CN101497162B - 加工大型机械零部件的组合机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加工大型机械零部件的组合机床。包括数控系统、主工作台、立车工作台、龙门架、立镗铣头组件、左卧镗铣头和右卧镗铣头。立车工作台安装在主工作台的中心孔内。龙门架由龙门右立柱、龙门左立柱上端和龙门横梁固定或活动连接，两立柱下端与主工作台两侧导轨台通过右上导轨与右上导轨槽、右下导轨与右下导轨槽和左上导轨与左上导轨槽、左下导轨与左下导轨槽配装连接。立镗铣头组件包括立镗铣头托架、立镗铣头。立镗铣头组件与龙门横梁由直线导轨与直线导轨槽配装连接。右、左卧镗铣头的右、左卧镗铣头外壳体分别从龙门架两侧穿过两立柱中间长方形通孔，穿过右、左卧镗铣头托架滑动连接。右、左卧镗铣头既可垂直升降，又可横向移动。

Description

加工大型机械零部件的组合机床

技术领域

本发明涉及一种机械零部件的加工设备，更具体地说，它涉及一种加工大型机械零部件的组合机床。

背景技术

大型装备所需的零部件，比如说用在风力发电机组上的轮毂、前机舱底架、轴承座等主要零部件，均属结构复杂，空间加工面多，形位公差及加工精度要求高，加工所需的机床为车、刨、镗、铣、钻等设备，因此，每道工序必须使用一种独立的加工机床，诸道工序接转，频繁更换加工机床。目前国内加工大型机械零部件产品所涉及的通用加工设备有镗、铣、刨、车、钻及螺纹加工机床等，加工方法为机群式，各机床单一完成一道工序，互相连接，造成零件顺序周转、反复装卡，这势必将造成设备投入多、占地面积大、辅助工时多、加工精度累积误差大等不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术中为加工一个大型机械零部件所实施的机群式加工的许多弊端，提供一种加工大型机械零部件的组合机床。实现大型机械零部件经过一次装卡后，能够完成镗、铣、车(含分度)和钻孔的多道加工工序。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：加工大型机械零部件的组合机床包括数控系统、主工作台、立车工作台、龙门架、立镗铣头组件、左卧镗铣头和右卧镗铣头。

所述的龙门架是由龙门右立柱、龙门左立柱和龙门横梁组成。龙门横梁的两端与龙门右立柱和龙门左立柱的上端固定连接或者横梁的两端与龙门右立柱和龙门左立柱采用活动连接的结构。龙门右立柱和龙门左立柱的下端与水平放置在地面上的长方形的主工作台两侧沿长度方向设置的导轨台通过右上导轨与右上导轨槽、右下导轨与右下导轨槽和左上导轨与左上导轨槽、左下导轨与左下导轨槽配装成滑动连接。安装在龙门右立柱下端的右托架螺母与沿主工作台长度方向安装在主工作台右侧面的主工作台右滚珠丝杠套装在一起，主工作台右滚珠丝杠的一端与主工作台右伺服电机输出轴固定连接。安装在龙门左立柱下端的左托架螺母与沿主工作台长度方向安装在主工作台左侧面的主工作台左滚珠丝杠套装在一起，主工作台左滚珠丝杠的一端与主工作台左伺服电机输出轴固定连接。

所述的立车工作台设置在主工作台中心处圆孔内的上部，与安置在主工作台中心处圆孔内下部的轴承托架上的轴承接触连接，立车工作台的工作台面与主工作台的工作台面处在同一水平面内。安装在轴承托架中心处的立车台主轴的上端与立车工作台固定连接，安装在立车台主轴下端的齿轮通过齿形皮带与立车台电机输出轴上的输出齿轮连接，在主工作台中心处的圆孔内壁上均布能够上下移动的分度插销。

所述的立镗铣头组件安装在龙门横梁上成滑动连接。

所述的左卧镗铣头装入龙门左立柱中间的长方形通孔内成为能够在长方形通孔内上、下移动的滑动连接，右卧镗铣头装入龙门右立柱中间的长方形通孔内成为能够在长方形通孔内上、下移动的滑动连接。

