數控立體雕刻機的工件夾持裝置的製作方法

2023-06-02 02:11:16 3

專利名稱：數控立體雕刻機的工件夾持裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於雕刻機技術領域，涉及一種數控立體雕刻機， 特別是一種數控立體雕刻機上的工件夾持裝置。
背景技術：
木製的工藝品由於外形美觀和價格較低被人們所接受。市面上 流行的工藝品一般有雕刻在平木板上的平面工藝品和具有立體造型 的立體工藝品。由於立體工藝品更具有觀賞價值，但是由於沒有足 夠的貨源而越來越不能滿足人們的需求。為此，設計一種數控立體 雕刻機用來製作立體工藝品成為一種趨勢。但是，現有的雕刻機大 都只能在平木板上雕刻出凹凸形狀的工藝品，無法全方位的雕刻。因此，中國專利號為95226290.8公開一種"自由軌跡智能數控 雕刻機"，這種雕刻機的底座內裝有飼服電機驅動器，機座上有飼服 電機與變速箱相接，縱橫拖板之間有燕尾導軌，蝸輪變速箱裝於橫 拖板左側，並有三爪卡盤，頂尖位於右側，立柱上端面有升降拖板， 雕刻機底座以導線與計算機相連。該雕刻機將工件用三爪卡盤和頂尖卡住，這樣工件就可以根據 程序設定的步驟轉動工件，但這種結構中的三爪卡盤和頂尖的相對 的位置是固定的，對於加工大型的工藝品顯得極為不適用。採用三 爪卡盤也只能固定一定直徑的原材料。因此該雕刻機只能加工單一 尺寸的工藝品，使用範圍小。有的雕刻機能加工大型的工藝品，但由於其結構上的原因而無 法加工小型的工藝品。發明內容本實用新型的目的是針對現有的數控立體雕刻機存在的上述 的問題，提供一種數控立體雕刻機的工件夾持裝置，它具有結構簡 單、能夠按工步旋轉工件且能夠適用加工大型和小型的工藝品的特 點。本實用新型的目的可通過下列技術方案來實現 一種數控立體 雕刻機的工件夾持裝置，包括機架和電機，其特徵在於，所述的機 架上設有轉盤和能夠與轉盤形成夾持住工件且能夠在轉盤軸線方向 上伸縮的頂尖，頂尖正對轉盤的中心且設置在一個能夠在轉盤的軸 線方向上來回移動的滑動機構，在所述的轉盤和電機之間設有可使 轉盤轉動的轉動機構。本數控立體雕刻機的工件夾持裝置可以在電機的帶動下使工件 旋轉而實現立體加工。這裡的電機一般採用飼服電機或者步進電機， 這樣可以按照設定的角度轉動。在加工的時候，首先將工件圓木條 一端頂在轉盤上，另一端由頂尖向轉盤伸出將工件頂住，這裡要說 明的是頂尖在頂住工件後，頂尖插進了工件內，靠轉盤和頂尖相互 的頂壓將工件夾住；加工完後，縮回頂尖，工件就可以卸下來。而 頂尖是設置在滑動機構上，在加工大尺寸的工件時，通過滑動機構 使轉盤和頂尖的距離拉大後再放置工件；反之，加工小尺寸工件時， 反向移動滑動機構。這樣，本數控立體雕刻機的工件夾持裝置使用 的範圍變大。本裝置可以設計成水平放置的，也可以設計成垂直放 置的，這兩種情況可根據實際的需要來確定。作為滑動機構的第一種方案，在上述的數控立體雕刻機的工件 夾持裝置中，所述的滑動機構包括設置在機架底部的導軌座板，在 導軌座板上有沿轉盤軸線方向設置的導軌，在導軌上連接有能夠在 導軌上來回移動的頂尖。移動頂尖，拉開轉盤和頂尖的距離使長工 件能夠裝在轉盤和頂尖之間，再調整頂尖伸出將工件夾住。反之， 在加工短尺寸，反向移動頂尖即可。作為滑動機構的第二種方案，在上述的數控立體雕刻機的工件夾持裝置中，所述的滑動機構包括設置在機架底部能夠沿轉盤的軸 線方向上來回移動的橫梁，橫梁兩端和其所處的機架之間以導軌連 接，導軌沿轉盤的軸線方向設置，頂尖連接在橫梁上。移動橫梁， 先將橫梁和轉盤的距離拉長使長工件能夠裝在轉盤和頂尖之間，再 用頂尖進行微調將工件頂住。反之，在加工短尺寸，反向移動橫梁 即可。