本發(fā)明屬于機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種學(xué)生實(shí)訓(xùn)設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著時(shí)代的發(fā)展，由于數(shù)控機(jī)床精度高，生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度小，深得企業(yè)的使用。目前企業(yè)對(duì)數(shù)控人員的需求量存在著較大缺口，數(shù)控人員已滿(mǎn)足不了市場(chǎng)的需求，當(dāng)前中職和高職院校普遍存在著普通機(jī)床多，數(shù)控機(jī)床少的現(xiàn)狀，如何解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，高職院校如果加大對(duì)數(shù)控機(jī)床的投入，每臺(tái)數(shù)控機(jī)床均在幾十萬(wàn)元左右(生產(chǎn)用機(jī)床)，由于資金問(wèn)題難度較大，很難達(dá)到單人單機(jī)的實(shí)訓(xùn)效果，在數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中，往往形成多人一機(jī)的現(xiàn)象。在有效的實(shí)訓(xùn)時(shí)間內(nèi)，就縮短了每個(gè)學(xué)生的動(dòng)手能力訓(xùn)練的時(shí)間，這樣就降低了實(shí)訓(xùn)效果和動(dòng)手能力訓(xùn)練，難以提高和保障教學(xué)實(shí)訓(xùn)質(zhì)量的順利完成，同時(shí)也違反了單人單機(jī)的安全操作規(guī)定。最根本問(wèn)題是解決數(shù)控機(jī)床不足的問(wèn)題，提高數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量，增加學(xué)生技能訓(xùn)練，同時(shí)也就解決了學(xué)生畢業(yè)后就業(yè)難的根本問(wèn)題。

如果加大數(shù)控機(jī)床的投入，資金問(wèn)題投入較大，又存在難以解決的問(wèn)題。將普通車(chē)床改為數(shù)控機(jī)床，既能做為普通機(jī)床的金工實(shí)訓(xùn)教學(xué)，又能做為數(shù)控機(jī)床進(jìn)行金工實(shí)訓(xùn)教學(xué)是非常有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種學(xué)生實(shí)訓(xùn)設(shè)備。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種學(xué)生實(shí)訓(xùn)設(shè)備，包括機(jī)械傳動(dòng)部件、手動(dòng)操作部件、數(shù)控傳動(dòng)部件、電氣控制柜、機(jī)身、刀架組件、x向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和z向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；

所述機(jī)械傳動(dòng)部件包括主軸箱、進(jìn)給箱、設(shè)置在所述主軸箱中的傳動(dòng)部件、設(shè)置在所述進(jìn)給箱中的傳動(dòng)部件及設(shè)置在所述進(jìn)給箱上的轉(zhuǎn)換手柄，所述主軸箱和所述進(jìn)給箱設(shè)置在所述機(jī)身一端，所述手動(dòng)操作部件包括大拖板手柄和中托板手柄，所述數(shù)控傳動(dòng)部件包括z軸伺服電機(jī)、x軸伺服電機(jī)和數(shù)控系統(tǒng)，所述數(shù)控系統(tǒng)安裝在所述電氣控制柜頂部；

所述z向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括溜板箱、大拖板、大拖板絲杠、大拖板絲杠支撐板、軸接頭和第一聯(lián)軸器，所述溜板箱設(shè)置在所述機(jī)身側(cè)面，所述大拖板設(shè)置在所述機(jī)身上并與所述機(jī)身滑動(dòng)連接，所述大拖板一端與所述溜板箱固定連接，所述大拖板絲杠支撐板通過(guò)螺釘與所述機(jī)身固定連接，所述z軸伺服電機(jī)的機(jī)殼與所述大拖板絲杠支撐板通過(guò)螺釘螺接，所述z軸伺服電機(jī)的輸出軸穿過(guò)所述大拖板絲杠支撐板，所述z軸伺服電機(jī)的輸出軸與所述軸接頭健連接，所述軸接頭通過(guò)所述第一聯(lián)軸器與所述大拖板絲杠一端軸向連接，所述大拖板絲杠另一端穿過(guò)所述溜板箱并與所述主軸箱內(nèi)的傳動(dòng)部件連接，所述大拖板絲杠利用所述溜板箱內(nèi)的開(kāi)合螺母手柄機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞，所述大拖板手柄設(shè)在所述溜板箱上并與所述溜板箱中的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)連接來(lái)手動(dòng)控制所述溜板箱的z向運(yùn)動(dòng)；