技术方案中所述的龙门右立柱与龙门左立柱的下端分别固定安装有立柱右托架与立柱左托架。立柱右托架的顶端设置成和龙门右立柱下端相连接的连接板，立柱右托架的左侧设置为矩形凹槽，开口向左，立柱右托架的右侧设置为加强筋板，右托架螺母固定安装在立柱右托架左侧矩形凹槽里面的垂直平面上，在立柱右托架矩形凹槽顶面和底面上固定安装有右上导轨槽和右下导轨槽，右上导轨槽和右下导轨槽分别与主工作台右侧沿长度方向设置的导轨台上面和下面固定安装的右上导轨和右下导轨配装在一起；所述的立镗铣头组件主要由立镗铣头、立镗铣头托架组成。立镗铣头的左侧面与立镗铣头托架右侧面在垂直方向固定连接，立镗铣头托架与龙门横梁通过安装在龙门横梁上的直线导轨和安装在立镗铣头托架上的直线导轨槽配装成滑动连接。安装在立镗铣头托架上的立镗铣头托架螺母与安装在龙门横梁上的托架滚珠丝杠套装在一起，托架滚珠丝杠的一端与托架伺服电机输出轴固定连接；所述的左卧镗铣头主要由左卧镗铣头托架、左卧镗铣头主轴伺服电机、左汽缸、左卧镗铣头主轴、左卧镗铣头拉刀杆、左齿轮轴、左齿条、左卧镗铣头外壳体与左卧镗铣头螺母组成。左卧镗铣头外壳体从龙门左立柱左侧穿过安装在龙门左立柱中间长方形通孔内的左卧镗铣头托架中心处的方形通孔成滑动连接。左卧镗铣头托架借助于固定在龙门左立柱两侧的左卧镗铣头导轨和固定在左卧镗铣头托架里侧左卧镗铣头导轨槽的配装与龙门左立柱成滑动连接。在左卧镗铣头外壳体下表面或上表面沿其对称轴的方向固定安装左齿条，安装有与左齿条相啮合的左齿轮的左齿轮轴安装在左卧镗铣头托架中的左卧镗铣头外托架上成转动连接，左齿轮轴与左卧镗铣头外壳体对称轴线为空间垂直交叉。左卧镗铣头主轴借助于轴承安装于加工在左卧镗铣头外壳体对称轴线上的通孔中成转动连接，左卧镗铣头主轴的一端设置有安装刀具的卡盘，另一端套装有左输入齿轮，左输入齿轮通过左齿形皮带与左卧镗铣头主轴伺服电机输出轴上的电机齿轮连接。左卧镗铣头拉刀杆装入加工在左卧镗铣头主轴回转轴线上的通孔成转动连接，左卧镗铣头拉刀杆的一端与拉刀器固定连接，另一端与左汽缸的活塞杆固定连接。左卧镗铣头螺母固定安装在左卧镗铣头外壳体一侧并与左卧镗铣头滚珠丝杠套装在一起，左卧镗铣头滚珠丝杠的上端与左滚珠丝杠伺服电机输出轴固定连接；所述的与右卧镗铣头托架是左右对称结构完全相同的左卧镗铣头托架是由左卧镗铣头外托架、左卧镗铣头中间托架和左卧镗铣头内托架组成。左卧镗铣头外托架与左卧镗铣头内托架在龙门左立柱的两侧和左卧镗铣头中间托架的两端螺纹连接。左卧镗铣头外托架是一个方形的盘类件，在左卧镗铣头外托架中心处加工有同在一条对称轴线上的用于和左卧镗铣头外壳体套装成滑动配合的方形通孔和内壁加工出螺纹后与左卧镗铣头中间托架外端的外螺纹相连接的圆孔，在左卧镗铣头外托架的下端或上端加工一个用于安装左齿轮轴的通孔，安装左齿轮轴通孔的回转轴线与左卧镗铣头外托架中心处方形通孔的对称轴线或圆孔的回转轴线成空间垂直交叉。左卧镗铣头内托架是一方形盘类件，在其中心处加工有同在一条对称轴线上的用于和左卧镗铣头外壳体套装成滑动配合的方形通孔和内壁加工出螺纹后与左卧镗铣头中间托架里端的外螺纹相连接的圆孔。左卧镗铣头中间托架是一方形筒类件，在其中心处加工有和左卧镗铣头外壳体套装成滑动配合的方形通孔，在左卧镗铣头中间托架的两端设置有圆环体，在两端圆环体的圆柱面上加工有和左卧镗铣头外托架与左卧镗铣头内托架上的内螺纹配合连接将三者连成一体的外螺纹。连成一体后的左卧镗铣头外托架、左卧镗铣头中间托架与左卧镗铣头内托架的方形孔的对称轴线应共线，左卧镗铣头外托架、左卧镗铣头中间托架与左卧镗铣头内托架三者的方形孔应对正。左卧镗铣头中间托架是加工成以纵向对称面左右对称的便于安装的分体式的两部分；所述的横梁的两端与龙门右立柱和龙门左立柱滑动连接的结构主要由固定横梁、活动横梁、滑动导轨、滚珠丝杠、螺母座、活动横梁右立柱导轨和活动横梁左立柱导轨组成。固定横梁以螺钉固定安装在龙门右立柱和龙门左立柱的上端面上，活动横梁通过安装在龙门右立柱和龙门左立柱正面上的活动横梁右立柱导轨和活动横梁左立柱导轨与安装在活动横梁里侧的活动横梁导轨槽配装成滑动连接。在活动横梁正面沿活动横梁的长度方向均布有滑动导轨和滚珠丝杠，在立镗铣头的里侧安装有滑动导轨槽和螺母座，滑动导轨与滑动导轨槽配装成滑动连接，滚珠丝杠与螺母座套装成转动连接，滚珠丝杠的一端和托架伺服电机的输出轴固定连接。在固定横梁与活动横梁的两端之间安装有驱动活动横梁上下移动的液压缸；所述的龙门右立柱19与龙门左立柱10、立柱右托架24与立柱左托架5、右托架螺母23与左托架螺母6、主工作台右滚珠丝杠27与主工作台左滚珠丝杠2、右上导轨35与左上导轨28、右下导轨26与左下导轨3、右上导轨槽34与左上导轨槽29、右下导轨槽25与左下导轨槽4、右卧镗铣头滚珠丝杠57与左卧镗铣头滚珠丝杠56、右滚珠丝杠伺服电机与左滚珠丝杠伺服电机45、主工作台右伺服电机63与主工作台左伺服电机42、右卧镗铣头20与左卧镗铣头9、右卧镗铣头导轨18与左卧镗铣头导轨11、右卧镗铣头导轨槽33与左卧镗铣头导轨槽30和活动横梁右立柱导轨77与活动横梁左立柱导轨78都是左右对称的结构相同的零部件。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

加工大型机械零部件的组合机床是将龙门立铣、立镗、卧铣、卧镗、立车与分度、钻孔等功能集中在一台机床上，零部件经过一次装卡后可进行五个空间面的加工，完成零部件的85％以上的加工量，比采用通用机群设备进行加工提高效率3-5倍，节省了大量辅助工时，缩短了加工工期，加工精度大幅度提高，并且还具有复测打印，交验与存挡功能，设备投资节省70％，减少占地面积70％以上。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是加工大型机械零部件的组合机床的主视图；

