[发明专利]一种数控加工中心换刀及加工过程演示教具

说明书

技术领域：

本发明涉及一种用于工科院校机械工程专业教学的数控加工中心换刀及加工过程演示教具。

背景技术：

课堂教学中，学生初次接触数控技术，对实物没有深刻的认识。传统课堂中图片、视频等形式很难满足学生深入了解数控装备的结构及其复杂运动过程的需求，大型数控设备无法进入数控技术及装备知识讲解的理论课堂。在数控加工现场设备存在噪音，影响老师在加工现场讲解数控技术理论知识的教学质量，由于存在安全隐患，有些动作细节即使是数控加工中心实际操作演示，学生也不易观察的很清楚。

发明内容：

本发明的目的是：为了辅助教师在理论课堂中演示数控技术和数控装备的相关知识，解决传统课堂教学不够直观形象，学生难以理解的问题，特提供一种数控加工中心换刀及加工过程演示教具。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种数控加工中心换刀及加工过程演示教具，是由刀库部分、主轴部分、工作台、控制台、铣刀和底板组成，其特征在于：刀库部分为圆盘形齿轮，在其下方搭载四个刀座，圆盘形齿轮的左侧与蜗杆A相啮合，蜗杆A与左侧电机E连接，电机E下方安装开关F，搭载四个刀座的圆盘形齿轮、电机E及蜗杆A、开关F构成一个整体，该整体安装在中空方形套筒上；中空方形套筒嵌套在导轨上，左侧与气缸相连，气缸安装在导轨左侧上，气缸与气泵联接；主轴部分，蜗杆B与电机A连接；蜗杆滑块为长条形，左右两侧各有一个通孔，两根支撑杆分别穿过左右通孔，蜗杆滑块在两支撑杆上滑动，支撑杆左右两端设置有开关A、开关B和开关C；工作台安置在蜗杆滑块机构上，蜗杆D与电机C连接，蜗杆滑块机构及电机C左右两端分别安装在蜗杆E与蜗杆C的两个蜗杆滑块上，蜗杆C与电机D连接，蜗杆C的另一端与蜗杆E外接齿轮用链条连接；在工作台行程经过部分设置开关E和开关D，在工作台上安装卡盘、电机B和虎钳，在控制台上安置四个开关和灯泡；刀具由通孔四棱锥和3毫米铣刀组成，3毫米铣刀穿过并固定在通孔四棱锥上；底板上方搭载部件从左至右分别为支柱、开关E、蜗杆E、控制台和蜗杆C，支柱与底板为可拆卸连接。

上述主轴部分是由导电滑环，空心齿轮，齿轮，电磁铁，凹槽圆柱套筒组成，空心齿轮嵌套在导电滑环的动子部分，空心齿轮与齿轮连接，齿轮与电机F连接，空心齿轮的下方安装套筒，套筒下方安装电磁铁，电磁铁下方安装凹槽圆柱套筒；导电滑环定子部分和电机F安装在蜗杆滑块上，蜗杆滑块嵌套在蜗杆B上。

上述刀库部分是由圆盘形齿轮，蜗杆A，四个间距90度布置的刀座和开关F组成。其特征在于：四个间距90度布置的刀座安放在圆盘形齿轮上，圆盘形齿轮与蜗杆A连接，蜗杆A与电机E连接，开关F与刀座安装在同一水平面，在刀座转动时发生接触。

上述刀座是由大径圆环，小径圆环组成，其特征在于在小径圆环内嵌套小磁铁。

本发明的有益效果是：(1)通过各行程开关与各用电器的配合，通过单片机编程，实现对加工中心各工作过程的演示；(2)电磁铁下方安置四棱锥形的凹槽圆柱套筒与刀具上端相配合，自动定心，在模拟加工时带动刀具的旋转；(3)通过刀库转动时刀座撞击行程开关来实现各铣刀到达换刀点位置时的准确定位；(4)在刀座小径圆环内嵌套小磁铁，解决了主轴把刀具安放到刀座上时电磁铁断电后存在的磁滞问题；(5)底板上方支柱可以拆卸，便于模块的升级和替换。

附图说明：

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明数控加工中心换刀及加工过程演示教具的整体结构示意图。

图2为本教具主轴部分的连接结构示意图。

图3为本教具刀库部分的结构示意图。

图4为本教具刀座的结构示意图。

图5为本教具刀具结构示意图。

图中：1.气缸，2.中空方形套筒，3.蜗杆A，4.圆盘形齿轮，5.刀座，6.开关A，7.开关B，8.电机A，9.空心齿轮，10.蜗杆滑块，11.开关C，12.导电滑环，13.套筒，14.电磁铁，15.凹槽圆柱套筒，16.蜗杆B，17.支撑杆，18.卡盘，19.电机B，20.电机C，21.开关D，22.电机D，23.蜗杆C，24.工作台，25.蜗杆D，26.控制台，27.灯泡，28.虎钳，29.链条，30.蜗杆E，31.开关E，32.支柱，33.气泵，34.开关F，35.电机E，36.导轨，37.齿轮，38.电机F，39.通孔四棱锥，40.3毫米铣刀，41.底板，5-1.大径圆环，5-2.小径圆环。

具体实施方式：