這兩種方案都能實現將頂尖與轉盤的距離根據實際的需要做出 相應的調整以適應不同尺寸的加工。這裡要說明的是，這兩種方案 中所說的導軌都採用燕尾形狀的導軌。第一種方案適用加工小工件， 第二種方案由於沒有導軌座板的限制可適用於大工件的加工。在上述的數控立體雕刻機的工件夾持裝置中，所述的導軌座板 和頂尖之間設置可以使頂尖與導軌座板之間的距離增大的墊板，墊 板底部連接在導軌上，頂尖固定在墊板的上部。由於加工工件時需 要旋轉工件，尺寸大的工件會與導軌座板發生幹涉，設置墊板可解 決此問題。在上述的數控立體雕刻機的工件夾持裝置中，所述的墊板的兩 側設置若干螺栓，螺栓穿過墊板抵頂在導軌上。這樣在加工時就可 以通過螺栓將墊板固定在導軌座板上。為了進一步對墊板進行固定，在上述的數控立體雕刻機的工件 夾持裝置中，所述的導軌座板沿轉盤軸線上有定位孔，上述的墊板 上通過銷釘固定在導軌座板上。在加工的時候將墊板固定住使之不 能移動，保證加工的正常的進行。在上述的數控立體雕刻機的工件夾持裝置中，所述的橫梁端面 的兩側設置若干螺栓，螺栓穿過橫梁端面抵頂在導軌上。這樣在加 工時就可以通過螺栓將橫梁固定在機架上。在上述的數控立體雕刻機的工件夾持裝置中，橫梁兩端所處的 機架各開有定位孔，上述的橫梁的兩端通過銷釘固定在機架上。在 加工的時候將橫梁固定住使之不能移動，保證加工的正常的進行。在上述的數控立體雕刻機的工件夾持裝置中，所述的轉動機構 包括蝸輪蝸杆減速器，其輸出軸與轉盤固連，輸入軸與上述的電機 的輸出軸相連接。採用蝸輪蝸杆減速器是因為這種減速器的輸入輸 出軸相互垂直，這樣使本工件夾持裝置結構緊湊，同樣，也可以方 便擴展。
在上述的數控立體雕刻機的工件夾持裝置中，所述的轉盤上均 勻分布著若干尖刺，該尖刺固定在轉盤上。由於工件是木頭，在轉 盤上固定尖刺，在夾持住工件後可以讓尖刺刺入工件中對工件起到 很好的固定作用。
在上述的數控立體雕刻機的工件夾持裝置中，所述的頂尖設置 在頂尖座內，在頂尖座上還設有手柄，頂尖前端呈錐形，在頂尖和 手柄之間設置使頂尖向頂尖座伸出或縮回的絲槓傳動機構。搖動手 柄，通過絲槓傳動機構使頂尖伸出或縮回頂尖座內。
在上述的數控立體雕刻機的工件夾持裝置中，所述的轉盤的數 量為1 10個，所述的頂尖與轉盤一一對應設置。為了提高生產效 率， 一般情況下是將多個工件同時加工。這裡經過實踐，三組轉盤 和頂尖是最佳的選擇。
在上述的數控立體雕刻機的工件夾持裝置中，所述的蝸輪蝸杆 減速器與轉盤的個數相同，每個減速器的輸出軸與轉盤固連，減速 器的輸入軸聯成一軸線且與電機的轉軸相連接。在採用多個工件同 時加工時，需要轉盤同時同步同速轉動，因此，將各個蝸輪蝸杆減 速器的輸入軸連成一軸線，再用同一個電機驅動。
作為另一種方案，在上述的數控立體雕刻機的工件夾持裝置中， 所述的電機與轉盤的個數相同，電機和轉盤之間通過減速器連接， 每個減速器的輸出軸與轉盤固連，每個減速器的輸入軸與電機的轉 軸相連接，各個電機由控制電路控制同時啟動停止。由控制電路實 現電機同時啟動，使轉盤同時同步轉動。
在上述的數控立體雕刻機的工件夾持裝置中，所述的轉動機構包裹在一個箱體內，上述的減速器的輸出軸穿出箱體與轉盤連接。 這樣可以防止工件的屑末進入，起到保護的作用。
與現有技術相比，本數控立體雕刻機的工件夾持裝置具有以下 的優點
K本數控立體雕刻機的工件夾持裝置採用轉盤和頂尖將工件夾 持住，然後利用電機帶動轉盤轉動，使工件可以進行立體加工，而 轉盤上均勻分布著若干尖剌，使工件牢固的固定起來，結構簡單， 保證了轉動時的可靠性。
2、 本數控立體雕刻機的工件夾持裝置中採用可以移動的橫梁來 解決加工工件尺寸大小的問題，提高使用的範圍。