图2是加工大型机械零部件的组合机床的左视图；

图3是加工大型机械零部件的组合机床的俯视图；

图4是在图1中A-A位置的表示加工大型机械零部件的组合机床中立镗铣头组件与龙门架中龙门横梁连接关系的剖视图；

图5是在图4中E位置的局部放大视图；

图6是在图3中B-B位置的表示龙门右立柱与龙门左立柱分别和主工作台右侧与左侧沿长度方向设置的导轨台连接关系的局部剖视图；

图7是在图3中C-C位置的表示在主工作台的中心处设置的立车工作台和主工作台连接关系的局部剖视图；

图8是在图1的D-D位置的表示左卧镗铣头与龙门架左立柱连接关系的剖视图；

图9是在图8的E-E位置的表示左卧镗铣头中左卧镗铣头外壳体、左卧镗铣头主轴和左卧镗铣头拉刀杆安装关系与左齿条安装在左卧镗铣头外壳体下表面的剖面图；

图10是图1中在M方向上表示左齿轮、左齿轮轴和左齿条三者连接关系的向视图；

图11是活动横梁的两端与龙门右立柱和龙门左立柱之间采用活动连接结构的加工大型机械零部件的组合机床的主视图；

图12是活动横梁的两端与龙门右立柱和龙门左立柱之间采用活动连接结构的加工大型机械零部件的组合机床的左视图；

图13是活动横梁的两端与龙门右立柱和龙门左立柱之间采用活动连接结构的加工大型机械零部件的组合机床的俯视图；

图14是在图12中F位置的局部放大视图；

图中：1.主工作台，2.主工作台左滚珠丝杠，3.左下导轨，4.左下导轨槽，5.立柱左托架，6.左托架螺母，7.左卧镗铣头托架，8.左卧镗铣头主轴伺服电机，9.左卧镗铣头，10.龙门左立柱，11.左卧镗铣头导轨，12.托架伺服电机，13.龙门横梁，14.托架滚珠丝杠，15.立镗铣头，16.立镗铣头组件，17.直线导轨，18.右卧镗铣头导轨，19.龙门右立柱，20.右卧镗铣头，21.右卧镗铣头主轴伺服电机，22.右卧镗铣头托架，23.右托架螺母，24.立柱右托架，25.右下导轨槽，26.右下导轨，27.主工作台右滚珠丝杠，28.左上导轨，29.左上导轨槽，30.左卧镗铣头导轨槽，31.横梁左轴承座，32.横梁右轴承座，33.右卧镗铣头导轨槽，34.右上导轨槽，35.右上导轨，36.主工作台左前轴承座，37.轴承托架，38.立车工作台，39.立车台电机，40.齿形皮带，41.立车台主轴，42.主工作台左伺服电机，43.左齿轮，44.左托架电机，45.左滚珠丝杠伺服电机，46.立镗铣头托架螺母，47.直线导轨槽，48.立镗铣头托架，49.立镗铣头滚珠丝杠，50.立镗铣头伺服电机，51.控制台，52.左汽缸，53.左齿形皮带，54.分度插销，55.左丝杠轴承座，56.左卧镗铣头滚珠丝杠，57.右卧镗铣头滚珠丝杠，58.右丝杠轴承座，59.左螺母座，60.左卧镗铣头主轴，61.左卧镗铣头拉刀杆，62.左卧镗铣头电机汽缸托架，63.主工作台右伺服电机，64.左齿轮轴，65.左齿条，66.左卧镗铣头外壳体，67.左卧镗铣头外托架，68.左卧镗铣头中间托架，69.左卧镗铣头内托架，70.龙门架，71.左卧镗铣头螺母，72.固定横梁，73.活动横梁，74.滑动导轨，75.滚珠丝杠，76.螺母座，77.活动横梁右立柱导轨，78.活动横梁左立柱导轨。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

国内大型机械、冶金、矿山、电力、模具、风电等装备制造业的零部件加工制造均采用通用设备加工，其单机加工性能、服务范围都是有限的，用来加工大型、结构复杂的零部件是很困难的，特别是一个部件加工需要立镗、立铣、卧镗、卧铣、立车等多道工序完成的产品，需要多台设备的机群方式来完成加工，加工过程需多次转机、反复装卡定位，即浪费了大量的辅助工时，延长加工周期，同时，多次转机定位势必将造成零件尺寸精度的累积误差，又使设备数量及费用投入和占地面积增加很大。

鉴于上述情况，我们对国内大型装备制造行业进行了调研，自主研制、开发了一种加工大型机械零部件的组合机床。

加工大型机械零部件的组合机床集通用机床的立镗、立铣、卧镗、卧铣、立车多台设备功能于一身，可进行大型机床的床身、工作台，壳体类、框架类机械零部件，特别是风力发电机组的前机舱底座、轮毂、轴承座等结构复杂，加工工序多的各类零件的加工。一次装卡可完成通用机床多台设备，多道工序的加工任务，做到一机多用。

利用立镗铣头15对零部件顶部进行加工和钻孔；利用左卧镗铣头9、右卧镗铣头20对零部件左、右和两端部位加工面进行加工和钻孔；利用立镗铣头15和立车工作台38的配合加工顶面及内外园，并精确分度，用左卧镗铣头9、右卧镗铣头20加工孔(如：轮毂件安装螺纹孔)。该组合机床采用了数控系统双驱动方式将九个数控轴组成能够任意三轴联动。

参阅图1至图3和图7，加工大型机械零部件的组合机床包括有数控系统、主工作台1、立车工作台38、龙门架70、立镗铣头组件16、左卧镗铣头9、右卧镗铣头20、控制台51和冷却箱等。

所述的主工作台1是一个近似长方体的结构件，主工作台1中心处设置一个圆通孔，沿主工作台1的长度方向在主工作台1两侧设置有相同的导轨台，这样，主工作台1横截面的形状近似一个“十”字形，主工作台1最大的台面可做成5000mm×12000mm，加工零部件的重量为20T。主工作台1中心处设置的安装立车工作台38的圆通孔直径最大可做成3500mm，加工零部件的重量为10T，两个工作台可采用材质为铸铁(HT250)或铸钢制成。在主工作台1左、右两侧沿长度方向设置的导轨台的上和下面分别固定安装有左上导轨28、左下导轨3和右上导轨35、右下导轨26。主工作台1作为加工大型机械零部件的组合机床的最基础的零部件被水平地安装在地面的基础上。轴承托架37放入主工作台1中心处的圆通孔内并也安装在地面的基础上，然后将立车工作台38安装在轴承托架37上面，使立车工作台38下工作面与轴承托架37上的轴承接触连接，安装后应使立车工作台38的工作台面与主工作台1的工作台面处在同一水平面内。立车工作台38的周边与主工作台1中心处的圆通孔不接触，可在圆通孔中自由转动。安装在轴承托架37中心孔内的立车台主轴41上端与立车工作台38通过键固定连接，安装在立车台主轴41下端的齿轮通过齿形皮带40与立车台电机39输出轴上的输出齿轮带连接，在主工作台1中心处圆孔的内壁上均匀设置3个能够上下移动的并能够精确分度的分度插销54。

