一种高精度稳定装夹并加工的数控机床

摘要

本发明涉及数控机床领域，尤其涉及一种高精度稳定装夹并加工的数控机床，包括机床底座、工作台和加工机头；所述加工机头包括立柱和主轴，所述主轴滑动设于Z轴线轨；所述工作台设于机床底座的上表面，所述机床底座设有与所述工作台平行的X轴线轨，所述X轴线轨上滑动设有床鞍，所述立柱的底面滑动设于所述床鞍的上表面设有Y轴线轨，所述工作台设有至少一个工装夹具；本发明根据所述内容，提出了一种新型的数控机床，所述数控机床具有多轴多加工自由度，其设有的工装夹具，只需设有一个驱动装置，该驱动装置可同时驱动两个卡爪，两个卡爪共同作用可装夹多种工件，装夹操作简单，装夹稳定度和精度大大提高，使得工件的加工精度也大大提高。

权利要求

1.一种高精度稳定装夹并加工的数控机床，其特征在于，包括机床底座、工作台和加工机头；

所述加工机头包括立柱和主轴，所述立柱的侧面设有Z轴线轨，所述主轴滑动设于所述Z轴线轨；

所述工作台设于所述机床底座的上表面，所述机床底座设有与所述工作台平行的X轴线轨，所述X轴线轨上滑动设有床鞍，所述床鞍的上表面设有Y轴线轨，所述立柱的底面滑动设于所述Y轴线轨；

所述工作台设有至少一个工装夹具；

所述工装夹具包括底板、驱动装置，侧板、转动法兰板、装夹平台、连接杆和卡爪；

所述转动法兰板设有三个铰接孔和一个转动孔，所述转动孔设于所述转动法兰板的中部位置，三个所述铰接孔间隔的设于以所述转动孔为圆心的圆上；

所述卡爪设有两个，其一端为转动端，另一端为爪头，所述转动端与所述爪头之间设有转动部；

所述连接杆包括第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆比第二连接杆长；

所述侧板竖直固定于所述底板上表面，所述转动法兰板设有的所述转动孔转动铰接于所述侧板的一侧，并使得所述转动法兰板平行所述侧板；

所述装夹平台水平设于所述侧板的上端，两个所述卡爪设有的所述转动部分别转动铰接于所述装夹平台左右两侧，使得两个所述爪头相对；

所述第一连接杆一端铰接于所述转动法兰板左上方设有的所述铰接孔，另一端铰接于所述装夹平台左侧设有的所述卡爪的转动部；所述第二连接杆一端铰接于所述转动法兰板右上方设有的所述铰接孔，另一端铰接于所述装夹平台右侧设有的所述卡爪的转动部；所述驱动装置一端铰接于所述侧板左侧底板上，所述驱动装置的驱动端铰接于所述转动法兰板下方设有的所述铰接孔，使得所述驱动装置驱动所述转动法兰板，所述转动法兰板带动两个所述爪头在所述装夹平台上方，相向夹紧或者相背展开。

2.根据权利要求1所述的一种高精度稳定装夹并加工的数控机床，其特征在于，所述立柱设有刀库，所述刀库转动设于所述立柱的侧面，并位于所述主轴附近，可沿Z轴转动对主轴进行换刀。