3、 採用多個工件同時加工時，將各個蝸輪蝸杆減速器的輸入軸 連成一軸線，再用同一個電機驅動，提高了生產的效率，也提高了 產品的合格率。


圖1是實施例1中本數控立體雕刻機的工件夾持裝置的立體結 構示意圖。
圖2是實施例2中本數控立體雕刻機的工件夾持裝置的立體結 構示意圖。
圖3是本數控立體雕刻機的工件夾持裝置中轉盤和頂尖的結構
示意圖。
圖4是本數控立體雕刻機的工件夾持裝置中轉動機構的剖視結 構示意圖。
圖5是本工件夾持裝置中另一種轉動機構的結構示意圖。
圖中，1、機架；2、電機；3、轉盤；31、尖剌；32、軸線方向； 4、頂尖；41、頂尖座；42、手柄；5、橫梁；6、定位孔；7、銷釘； 8、蝸輪蝸杆減速器；9、箱體；10、導軌座板；11、導軌；12、墊 板；13、螺栓。
具體實施方式

以下是本實用新型的具體實施例並結合附圖，對本實用新型的 技術方案作進一步的描述，但本實用新型並不限於這些實施例。 實施例1:
如圖l、圖3和圖4所示，本數控立體雕刻機的工件夾持裝置，
包括機架1、電機2、轉盤3和頂尖4，機架1上設置三個並列垂直 安裝的轉盤3，在轉盤3前面的機架1上有與轉盤3 —一對應設置 的頂尖4，該頂尖4能夠在轉盤3軸線方向32上伸縮而且能夠與轉 盤3合力而將工件夾持住，頂尖4正對轉盤3的中心且設置在一個 能夠在轉盤3的軸線方向32上來回移動的滑動機構，在轉盤3和電 機2之間設有可使轉盤3轉動的轉動機構。
具體來說，頂尖4設置在頂尖座41內，在頂尖座41上還設有 手柄42，在頂尖4和手柄42之間設置使頂尖向頂尖座伸出或縮回 的絲槓傳動機構。搖動手柄，通過絲槓傳動機構使頂尖4伸出或縮 回頂尖座41內。滑動機構包括設置在機架1底部的均布有三條導軌 座板10，這三條導軌座板10每條對應一個頂尖4，在導軌座板10 上有沿轉盤軸線32方向設置的燕尾形的導軌11，在導軌11上連接 有能夠在導軌11上來回移動的頂尖4。為了防止加工工件時旋轉尺 寸大的工件會與導軌座板10之間發生幹涉，導軌座板10和頂尖4 之間設置可以使頂尖4與導軌座板10之間的距離增大的墊板12， 該墊板12為空心的長方體，在墊板12底部連接在導軌11上，頂尖 座41固定在墊板12的上部。墊板12的兩側設置若干螺栓13，螺 栓13穿過墊板12抵頂在導軌11上。這樣在加工時就可以通過螺栓 13將墊板12固定在導軌座板10上。為了進一步對墊板12進行固 定，導軌座板IO沿轉盤軸線32上在導軌11的兩側各設有一排定位 孔6，墊板12上通過銷釘7固定在導軌座板10上。在加工長尺寸 工件時，沿著導軌11移動墊板12上的頂尖4，拉開轉盤3和頂尖4的距離使長工件能夠裝在轉盤3和頂尖4之間，再調整頂尖4伸出 將工件夾住，然後用銷釘7將墊板12固定住。反之，在加工短尺寸， 反向移動頂尖4即可。為了能夠更好的固定木質的工件，在轉盤3 的端面上均勻分布著若干尖刺31，該尖剌31固定在轉盤3上，而 頂尖4的前端也製成錐形，因此，在夾持住工件後可以讓尖刺31 剌入工件中，同時，頂尖4也刺入工件中，對工件起到很好的固定 作用。轉盤3在轉動機構的帶動下轉動，由於尖剌31的刺入，工件 也可以跟隨轉盤3—起轉動，也不會出現移位現象。
轉動機構包括三個蝸輪蝸杆減速器8，每個蝸輪蝸杆減速器8 的輸出軸與轉盤3固連，由於採用三個工件同時加工時，需要轉盤 3同時同步同速轉動，因此，輸入軸聯成一軸線後與電機2的輸出 軸相連接。用同一個電機2驅動，三個轉盤3就能夠同時轉動。採 用蝸輪蝸杆減速器8是因為這種減速器的輸出輸入軸相互垂直，這 樣本工件夾持裝置結構緊湊。轉動機構包裹在一個箱體9內，蝸輪 蝸杆減速器8的輸出軸穿出箱體9與轉盤3連接。這樣可以防止工 件的屑末進入，起到保護的作用。