所述x向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括中拖板、中拖板電機(jī)連接板、中拖板絲杠、中拖板絲杠螺母和第二聯(lián)軸器，所述中拖板設(shè)置在所述大拖板上并與所述大拖板滑動(dòng)連接，所述中拖板電機(jī)連接板通過(guò)螺釘與所述大拖板另一端固定連接，所述x軸伺服電機(jī)的機(jī)殼通過(guò)螺釘與所述中拖板電機(jī)連接板固定連接，所述第二聯(lián)軸器穿過(guò)所述中拖板電機(jī)連接板并與所述中拖板電機(jī)連接板固定連接，所述x軸伺服電機(jī)的輸出軸通過(guò)所述第二聯(lián)軸器與所述中拖板絲杠一端連接，所述中托板手柄設(shè)置在所述中拖板一端，所述中拖板絲杠另一端穿過(guò)所述中拖板并與所述中托板手柄連接，所述中托板手柄用來(lái)手動(dòng)控制所述中拖板沿x向運(yùn)動(dòng)，所述中拖板絲杠螺母套接在所述中拖板絲杠上并與所述中拖板固定連接；

所述刀架組件包括刀架控制電機(jī)、刀架調(diào)整墊板和刀架，所述刀架調(diào)整墊板固定在所述中拖板上，所述刀架通螺釘與所述刀架調(diào)整墊板固定連接，所述刀架控制電機(jī)的輸出軸與所述刀架連接用來(lái)實(shí)現(xiàn)零件的加工；

所述電氣控制柜中安裝有電氣控制部件，所述z軸伺服電機(jī)、x軸伺服電機(jī)和刀架控制電機(jī)均與所述電氣控制部件及所述數(shù)控系統(tǒng)電連接。

優(yōu)選地，所述電氣控制部件包括電源總開(kāi)關(guān)電源總開(kāi)關(guān)qf1、控制端總電路、變頻器主電路和伺服系統(tǒng)電路；

所述控制端總電路包括控制變壓器tc、接觸器km1、接觸器km2和接觸器km3，所述控制變壓器tc的輸入端與所述電源總開(kāi)關(guān)qf1電連接，所述控制變壓器tc的輸出端與所述接觸器km1、接觸器km2和接觸器km3的線(xiàn)圈端電連接，所述變頻器主電路包括變頻器vfd和主軸電機(jī)m1，所述變頻器vfd的輸入端通過(guò)所述接觸器km1的控制端與所述電源總開(kāi)關(guān)qf1電連接，所述變頻器vfd的輸出端通過(guò)所述接觸器km3的控制端與所述主軸電機(jī)m1的輸入端電連接；所述伺服電路包括刀架控制電機(jī)m2、x軸伺服電機(jī)m3、z軸伺服電機(jī)m4和刀架控制器con，所述刀架控制電機(jī)m2的輸入端通過(guò)所述刀架控制器con與所述電源總開(kāi)關(guān)qf1電連接，所述x軸伺服電機(jī)m3和z軸伺服電機(jī)m4的輸入端通過(guò)所述接觸器km2的控制端與所述電源總開(kāi)關(guān)qf1電連接。

優(yōu)選地，所述電氣控制部件還包括冷卻電機(jī)m5、冷卻泵cp、散熱風(fēng)扇cf和接觸器km4，所述接觸器km4的線(xiàn)圈端與所述控制變壓器tc的輸出端電連接，所述冷卻電機(jī)m5通過(guò)所述接觸器km4的控制端與所述電源總開(kāi)關(guān)qf1電連接，所述冷卻泵cp和所述散熱風(fēng)扇cf與所述控制變壓器tc的輸出端電連接。

