单轴三刀架木工车床.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010513397.X (22)申请日 2020.06.08 (71)申请人 东南大学 地址 210096 江苏省南京市玄武区四牌楼2 号 (72)发明人 刘能胡建中 (74)专利代理机构 南京众联专利代理有限公司 32206 代理人 蒋昱 (51)Int.Cl. B27C 7/00(2006.01) B27C 7/04(2006.01) B27C 7/06(2006.01) (54)发明名称 一种单轴三刀架木工车床 (57)摘要 本发明属于数控木工车床技术领域， 具体涉 。

2、及一种单轴三刀架木工车床。 其可以由三个刀架 上安装的三把车刀， 在木工车削加工中， 待加工 胚料较长且切削用量较大时能实现一次走刀完 成切削任务， 明确区分粗、 精加工过程。 三个刀架 之间在主轴径向方向上错开一定位移， 确保加工 时在进刀切削时始终是三把车刀依次与工件接 触； 在主轴周向方向上， 二号车刀与三号车刀对 称分布于两侧， 并与一号车刀分别形成90 相位 角， 确保在刀具进给过程中， 不发生干涉。 相应的 附属设备和结构配合三刀架车床运作。 此外， 合 理调配三个刀架的工作， 还可以实现单刀、 双刀 加工等传统木工车床的加工工况。 这样的发明可 以大大提高木工车削加工的效率和加工。

3、的质量， 具有实际意义。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 111805636 A 2020.10.23 CN 111805636 A 1.一种单轴三刀架木工车床， 包括床体(1)、 同轴线的固定顶针(19)和活动顶针(23)、 压紧活动顶针的气压缸装置、 三个刀架及固定在刀架上的三把车刀、 控制协调三个刀架运 动的丝杠和可依据待加工件调节位置的尾架装置， 其特征在于： 所述可依据待加工件调节位置的尾架装置包括尾架(10)和尾架紧固螺母组(12)， 所述 尾架(10)安装在床体(1)车身的水平导轨一(17)和水平导轨二(18)上， 沿导轨横向移动且 通过尾架(10)底部两侧的尾架紧固。

4、螺母(12)与床身凹槽(11)相互配合， 实现尾架(10)夹紧 固定， 所述固定顶针(19)固定在床体(1)一侧的主体支架上， 所述固定顶针(19)与活动顶针 (23)空间上同轴线， 所述活动顶针(23)安装在尾架(10)端部且通过气压缸装置压紧， 所述 气压缸装置包括气缸导杆增粗螺母(24)、 气缸(25)和气缸紧固螺栓组(26)， 所述气缸(25) 由螺栓组(26)紧固连接到尾架(10)的凸台板上， 所述气缸(25)的输出导杆上设置一个增粗 螺母(24)， 通过增粗螺母(24)顶住尾架(10)内部的滑轴， 实现活动顶针(23)的压紧与放松； 所述三个刀架及固定在刀架上的三把车刀、 控制协调。

5、三个刀架运动的丝杠通过刀架底 座(15)固定在固定顶针(19)与活动顶针(23)之前且刀架底座(15)通过床体(1)的车身内刀 架底座丝杠(16)控制， 所述刀架底座丝杠(16)由车身内电机驱动在程序控制下沿水平导轨 一(17)和水平导轨二(18)实现横向移动， 所述三把车刀分别是用于精加工的一号车刀(5)、 用于半精加工的二号车刀(28)和用于粗加工的三号车刀(22)， 各刀架与车刀在主轴径向方 向上错开相应位移， 在主轴周向方向上， 所述二号车刀(28)与三号车刀(22)对称分布于两 侧， 并与一号车刀(5)分别形成90 相位角， 所述一号车刀(5)通过紧固螺栓组一(3)安装在 第一刀架(。

6、6)的凹槽中， 所述第一刀架(6)对应支架内有第一丝杠(13)且通过第一电机(20) 带动第一丝杠(13)实现一号车刀(5)移动， 所述二号车刀(28)通过紧固螺栓组二(4)安装在 第二刀架(2)的凹槽中， 所述第二刀架(2)对应支架内有第二丝杠(14)且通过第二电机(27) 带动第二丝杠(14)实现二号车刀(28)移动， 所述三号车刀(22)通过紧固螺栓组三(7)安装 在第三刀架(8)的凹槽中， 所述第三刀架(8)对应支架内有第三丝杠(9)且通过第三电机 (21)带动第三丝杠(9)实现三号车刀(22)移动。 2.根据权利要求1中所述一种单轴三刀架木工车床， 其特征在于； 所述刀架设置加强强 。