参阅图1和图6，龙门架70是一个“门”字形的结构件，它横跨(骑)在主工作台1上(龙门架所处的平面和主工作台1的长度方向垂直)，与沿长度方向在主工作台1两侧设置的导轨台滑动连接。龙门架70是由龙门右立柱19、龙门左立柱10和龙门横梁13组成。它们都是中空的铸铁(HT250)或铸钢材质的箱体件，尤其是龙门右立柱19与龙门左立柱10，它们是一对左右对称结构完全相同的长方形的箱体件，在龙门右立柱19与龙门左立柱10最大平面(或者说是龙门左、右立柱的两侧面)的对称线上沿着长度方向分别加工一个长方形的通透孔。这两个长方形的通透孔是用来安装左卧镗铣头9与右卧镗铣头20中的和左卧镗铣头外壳体66与右卧镗铣头外壳体套装的左卧镗铣头托架7与右卧镗铣头托架22中的左卧镗铣头中间托架68与右卧镗铣头中间托架。在加工有长方形通透孔的两个侧面上并在靠近长方形通透孔的孔边处固定安装和龙门右立柱19与龙门左立柱10长度方向对称线对称平行的右卧镗铣头导轨18与左卧镗铣头导轨11，也就是说在龙门右立柱19的长方形通透孔的4条长孔边处安装4根结构完全相同的右卧镗铣头导轨18；在龙门左立柱10的长方形通透孔的4条长孔边处安装4根结构完全相同的左卧镗铣头导轨11。龙门横梁13与龙门右立柱19和龙门左立柱10的上端面采用螺栓固定连接或者横梁与龙门右立柱19和龙门左立柱10之间采用活动连接的结构。龙门右立柱19和龙门左立柱10的下端螺栓(销钉、铆钉)固定安装有立柱右托架24和立柱左托架5，立柱右托架24与立柱左托架5是左右对称结构完全相同的零部件。立柱右托架24的上端设置成和龙门右立柱19下端相连接的连接板，立柱右托架24的左侧设置为矩形凹槽，开口向左，右侧设置的是加强筋板。右托架螺母23通过右托架螺母座固定安装在立柱右托架24矩形凹槽里面的垂直面上，在立柱右托架24矩形凹槽的顶面和底面上固定安装有右上导轨槽34和右下导轨槽25。右上导轨槽34和右下导轨槽25分别与主工作台1右侧沿长度方向设置的导轨台上面和下面固定安装的右上导轨35和右下导轨26配装在一起。因为立柱右托架24与立柱左托架5是左右对称结构完全相同的零部件，所以龙门左立柱10下端固定安装的立柱左托架5的上端也是设置成和龙门左立柱10下端相连接的连接板，立柱左托架5右侧设置为矩形凹槽，开口向右，左侧设置的是加强筋板。左托架螺母6通过左托架螺母座固定安装在立柱左托架5矩形凹槽里面的垂直面上，在立柱左托架5矩形凹槽的顶面和底面上固定安装有左上导轨槽29和左下导轨槽4。左上导轨槽29和左下导轨槽4分别与主工作台1左侧沿长度方向设置的导轨台上面和下面固定安装的左上导轨28和左下导轨3配装在一起。就是说，龙门右立柱19下端的立柱右托架24上的右上导轨槽34和右下导轨槽25与水平放置在地面上的主工作台1右侧沿长度方向设置的导轨台上面和下面固定安装的右上导轨35和右下导轨26配装成滑动连接；龙门左立柱10下端的立柱左托架5上的左上导轨槽29和左下导轨槽4与水平放置在地面上的主工作台1左侧沿长度方向设置的导轨台上面和下面固定安装的左上导轨28和左下导轨3配装成滑动连接。这样，整体的龙门架70和主工作台1滑动连接。安装在立柱右托架24上的右托架螺母23与安装在主工作台1右侧沿长度方向设置的主工作台右滚珠丝杠27套装在一起；安装在立柱左托架5上的左托架螺母6与安装在主工作台1左侧沿长度方向设置的主工作台左滚珠丝杠2套装在一起；主工作台右滚珠丝杠27的一端与主工作台右伺服电机63输出轴固定连接，主工作台左滚珠丝杠2的一端与主工作台左伺服电机42输出轴固定连接，由数控系统来控制主工作台右伺服电机63与主工作台左伺服电机42同时启动，那么主工作台右滚珠丝杠27与主工作台左滚珠丝杠2同时转动而使龙门架70沿着右上导轨35与右下导轨26和左上导轨28和左下导轨3(即在主工作台1上沿长度方向)平行移动。

参阅图11至图14，所述的横梁的两端与龙门右立柱19和龙门左立柱10之间采用活动连接的结构主要由固定横梁72、活动横梁73、滑动导轨74、滚珠丝杠75、螺母座76、活动横梁右立柱导轨77和活动横梁左立柱导轨78组成。

固定横梁72与活动横梁73都可以加工成中空的铸铁(HT250)或铸钢材质的箱体件，其中活动横梁73也可以加工成铸铁(HT250)或铸钢材质的长方体式的板类结构件，固定横梁72以螺钉固定安装在龙门右立柱19和龙门左立柱10的上端面上，活动横梁73的两端通过安装在龙门右立柱19和龙门左立柱10正面上的2根结构完全相同的活动横梁右立柱导轨77和2根结构完全相同的活动横梁左立柱导轨78与安装在活动横梁73里侧的结构完全相同的活动横梁导轨槽配装成滑动连接，在活动横梁73正面沿活动横梁的长度方向均布有2根相同结构的滑动导轨74，并在2根滑动导轨74之间安装1根和2根滑动导轨74平行的滚珠丝杠75，滚珠丝杠75一端(左端)和托架伺服电机12的输出轴固定连接。在立镗铣头15的里侧即原来和立镗铣头托架48固定连接的安装面上均布有滑动导轨槽，并在上、下均布的滑动导轨槽之间安装一个螺母座76，2根结构完全相同的滑动导轨74与结构完全相同的滑动导轨槽配装成滑动连接，滚珠丝杠75与螺母座76套装成转动连接。在数控系统的控制下，启动托架伺服电机12，滚珠丝杠75随托架伺服电机12一齐转动，螺母座76沿滚珠丝杠75移动，从而实现立镗铣头15沿滑动导轨74即沿活动横梁的长度方向左、右移动。立镗铣头15除了沿活动横梁的长度方向左右移动外，在自配的立镗铣头伺服电机50带动下刀具还可以在垂直方向上、下移动实现刀具进、退的小幅度调整。在固定横梁72与活动横梁73的两端之间对称的安装有驱动活动横梁73上、下移动的液压缸，使得活动横梁73沿着安装在龙门右立柱19和龙门左立柱10正面上的活动横梁右立柱导轨77和活动横梁左立柱导轨78上、下快速移动，实现立镗铣头15即刀具在垂直方向上、下快速地大幅度地接近被加工的零部件，适合加工那些高度方向尺寸较小的只靠立镗铣头15在垂直方向调对刀具有困难的大型机械零部件。