優(yōu)選地，所述接觸器km1的控制端與所述電源總開(kāi)關(guān)qf1的連接線(xiàn)路上設(shè)置有斷路器qf2，所述刀架控制器con和所述接觸器km3與所述電源總開(kāi)關(guān)qf1的連接線(xiàn)路上設(shè)置有公用的斷路器qf4，所述電源總開(kāi)關(guān)qf1與所述接觸器km2的連接線(xiàn)路上按照電流走向依次設(shè)置有伺服變壓器bs-200和斷路器qf3。

本發(fā)明提供的學(xué)生實(shí)訓(xùn)設(shè)備利用現(xiàn)有普通車(chē)床進(jìn)行改造成為集機(jī)械和數(shù)控為一體的機(jī)床，提高了原有機(jī)床加工精度，可作為教學(xué)設(shè)備使用，也可做為生產(chǎn)機(jī)床來(lái)使用，對(duì)于生產(chǎn)科研和外協(xié)產(chǎn)品零件的加工都有發(fā)展?jié)摿?。該設(shè)備解決了高職院校數(shù)控機(jī)床數(shù)設(shè)備不足的矛盾，同時(shí)不影響普車(chē)教學(xué)實(shí)訓(xùn)的情況下，又能滿(mǎn)足數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)，一機(jī)兩用，具有使用價(jià)值和推廣價(jià)值，同時(shí)改造成本低，投入資金較少，適合推廣使用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的學(xué)生實(shí)訓(xùn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的z向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的x向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1的學(xué)生實(shí)訓(xùn)設(shè)備的電氣原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明的技術(shù)方案和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定或限定，術(shù)語(yǔ)“相連”、“連接”應(yīng)作廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體式連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以是通過(guò)中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，在此不再詳述。

實(shí)施例1

本發(fā)明提供了一種學(xué)生實(shí)訓(xùn)設(shè)備，本實(shí)施例主要是以現(xiàn)有的cde6140a普通機(jī)床為對(duì)象，在保留該機(jī)床原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加數(shù)控系統(tǒng)及部件，具體如圖1至圖3所示，包括機(jī)械傳動(dòng)部件、手動(dòng)操作部件、數(shù)控傳動(dòng)部件、電氣控制柜1、機(jī)身16、刀架組件、x向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和z向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；

機(jī)械傳動(dòng)部件包括主軸箱2、進(jìn)給箱24、設(shè)置在主軸箱2中的傳動(dòng)部件、設(shè)置在進(jìn)給箱24中的傳動(dòng)部件及設(shè)置在進(jìn)給箱24上的轉(zhuǎn)換手柄23，主軸箱2和進(jìn)給箱24設(shè)置在機(jī)身16一端，主軸箱2上安裝有卡盤(pán)，卡盤(pán)的轉(zhuǎn)軸與主軸箱2內(nèi)的傳動(dòng)部件傳動(dòng)連接，手動(dòng)操作部件包括大拖板手柄19和中托板手柄22。上面的部件均為原有cde6140a普通機(jī)床的機(jī)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)這里不做過(guò)多說(shuō)明。

在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，還增加了數(shù)控傳動(dòng)部件，數(shù)控傳動(dòng)部件包括z軸伺服電機(jī)3、x軸伺服電機(jī)8和數(shù)控系統(tǒng)18，數(shù)控系統(tǒng)18安裝在電氣控制柜1頂部，便于操作者編程和操作。本實(shí)施例中，數(shù)控系統(tǒng)18采用廣數(shù)gsk980tb3系統(tǒng)。

z向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括溜板箱15、大拖板10、大拖板絲杠4、大拖板絲杠支撐板5、軸接頭6和第一聯(lián)軸器7，溜板箱15設(shè)置在機(jī)身16側(cè)面，大拖板10設(shè)置在機(jī)身16上并與機(jī)身16滑動(dòng)連接，大拖板10一端與溜板箱15固定連接，大拖板絲杠支撐板5通過(guò)螺釘與機(jī)身16固定連接，z軸伺服電機(jī)3的機(jī)殼與大拖板絲杠支撐板5通過(guò)螺釘螺接，z軸伺服電機(jī)3的輸出軸穿過(guò)大拖板絲杠支撐板5，z軸伺服電機(jī)3的輸出軸與軸接頭6健連接，軸接頭6通過(guò)第一聯(lián)軸器7與大拖板絲杠4一端軸向連接，大拖板絲杠4另一端穿過(guò)溜板箱15并與主軸箱2內(nèi)的傳動(dòng)部件連接，大拖板絲杠4利用溜板箱15內(nèi)的開(kāi)合螺母手柄機(jī)構(gòu)20實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞，大拖板手柄19設(shè)在溜板箱15上并與溜板箱15中的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)連接來(lái)手動(dòng)控制溜板箱15的z向運(yùn)動(dòng)；

