內置式機床本申請是對中國發(fā)明專利申請?zhí)枺?01410091365.X，申請日：2014年3月12日，名稱：內置式機床的分案申請。技術領域本發(fā)明涉及機床，尤其是涉及倒置式布局的機床。

背景技術：
傳統(tǒng)的機床，都會包含刀具載物和工件載物，刀具裝載在刀具載物上，待加工的工件則裝載于工件載物上，刀具載物可用來帶動刀具實現(xiàn)各種運動，而工件載物則用來帶動工件實現(xiàn)各種運動，進而實現(xiàn)刀具和工件的相互配合，使工件獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度和表面質量。機床都會包含用于安置于在地面上的床身以及位于床身上方的工作臺，正確安置床身確保工作臺的水平度，現(xiàn)有技術的機床都是工件載物和刀具載物安裝在工作臺上方的外置式結構，確切地說是安裝在工作臺臺面上方的空間之中，待加工的工件被放置在刀具載物和工作臺之間的工件空間中，如此布局的機床存在空間局限性，也就是工件空間受限于刀具載物和工作臺臺面之間的縱向距離，工件難以裝卸，并且為了能順利對工件進行加工，還不得不在刀具載物上增加橫向設置的懸臂懸置于工件上方，換句話說刀具載物為了適應工件的體積不得不增加縱向距離和橫向距離，以便增大工件空間才能適應工件的造型和體積，而增大的刀具載物存在的缺陷是：整體剛性降低，工件超過一定高度后裝夾不穩(wěn)，刀具載物容易產生振動和搖晃，導致精度降低，且成本很高。

技術實現(xiàn)要素：
為克服上述缺陷，本發(fā)明提供刀具載物和工件分別位于工作臺上下兩側的內置式機床。本發(fā)明提供的內置式機床，包括床身和工作臺，工作臺具有呈水平基準面的工作臺面，工作臺設有工位部件，工位部件設有裝載工件的工位以及工件空間，床身設有內部空間，所述工件空間位于工作臺面的上方，所述內部空間位于工作臺面的下方，內部空間設有裝載刀具的主軸部件以及裝載主軸部件的立柱，所述主軸部件可縱向活動地設置在立柱上。本發(fā)明的內置式機床，旨在將刀具、主軸部件、立柱完全安置在床身的內部空間之中，刀具和工件以工作臺為分界，分立于工作臺的上下兩側，這樣工作臺上方的工件空間就可以不被刀具、主軸部件以及立柱所占據(jù)，換句話說工作臺上方都是可以視為用來安置工件的工件空間，工件的裝卸作業(yè)便捷，且工件裝夾穩(wěn)定，主軸部件不需要再考慮增加長度和高度，都能帶動刀具完成與工件的配合，刀具的適應性得到增強，立柱高度降低，剛性增強，床身體積變小，重量減輕，成本降低，而且由于切削過程為由下向上，切削過程中產生的碎屑掉落，能使刀具降低磨損，并且切削產生的碎屑和冷卻水不易掉出床身之外。本發(fā)明提供改進的內置式機床，工作臺設有至少兩個工位部件和工位中心直線，每個工位部件設有裝載工件的工位以及位于工位上方的工件空間，每個工位的中心都位于工位中心直線，內部空間設有橫向運動直線軌跡，橫向運動直線軌跡和工位中心直線平行，所述縱向運動直線軌跡與橫向運動直線軌跡垂直并相交，縱向運動直線軌跡與工位中心直線垂直并相交，縱向運動直線軌跡與工位中心直線相交的交點位于工位的中心，所述立柱可沿著橫向運動直線軌跡來回運動。通過提供兩個以上工位，可以僅用一套立柱即可依次加工工位上的工件，當某個工位在裝卸工件時，另一個工位可進行切削工件，進而實現(xiàn)不停機加工作業(yè)。本發(fā)明提供進一步改進的內置式機床，工位部件包括定盤、轉盤、轉盤電機，定盤和轉盤電機固定安裝在工作臺或床身，轉盤與定盤同心安裝，轉盤位于定盤內側，轉盤電機帶動轉盤相對定盤轉動，所述裝載工件的工位位于轉盤上，工位的中心與轉盤的中心重合，轉盤內側設有供主軸部件橫向活動的工作空間。本發(fā)明通過轉盤進一步提供工件的旋轉運動，進而提高機床的適用性，而刀具及主軸部件則可以在工作空間之中橫向活動，可以實現(xiàn)車、鏜、銑、鉆的不同加工效果。