参阅图1至图5，立镗铣头组件16由立镗铣头15与立镗铣头托架48组成，立镗铣头托架48是一箱体类结构件，采用材质为铸铁(HT250)或铸钢制成，立镗铣头托架48的右侧面(以图中的安装位置为准，其它零部件也是如此不再赘述)与立镗铣头15的左侧面在垂直方向固定连接。所述的立镗铣头15是标准部件，其型号为HF170，名称为主轴，生产厂家为：大连伊贝格科技有限公司，用户可根据所要加工的零部件大小的需要进行选择。立镗铣头15包括立镗铣头左侧与立镗铣头右侧两部分，立镗铣头左侧部分与立镗铣头托架48在垂直方向固定连接。立镗铣头左侧部分在垂直方向安装有立镗铣头滚珠丝杠49，立镗铣头滚珠丝杠49的上端与立镗铣头伺服电机50输出轴固定连接。立镗铣头右侧部分在垂直方向安装有立镗铣头主轴，立镗铣头主轴的下端设置有安装刀具的卡盘，主立镗铣头主轴的上端与为立镗铣头主轴提供动力的立镗铣主轴电机的输出轴固定连接。立镗铣头左侧与立镗铣头右侧两部分借助于T形槽与T形导轨滑动连接，立镗铣头15的右侧部分借助于立镗铣头滚珠丝杠49、立镗铣头螺母副可相对立镗铣头左侧部分在垂直方向上下移动。在数控系统的控制下，启动立镗铣头伺服电机50，立镗铣头滚珠丝杠49随立镗铣头伺服电机50而转动，从而通过固定在立镗铣头右侧部分T形导轨上的立镗铣头螺母带动立镗铣头右侧部分沿立镗铣头左侧部分上的T形槽上下滑动达到进、退刀的目的。立镗铣头托架48与龙门横梁13通过在龙门横梁13上的三根结构完全相同的沿着龙门横梁13长度方向安装的直线导轨17和安装在立镗铣头托架48上的三个结构完全相同的直线导轨槽47配装成滑动连接，安装在立镗铣头托架48左下方倾斜平面上的立镗铣头托架螺母46和通过横梁左轴承与横梁右轴承、横梁左轴承座31与横梁右轴承座32安装在龙门横梁13上的与直线导轨17空间平行的托架滚珠丝杠14套装在一起，托架滚珠丝杠14的一端与托架伺服电机12输出轴固定连接。在数控系统的控制下，启动托架伺服电机12，托架滚珠丝杠14随托架伺服电机12而转动，从而通过固定在立镗铣头托架48上的立镗铣头托架螺母46带动立镗铣头托架48即带动整个立镗铣头组件16沿直线导轨17也就是沿龙门横梁13或左或右滑动达到横向进、退刀的目的。

参阅图1至图3和图8，右卧镗铣头20与左卧镗铣头9是左右对称结构完全相同的零部件，右卧镗铣头20与左卧镗铣头9是从组合机床横向的两端同时或单独对工件实施钻、铣或镗的加工。右卧镗铣头20与左卧镗铣头9分别和龙门架70中的龙门右立柱19与龙门左立柱10的连接关系也是完全相同。所以，我们在这里首先详细介绍左卧镗铣头9的结构组成和左卧镗铣头9与龙门左立柱10的连接关系。

左卧镗铣头9主要由左卧镗铣头托架7、左卧镗铣头导轨11、左卧镗铣头导轨槽30、左卧镗铣头外壳体66、左卧镗铣头螺母71、左卧镗铣头主轴60、左卧镗铣头拉刀杆61、左汽缸52与左卧镗铣头主轴伺服电机8组成。

所说的左卧镗铣头托架7是由左卧镗铣头外托架67、左卧镗铣头中间托架68和左卧镗铣头内托架69组成。左卧镗铣头外托架67与左卧镗铣头内托架69在龙门左立柱10的两侧和安装在龙门左立柱10长方形透孔中的左卧镗铣头中间托架68的两端采用螺纹连接。左卧镗铣头外托架67是一个方形的由材质为铸铁(HT250)或钢板制成的盘类件，在其中心处加工有同在一条对称轴线上的方形和圆形的阶梯孔，方形通孔用于和左卧镗铣头外壳体66套装成滑动配合，圆形孔的内壁加工出螺纹后与左卧镗铣头中间托架68外端的外螺纹连接成一体，圆形孔的直径要大于横截面为方形通孔最长对角线的长度。在左卧镗铣头外托架67上还要加工一个用于安装左齿轮轴64的通孔，该通孔靠近左卧镗铣头外托架67的上端或下端，这个安装左齿轮轴64通孔的回转轴线与左卧镗铣头外托架67中心处方形孔的对称轴线或圆形孔的回转轴线空间垂直交叉。左卧镗铣头内托架69也是一方形的由材质为铸铁(HT250)或钢板制成的盘类件，在其中心处加工有方形和圆形的阶梯孔，方形通孔用于和左卧镗铣头外壳体66套装成滑动配合，圆形孔的内壁加工出螺纹后与左卧镗铣头中间托架68里端的外螺纹连接成一体，圆形孔的直径也是大于横截面为方形通孔最长对角线的长度。左卧镗铣头中间托架68是一方形的由材质为铸铁(HT250)或钢板制成的筒类件，在其中心处加工有方形通孔，方形通孔用于和左卧镗铣头外壳体66套装成滑动配合，在左卧镗铣头中间托架68的两端设置有圆环体(类似法兰盘)，圆环体的外径和左卧镗铣头外托架67与左卧镗铣头内托架69中心处加工的圆孔内径相等，在两端圆环体的圆柱面上加工有外螺纹，两端外螺纹用于和左卧镗铣头外托架67与左卧镗铣头内托架69上的内螺纹配合连接将三者连成一体，连成一体后三者方形孔的对称轴线应共线，三者的方形孔应对正。左卧镗铣头中间托架68是加工成以纵向对称面左右对称的便于安装的分体式即两半式的两部分。左卧镗铣头托架7借助于固定在左卧镗铣头外托架67与左卧镗铣头内托架69里侧的4个结构完全相同的左卧镗铣头导轨槽30与固定在龙门左立柱10两个侧面上的4根结构完全相同的左卧镗铣头导轨11配装在一起达到和龙门左立柱10成滑动连接，即左卧镗铣头托架7可在龙门左立柱10中间的长方形通孔里沿左卧镗铣头导轨11上、下移动。方横截面的左卧镗铣头外壳体66从龙门左立柱10的左侧穿过左卧镗铣头托架7中间的方形通孔成滑动连接，同时穿过龙门左立柱10中间的长方形通孔。在左卧镗铣头外壳体66的上表面或者下表面(本实施例是在下表面)沿其长度方向安装一左齿条65，左齿条65与一左齿轮43相啮合，安装左齿轮43的左齿轮轴64安装在左卧镗铣头托架7中的左卧镗铣头外托架67的上端或下端(本实施例是在下端)成转动连接，左齿轮轴64与左卧镗铣头外壳体66中心处方形通孔的对称轴线成空间垂直交叉，左齿轮轴64的一端安装有左托架电机44，左齿轮轴64的另一端安装有手轮，就是说左齿轮轴64的转动既可以由左托架电机44实现又可以手动实现，手动可以达到微调进刀或对刀。在数控系统的控制下，启动左托架电机44，左齿轮轴64随左托架电机44而转动，左齿轮43也随着转动，从而带动左齿条65或左或右移动，带动左卧镗铣头外壳体66在左卧镗铣头托架7中心处的方形通孔中或左或右移动，达到左卧镗铣头外壳体66(或者说左卧镗铣头主轴60)在组合机床的横向右移(进刀)、左移(退刀)的目的。转动手轮同样起到使左卧镗铣头外壳体66(或者说左卧镗铣头主轴60)在组合机床横向或左或右移动，即使左卧镗铣头外壳体66(或者说左卧镗铣头主轴60)在组合机床的横向进刀或退刀。