7、度的筋板。 3.根据权利要求1中所述一种单轴三刀架木工车床， 其特征在于； 所述尾架(12)底部设 置凸台， 与床体(1)上的大通槽配合。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111805636 A 2 一种单轴三刀架木工车床 技术领域 0001 本发明属于数控木工车床技术领域， 特别是涉及一种单轴三刀架木工车床。 背景技术 0002 在家具产品的生产中， 对于有回转特性的加工零件， 例如圆形桌腿、 楼梯扶手等， 需要借助木工车床， 对原木材胚料进行加工， 其切削原理与机械车床类似， 通过高速钢或硬 质合金刀具等刀具切削高速回转的胚料， 以加工出特定的回转体外形。 0003 早期的木工车床主要为。

8、单轴手动机床， 通过仿形的方式来加工所需形状； 随着数 控技术发展， 逐渐出现数控木工车床并得到广泛应用。 数控木工车床上刀架数量主要有： 单 刀架， 即加工过程中只有一个刀架上的固定刀具对材料进行切削， 这种方式无粗、 精加工的 明确界限， 刀具磨损严重， 加工表面很粗糙； 双刀架， 即加工过程中， 沿主轴轴线对成分布在 两侧的两个刀架上的两把刀具进行切削加工， 一把刀做粗加工， 另一把刀做精加工， 二者沿 轴线错开一定距离， 达到粗加工超前精加工一定距离， 这样就实现了车床一次走刀就完成 了粗、 精加工， 加工的零件表面状态优于单刀架车床。 0004 但随着现代生活水平的提高， 人们在物质。

9、和精神生活上有了明显的水平提升， 开 始越来越追求家居产品的美观要求， 对其形态的需求有了质的变化， 于是就出现了一些家 具回转体配件加工的新的要求， 如外形曲面变复杂、 轴向长度变长、 径向尺寸变大等， 为了 加工出各种形态， 对胚料的加工的切削余量会出现大小变化不一的工况， 经常会出现大直 径圆形胚料加工出小直径圆弧造型、 大截面方料加工小直径圆弧等的情况， 加工量远超过 一把车刀一次切削允许的背吃刀量， 这样， 传统的单刀架车床或双刀架车床切削时磨损严 重， 且难以一次完成切削任务， 需要多次走刀才能完成切削任务， 这样有会大大降低加工效 率， 直接影响产量和效益。 0005 为了解决这。

10、种较大的切削用量下的长棒料的加工效率低的问题， 就需要一种可以 实现在一次走刀过程中， 切削掉较大余量的车床结构， 以提高产量生产产量、 质量和企业效 益。 发明内容 0006 针对上述在现代家居行业车削加工过程中存在的问题， 本发明提出一种单轴三刀 架木工车床， 目的是能够在待加工胚料较长且切削用量较大时能实现一次走刀完成切削任 务， 明确区分粗、 精加工过程， 大大提高了加工效率和加工质量。 同时可以兼顾单刀架、 双刀 架的使用需求。 0007 本发明提供一种单轴三刀架木工车床， 包括床体、 同轴线的固定顶针和活动顶针、 压紧活动顶针的气压缸装置、 三个刀架及固定在刀架上的三把车刀、 控制。

11、协调三个刀架运 动的丝杠和可依据待加工件调节位置的尾架装置： 0008 所述可依据待加工件调节位置的尾架装置包括尾架和尾架紧固螺母组， 所述尾架 安装在床体车身的水平导轨一和水平导轨二上， 沿导轨横向移动且通过尾架底部两侧的尾 说明书 1/4 页 3 CN 111805636 A 3 架紧固螺母与床身凹槽相互配合， 实现尾架夹紧固定， 所述固定顶针固定在床体一侧的主 体支架上， 所述固定顶针与活动顶针空间上同轴线， 所述活动顶针安装在尾架端部且通过 气压缸装置压紧， 所述气压缸装置包括气缸导杆增粗螺母、 气缸和气缸紧固螺栓组， 所述气 缸由螺栓组紧固连接到尾架的凸台板上， 所述气缸的输出导杆上。