本發(fā)明提供更進一步改進的內置式機床，內部空間設有立柱傳動機構以及與轉盤數(shù)目相匹配的轉盤電機，轉盤電機排列成與橫向運動直線軌跡平行的直線，立柱傳動機構和轉盤電機分別位于橫向運動直線軌跡的兩側，轉盤外緣設有齒，轉盤電機輸出軸設有與轉盤的齒相嚙合的傳動齒輪，轉盤電機通過傳動齒輪帶動轉盤旋轉，立柱傳動機構設有立柱電機和絲杠螺母傳動副，絲杠螺母傳動副輸入端連接立柱電機，絲杠螺母傳動副輸出端連接立柱，立柱電機通過絲桿螺母傳動副帶動立柱沿著橫向運動直線軌跡運動。本發(fā)明旨在提供最優(yōu)化的內部空間布局，使內部空間得到最充分利用并大幅精簡床身整體體積。下面結合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。附圖說明圖1是內置式機床實施例中床身立體圖之一。圖2是內置式機床實施例中床身立體圖之二。圖3是內置式機床實施例中床身立體圖之三。圖4是內置式機床實施例的結構圖之一。圖5是內置式機床實施例的結構圖之二。圖6是內置式機床實施例中夾具部件的立體圖之一。圖7是內置式機床實施例中夾具部件的立體圖之二。圖8是圖1中的夾具部件卸掉工件后的立體圖。圖9是內置式機床實施例中夾具部件的內部結構圖。圖10是夾具部件之中的動齒圈和靜齒圈的裝配示意圖。圖11是內置式機床實施例中專用刀具的結構圖之一。圖12是內置式機床實施例中專用刀具的結構圖之二。具體實施方式圖1至圖5表示本發(fā)明的內置式機床實施例的整體結構，包括床身100和工作臺200，工作臺具有呈水平基準面的工作臺面208，工作臺200設有工位部件201，工位部件201設有裝載工件9的工位202以及工件空間f，床身100設有內部空間g，所述工件空間f位于工作臺面208的上方，所述內部空間g位于工作臺面208的下方，內部空間g設有裝載刀具的主軸部件300、裝載主軸部件300的立柱400以及縱向運動直線軌跡i，所述主軸部件300可沿著縱向運動直線軌跡i活動地設置在立柱400上。本實施例中所稱的主軸部件300、立柱400這兩個組件的基本結構和工作原理，都和現(xiàn)有機床的相應組件大致相同，可參考現(xiàn)有技術，在本實施例中不需贅述，本實施例中的工作臺面208并不是簡單理解為工作臺200的上表面，該術語應該理解為機床安裝的校正水平面，在機床安裝時，其工作臺必須保證具有參照水平校正的基準面，這樣才能保證工作臺上工位的水平度，乃至夾具和工件放置在工位上加工時不會出現(xiàn)較大誤差。工件空間f和內部空間g并不單單局限于圖中所表示的范圍，本發(fā)明意在表達工件空間f和內部空間g是分別處于工作臺面208的上方和下方，兩者只是以工作臺面208為分界，內部空間g并不是由床身100的圍繞空間所限定，而應該理解為包括工作臺面208以下，地面以上的橫向延伸的空間，工件空間f也是如此理解。主軸部件300當然是帶有旋轉功能的，由圖5中的主軸電機x4驅動，主軸部件300用來驅動所裝載的刀具旋轉，某些情況下主軸部件300選擇不旋轉而只有進給作用，當然也可以是旋轉結合進給的復合運動。本實施例中，內部空間g設有縱向運動直線軌跡i，工位202中心位于縱向運動直線軌跡i上，主軸部件300可沿著縱向運動直線軌跡i上下活動，該縱向運動直線軌跡i實質構成了主軸部件300加工時的進給路徑。某些情況下也可能存在工位202的中心偏離該縱向運動直線軌跡i的情況。上述段落描述的乃是工作臺200僅僅包含一個工位部件201的情況，也就說這種情況下的工作臺200在完成一次加工后，需要暫停等待拆卸舊工件安裝新工件之后才能復工，因此本實施例中，工作臺200設有兩個工位部件201和工位中心直線e，每個工位部件201設有裝載工件9的工位202以及工件空間f，每個工位202的中心都位于工位中心直線e，內部空間g設有橫向運動直線軌跡h，橫向運動直線軌跡h和工位中心直線e平行，所述縱向運動直線軌跡i與橫向運動直線軌跡h垂直并相交，縱向運動直線軌跡i與工位中心直線e垂直并相交，縱向運動直線軌跡i與工位中心直線e相交的交點位于工位202的中心，所述立柱400可沿著橫向運動直線軌跡h來回運動。