一种用于数控车铣实训教学的检测装置

1.本发明涉及车铣检测技术领域，特别是涉及一种用于数控车铣实训教学的检测装置。


背景技术：

2.在机械工程实训中，通常要求学生设计绘图、车铣操作以及零件装配等，通过实际操作数控机床进行零件加工，来评价学生的学习情况。
3.其中，数控车铣综合加工包括多种加工要素，具体有平面中的平面、垂直面、斜面、阶梯面、倒角铣削加工；轮廓中的直线、圆弧组成的平面轮廓(型腔、岛屿)铣削加工；曲面中的圆锥面、圆柱面的简单铣削加工；孔类中(通孔、盲孔)的钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、铣孔、攻丝等加工内容；槽类中的直槽、v型槽、t型槽、键槽等加工内容。工程实训需要尽可能涉及到更多不同种类的加工要素，以全面地检测实训教学效果。
4.目前，现有的实训教学检测装置可满足基本的使用需求，即学生运用多种加工要素车铣制作不同的零部件，然后将零部件进行装配得到完整的产品，通过演示产品的功能来检测加工质量。
5.但是，现有的实训教学检测装置涉及到的加工要素种类少，且对车铣加工精度要求低，无法有效地检测实训教学效果。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于数控车铣实训教学的检测装置，以解决现有的实训教学检测装置涉及到的加工要素种类少，且对车铣加工精度要求低，无法有效地检测实训教学效果的问题。
7.本发明的用于数控车铣实训教学的检测装置的技术方案为：
8.用于数控车铣实训教学的检测装置包括主机壳、喷气结构、叶轮、主轴和抽水机构，所述主轴转动安装在所述主机壳上，所述叶轮与所述主轴止转连接，所述喷气结构设有气管接口和喷气口，所述喷气口与所述叶轮相对应布置；
9.所述抽水机构包括抽水套筒、活塞、连杆和水堵，所述抽水套筒上设有进水口、出水口，以及连通所述进水口和所述出水口的抽水通道，所述水堵活动安装于所述进水口处；
10.所述连杆的一端与所述主轴铰接连接，所述连杆的另一端与所述活塞连接，所述活塞与所述抽水通道滑动密封配合，所述连杆的另一端还开设有内流道，所述内流道中安装有单向阀；
11.所述单向阀和所述水堵错开启闭，在所述活塞上行时，所述水堵开启所述进水口且所述单向阀关闭，经所述进水口向抽水通道中吸水；在所述活塞下行时，所述水堵关闭所述进水口且所述单向阀开启，经所述出水口向外排水。
12.进一步的，所述主轴的端部设有凸轴，所述凸轴关于所述主轴的中轴线偏心布置，所述连杆的一端与所述凸轴铰接。
13.进一步的，所述主机壳的轮廓形状为长方体形，其包括底板、第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板，所述第一侧板与所述第二侧板相对平行布置，所述第三侧板与所述第四侧板相对平行布置，所述主轴转动安装于所述第一侧板和第二侧板上。
14.进一步的，所述底板、所述第一侧板、所述第二侧板、所述第三侧板和所述第四侧板为一体式结构，所述主机壳还包括顶盖，所述顶盖封闭安装于所述主机壳的上部。
15.进一步的，所述叶轮包括叶轮本体和多个叶片，所述叶轮本体的外轮廓为回转体形状，多个所述叶片周向间隔设置在所述叶轮本体的外侧。
16.进一步的，所述叶轮本体的一端为小径端，所述小径端转动安装在所述第一侧板上；所述叶轮本体的另一端为大径端，所述主轴与所述叶轮本体同轴连接，所述主轴转动安装在所述第二侧板上。
17.进一步的，所述第一侧板上开设有第一安装孔，所述第一安装孔中设有轴承，所述叶轮本体的小径端与所述轴承连接；
18.所述叶轮本体的大径端设有定位孔，所述定位孔中安装有轴套，所述轴套与主轴固定连接；所述第二侧板上开设有第二安装孔，所述主轴转动设置在所述第二安装孔中。
19.进一步的，所述喷气结构为固定安装在所述第一侧板和第二侧板之间的喷气管，所述气管接口设置在所述喷气管的一端，所述喷气口开设在所述喷气管的管壁上，且所述喷气口与所述叶轮的叶片相对应。