3.根据权利要求1所述的一种高精度稳定装夹并加工的数控机床，其特征在于，所述机床底座位于所述工作平台周边设有防护罩；所述防护罩靠近所述机头的一个面设有缺口。

4.根据权利要求3所述的一种高精度稳定装夹并加工的数控机床，其特征在于，所述防护罩设有可自动开启或关闭的防护门。

5.根据权利要求3所述的一种高精度稳定装夹并加工的数控机床，其特征在于，所述机床底座设有导屑槽，所述导屑槽设于所述工作台底部和防护罩内侧边沿。

6.根据权利要求5所述的一种高精度稳定装夹并加工的数控机床，其特征在于，所述导屑槽与所述机床底座一端设有的排屑口连接，所述排屑口设有排屑机。

7.根据权利要求1所述的一种高精度稳定装夹并加工的数控机床，其特征在于，所述侧板有两块，两块所述侧板平行竖直的设于所述底板。

8.根据权利要求7所述的一种高精度稳定装夹并加工的数控机床，其特征在于，所述侧板高度相等，所述装夹平台两端分别连接固定于两块所述侧板的上端。

9.根据权利要求8所述的一种高精度稳定装夹并加工的数控机床，其特征在于，所述转动法兰板平行设于两块所述侧板之间，并位于所述装夹平台下方。

10.根据权利要求7所述的一种高精度稳定装夹并加工的数控机床，其特征在于，所述转动法兰板通过转动轴与两块所述侧板转动铰接，所述转动轴穿过所述转动孔，两端分别固定于两块所述侧板的侧面。

说明书

一种高精度稳定装夹并加工的数控机床

技术领域

[0001] 本发明涉及数控机床领域，尤其涉及一种高精度稳定装夹并加工的数控机床。

背景技术

[0002] 在利用数控机床对工件进行装夹时，如何将工件稳定的装夹在及床上，并让数控技术床准确对工件进行加工，成为一个长期困扰技术人员的问题。

[0003] 在现有的加工机床中会配套设有各种工装夹具，尤其是装夹板状、块状。条状的工件的夹具很多，这些夹具为了使得工件装夹更稳定，机床加工更精确，会在夹具上设置多个夹持工件的卡爪，并对每个卡爪单独配设一个驱动装置对其驱动。

[0004] 但是，在实际装夹过程中，由于每隔驱动装置驱动时驱动速度和力度并不是理论上的一致，所以使得多个卡爪夹持的力度甚至位置与设计时的理论值产生偏差，进而导致设有这些夹具的机床，加工出来的工件的精度出现较大的偏差。如何提高机床的装夹工件时的稳定度和精度，进而提高机床加工精度成为现在亟待解决的问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提出一种具有更装夹精度和稳定度，并可对工件精确加工的数机床。

[0006] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：

[0007] 一种高精度稳定装夹并加工的数控机床，包括机床底座、工作台和加工机头；所述加工机头包括立柱和主轴，所述立柱的侧面设有Z轴线轨，所述主轴滑动设于所述Z轴线轨；所述工作台设于所述机床底座的上表面，所述机床底座设有与所述工作台平行的X轴线轨，所述X轴线轨上滑动设有床鞍，所述床鞍的上表面设有Y轴线轨，所述立柱的底面滑动设于所述Y轴线轨；所述工作台设有至少一个工装夹具；

[0008] 进一步说明，所述工装夹具包括底板、驱动装置，侧板、转动法兰板、装夹平台、连接杆和卡爪；所述转动法兰板设有三个铰接孔和一个转动孔，所述转动孔设于所述转动法兰板的中部位置，三个所述铰接孔间隔的设于以所述转动孔为圆心的圆上；所述卡爪设有两个，其一端为转动端，另一端为爪头，所述转动端与所述爪头之间设有转动部；所述连接杆包括第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆比第二连接杆长；所述侧板竖直固定于所述底板上表面，所述转动法兰板设有的所述转动孔转动铰接于所述侧板的一侧，并使得所述转动法兰板平行所述侧板；所述装夹平台水平设于所述侧板的上端，两个所述卡爪设有的所述转动部分别转动铰接于所述装夹平台左右两侧，使得两个所述爪头相对；

[0009] 所述第一连接杆一端铰接于所述转动法兰板左上方设有的所述铰接孔，另一端铰接于所述装夹平台左侧设有的所述卡爪的转动部；所述第二连接杆一端铰接于所述转动法兰板右上方设有的所述铰接孔，另一端铰接于所述装夹平台右侧设有的所述卡爪的转动部；所述驱动装置一端铰接于所述侧板左侧的底板上，所述驱动装置的驱动端铰接于所述转动法兰板下方设有的所述铰接孔，使得所述驱动装置驱动所述转动法兰板，所述转动法兰板带动两个所述爪头在所述装夹平台上方，相向夹紧或者相背展开。