x向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括中拖板25、中拖板電機(jī)連接板13、中拖板絲杠17、中拖板絲杠螺母21和第二聯(lián)軸器9，中拖板25設(shè)置在大拖板10上并與大拖板10滑動(dòng)連接，中拖板電機(jī)連接板13通過(guò)螺釘與大拖板10另一端固定連接，x軸伺服電機(jī)8的機(jī)殼通過(guò)螺釘與中拖板電機(jī)連接板13固定連接，第二聯(lián)軸器9穿過(guò)中拖板電機(jī)連接板13并與中拖板電機(jī)連接板13固定連接，x軸伺服電機(jī)8的輸出軸通過(guò)第二聯(lián)軸器9與中拖板絲杠17一端連接，中托板手柄22設(shè)置在中拖板25一端，中拖板絲杠17另一端穿過(guò)中拖板25并與中托板手柄22連接，中托板手柄22用來(lái)手動(dòng)控制中拖板25沿x向運(yùn)動(dòng)，中拖板絲杠螺母21套接在中拖板絲杠17上并與中拖板25固定連接；

刀架組件包括刀架控制電機(jī)11、刀架調(diào)整墊板12和刀架14，刀架調(diào)整墊板12固定在中拖板25上，刀架14通螺釘與刀架調(diào)整墊板12固定連接，刀架控制電機(jī)11的輸出軸與刀架14連接用來(lái)實(shí)現(xiàn)零件的加工；本實(shí)施例中的刀架14可根據(jù)情況進(jìn)行更換，當(dāng)采用普通機(jī)床作業(yè)時(shí)，刀架14為普通機(jī)床刀架，當(dāng)采用數(shù)控系統(tǒng)作業(yè)時(shí)，將刀架14更換為轉(zhuǎn)塔刀架，這里的普通機(jī)床刀架和轉(zhuǎn)塔刀架均為現(xiàn)有的刀架，根據(jù)實(shí)際需求選用。

電氣控制柜1中安裝有電氣控制部件，z軸伺服電機(jī)3、x軸伺服電機(jī)8和刀架控制電機(jī)11均與電氣控制部件及數(shù)控系統(tǒng)18電連接。

本實(shí)施例中，電氣控制部件包括電源總開(kāi)關(guān)電源總開(kāi)關(guān)qf1、控制端總電路、變頻器主電路和伺服系統(tǒng)電路；在保留原有cde6140a普通機(jī)床電氣部件的基礎(chǔ)上，還增加了一下部件，各部件連接關(guān)系下所述。

具體地，如圖4所示，控制端總電路包括控制變壓器tc、接觸器km1、接觸器km2和接觸器km3，控制變壓器tc的輸入端與電源總開(kāi)關(guān)qf1電連接，控制變壓器tc的輸出端與接觸器km1、接觸器km2和接觸器km3的線(xiàn)圈端電連接，變頻器主電路包括變頻器vfd和主軸電機(jī)m1，變頻器vfd的輸入端通過(guò)接觸器km1的控制端與電源總開(kāi)關(guān)qf1電連接，變頻器vfd的輸出端通過(guò)接觸器km3的控制端與主軸電機(jī)m1的輸入端電連接；伺服電路包括刀架控制電機(jī)m2、x軸伺服電機(jī)m3、z軸伺服電機(jī)m4和刀架控制器con，刀架控制電機(jī)m2的輸入端通過(guò)刀架控制器con與電源總開(kāi)關(guān)qf1電連接，x軸伺服電機(jī)m3和z軸伺服電機(jī)m4的輸入端通過(guò)接觸器km2的控制端與電源總開(kāi)關(guān)qf1電連接。