在加工的時候，首先將工件圓木條一端頂在轉盤3上，轉動手 柄42將頂尖伸出頂在工件圓木條的另一端，如果工件較長可以移動 墊板12，拉開轉盤3和頂尖4的距離使長工件能夠裝在轉盤3和頂 尖4之間，再調整頂尖4伸出將工件夾住，然後用銷釘7將墊板12 固定住。將固定好後，轉盤3在電機2的帶動下使工件旋轉，在控 制電路的作用下，到刀具按照程序設定的步驟移動工作，本工件夾 持裝置中的步進電機2，也按照設定的角度轉動。加工完後，轉動 手柄42縮回頂尖4，工件即可卸下來。
實施例2:
如圖2所示，實施2的內容基本同實施例1相同，不同的是實 施例2中滑動機構包括設置在機架1底部能夠沿轉盤3的軸線方向 32上來回移動的的橫梁5，橫梁5兩端和其所處的機架1之間以導軌11連接，導軌11沿轉盤3的軸線方向32設置，頂尖4連接在橫 梁5上。具體來說，橫梁5端面的兩側設置若干螺栓13，螺栓13 穿過橫梁5端面抵頂在導軌11上。這樣在加工時就可以通過螺栓將 橫梁固定在機架l上。為了進一步對橫梁5進行固定，橫梁5兩端 所處的機架1的兩條導軌11的兩側各開有一排定位孔6，在加工工 件的時候，橫梁5的兩端通過銷釘7固定在機架1上。在加工的時 候將橫梁5固定住使之不能移動，保證加工的正常的進行。移動橫 梁5，先將橫梁5和轉盤3的距離拉長使長工件能夠裝在轉盤3和 頂尖4之間，再用頂尖4進行微調將工件頂住。反之，在加工短尺 寸，反向移動橫梁5即可。 實施例3:
如圖5所示，實施例3的內容基本同實施例1或實施例2相同， 不同是電機2與轉盤3的個數相同，電機2和轉盤3之間通過減速 器連接，每個減速器的輸出軸與轉盤3固連，每個減速器的輸入軸 與電機2的轉軸相連接，各個電機2由控制電路控制同時啟動停止。 由控制電路實現多個電機同時啟動，使轉盤同時同步轉動。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說 明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施 例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離 本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。
儘管本文較多地使用了機架1、電機2、轉盤3、尖刺31、軸線 方向32、頂尖4、頂尖座41、手柄42、橫梁5、定位孔6、銷釘7、 蝸輪蝸杆減速器8、箱體9、導軌座板10、導軌11、墊板12等術語， 但並不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方 便地描述和解釋本實用新型的本質；把它們解釋成任何一種附加的 限制都是與本實用新型精神相違背的。
權利要求1、一種數控立體雕刻機的工件夾持裝置，包括機架(1)和電機(2)，其特徵在於，所述的機架(1)上設有轉盤(3)和能夠與轉盤(3)形成夾持住工件且能夠在轉盤(3)軸線方向(32)上伸縮的頂尖(4)，頂尖(4)正對轉盤(3)的中心且設置在一個能夠在轉盤(3)的軸線方向(32)上來回移動的滑動機構，在所述的轉盤(3)和電機(2)之間設有可使轉盤(3)轉動的轉動機構。
2、 根據權利要求1所述的數控立體雕刻機的工件夾持裝置， 其特徵在於，所述的滑動機構包括設置在機架(1)底部的導軌座 板(10)，在導軌座板(10)上有沿轉盤(3)軸線方向(32)設 置的導軌(11)，在導軌(11)上連接有能夠在導軌(11)上來回 移動的頂尖(4)。