[0010] 更优的，所述立柱设有刀库，所述刀库转动设于所述立柱的侧面，并位于所述主轴附近，可沿Z轴转动对主轴进行换刀。

[0011] 更优的，所述机床底座位于所述工作平台周边设有防护罩；所述防护罩靠近所述机头的一个面设有缺口。

[0012] 更优的，所述防护罩设有可自动开启或关闭的防护门。

[0013] 更优的，所述机床底座设有导屑槽，所述导屑槽设于所述工作台底部和防护罩内侧边沿。

[0014] 更优的，所述导屑槽与所述机床底座一端设有的排屑口连接，所述排屑口设有排屑机。

[0015] 更优的额，所述侧板有两块，两块所述侧板平行竖直的设于所述底板。

[0016] 进一步说明，所述侧板高度相等，所述装夹平台两端分别连接固定于两块所述侧板的上端。

[0017] 进一步说明，所述转动法兰板平行设于两块所述侧板之间，并位于所述装夹平台下方。

[0018] 更优的，所述转动法兰板通过转动轴与两块所述侧板转动铰接，所述转动轴穿过所述转动孔，两端分别固定于两块所述侧板的侧面。

[0019] 本发明根据上述内容，提出了一种新型的数控机床，所述数控机床具有多轴多加工自由度，其设有的工装夹具，只需设有一个驱动装置，该驱动装置可同时驱动两个卡爪，两个卡爪共同作用可装夹多种工件，装夹操作简单，装夹稳定度和精度大大提高，使得工件的加工精度也随之提高。

附图说明

[0020] 图1是本发明的一个实施例的整体结构示意图；

[0021] 图2是本发明的一个实施例中工装夹具的立体示意图；

[0022] 图3是图2实施例未夹紧时去掉一侧的侧板后的正视结构示意图；

[0023] 图4是图2实施例夹紧工件时去掉一侧的侧板后的正视结构示意图。

[0024] 其中：机床底座10，工作台20，立柱31，主轴32，Z轴线轨33，床鞍34，刀库40，防护罩50，防护门51，排屑机60，工装夹具70，底板100，驱动装置200，侧板300，转动法兰板400，转动轴410，双耳铰接座420，关节轴承430，装夹平台500，第一连接杆610，第二连接杆620，卡爪700,工件800。

具体实施方式

[0025] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

[0026] 如图1-4所示，一种高精度稳定装夹并加工的数控机床，包括机床底座10、工作台20和加工机头；

[0027] 所述加工机头包括立柱31和主轴32，所述立柱31的侧面设有Z轴线轨33，所述主轴32滑动设于所述Z轴线轨33；所述工作台20设于所述机床底座10的上表面，所述机床底座10设有与所述工作台20平行的X轴线轨，所述X轴线轨上滑动设有床鞍34，所述床鞍34的上表面设有Y轴线轨，所述立柱31的底面滑动设于所述Y轴线轨；如图1所述，所述工作台20设有至少一个工装夹具70；

[0028] 所述工装夹具70包括底板100、驱动装置200，侧板300、转动法兰板、装夹平台500、连接杆和卡爪700；

[0029] 所述转动法兰板设有三个铰接孔和一个转动孔，所述转动孔设于所述转动法兰板的中部位置，三个所述铰接孔等间隔的设于以所述转动孔为圆心的圆上；所述卡爪700设有两个，其一端为转动端，另一端为爪头，所述转动端与所述爪头之间设有转动部；所述连接杆包括第一连接杆610和第二连接杆620，所述第一连接杆比第二连接杆620长；所述侧板300竖直固定于所述底板100上表面，所述转动法兰板设有的所述转动孔转动铰接于所述侧板300的一侧，并使得所述转动法兰板平行所述侧板300；所述装夹平台500水平设于所述侧板300的上端，两个所述卡爪700设有的所述转动部分别转动铰接于所述装夹平台500左右两侧，使得两个所述爪头相对；所述第一连接杆610一端铰接于所述转动法兰板左上方设有的所述铰接孔，另一端铰接于所述装夹平台500左侧设有的所述卡爪700的转动部；所述第二连接杆620一端铰接于所述转动法兰板右上方设有的所述铰接孔，另一端铰接于所述装夹平台500右侧设有的所述卡爪700的转动部；所述驱动装置200为气缸或者液压缸，其一端铰接于所述侧板300左侧的底板100上，所述驱动装置200的驱动端铰接于所述转动法兰板
400下方设有的所述铰接孔，使得所述驱动装置200驱动所述转动法兰板400，所述转动法兰板400带动两个所述爪头在所述装夹平台500上方，相向夹紧或者相背展开。

