CN102653056B - 一种立式加工机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型立式加工机床，包括用于装设加工刀具的主轴，主轴通过悬臂设置在立柱的竖直轨道上，主轴下方设有工作台，工作台设置在能够分别在水平面内沿相互垂直的X轴和Y轴移动的轨道上，其中，所述的工作台下方与轨道之间设有支承座，工作台与支承座之间通过旋转轴相连接，使工作台能够以所述旋转轴为中心在水平面内旋转。当工作台处于X轴和Y轴轨道的行程中点位置时，工作台的旋转中心与主轴的轴心在水平方向上存在偏置。本发明可以彻底改变立式机床加工幅面较小的不利情况(同龙门加工机床相比)，同时又保留了立式加工机床占地面积小，结构简单，成本低的优点。

Description

一种立式加工机床

技术领域

本发明涉及通用立式加工机床的新型结构。

背景技术

针对大幅面的加工件，现有的立式加工机床具有较大的局限性，主要是因为立式机床的主轴2设置在悬臂上，处于悬伸状态，悬臂可沿立柱1上下运动，主轴2的轴心与工作台3处于X轴和Y轴轨道的行程中点位置时的几何中心重合，如图1所示，目前市场上最大的悬伸长度也不过一米左右，对于幅宽大于一米的工件，哪怕是一些轻型盖板类零件，也需要使用龙门机床加工，或者选择昂贵的专用机床进行加工。众所周知，龙门机床制造困难，费用高，占地面积大。许多小型加工厂都负担不起。为了满足轻型、大幅面的工件的加工要求，常常是想尽办法，多次定位，利用小型立式加工机床进行加工，加工精度无法保证，加工费用也比较高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种可以实现加工幅面倍增的立式加工机床。

本发明的技术方案如下：一种立式加工机床，包括用于装设加工刀具的主轴，主轴通过悬臂设置在立柱的竖直轨道上，主轴下方设有工作台，工作台设置在能够分别在水平面内沿相互垂直的X轴和Y轴移动的轨道上，其中，所述的工作台下方与轨道之间设有支承座，工作台与支承座之间通过旋转轴相连接，使工作台能够以所述旋转轴为中心在水平面内旋转。

进一步，如上所述的立式加工机床，其中，所述的工作台处于X轴和Y轴轨道的行程中点位置时，工作台的旋转中心与主轴的轴心在水平方向上存在偏置。

进一步，如上所述的立式加工机床，其中，所述的工作台处于X轴和Y轴轨道的行程中点位置时，工作台的旋转中心与主轴的轴心在X轴方向的偏移距离为Sy/2，工作台的旋转中心与主轴的轴心在Y轴方向的偏移距离为Sx/2；其中，Sx为工作台在X轴轨道上的行程，Sy为工作台在Y轴轨道上的行程。

进一步，如上所述的立式加工机床，其中，在所述的工作台下端设有蜗轮，蜗轮的中心与所述旋转轴的轴心重合，在所述支承座内设有与所述蜗轮相啮合的蜗杆，蜗杆与驱动电机相连接。

更进一步，如上所述的立式加工机床，其中，在所述的旋转轴与支承座之间设有圆锥轴承。

本发明的有益效果如下：本发明所提供的加工幅面倍增的立式加工机床，其结构主体同通用的立式加工机床完全一样，主要通过工作台的旋转功能和工作台处于X轴和Y轴行程中点位置时工作台的几何中心明显远离主轴轴线中心的特点，达到至少增加四倍幅面加工的能力。本发明可以彻底改变立式机床加工幅面较小的不利情况(同龙门加工机床相比)，同时又保留了立式加工机床占地面积小，结构简单，成本低的优点。另外，由于增加了一个工作台旋转轴，适于加工的零件结构得以增多，最简单的一种情况就是镗大直径的孔变得十分容易。

附图说明

图1为现有立式加工机床的结构示意图；

图2为本发明的立式加工机床的结构示意图；

图3为本发明立式加工机床的工作台旋转机构的结构示意图；

图4为本发明的加工幅面倍增原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。

如图2所示，本发明所提供的立式加工机床的基本结构与通用的立式加工机床完全一样，包括用于装设加工刀具的主轴2，主轴2通过悬臂设置在立柱1的竖直轨道上，主轴2下方设有工作台3，工作台3设置在能够分别在水平面内沿相互垂直的X轴和Y轴移动的轨道上。与通用的立式加工机床不同的结构特征在于，所述的工作台3下方与轨道之间设有支承座5(见图3)，工作台3与支承座5之间通过旋转轴6相连接，使工作台3能够以所述旋转轴6为中心在水平面内旋转。工作台旋转机构的具体结构如图3所示，所述的工作台3下端设有蜗轮，蜗轮的中心与所述旋转轴6的轴心重合，在所述支承座5内设有与所述蜗轮相啮合的蜗杆4，蜗杆4与驱动电机相连接。通过驱动电机带动蜗杆4转动，从而使工作台3随与蜗杆4啮合的蜗轮一起转动。旋转轴6与支承座5之间设有圆锥轴承7，圆锥轴承7起到减少旋转摩擦的作用。支承座5设置在X轴和Y轴轨道上，带动工作台3一起沿X轴和Y轴移动。