左卧镗铣头主轴60借助于轴承安装于加工在左卧镗铣头外壳体66对称轴线上的通孔中成转动连接，左卧镗铣头主轴60的一端设置有安装刀具的卡盘，另一端套装有输入齿轮，输入齿轮通过左齿形皮带53与左卧镗铣头主轴伺服电机8输出轴上的左电机齿轮带连接。左卧镗铣头拉刀杆61插入加工在左卧镗铣头主轴60回转轴线上的通孔成滑动连接，左卧镗铣头拉刀杆61的一端与拉刀器固定连接，另一端与左汽缸52的活塞杆固定连接，左卧镗铣头螺母71安装在左螺母座59中，安装有左卧镗铣头螺母71的左螺母座59固定在左卧镗铣头外壳体66的一侧，左卧镗铣头螺母71与垂直地安装在龙门左立柱10里面的左卧镗铣头滚珠丝杠56套装在一起，左卧镗铣头滚珠丝杠56的上端与左滚珠丝杠伺服电机45的输出轴固定连接。在数控系统的控制下，启动左滚珠丝杠伺服电机45，左卧镗铣头滚珠丝杠56随左滚珠丝杠伺服电机45而转动，从而通过安装在左卧镗铣头外壳体66一侧的左卧镗铣头螺母71带动左卧镗铣头托架7、左卧镗铣头外壳体66和左卧镗铣头主轴60等一起上下移动，达到左卧镗铣头9在垂直方向的进刀或退刀的目的。

由于右卧镗铣头20与左卧镗铣头9是左右对称结构完全相同的零部件，右卧镗铣头20与左卧镗铣头9分别和龙门架70中的龙门右立柱19与龙门左立柱10的连接关系也是完全相同。所以，在上面详细介绍左卧镗铣头9的结构组成和左卧镗铣头9与龙门左立柱10的连接关系之后，对右卧镗铣头20的结构组成和右卧镗铣头20与龙门右立柱19的连接关系只作简述。

右卧镗铣头20中的右卧镗铣头外壳体(和左卧镗铣头外壳体66左右对称结构完全相同)从龙门架中的龙门右立柱19的右侧面穿过龙门右立柱19中间的长方形通孔，同时穿过借助于4根结构完全相同的右卧镗铣头导轨18和4个结构完全相同的右卧镗铣头导轨槽33(和左卧镗铣头导轨11、左卧镗铣头导轨槽30左右对称结构完全相同)与龙门右立柱19(和龙门左立柱10左右对称结构完全相同)滑动连接的右卧镗铣头托架22(和左卧镗铣头托架7左右对称结构完全相同)上的方孔成滑动连接，安装在右卧镗铣头外壳体一侧的右卧镗铣头螺母(和左卧镗铣头螺母71左右对称结构完全相同)与垂直地安装在龙门右立柱19里面的右卧镗铣头滚珠丝杠57(和左卧镗铣头滚珠丝杠56左右对称结构完全相同)套装在一起，右卧镗铣头滚珠丝杠57的上端与右滚珠丝杠伺服电机(和左滚珠丝杠伺服电机45左右对称结构完全相同)的输出轴固定连接。在数控系统的控制下，启动右滚珠丝杠伺服电机，右卧镗铣头滚珠丝杠57随右滚珠丝杠伺服电机而转动，从而通过安装在右卧镗铣头外壳体一侧的右卧镗铣头螺母带动右卧镗铣头托架22、右卧镗铣头外壳体和右卧镗铣头主轴(和左卧镗铣头主轴60左右对称结构完全相同)等一起上下移动，达到右卧镗铣头20在垂直方向的进刀或退刀的目的。

