[发明专利]可动态演示车床加工过程的教具

说明书

技术领域

本发明涉及可演示机械加工刀具的加工动态的教具，具体来说，涉及一种可动态演示车床加工过程的教具。

背景技术

一般来说，课堂教学是理论学习最为重要的学习场所，很难让学生直接接触到实际使用的设备和实际操作方法/工艺，特别是机械加工/机械设备领域，比如车刀和铣刀机床。然而，这些机械加工/机械设备复杂，且晦涩难懂，如果仅仅只是理论讲解，很难使学生领会。因此，相应的教学模具在课堂教学中对理论学习十分的重要。

在机械加工/机械设备领域，特别是相关刀具、刀具切削过程、刀具进给等让学生理解起来是非常的困难的。其中，刀具几何角度是《金属工艺学》的学习重点、难点。教师一般主要以车刀和铣刀为例进行讲解，其主要讲解包括刀具切削部分几何要素、刀具基准坐标平面以及刀具切削部分几何角度定义。这些定义涉及到虚拟的刀具工作参考系十分抽象，内容晦涩抽象。此外，刀具工作过程，是机械加工工艺的理论基础，只有了解其原理才能合理的安排工艺过程。而处于安全性考虑，目前的课堂教学无法让学生直接操作加工设备。这些教学，目前，均是通过教师的图文描述、静态教具或动画演示的方式来进行教学，而这些现有方式都还不够直观，对于学习和理解刀具工作角度的定义的帮助有限，导致教学效率低下，教学效果不够理想。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可动态演示车床加工过程的教具，以解决现有课堂教学中只能通过图文描述、静态教具或动画演示来进行教学而导致教学不直观、效率低、效果不理想的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种可动态演示车床加工过程的教具，其包括车刀进给单元、工件进给单元、待车削工件及刀头；所述工件进给单元包括固定架、第一驱动件、第二驱动件及转动螺杆；所述固定架与所述转动螺杆形成丝杆连接，所述第一驱动件连接并驱所述动转动螺杆转动；所述第二驱动件固定于所述固定架，且所述第二驱动件包括转动轴，所述待车削工件固定于所述转动轴；所述车刀进给单元包括驱动单元、两挡板、固定于所述挡板上的刀柄及凸轮，所述刀头可安装于所述刀柄，所述驱动单元连接所述凸轮，所述凸轮位于所述两挡板之间，且所述两挡板之间的距离大于或等于所述凸轮上最远两端的间离；所述驱动单元驱动所述凸轮转动以推动其中一个挡板靠近所述远离所述刀头。

进一步地，所述车刀进给单元还包括至少一根导杆，所述导杆穿过所述两挡板，且所述两挡板可沿着所述导杆自由滑动，每一所述导杆的自由端设有止挡块，或者每一所述导杆的自由端距离所述凸轮的转动轴的距离大于所述凸轮的转动半径和所述挡板的厚度之和。

进一步地，所述车刀进给单元还包括固定臂，所述固定臂位于背离所述磁力刀头位置，所述导杆的远离磁力刀头的一端固定于所述固定臂，所述导杆的靠近所述磁力刀头的一端为自由端。

进一步地，所述驱动单元包括旋转电机、主动轮、从动轮及驱动轴，所述主动轮安装于所述旋转电机的输出轴，且所述主动轮与所述从动轮相互啮合，所述从动轮和所述凸轮均固定安装在所述驱动轴上。

进一步地，所述刀柄的整体为磁铁支撑或所述刀柄上设有磁铁部，所述刀头为磁性刀头，所述刀头通过磁性吸附力固定于所述刀柄。

进一步地，所述工件进给单元还包括至少一根导向杆，所述导向杆与所述转动螺杆平行，所述导向杆穿过所述工件固定架，且所述工件固定架可沿着所述导向杆自由滑动。

进一步地，所述工件进给单元还包括两支撑台，所述两支撑台相对、间隔设置，所述导向杆的相对两端分别固定在对应所述支撑台上；所述转动螺杆的相对两端分别可转动地安装于所述对应支撑台。

进一步地，所述第二驱动件为旋转电机；所述第一驱动件包括电机、装在所述电机的输出轴上的主动轮、与所述转动螺杆固定的从动轮，所述主动轮与所述从动轮配合传动，所述转动螺杆的轴线与所述挡板的运动方向垂直。

进一步地，所述教具还包括车刀分离单元，所述车刀分离单元包括驱动机构、曲柄、与所述曲柄连接的滑动块及固定于所述滑动块的分离板，所述驱动机构与所述曲柄连接，所述曲柄在所述驱动机构的驱动下运动，并带动所述滑动块靠近或远离所述磁性刀柄和所述磁力刀头的连接处，所述分离板随着所述滑动块运动至推动分开所述磁性刀柄和所述磁力刀头。

进一步地，所述驱动机构包括曲柄驱动电机、相互传动的主动轮和从动轮，所述主动轮固定在所述曲柄驱动电机的输出轴上，所述从动轮上偏心设置有一连接杆，所述连接杆固定于所述曲柄，且与所述滑动块相对设置。