[0030] 所述工装夹具70设有的两个所述卡爪700，分别位于所述装夹平台500的上方，当工件800放置在所述装夹平台500上，两个所述卡爪700可以在所述驱动装置200的驱动下实现相向转动，从而将工件800紧紧夹持在所述装夹平台500上；更优的是，两个所述卡爪700的一端是通过长度不等的两根所述连接杆连接在所述转动法兰板400上的，所述转动法兰板400三个不同位置分别与所述卡爪700和所述驱动装置200连接，使得所述装工装夹具70只需要安装一个所述驱动装置200驱动所述转动法兰板400，所述转动法兰板400就可以带动两个所述卡爪700同时转动，并且使得两个爪头同时向所述装夹平台500下压夹紧，或者上扬松开。所述工装夹具70结构紧凑，巧妙，只需要设置一个驱动装置200就可以同时驱动两个所述卡爪700，并使得两个所述卡爪700能同时夹紧工件800，从而大大的减轻了所述工装夹具70的重量，简化了结构，又大大的提高了装夹的稳定性。

[0031] 所述立柱31设有刀库40，所述刀库40转动设于所述立柱31的侧面，并位于所述主轴32附近，可沿Z轴转动对主轴32进行换刀。使得所述主轴32的换刀过程更加方便、快速，从而大大的提高了所述数控机床的加工效率。

[0032] 所述机床底座10位于所述工作平台周边设有防护罩50；所述防护罩50靠近所述机头的一个面设有缺口。所述防护罩50可防止所述数控机床加工时产生的碎屑溅出，弄脏地面甚至伤人。

[0033] 所述防护罩50设有可自动开启或关闭的防护门51。因为在所述数控机床加工过程中，操作者需要每隔一段时间观察一次加工进度，加工完后，还需要装卸工件或者清扫废屑，在所述防护罩50一侧面设有所述防护门51使得所述数控机床的使用更加方便。

[0034] 所述机床底座10设有导屑槽，所述导屑槽设于所述工作台20底部和防护罩50内侧边沿。所述导屑槽可将所述工作台20上落下废屑疏导在一起，便于操作者对所述数控机床进行清洁。

[0035] 所述导屑槽与所述机床底座10一端设有的排屑口连接，所述排屑口设有排屑机60。操作者清理废屑时，只需要将废屑清扫至所述排屑口处，所述排屑机60即可自动将碎屑吸附收集起来，使得所述数控机床的清洁工作更加方便。

[0036] 如图2-4所示，一种单驱动装置200双侧同时夹紧的工装夹具70，包括底板100、驱动装置200，侧板300、转动法兰板、装夹平台500、连接杆和卡爪700；

[0037] 所述转动法兰板设有三个铰接孔和一个转动孔，所述转动孔设于所述转动法兰板的中部位置，三个所述铰接孔等间隔的设于以所述转动孔为圆心的圆上；所述卡爪700设有两个，其一端为转动端，另一端为爪头，所述转动端与所述爪头之间设有转动部；所述连接杆包括第一连接杆610和第二连接杆620，所述第一连接杆比第二连接杆620长；所述侧板300竖直固定于所述底板100上表面，所述转动法兰板设有的所述转动孔转动铰接于所述侧板300的一侧，并使得所述转动法兰板平行所述侧板300；所述装夹平台500水平设于所述侧板300的上端，两个所述卡爪700设有的所述转动部分别转动铰接于所述装夹平台500左右两侧，使得两个所述爪头相对；所述第一连接杆610一端铰接于所述转动法兰板左上方设有的所述铰接孔，另一端铰接于所述装夹平台500左侧设有的所述卡爪700的转动部；所述第二连接杆620一端铰接于所述转动法兰板右上方设有的所述铰接孔，另一端铰接于所述装夹平台500右侧设有的所述卡爪700的转动部；所述驱动装置200为气缸，其一端铰接于所述侧板300的左侧，所述驱动装置200的驱动端铰接于所述转动法兰板400下方设有的所述铰接孔，使得所述驱动装置200驱动所述转动法兰板400，所述转动法兰板400带动两个所述爪头在所述装夹平台500上方，相向夹紧或者相背展开。