本實施例中所謂的縱向運動直線軌跡i、橫向運動直線軌跡h以及工位中心直線e都是位于機床中的虛擬的參考線，各個相關部件都會依照其對應的參考線活動或是裝配。在不違反上述基本結構的前提下，本實施例還可以進一步增加工位部件201的數(shù)量，也將多個工位部件201排列成直線即可。本實施例中，每個工位部件201包括定盤203、轉盤204、轉盤電機205，定盤203和轉盤電機205固定安裝在工作臺200上，當然也可選擇將定盤203和轉盤電機205固定安裝在床身100上，轉盤204與定盤203同心安裝，轉盤204位于定盤203內側，轉盤電機205帶動轉盤204相對定盤203轉動，所述裝載工件9的工位202位于轉盤204上，工位202的中心與轉盤204的中心重合，轉盤204內側設有供主軸部件300橫向活動的工作空間j。本實施例中的轉盤204和定盤203都稍微高出工作臺面208，意味著工位202也是高于工作臺面208，這樣在加工時所產生的油或水等雜料流到工作臺200上，而不必考慮對所影響的部件進行密封，當然也可以考慮轉盤204和定盤203與工作臺面208齊平甚至低于工作臺面208，但是那樣必須對相關部件加裝密封部件進行保護。本實施例中，內部空間g設有立柱傳動機構500以及與轉盤204數(shù)目相匹配的轉盤電機205，轉盤電機205排列成與橫向運動直線軌跡h平行的直線，立柱傳動機構500和轉盤電機205分別位于橫向運動直線軌跡h的兩側，轉盤204外緣設有齒204a，轉盤電機205輸出軸設有與轉盤的齒204a相嚙合的傳動齒輪205a，轉盤電機205通過傳動齒輪205a帶動轉盤204旋轉，立柱傳動機構500設有立柱電機501和絲杠螺母傳動副502，絲杠螺母傳動副502輸入端連接立柱電機501，絲杠螺母傳動副502輸出端連接立柱400，立柱電機501通過絲桿螺母傳動副502帶動立柱400沿著橫向運動直線軌跡h運動。如此一來，本實施例的刀具可以選擇橫向運動、縱向運動、旋轉運動及其復合運動，而工件可以選擇旋轉運動，進而獲得工件旋轉、刀具進給的車削效果；或工件靜止、刀具進給的鏜銑效果；或者工件旋轉、刀具不轉進給的鉆孔效果，還可以是工件旋轉、刀具旋轉并進給的結合效果。另外，在本實施例中，床身100設有從工作臺200延伸至地面的隔板101，工作臺200下方設有所述隔板101合圍而成的全封閉的內部空間g。隔板101與工作臺200呈大致相垂直的結構，內部空間g設有通向床身100之外的排屑器x1，這樣機床加工產生的碎屑會被收集在內部空間g之中，僅能通過排屑器x1統(tǒng)一收集，不會外泄到床身之外，有效保護環(huán)境。工作臺200上設有防護欄x2，防護欄x2以高出夾具部件600為宜，保障安全。內部空間g中還具有主軸部件300的附加功能組件，分別是用于更換主軸部件300上刀具的杠桿換刀部件x3，以及設置于立柱400上的主軸電機x4，主軸電機x4驅動主軸部件300旋轉運動，主軸電機x4和主軸部件300之間還設有扭矩限制器x5，扭矩限制器x5為主軸電機x4和主軸部件300的過載保護，防止機械損壞，避免昂貴的停機損失。圖4至圖10表示本實施例中工位部件201附帶的夾具部件600，用于工件9分度加工，夾具部件600位于工件空間f之中，工件9裝載于夾具部件600之中，工件9和夾具部件600的整體裝載于工位202上，夾具部件600包括容納工件9的夾具體空間8以及分別位于夾具體空間8相對兩側的左右側夾具體6、7，左側夾具體6和右側夾具體7之間還設有將兩者相聯(lián)系在一起的夾具體底座11，以及位于左側夾具體6和右側夾具體7上方的將兩者相聯(lián)系在一起的夾具體橫銷12，用以增強整體的牢固度。