12、设置一个增粗螺母， 通过 增粗螺母顶住尾架内部的滑轴， 实现活动顶针的压紧与放松； 0009 所述三个刀架及固定在刀架上的三把车刀、 控制协调三个刀架运动的丝杠通过刀 架底座固定在固定顶针与活动顶针之前且刀架底座通过床体的车身内刀架底座丝杠控制， 所述刀架底座丝杠由车身内电机驱动在程序控制下沿水平导轨一和水平导轨二实现横向 移动， 所述三把车刀分别是所述三把车刀分别是用于精加工的一号车刀、 用于半精加工的 二号车刀和用于粗加工的三号车刀， 各刀架与车刀在主轴径向方向上错开相应位移， 在主 轴周向方向上， 所述二号车刀与三号车刀对称分布于两侧， 并与一号车刀分别形成90 相位 角， 所述一号车刀。

13、通过紧固螺栓组一安装在第一刀架的凹槽中， 所述第一刀架对应支架内 有第一丝杠且通过第一电机带动第一丝杠实现一号车刀移动， 所述二号车刀通过紧固螺栓 组二安装在第二刀架的凹槽中， 所述第二刀架对应支架内有第二丝杠且通过第二电机带动 第二丝杠实现二号车刀移动， 所述三号车刀通过紧固螺栓组三安装在第三刀架的凹槽中， 所述第三刀架对应支架内有第三丝杠且通过第三电机带动第三丝杠实现三号车刀移动。 0010 作为本发明进一步改进， 所述刀架设置加强强度的筋板。 0011 作为本发明进一步改进， 所述尾架底部设置凸台， 与床体上的大通槽配合。 0012 本发明的有益效果在于： 本发明提出了三个刀架的装备， 。

14、能够在待加工大直径圆 形胚料加工成小直径回转特征的情况下、 或待加工大截面方料加工成小直径回转特征的情 况下， 高效的、 高质量的完成切削任务。 本装备结构简单， 操作方便， 能够在很大切削余量的 情况下， 减少走刀次数； 并且刀具的粗、 精加工分工明确， 便于刀具材料的选用。 大大提高了 木工车床在加工现代家具配件的生产中的效率和加工表面质量。 同时兼顾单轴、 双轴车床 的使用工况， 具有通用性。 附图说明 0013 图1为本发明所提出的单轴三刀架木工车床的轴测图； 0014 图2为本发明所提出的单轴三刀架木工车床的俯视图； 0015 图3为本发明所提出的单轴三刀就木工车床在不同工况下使用流。

15、程； 0016 附图标记说明： 0017 1-床体； 2-第二刀架； 3-紧固螺栓组一； 4-紧固螺栓组二； 5一号车刀； 6-第一刀架； 7-紧固螺栓组三； 8-第三刀架； 9-第三丝杠； 10-尾架； 11-床身凹槽； 12-尾架紧固螺母组； 13-第一丝杠； 14-第二丝杠； 15-刀架底座； 16-刀架底座丝杠； 17-水平导轨一； 18-水平导轨 二； 19-固定顶针； 20-第一电机； 21-第三电机； 22-三号车刀； 23-活动顶针； 24-气缸导杆增 粗螺母； 25-气缸； 26-气缸紧固螺栓组； 27-第二电机； 28-二号车刀。 具体实施方式 0018 下面结合附图与具体。

16、实施方式对本发明作进一步详细描述： 0019 本发明提出一种单轴三刀架木工车床， 目的是能够在待加工胚料较长且切削用量 说明书 2/4 页 4 CN 111805636 A 4 较大时能实现一次走刀完成切削任务， 明确区分粗、 精加工过程， 大大提高了加工效率和加 工质量。 同时可以兼顾单刀架、 双刀架的使用需求。 0020 本发明提供一种单轴三刀架木工车床， 主要结构如附图1和2中所示， 单轴三刀就 木工车床在不同工况下使用流程如图3所示。 0021 本发明提供一种单轴三刀架木工车床， 主要结构包括： 床体1、 同轴线的固定顶针 19和活动顶针23、 压紧活动顶针的气压缸装置、 三个刀架及固。