所述的加工大型机械零部件的组合机床中好多的零部件是左右对称的结构相同的零部件，前面有的已经提过，本发明的技术方案中的龙门右立柱19与龙门左立柱10、立柱右托架24与立柱左托架5、右托架螺母23与左托架螺母6、主工作台右滚珠丝杠27与主工作台左滚珠丝杠2、右上导轨35与左上导轨28、右下导轨26与左下导轨3、右上导轨槽34与左上导轨槽29、右下导轨槽25与左下导轨槽4、右卧镗铣头20与左卧镗铣头9、右卧镗铣头托架22与左卧镗铣头托架7、右齿轮与左齿轮43、右齿轮轴与左齿轮轴64、右齿条与左齿条65、右卧镗铣头滚珠丝杠57与左卧镗铣头滚珠丝杠56、右卧镗铣头外壳体与左卧镗铣头外壳体66、右卧镗铣头主轴与左卧镗铣头主轴60、右卧镗铣头拉刀杆与左卧镗铣头拉刀杆61、右滚珠丝杠伺服电机与左滚珠丝杠伺服电机45、主工作台右伺服电机63与主工作台左伺服电机42、右卧镗铣头导轨18与左卧镗铣头导轨11、右卧镗铣头导轨槽33与左卧镗铣头导轨槽30和活动横梁右立柱导轨77与活动横梁左立柱导轨78等都是左右对称结构相同的零部件。

在上面所述的基础上，将数控系统、数控系统中的控制台51、铁屑搜集器与冷却箱安装好，再装好乳化剂，一个完整的加工大型机械零部件的组合机床的技术方案实施完毕，当加工大型机械零部件的组合机床采用活动横梁结构时，还要给组合机床配备一个为液压执行机构(液压缸)提供压力油的液压控制系统。

Claims (10)

1.一种加工大型机械零部件的组合机床，包括数控系统，其特征在于：加工大型机械零部件的组合机床还包括有主工作台(1)、立车工作台(38)、龙门架(70)、立镗铣头组件(16)、左卧镗铣头(9)和右卧镗铣头(20)；

所述的龙门架(70)是由龙门右立柱(19)、龙门左立柱(10)和龙门横梁(13)组成，龙门横梁(13)的两端与龙门右立柱(19)和龙门左立柱(10)的上端固定连接或者横梁的两端与龙门右立柱(19)和龙门左立柱(10)采用滑动连接的结构，龙门右立柱(19)和龙门左立柱(10)的下端与水平放置在地面上的长方形的主工作台(1)两侧沿长度方向设置的导轨台通过右上导轨(35)与右上导轨槽(34)、右下导轨(26)与右下导轨槽(25)和左上导轨(28)与左上导轨槽(29)、左下导轨(3)与左下导轨槽(4)配装成滑动连接，安装在龙门右立柱(19)下端的右托架螺母(23)与沿主工作台(1)长度方向安装在主工作台(1)右侧面的主工作台右滚珠丝杠(27)套装在一起，主工作台右滚珠丝杠(27)的一端与主工作台右伺服电机(63)输出轴固定连接，安装在龙门左立柱(10)下端的左托架螺母(6)与沿主工作台(1)长度方向安装在主工作台(1)左侧面的主工作台左滚珠丝杠(2)套装在一起，主工作台左滚珠丝杠(2)的一端与主工作台左伺服电机(42)输出轴固定连接；

所述的立车工作台(38)设置在主工作台(1)中心处圆孔内的上部，与安置在主工作台(1)中心处圆孔内下部的轴承托架(37)上的轴承接触连接，立车工作台(38)的工作台面与主工作台(1)的工作台面处在同一水平面内，安装在轴承托架(37)中心处的立车台主轴(41)的上端与立车工作台(38)固定连接，安装在立车台主轴(41)下端的齿轮通过齿形皮带(40)与立车台电机(39)输出轴上的输出齿轮连接，在主工作台(1)中心处的圆孔内壁上均布能够上下移动的分度插销(54)；

所述的立镗铣头组件(16)安装在龙门横梁(13)上成滑动连接；

所述的左卧镗铣头(9)装入龙门左立柱(10)中间的长方形通孔内成为能够在长方形通孔内上、下移动的滑动连接，右卧镗铣头(20)装入龙门右立柱(19)中间的长方形通孔内成为能够在长方形通孔内上、下移动的滑动连接。

2.按照权利要求1所述的加工大型机械零部件的组合机床，其特征在于：所述的龙门右立柱(19)与龙门左立柱(10)的下端分别固定安装有立柱右托架(24)与立柱左托架(5)，立柱右托架(24)的顶端设置成和龙门右立柱(19)下端相连接的连接板，立柱右托架(24)的左侧设置为矩形凹槽，开口向左，立柱右托架(24)的右侧设置为加强筋板，右托架螺母(23)固定安装在立柱右托架(24)左侧矩形凹槽里面的垂直平面上，在立柱右托架(24)矩形凹槽顶面和底面上固定安装有右上导轨槽(34)和右下导轨槽(25)，右上导轨槽(34) 和右下导轨槽(25)分别与主工作台(1)右侧沿长度方向设置的导轨台上面和下面固定安装的右上导轨(35)和右下导轨(26)配装在一起。

3.按照权利要求1所述的加工大型机械零部件的组合机床，其特征在于：所述的立镗铣头组件(16)主要由立镗铣头(15)、立镗铣头托架(48)组成；

立镗铣头(15)的左侧面与立镗铣头托架(48)右侧面在垂直方向固定连接，立镗铣头托架(48)与龙门横梁(13)通过安装在龙门横梁(13)上的直线导轨(17)和安装在立镗铣头托架(48)上的直线导轨槽(47)配装成滑动连接，安装在立镗铣头托架(48)上的立镗铣头托架螺母(46)与安装在龙门横梁(13)上的托架滚珠丝杠(14)套装在一起，托架滚珠丝杠(14)的一端与托架伺服电机(12)输出轴固定连接。

4.按照权利要求1所述的加工大型机械零部件的组合机床，其特征在于：所述的左卧镗铣头(9)主要由左卧镗铣头托架(7)、左卧镗铣头主轴伺服电机(8)、左汽缸(52)、左卧镗铣头主轴(60)、左卧镗铣头拉刀杆(61)、左齿轮轴(64)、左齿条(65)、左卧镗铣头外壳体(66)与左卧镗铣头螺母(71)组成；