進(jìn)一步地，電氣控制部件還包括冷卻電機(jī)m5、冷卻泵cp、散熱風(fēng)扇cf和接觸器km4，接觸器km4的線(xiàn)圈端與控制變壓器tc的輸出端電連接，冷卻電機(jī)m5通過(guò)接觸器km4的控制端與電源總開(kāi)關(guān)qf1電連接，冷卻泵cp和散熱風(fēng)扇cf與控制變壓器tc的輸出端電連接。

接觸器km1的控制端與電源總開(kāi)關(guān)qf1的連接線(xiàn)路上設(shè)置有斷路器qf2，刀架控制器con和接觸器km3與電源總開(kāi)關(guān)qf1的連接線(xiàn)路上設(shè)置有公用的斷路器qf4，電源總開(kāi)關(guān)qf1與接觸器km2的連接線(xiàn)路上按照電流走向依次設(shè)置有伺服變壓器bs-200和斷路器qf3。

本實(shí)施例提供的學(xué)生實(shí)訓(xùn)設(shè)備是在保留原有cde6140a普通機(jī)床結(jié)構(gòu)及操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了數(shù)控系統(tǒng)及其相關(guān)控制部件。普通機(jī)床操作和數(shù)控機(jī)床操作過(guò)程及其切換方式如下所述。

1.普通機(jī)床工作過(guò)程如下：普通車(chē)床的操作按照機(jī)床正常的操作和使用說(shuō)明，完成機(jī)床的操作，具體為：電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主軸箱2內(nèi)的皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶輪將動(dòng)力傳遞給車(chē)頭變速箱，車(chē)頭變速箱將一部分動(dòng)力傳遞給主軸，主軸帶動(dòng)卡盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，卡盤(pán)帶動(dòng)工件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；另一方面，車(chē)頭變速箱將另一部分動(dòng)力傳遞給掛輪箱，掛輪箱將動(dòng)力傳遞給溜板箱15，溜板箱15將一部分動(dòng)力傳遞給大拖板絲杠4，大拖板絲杠4帶動(dòng)大拖板10及其上面的部件沿z軸運(yùn)動(dòng)，溜板箱15將另一部分動(dòng)力傳遞給光杠，光帶動(dòng)大拖板10及其上面的部件沿x軸運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)刀架的橫向和縱向直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

轉(zhuǎn)換手柄，斷開(kāi)機(jī)動(dòng)動(dòng)力

2.若更改為數(shù)控機(jī)床使用，先需完成以下操作：

1)將機(jī)床自帶的普通刀架更換為數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架；

2)將普通車(chē)床進(jìn)給箱24上的轉(zhuǎn)換手柄23調(diào)整到空擋，使主軸箱2傳遞來(lái)的動(dòng)力斷開(kāi)；數(shù)控加工過(guò)程z軸的動(dòng)力由z軸伺服電機(jī)3提供；

3)閉合溜板箱15上開(kāi)合螺母手柄機(jī)構(gòu)20；

4)斷開(kāi)普通車(chē)床的控制電源，使用電氣控制柜1控制；

5)啟動(dòng)數(shù)控電源；

6)設(shè)定程序開(kāi)始加工工件。

具體工作時(shí)，z軸伺服電機(jī)3帶動(dòng)大拖板絲杠4旋轉(zhuǎn)，大拖板絲杠4通過(guò)溜板箱15里的傳動(dòng)部件將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為大拖板10的縱向移動(dòng)，大拖板10帶動(dòng)中拖板25及其上邊的刀架14做縱向移動(dòng)。x軸伺服電機(jī)8帶動(dòng)中拖板絲杠17旋轉(zhuǎn)，中拖板絲杠17通過(guò)中拖板25里的傳動(dòng)部件將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為中拖板25的橫向移動(dòng)，中拖板25帶動(dòng)刀架14做橫向移動(dòng)。刀架控制電機(jī)11帶動(dòng)刀架14轉(zhuǎn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)換刀。刀架14帶動(dòng)其上的刀具實(shí)現(xiàn)刀具的z軸方向進(jìn)給或x軸方向進(jìn)給，也可x及z聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)斜向進(jìn)給。

以上所述實(shí)施例僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見(jiàn)地得到的技術(shù)方案的簡(jiǎn)單變化或等效替換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。