17、定在刀架上的三把车刀、 控制 协调三个刀架运动的丝杠、 可依据待加工件调节位置的尾架装置等结构。 0022 固定顶针19与活动顶针23空间上同轴线， 用于顶住胚料端面上事先加工好的中心 孔， 活动顶针可以通过把手， 人为的短距离调整位置， 以便于工件的装夹。 当通过调整活动 顶针位置装夹好工件， 再借助气缸25的气动压力压紧活动顶针实现夹紧， 确保安全。 气缸25 由螺栓组26紧固连接到尾架10的凸台板上， 以实现固定。 气缸输出导杆上设置一个增粗螺 母24， 通过增粗螺母顶住尾架10内部的滑轴， 实现活动顶针23的压紧与放松。 0023 三个刀架2、 6、 8由三个丝杠9、 13、 14连接。

18、， 固连在刀架底座15上。 三个刀架2、 6、 8上 安装三把车刀5、 22、 28， 车刀安放在刀架的凹槽中， 通过车刀紧固螺栓组3、 4、 7压紧定位。 有 三个电机20、 21、 27分别控制三个丝杠， 在程序驱动下， 控制进刀与退刀， 实现刀具的进给、 移动和退出， 以加工被加工件的外表面。 三号车刀22用于粗加工， 主要起到去除圆形棒料外 圈的一层材料或者切除方形胚料的棱角； 二号车刀28用于半精加工， 用于去除经一号车刀5 切削后的余量， 基本达到所需形状； 一号车刀5用于精加工， 用于切除经二号车刀28切削后 被加工件表面的毛刺和由于振动等产生的跳动凹凸， 保证加工表面的光洁。 。

19、刀架之间在主 轴径向方向上错开一定位移， 确保加工是在进刀切削时始终是三号车刀22先接触被加工 件， 然后是二号车刀28， 最后是一号车刀5； 在主轴周向方向上， 二号车刀28与三号车刀22对 称分布于两侧， 并与一号车刀5分别形成90 相位角， 确保在刀具进给过程中， 不发生干涉。 刀架底座15由刀架底座丝杠16在程序控制下， 由床体1内部的电机驱动， 实现沿主轴轴向方 向上的移动， 水平导轨一17和水平导轨二18起到支承和稳定运动的作用。 为防止刀架在切 削过程中受力后不稳定， 设置了筋板以加强其强度和稳定性。 0024 尾架10的位置根据被加工件的长度来确定， 尾架10在床体1上的位置，。

20、 沿主轴轴向 可移动。 尾架10借助床体1上的凹槽11， 通过尾架紧固螺母12实现夹紧。 需要调整尾架位置 时， 放松尾架紧固螺母12， 人为的推动尾架10到所需的位置， 再将尾架紧固螺母12拧紧即 可。 为保证移动过程中尾架10上的活动顶针与固定顶针的空间位置关系， 在尾架12底部设 置凸台， 与床体1上的大通槽配合， 确保移动过程中只带来沿主轴轴线方向的位置变化。 0025 除三个刀架2、 6、 8同时合作加工外， 按需合理的调配三个刀架2、 6、 8的工作， 可以 在本车床上实现单刀、 双刀加工等传统木工车床的加工工况。 对于切削余量不大的加工， 就 没有必要三把车刀同时运作， 于是便可。

21、以将第一刀架6和第二刀架2回退到最远位置， 仅第 三刀架8控制三号车刀22进行切削。 同理的， 当切削余量适中时， 可以将第一刀架6回退到最 远位置， 由第二刀架2和第三刀架8控制二号车刀28、 三号车刀22配合进行切削。 当切削余量 很大时， 便可采取上述论述方案， 由三把车刀5、 22、 28同时配合运转。 在单刀、 双刀、 三刀加 工时， 相应附属设备的工作基本一致， 有一定的通用性。 0026 显然， 本发明主要精神在于结合当前主流木工车床上部分结构的改进， 利用三个 刀架上安装的三把车刀， 明确的区分粗、 半精、 精加工过程， 保证在大切削余量下尽可能减 说明书 3/4 页 5 CN 111805636 A 5 少刀具磨损， 并保证加工表明质量； 同时， 也实现了一次走刀许可的切削深度的增大。 总之， 本发明可以大大改善当前家具配件加工中的生产效率和生产质量。 0027 以上所述， 仅是本发明的较佳实施例而已， 并非是对本发明作任何其他形式的限 制， 而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化， 仍属于本发明所要求保护的范 围。 说明书 4/4 页 6 CN 111805636 A 6 图1 图2 说明书附图 1/2 页 7 CN 111805636 A 7 图3 说明书附图 2/2 页 8 CN 111805636 A 8 。