3、 根據權利要求1所述的數控立體雕刻機的工件夾持裝置， 其特徵在於，所述的滑動機構包括設置在機架(1)底部能夠沿轉 盤(3)的軸線方向(32)上來回移動的的橫梁(5)，橫梁(5) 兩端和其所處的機架(1)之間以導軌(11)連接，導軌(11)沿 轉盤(3)的軸線方向(32)設置，頂尖(4)連接在橫梁(5)上。
4、 根據權利要求2所述的數控立體雕刻機的工件夾持裝置， 其特徵在於，所述的墊板(12)的兩側設置若干螺栓(13)，螺栓(13)穿過墊板(12)抵頂在導軌(11)上。
5、 根據權利要求4所述的數控立體雕刻機的工件夾持裝置， 其特徵在於，所述的導軌座板(10)和頂尖(4)之間設置可以使 頂尖(4)與導軌座板(10)之間的距離增大的墊板(12)，墊板(12)底部連接在導軌(11)上，頂尖(4)固定在墊板(12)的 上部。
6、 根據權利要求5所述的數控立體雕刻機的工件夾持裝置， 其特徵在於，所述的導軌座板(10)沿轉盤(3)軸線上有定位孔(6)，上述的墊板(12)上通過銷軸固定在導軌座板(10)上。
7、 根據權利要求3所述的數控立體雕刻機的工件夾持裝置， 其特徵在於，所述的橫梁(5)端面的兩側設置若干螺栓(13)， 螺栓(13)穿過橫梁(5)端面抵頂在導軌(11)上。
8、 根據權利要求7所述的數控立體雕刻機的工件夾持裝置， 其特徵在於，所述的橫梁(5)兩端所處的機架(1)各開有定位 孔(6)，上述的橫梁(5)的兩端通過銷軸固定在機架(1)上。
9、 根據權利要求1至8任意一項所述的數控立體雕刻機的工 件夾持裝置，其特徵在於，所述的轉動機構包括蝸輪蝸杆減速器(8)，其輸出軸與轉盤(3)固連，輸入軸與上述的電機(2)的 輸出軸相連接。
10、 根據權利要求1至8任意一項所述的數控立體雕刻機的 工件夾持裝置，其特徵在於，所述的轉盤(3)上均勻分布著若干 尖刺(31)，該尖刺(31)固定在轉盤(3)上。
11、 根據權利要求1至8任意一項所述的數控立體雕刻機的 工件夾持裝置，其特徵在於，所述的頂尖(4)設置在頂尖座(41) 內，在頂尖座(41)上還設有手柄(42)，頂尖(4)前端呈錐形， 在頂尖(4)和手柄(42)之間設置使頂尖(4)向頂尖座(41) 伸出或縮回的絲槓傳動機構。
12、 根據權利要求1至8任意一項所述的數控立體雕刻機的 工件夾持裝置，其特徵在於，所述的轉盤(3)的數量為1 10 個，所述的頂尖(4)與轉盤(3) —一對應設置。
13、 根據權利要求12所述的數控立體雕刻機的工件夾持裝 置，其特徵在於，所述的蝸輪蝸杆減速器(8)與轉盤(3)的個 數相同，每個減速器的輸出軸與轉盤(3)固連，減速器的輸入軸 聯成一軸線且與電機(2)的轉軸相連接。
14、 根據權利要求12所述的數控立體雕刻機的工件夾持裝 置，其特徵在於，所述的電機(2)與轉盤(3)的個數相同，電 機(2)和轉盤(3)之間通過減速器連接，每個減速器的輸出軸與轉盤(3)固連，每個減速器的輸入軸與電機(2)的轉軸相連 接，各個電機(2)由控制電路控制同時啟動停止。
專利摘要本實用新型提供了一種數控立體雕刻機的工件夾持裝置，屬於雕刻機技術領域。它解決了現有的雕刻機大都只能在平木板上雕刻出凹凸形狀的工藝品，無法全方位的雕刻。本數控立體雕刻機的工件夾持裝置包括機架和電機，所述的機架上設有轉盤和能夠與轉盤形成夾持住工件且能夠在轉盤軸線方向上伸縮的頂尖，頂尖正對轉盤的中心且設置在一個能夠在轉盤的軸線方向上來回移動的滑動機構，在所述的轉盤和電機之間設有可使轉盤轉動的轉動機構。本數控立體雕刻機的工件夾持裝置具有結構簡單、能夠按工步旋轉工件且能夠適用加工大型和小型的工藝品的特點。
文檔編號B44B1/00GK201116054SQ20072011347
公開日2008年9月17日 申請日期2007年8月28日 優先權日2007年8月28日
發明者吳善旺 申請人:吳善旺