在本发明中，所述的工作台3处于X轴和Y轴轨道的行程中点位置时，工作台3的几何中心应该明显远离主轴2轴线中心，具体设计时，工作台3的旋转中心与主轴的轴心之间的水平距离可设计成大于或等于100mm。

根据通用立式加工机床现有的床身结构，适当加长和加宽，使立柱1上的主轴2的轴线与工作台3位于X轴和Y轴轨道中间行程位置时产生偏移。假设工作台在X轴轨道上的行程为Sx，工作台在Y轴轨道上的行程为Sy，作为具体的实施例，其偏移的距离在X轴方向应为Sy/2，在Y轴的方向应为Sx/2。在这种偏移发生之后，配上工作台3的旋转，原来能加工面积为Sx*Sy的工件的通用加工机床，现在则能加工4倍加工面积工件。

下面结合具体的原理图对上述实施例进行描述。

当通用立式加工机床工作台处于X轴和Y轴行程中点处，由于这时其主轴中心处于工作台几何中心上，工作台不具备旋转功能(只有沿X轴和Y轴移动的功能)，故通用立式加工机床能加工的幅面为Sx*Sy，其中，Sx为工作台在X轴轨道上的行程，Sy为作台在Y轴轨道上的行程。

如图4所示，本发明让工作台3可绕其几何中心31旋转，同时让工作台3的几何中心31运行至X轴和Y轴行程中点处时，主轴中心21不再与之重合，而是偏置一个距离，偏置的目的是为了将工作台分成四个象限可分别加工。当工件的左上角(A区)处于主轴2加工范围时，可加工第一个Sx*Sy的面积范围，加工完毕，工作台3旋转90°，这样工件的B区又处于主轴可加工范围，依次类推，让工作台每转90°均可获得一次Sx*Sy的加工区域，依次可加工A、B、C、D四个Sx*Sy的面积范围，当这四个区域既不重叠又不分离时，加工幅面倍增倍数最大，从而达到加工面积四倍增加的目的，同时工作台面上的加工死角最小，只有中间一个(Sx-Sy)*(Sx-Sy)正方区域，很显然这时偏置的距离为：X方向偏置Sy/2，Y方向偏置Sx/2。另外，如果转台连续旋转(而不是每90°一转)，利用合适刀具，则可镗出大直径的圆或凸台。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种立式加工机床，包括用于装设加工刀具的主轴(2)，主轴(2)通过悬臂设置在立柱(1)的竖直轨道上，主轴(2)下方设有工作台(3)，工作台(3)设置在能够分别在水平面内沿相互垂直的X轴和Y轴移动的轨道上，其特征在于：所述的工作台(3)下方与轨道之间设有支承座(5)，工作台(3)与支承座(5)之间通过旋转轴(6)相连接，使工作台(3)能够以所述旋转轴(6)为中心在水平面内旋转；所述的工作台(3)处于X轴和Y轴轨道的行程中点位置时，工作台(3)的旋转中心与主轴(2)的轴心在水平方向上存在偏置。

2.如权利要求1所述的立式加工机床，其特征在于：所述的工作台(3)处于X轴和Y轴轨道的行程中点位置时，工作台(3)的旋转中心与主轴(2)的轴心在X轴方向的偏移距离为Sy/2，工作台(3)的旋转中心与主轴(2)的轴心在Y轴方向的偏移距离为Sx/2；其中，Sx为工作台在X轴轨道上的行程，Sy为工作台在Y轴轨道上的行程。

3.如权利要求1或2所述的立式加工机床，其特征在于：在所述的工作台(3)下端设有蜗轮，蜗轮的中心与所述旋转轴(6)的轴心重合，在所述支承座(5)内设有与所述蜗轮相啮合的蜗杆(4)，蜗杆(4)与驱动电机相连接。

4.如权利要求3所述的立式加工机床，其特征在于：在所述的旋转轴(6)与支承座(5)之间设有圆锥轴承(7)。