20.进一步的，所述连杆的下端设有挡止头，所述挡止头与所述活塞卡装配合，所述内流道贯穿设于所述挡止头上。
21.进一步的，所述水堵的形状为圆锥体，所述水堵的尖端朝下安装在所述抽水通道中，所述抽水通道中还设有用于与所述水堵密封配合的止水内沿。
22.有益效果：该用于数控车铣实训教学的检测装置采用了主机壳、喷气结构、叶轮、主轴和抽水机构的设计形式，主轴和叶轮转动安装在主机壳上，喷气结构的喷气口与叶轮相对应布置，通过向喷气结构中充入压力气体，压力气体经喷气口排出并朝叶轮射流，在气流作用下叶轮和主轴发生转动。
23.由于连杆的一端与主轴铰接连接，连杆的另一端与活塞连接，活塞与抽水套筒的抽水通道滑动密封配合；主轴转动并通过连杆带动活塞，活塞在抽水通道中进行上下动作，当活塞上行时，水堵开启且单向阀关闭，抽水通道中形成了负压，由进水口向抽水通道中吸入水液；当活塞下行时，水堵关闭且单向阀开启，使抽水通道中的水液从出水口向外排出，实现了泵吸输水的检测效果。
24.整个检测装置的零部件涉及到更多的加工要素和装配工艺，如：喷气结构的开孔、叶轮的制造成型、主轴的轴体加工，以及抽水机构的加工组装等，通过抽水机构演示是否能正常泵吸水液，来检测各个部件的加工精度和装配是否达标，对于车铣加工精度要求更高，有效地检测了实训教学效果。
附图说明
25.图1为本发明的用于数控车铣实训教学的检测装置的具体实施例中用于数控车铣实训教学的检测装置的局部剖视图；
26.图2为本发明的用于数控车铣实训教学的检测装置的具体实施例中主机壳的左视
示意图；
27.图3为本发明的用于数控车铣实训教学的检测装置的具体实施例中主机壳的立体示意图；
28.图4为本发明的用于数控车铣实训教学的检测装置的具体实施例中叶轮的侧视示意图；
29.图5为本发明的用于数控车铣实训教学的检测装置的具体实施例中喷气管的剖视示意图。
30.图中：1－主机壳、10－底板、11－第一侧板、110－第一安装孔、111－轴承、12－第二侧板、120－第二安装孔；
31.2－喷气管、20－喷气口、21－气管接口、3－叶轮、30－叶轮本体、31－叶片、4－主轴、40－凸轴；
32.5－抽水机构、50－抽水通道、51－抽水套筒、52－活塞、53－连杆、530－挡止头、54－水堵、55－单向阀。
具体实施方式
33.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
34.本发明的用于数控车铣实训教学的检测装置的具体实施例1，如图1至图5所示，用于数控车铣实训教学的检测装置包括主机壳1、喷气结构、叶轮3、主轴4和抽水机构5，主轴4转动安装在主机壳1上，叶轮3与主轴4止转连接，喷气结构设有气管接口21和喷气口20，喷气口20与叶轮3相对应布置；抽水机构5包括抽水套筒51、活塞52、连杆53和水堵54，抽水套筒51上设有进水口、出水口，以及连通进水口和出水口的抽水通道50，水堵54活动安装于进水口处。
35.连杆53的一端与主轴4铰接连接，连杆53的另一端与活塞52连接，活塞52与抽水通道50滑动密封配合，连杆53的另一端还开设有内流道，内流道中安装有单向阀55；单向阀55和水堵54错开启闭，在活塞53上行时，水堵54开启进水口且单向阀55关闭，经进水口向抽水通道50中吸水；在活塞53下行时，水堵54关闭进水口且单向阀55开启，经出水口向外排水。
36.该用于数控车铣实训教学的检测装置采用了主机壳1、喷气结构、叶轮3、主轴4和抽水机构5的设计形式，主轴4和叶轮3转动安装在主机壳1上，喷气结构的喷气口20与叶轮3相对应布置，通过向喷气结构中充入压力气体，压力气体经喷气口20排出并朝叶轮3射流，在气流作用下叶轮3和主轴4发生转动。
37.由于连杆53的一端与主轴4铰接连接，连杆53的另一端与活塞52连接，活塞52与抽水套筒51的抽水通道50滑动密封配合；主轴4转动并通过连杆53带动活塞52，活塞52在抽水通道50中进行上下动作，当活塞52上行时，水堵54开启且单向阀55关闭，抽水通道50中形成了负压，由进水口向抽水通道50中吸入水液；当活塞52下行时，水堵54关闭且单向阀55开启，使抽水通道50中的水液从出水口向外排出，实现了泵吸输水的检测效果。