左側夾具體6設有定位液壓缸61和定位板62，定位板62安裝在定位液壓缸61的活塞桿上，定位板62可相對定位液壓缸61的活塞桿旋轉，定位板62受定位液壓缸61驅使橫向往返，意味著定位板62既可以被定位液壓缸61的活塞桿推動橫向平移，又可以相對定位液壓缸61的活塞桿旋轉。右側夾具體7設有連接塊71和定位塊72、擺動液壓缸73、鎖緊液壓缸74、動齒圈75以及靜齒圈76，連接塊71和定位塊72相固定連接，連接塊71和動齒圈75相固定連接，連接塊71安裝在擺動液壓缸73，連接塊71受擺動液壓缸73驅使旋轉，定位塊72和定位板62分別從左右兩側夾持工件9，為提高定位板62橫向直線平移的準確性，實施例特別設置了定位板62具有向著定位塊72延伸的定位柱62a，該定位柱62a中設有定位柱孔62b，定位柱孔62b中設有復位彈簧62c，定位塊72設有定位塊孔72a，定位柱62a匹配安裝在定位塊孔72a中，定位柱62a受定位液壓缸61驅使在定位塊孔72a中橫向往返，復位彈簧62c兩端分別抵接于定位柱孔62b內壁和定位塊孔72a內壁。擺動液壓缸73采購自市場上常見的回轉液壓缸，意味著擺動液壓缸73只要帶動連接塊71旋轉，即可同時帶動與連接塊71相固定在一起的定位塊72和動齒圈75旋轉，乃至定位板62和工件9也一同旋轉，而為了保證上述部件旋轉的精確性，最好使擺動液壓缸73和定位液壓缸61旋轉中心對齊，呈一橫向直線的同心安裝。靜齒圈76安裝在鎖緊液壓缸74的活塞桿并與其相固定，靜齒圈76受鎖緊液壓缸74驅使橫向往返，靜齒圈76具有抵接動齒圈75的鎖住動齒圈作用以及脫離動齒圈75的解鎖動齒圈作用，其是通過下述結構實現(xiàn)的：靜齒圈76和動齒圈75均具有相面對設置的圈面圖中未標示，兩者的圈面上分別設有鎖齒圖中未標示，兩者的鎖齒用于彼此配合，如圖4所示的靜齒圈76是處于脫離動齒圈75的狀態(tài)，也就是說此時的動齒圈75是可旋轉的，當鎖緊液壓缸74推動靜齒圈76向右平移直至其抵接在動齒圈75時，動齒圈75的旋轉趨勢就被靜齒圈76阻止，形成了靜齒圈76對動齒圈75的鎖止功能，也使得前述的與動齒圈75相固定連接的定位塊72、連接塊71、定位板62和工件9一同被鎖止，可以有效降低工件9被加工時產生的振動。本實施例的夾具部件600具有易裝卸、定位牢固、分度精確可靠的效果，通過左右兩側的定位板62和定位塊72結合對工件9進行固定，在一側夾具體上設置兩片立式齒圈對工件9進行進一步鎖定，使其保持更加牢固的靜止狀態(tài)，以便對工件進行精確的加工作業(yè)，并能降低因加工產生的振動導致加工精確度降低的不利因素，還具有結構緊湊、節(jié)省空間的優(yōu)點。而定位板62的定位柱62a與定位塊72的定位塊孔72a之間的配合進一步提高夾具部件600對工件9定位精確度。同樣是出于提高運行穩(wěn)定性和降低加工振動的考慮，本實施例的動齒圈75和靜齒圈76均以擺動液壓缸73為中心同心安裝，如圖5所示，右側夾具體7設有均勻分布在靜齒圈76上的三個鎖緊液壓缸74，靜齒圈76同時安裝在三個鎖緊液壓缸74，靜齒圈76同時在三個鎖緊液壓缸74驅使作用下橫向往返。進一步提高靜齒圈76的鎖緊力，并且使其受力均勻，運行更加平穩(wěn)可靠。如圖6、圖7、圖8所示，工件9是一閥體，本實施例為了與它相適應，對定位板62的造型做了與工件9相匹配的改進，定位板62具有與工件9側部配合的定位板側部621以及與工件底部配合的定位板底部622，定位板側部621和定位板底部622組成L造型，定位板側部621與工件9側部輪廓吻合，定位板底部622與工件9底部輪廓吻合。相應也可針對定位塊72作出與工件9另一側的側部輪廓相吻合的造型。若是其他造型的工件9，也只需使定位板62和定位塊72與工件接觸的表面輪廓相吻合即可。