左卧镗铣头外壳体(66)从龙门左立柱(10)左侧穿过安装在龙门左立柱(10)中间长方形通孔内的左卧镗铣头托架(7)中心处的方形通孔成滑动连接，左卧镗铣头托架(7)借助于固定在龙门左立柱(10)两侧的左卧镗铣头导轨(11)和固定在左卧镗铣头托架(7)里侧左卧镗铣头导轨槽(30)的配装与龙门左立柱(10)成滑动连接，在左卧镗铣头外壳体(66)下表面或上表面沿其对称轴的方向固定安装左齿条(65)，安装有与左齿条(65)相啮合的左齿轮(43)的左齿轮轴(64)安装在左卧镗铣头托架(7)中的左卧镗铣头外托架(67)上成转动连接，左齿轮轴(64)与左卧镗铣头外壳体(66)对称轴线为空间垂直交叉，左卧镗铣头主轴(60)借助于轴承安装于加工在左卧镗铣头外壳体(66)对称轴线上的通孔中成转动连接，左卧镗铣头主轴(60)的一端设置有安装刀具的卡盘，另一端套装有左输入齿轮，左输入齿轮通过左齿形皮带(53)与左卧镗铣头主轴伺服电机(8)输出轴上的电机齿轮连接，左卧镗铣头拉刀杆(61)装入加工在左卧镗铣头主轴(60)回转轴线上的通孔成转动连接，左卧镗铣头拉刀杆(61)的一端与拉刀器固定连接，另一端与左汽缸(52)的活塞杆固定连接，左卧镗铣头螺母(71)固定安装在左卧镗铣头外壳体(66)一侧并与左卧镗铣头滚珠丝杠(56)套装在一起，左卧镗铣头滚珠丝杠(56)的上端与左滚珠丝杠伺服电机(45)输出轴固定连接。

5.按照权利要求4所述的加工大型机械零部件的组合机床，其特征在于：所述的左卧镗铣头托架(7)是由左卧镗铣头外托架(67)、左卧镗铣头中间托架(68)和左卧镗铣头内托架(69)组成，左卧镗铣头外托架(67)与左卧镗 铣头内托架(69)在龙门左立柱(10)的两侧和左卧镗铣头中间托架(68)的两端螺纹连接；

所述的左卧镗铣头外托架(67)是一个方形的盘类件，在左卧镗铣头外托架(67)中心处加工有同在一条对称轴线上的用于和左卧镗铣头外壳体(66)套装成滑动配合的方形通孔和内壁加工出螺纹后与左卧镗铣头中间托架(68)外端的外螺纹相连接的圆孔，在左卧镗铣头外托架(67)的下端或上端加工一个用于安装左齿轮轴(64)的通孔，安装左齿轮轴(64)通孔的回转轴线与左卧镗铣头外托架(67)中心处方形通孔的对称轴线或左卧镗铣头外托架(67)中心处的圆孔的回转轴线成空间垂直交叉；

所述的左卧镗铣头内托架(69)是一方形盘类件，在其中心处加工有同在一条对称轴线上的用于和左卧镗铣头外壳体(66)套装成滑动配合的方形通孔和内壁加工出螺纹后与左卧镗铣头中间托架(68)里端的外螺纹相连接的圆孔；

所述的左卧镗铣头中间托架(68)是一方形筒类件，在其中心处加工有和左卧镗铣头外壳体(66)套装成滑动配合的方形通孔，在左卧镗铣头中间托架(68)的两端设置有圆环体，在两端圆环体的圆柱面上加工有和左卧镗铣头外托架(67)与左卧镗铣头内托架(69)上的内螺纹配合连接将三者连成一体的外螺纹，连成一体后的左卧镗铣头外托架(67)、左卧镗铣头中间托架(68)与左卧镗铣头内托架(69)的方形孔的对称轴线共线，左卧镗铣头外托架(67)、左卧镗铣头中间托架(68)与左卧镗铣头内托架(69)三者的方形孔对正，左卧镗铣头中间托架(68)是加工成以纵向对称面左右对称的便于安装的分体式的两部分。

6.按照权利要求1所述的加工大型机械零部件的组合机床，其特征在于：所述的横梁的两端与龙门右立柱(19)和龙门左立柱(10)滑动连接的结构主要由固定横梁(72)、活动横梁(73)、滑动导轨(74)、滚珠丝杠(75)、螺母座(76)、活动横梁右立柱导轨(77)和活动横梁左立柱导轨(78)组成；

固定横梁(72)以螺钉固定安装在龙门右立柱(19)和龙门左立柱(10)的上端面上，活动横梁(73)通过安装在龙门右立柱(19)和龙门左立柱(10)正面上的活动横梁右立柱导轨(77)和活动横梁左立柱导轨(78)与安装在活动横梁(73)两端里侧的活动横梁导轨槽配装成滑动连接，在活动横梁(73)正面沿活动横梁的长度方向均布有滑动导轨(74)和滚珠丝杠(75)，在立镗铣头(15)的里侧安装有滑动导轨槽和螺母座(76)，滑动导轨(74)与滑动导轨槽配装成滑动连接，滚珠丝杠(75)与螺母座(76)套装成转动连接，滚珠丝杠(75)的一端和托架伺服电机(12)的输出轴固定连接，在固定横梁(72)与活动横梁(73)的两端之间安装有驱动活动横梁(73)上下移动的液压缸。

7.按照权利要求1所述的加工大型机械零部件的组合机床，其特征在于： 所述的龙门右立柱(19)与龙门左立柱(10)、右托架螺母(23)与左托架螺母(6)、主工作台右滚珠丝杠(27)与主工作台左滚珠丝杠(2)、右上导轨(35)与左上导轨(28)、右下导轨(26)与左下导轨(3)、右上导轨槽(34)与左上导轨槽(29)、右下导轨槽(25)与左下导轨槽(4)、右卧镗铣头(20)与左卧镗铣头(9)和主工作台右伺服电机(63)与主工作台左伺服电机(42)为左右对称安装的结构相同的零部件。

8.按照权利要求2所述的加工大型机械零部件的组合机床，其特征在于：所述的立柱右托架(24)与立柱左托架(5)为左右对称安装的结构相同的零件。

9.按照权利要求4所述的加工大型机械零部件的组合机床，其特征在于：右卧镗铣头导轨(18)与所述的左卧镗铣头导轨(11)、右卧镗铣头导轨槽(33)与所述的左卧镗铣头导轨槽(30)、右卧镗铣头滚珠丝杠(57)与所述的左卧镗铣头滚珠丝杠(56)和右滚珠丝杠伺服电机与所述的左滚珠丝杠伺服电机(45)都是左右对称安装的结构相同的零部件。

10.按照权利要求6所述的加工大型机械零部件的组合机床，其特征在于：所述的活动横梁右立柱导轨(77)与活动横梁左立柱导轨(78)为左右对称安装的结构相同的零件。 

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