38.整个检测装置的零部件涉及到更多的加工要素和装配工艺，如：喷气结构的开孔、叶轮3的制造成型、主轴4的轴体加工，以及抽水机构5的加工组装等，通过抽水机构5演示是否能正常泵吸水液，来检测各个部件的加工精度和装配是否达标，对于车铣加工精度要求
更高，有效地检测了实训教学效果。
39.在本实施例中，主轴4的端部设有凸轴40，凸轴40关于主轴4的中轴线偏心布置，连杆53的一端与凸轴40铰接。连杆53的一端设有铰接孔，通过铰接孔实现连杆53和凸轴40之间的铰接，当凸轴40绕主轴4的中轴线周转时，带动连杆53以及活塞52在抽水通道50中上下往复动作。
40.其中，主机壳1的轮廓形状为长方体形，其包括底板10、第一侧板11、第二侧板12、第三侧板和第四侧板，第一侧板11与第二侧板12相对平行布置，第三侧板与第四侧板相对平行布置，主轴4转动安装于第一侧板11和第二侧板12上。并且，底板10、第一侧板11、第二侧板12、第三侧板和第四侧板为一体式结构，具体为一体铸造成型，主机壳1还包括顶盖13，顶盖13封闭安装于主机壳1的上部，可形成完整的密闭罩结构，确保了喷气口20喷射出的气流对叶轮3产生的驱动力。
41.具体的，叶轮3包括叶轮本体30和多个叶片31，叶轮本体30的外轮廓为回转体形状，如图4所示，多个叶片31周向间隔设置在叶轮本体30的外侧。该叶轮本体30的外轮廓设计成曲面形锥台，提高了叶轮本体30的车铣加工难度，可更好地检测实训教学效果。并且，叶轮本体30的一端为小径端，叶轮本体30的小径端转动安装在第一侧板11上；叶轮本体30的另一端为大径端，主轴4与叶轮本体30同轴连接，主轴4转动安装在第二侧板12上。
42.第一侧板11上开设有第一安装孔110，第一安装孔110中设有轴承111，叶轮本体30的小径端与轴承111连接；叶轮本体30的大径端设有定位孔，定位孔中安装有轴套32，轴套32与主轴4固定连接；第二侧板12上开设有第二安装孔120，主轴4转动设置在第二安装孔120中。叶轮本体30的小径端通过轴承111转动安装在第一侧板11的第一安装孔110中，主轴4安装在第二侧板12的第二安装孔120中，对于第一安装孔110和第二安装孔120的开孔精度要求更高；且叶轮本体30的大径端与主轴4之间通过轴套32固定连接，叶轮本体30、轴套32和主轴4之间分体安装，涉及到更多零部件之间的装配连接，可检测出各零件的加工精度和学生的组装能力。
43.具体的，喷气结构为固定安装在第一侧板11和第二侧板12之间的喷气管2，气管接口21设置在喷气管2的一端，喷气口20开设在喷气管2的管壁上，且喷气口20与叶轮3的叶片31相对应。在气管接口21上连接充气管，充气管的另一端的连通充气泵，利用充气泵将压力气体供应至喷气管2中，压力气体经喷气口21射流排出，从而实现气流驱动叶轮3转动的目的。
44.其中，连杆53的下端设有挡止头530，活塞52与活塞52卡装配合，内流道贯穿设于连杆53的挡止头530上。该抽水机构的工作原理与活塞泵的工作原理相同，通过连杆53带动活塞52在抽水通道50中作往复运动，当活塞52上行时，水堵54开启进水口且单向阀55关闭，通过负压抽吸作用，使水进入抽水通道50中；当活塞52下行时，水堵54关闭进水口且单向阀55开启，使抽水通道50中的水液经出水口排出，如此实现往复进水、提升和排水工作。
45.水堵54的形状为圆锥体，水堵54的尖端朝下安装在抽水通道50中，抽水通道50中还设有用于与水堵54密封配合的止水内沿。水堵54采用金属材料制成，密度更大，当活塞52上行时，抽水通道50中形成负压，并使水堵54与止水内沿分离形成缝隙，以供水液从缝隙中进入抽水通道50中，当活塞52下行时，水堵54靠自重封堵进水口，使抽水通道50中的水液被挤压从出水口排出。
46.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。