[0038] 所述工装夹具70设有的两个所述卡爪700，分别位于所述装夹平台500的上方，当工件800放置在所述装夹平台500上，两个所述卡爪700可以在所述驱动装置200的驱动下实现相向转动，从而将工件800紧紧夹持在所述装夹平台500上；更优的是，两个所述卡爪700的一端是通过长度不等的两根所述连接杆连接在所述转动法兰板400上的，所述转动法兰板400三个不同位置分别与所述卡爪700和所述驱动装置200连接，使得所述装工装夹具70只需要安装一个所述驱动装置200驱动所述转动法兰板400，所述转动法兰板400就可以带动两个所述卡爪700同时转动，并且使得两个爪头同时向所述装夹平台500下压夹紧，或者上扬松开。所述工装夹具70结构紧凑，巧妙，只需要设置一个驱动装置200就可以同时驱动两个所述卡爪700，并使得两个所述卡爪700能同时夹紧工件800，从而大大的减轻了所述工装夹具70的重量，简化了结构，又大大的提高了装夹的稳定性。

[0039] 所述侧板300有两块，两块所述侧板300平行竖直的设于所述底板100。设置两块所述侧板300使得所述工装夹具70内部的结构得到一定程度上的保护，此外也为所述装夹平台500和所述转动法兰板提供了更稳定的安装位置。

[0040] 所述侧板300高度相等，所述装夹平台500两端分别连接固定于两块所述侧板300的上端。使得所述装夹平台500能始终与所述底板100保持平行，进而使得工件800装夹在所述平台上更加稳定。

[0041] 所述转动法兰板平行设于两块所述侧板300之间，并位于所述装夹平台500下方。所述侧板300和所述装夹平台500将所述转动法兰板400罩在所述工装夹具70的内部，与所述转动法兰板400铰接的位置得到保护，使得这些铰接部位不会因为杂物进入而出现摩擦过大，甚至卡死的现象。

[0042] 所述转动法兰板通过转动轴410与两块所述侧板300转动铰接，所述转动轴410穿过所述转动孔，两端分别固定于两块所述侧板300的侧面。两块所述侧板300分别位于所述转动法兰板400的两侧，并共同支撑起所述转动法兰板400，从而使得所述转动法兰板400在收到外力作用时更加稳定，仍然能够稳定的实现转动。

[0043] 所述底板100设有双耳铰接座420，所述驱动装置200的一端也是有双耳铰接座420，两个所述双耳铰接座420配合连接，使得所述驱动装置200铰接于所述底板100上。采用两个双耳铰接座420配合连接，使得所述驱动装置200在所述底板100上的转动方向唯一，进而使得诉讼户驱动装置200在所述底板100上的转动更加稳定。

[0044] 所述第二连接杆620的长度为所述第一连接杆610的1.2-1.8倍。如图2-3所示，其中，当所述转动法兰板400为正三角形，三个所述铰接孔分别设于正三角形的三个顶点时，较长的所述连接杆为较短的诉讼户连接杆长度的1.5倍的方案为最佳方案。

[0045] 所述驱动装置200的驱动端设有关节轴承430。所述关节轴承430的设置使得所述驱动装置200的驱动端与所述转动法兰板之间的铰接处自由度更高，可防止所述驱动装置200驱动所述转动法兰板400时出现卡死。

[0046] 所述驱动装置200的驱动端设有伸缩结构。所述驱动装置200的驱动端设置成可伸缩的结构，所述伸缩结构为螺纹伸缩杆，这种可调节长度的结构；在装夹工件800时，可根据被装夹工件800的尺寸来调节伸缩杆的长度，使得所述驱动装置200伸缩相同距离，所述卡爪700的转动角度不一样，进而适应更多不同尺寸的工件800的装夹。

[0047] 以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。