351启动，伸长活塞杆，顶住锁定座34。在弹簧352的作用下，锁定座34始终与锁定块44抵紧，在切换刀具5时，旋转电机带动底座41转动，底座41转动时锁定块44与卡接槽341相对运动，由于呈钝角三角形，因此锁定块44先将锁定座34向下顶，过了顶角之后，锁定座34在弹簧352的弹性回复力的作用下反向运动，当切换完成时，锁定座34回到原来的位置，重新与新的锁定块44卡接。同时，液压缸351启动，液压缸351的活塞杆伸长抵住锁定座34底部，实现锁定。当要切换时，液压缸351的活塞杆回缩至原位，第三电机252再运作转动。

参照图2和图4，考虑到切换过程中锁定块44与锁定座34之间的摩擦，易导致磨损和噪音，为此，在锁定块44的钝角顶端转动安装有滚轮441，且在卡接槽341开设有用于容纳滚轮441的容置槽342，且容置槽342与卡接槽341衔接处平滑过渡，用于使滚轮441平滑进出。

刀具5夹持部分：

参照图5，底座41和顶座43对应的每一边的相对一侧均开设有滑槽45，滑槽45滑移设置有固定块46，刀具5放置在同一边的两个固定块46之间。滑槽45槽底固定有限位柱451，限位柱451的轴线方向平行于底座41的转动中心线；固定块46开设有滑孔461，滑孔461与限位柱451滑动配合，限制固定块46滑移路径，且固定块46的侧壁与滑槽45的槽底贴合，限制固定块46滑移。

参照图3，在底座41和顶座43设置有调节组件47，调节组件47用于调节固定块46。调节组件47包括调节杆471和锁定件，锁定件包括锁定螺母472。调节杆471转动安装在底座41和顶座43，调节杆471的长度方向的轴向平行于固定块46的滑移方向，调节杆471与同一边的两个固定块46螺纹配合，调节杆471设有两段呈反向的第一螺纹段473，两个固定块46分别与两个第一螺纹段473螺纹配合，使得在转动调节杆471时，调节杆471能带动两个固定块46相互靠近或者相互远离。

参照图3，由于调节杆471的设置，需要在刀具5开设有供调节杆471穿过的通孔51，且通孔51与刀具5侧壁连通，以供调节杆471穿到通孔51。

参照图3，调节杆471上设置有第二螺纹段474，锁定螺母472螺纹安装在调节杆471的第二螺纹段474上，当锁定螺母472拧紧时，锁定螺母472抵紧在顶座43上表面，实现对调节杆471的锁定，以实现对固定块46的固定。

参照图6，为了固定刀具5，在同一边的两个固定块46的相对一侧均开设有截面呈菱形或正方形或椭圆形的限位槽462，本实施例中采用截面呈菱形的限位槽462，且限位槽462的槽口面积到槽底面积呈逐渐缩小设置，且限位槽462的槽壁为斜面。刀具5朝向两个固定块46的两侧均一体设置有四个限位块52，四个限位块52的长度方向所在的直线可围成与限位槽462相同形状的菱形，且限位块52沿固定块46的滑移方向所在的直线的投影在限位槽462的槽壁的中间位置上，通过两个固定块46的限位槽462的槽壁对刀具5两面的限位块52的夹持限定，实现对刀具5的固定。

参照图6，考虑到限位块52对限位槽462的槽壁的磨损，限位块52设置有与斜面相抵且呈倾斜的挡面521，挡面521与限位块52朝向限位槽462的槽壁一侧的连接处设置圆角，使得限位块52对斜面的接触面非尖角，降低磨损。

参照图5和图6，在安装刀具5之后，需要检测刀具5的加工点是否在正确的位置，现有的要经过试一个工件来判断，较为麻烦，为此进行了如下设置。

参照图5和图6，在机架1且与夹具盘11同一侧壁固定设置有呈水平的水平杆12，水平杆12下边缘所在的直线经过夹具盘11的夹持中心，水平杆12上边缘与下边缘平行。刀具5伸出底座41一端的上表面设置一红外激光器13，具体为：在刀具5摆放时朝上一侧的表面开设有截面呈长方形的插接槽53，红外激光器13固定有与插接槽53插接配合的插接块131，红外激光器13发射的点的中心与刀具5加工点之间的高度差等于水平杆12上边缘与下边缘的距离。

参照图5和图6，在使用时，将红外激光器13放到刀具5上，且插接块131插接到插接槽53中，红外激光器13将红外光照射到机架1上，若红外光恰好照在水平杆12的上边缘，则表示位置准确，若不是，则需要调整，具体调整方式为在刀具上表面或下表面垫金属片。

本申请实施例一种数控车床的实施原理为：

使用时，将锁定螺母472拧松，转动调节杆471将两个固定块46远离，将刀具5放入，然后转动调节杆471使两个固定块46相互靠近，直至夹紧刀具5，然后拧紧锁定螺母472，完成刀具5的安装。

接着将红外激光器13放到刀具5上进行校准，若对准了，则可开始工作，若未对准，则需要调整。

最后可开始工作，当需要切换刀具5时，液压缸351的活塞杆回缩，第三电机252转动带动刀座4转动，过程中锁定块44从锁定座34脱离再进入到另一个锁定座34，直至锁定块44与卡接槽341卡接，然后第三电机252停止运动，液压缸351启动，液压缸351的活塞杆顶住锁定座34的下表面，对锁定座34固定，即完成刀具5的切换。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。