如圖6、圖7、圖9所示，工件9是一閥體，是不規(guī)則體，本實施例為了與它相適應，定位塊72設有配重塊72c，針對不同的工件9可以相應地改變配重塊的體積與重量，以便達到工件9被夾緊定位時的重量平衡狀態(tài)。圖11、圖12表示了本實施例的專用刀具，該專用刀具專門設計用于本實施例的機床對工件9進行鉆孔加工，也就是說，本實施例使用下述鉆刀就能獲得最佳的鉆孔效果，該刀具具有自我防護的作用，其包括鉆桿1，所述鉆桿1具有鉆桿端面2和切削刀片3，切削刀片3具有接觸工件的刃部3a，刃部3a因旋轉形成軸向映射的切削映射圓a，所述映射圓a范圍之內的鉆桿端面2具有抵接元件4，所述刃部3a的最低點高于抵接元件4最高點，抵接元件4最高點高于鉆桿端面2最高點。通過在鉆桿端面2和切削刀片3之間加設抵接元件4，用來隔離工件9和鉆桿端面2，當切削刀片3崩刃時，抵接元件4與工件9相抵接，有效保護鉆桿1和工件9，降低生產成本，延長使用壽命。鉆桿1在旋轉時，整體形成圓柱體，或者是圓柱體加圓錐體，圓柱體還是圓柱體加圓錐體取決于鉆桿端面2和切削刀片3整體造型，該鉆桿1旋轉形成的圓柱體必然具有鉆桿外圓周面b，而所謂的鉆桿端面2是相對鉆桿外圓周面b而言的，并且是處于靜止狀態(tài)下的鉆桿1頂部的表面，那么該鉆桿端面2可能帶有曲面，也可能是斜面，或者是如本實施例所示的雙曲面的組合，切削刀片3的刃部3a肯定高于鉆桿端面2，刃部3a可能是相對鉆桿1軸線垂直的線段，也可能是相對鉆桿1軸向傾斜的線段，或者是帶有弧度的線段。切削映射圓a是因刃部3a的旋轉軸向映射而成的平面圓，且該平面圓是與鉆桿1的軸線相垂直的，其邊緣取決于刃部3a線段邊緣所在位置，抵接元件4必須是存在于切削映射圓a映射范圍之內的鉆桿端面2之中，本實施例中所謂的抵接元件4、刃部3a、鉆桿端面2這三者的高度都是根據(jù)圖1所示的相對鉆桿1而言的，越是遠離鉆桿1則定義為高度越高。這樣才能在不影響正常使用的前提下，在崩刃時抵接元件4先于鉆桿端面2接觸到工件，從而保護鉆桿1不會因崩刃損壞。抵接元件4為硬質合金柱銷，該硬質合金柱銷的硬度大于鉆桿1硬度。本實施例中抵接元件4包括第一抵接元件41和第二抵接元件圖中未標示，第一抵接元件41和第二抵接元件是規(guī)格完全相同的兩根硬質合金柱銷，鉆桿端面2具有第一安裝孔21和第二安裝孔22，所述第一抵接元件41具有安裝在第一安裝孔21之中的第一安裝部41a，所述第二抵接元件具有安裝在第二安裝孔22之中的第二安裝部，第一安裝部41a與第一安裝孔21過盈配合，第二安裝部與第二安裝孔22過盈配合。第一抵接元件41具有高出鉆桿端面2的第一球頭41b，第二抵接元件具有高出鉆桿端面2的第二球頭。第一球頭41b和第二球頭可以使抵接元件4與工件的接觸面積僅為頂點，有效保護工件和鉆桿1。本實施例鉆桿1的鉆桿外圓周面b具有倒角刀5，所述倒角刀5因旋轉形成軸向映射的倒角映射圓c，所述倒角映射圓c的直徑大于切削映射圓a的直徑。倒角映射圓c類似切削映射圓a，也是與鉆桿1的軸線相垂直的平面圓，其邊緣取決于倒角刀5邊緣所在位置。倒角刀5用來加工工件的倒角。倒角刀5的安裝方式是:鉆桿外圓周面b具有定位孔b1和緊定螺釘b2，倒角刀5具有內螺紋通孔圖中未標示，緊定螺釘b2具有與倒角刀的內螺紋通孔配合的外螺紋段圖中未標示，緊定螺釘b2一端位于定位孔b1中，緊定螺釘b2另一端大于內螺紋通孔，倒角刀5位于緊定螺釘b2的兩端之間。本實施例鉆桿1的鉆桿外圓周面b具有三個用于調整倒角刀5相對于鉆桿1位置的定位孔b1。本發(fā)明還可以對抵接元件4的設置做出一定變通：使用單個抵接元件與鉆桿端面2過盈配合，或者采用不同于過盈配合的固定方式對抵接元件4進行固定，或者將其改為頂面是平面的圓柱體形態(tài)，都不影響本發(fā)明的目的，本發(fā)明的保護范圍取決于權利要求書。