CN103213034A - 一种多轴加工中心结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种立式多轴加工中心结构机床，包括一体式床身、两横梁、滑鞍、多轴式主轴箱、第一传动机构、第二传动机构及第三传动机构，一体式床身包括底座和两侧壁，底座上设置有可拆卸的固定工作台面；两横梁分别安装在两侧壁上；滑鞍固定在其中一个横梁的内侧；第一传动机构驱动多轴式主轴箱沿Y轴方向运动；第二传动机构驱动多轴式主轴箱沿X轴方向运动；第三传动机构驱动多轴式主轴箱沿Z轴方向运动。不仅够适应多种零件的加工，且同时实现多个零件的加工，大大提供了加工效率低，缩短了加工时间；横梁在该立式多轴加工中心结构上采用龙门式结构，通过传动机构控制多轴式主轴箱的前后、左右及上下移动。

Description

一种多轴加工中心结构
技术领域
本发明涉及一种多轴加工中心结构，属于机床工件加工领域。
背景技术
随着国家装备制造业的振兴与发展，数控机床作为机床工业的主流产品，已成为实现装备制造业现代化的关键设备。在水暖、五金、汽车零部件、压缩机、手机3C等行业，随着市场要求的提高，对高效、高可靠性以及高自动化的数控机床的需求也越来越大。
在上述行业中，有很多零件存在如下特点：
1.零件体积小，重量轻，市场需求量大；
2.零件的被加工内容种类多，但同种内容的数量少。
在当前的情况下，客户在选择这类产品的加工设备时，一般会有以下两种选择：
选择专用机床，虽然能够满足生产的需要，但存在交货期长的特点，而且一旦换型，机床基本不能够继续使用。
选择单轴加工中心，虽然够适应多种零件的加工，但存在辅助时间过长，加工效率低，耗时长的问题。为了解决这个问题，客户就需要采购多台设备来弥补产能的不足，这就无形中增加了场地，人员等，经济效益比较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种立式多轴加工中心结构机床，克服现有技术中选择单轴加工中心时辅助时间长、加工效率低，耗时长缺陷。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种立式多轴加工中心结构机床，包括一体式床身、两横梁、滑鞍、多轴式主轴箱、第一传动机构、第二传动机构及第三传动机构，
所述一体式床身包括底座和两侧壁，所述底座上设置有可拆卸的固定工作台面；
所述两横梁分别安装在所述两侧壁上；所述滑鞍固定在其中一个横梁的内侧；所述第一传动机构安装在所述两侧壁上，且其通过与横梁连接，驱动所述多轴式主轴箱沿Y轴方向运动；所述第二传动机构安装在所述横梁上，且其通过与多轴式主轴箱连接，驱动所述多轴式主轴箱沿X轴方向运动；所述第三传动机构安装在所述滑鞍上，且其通过与所述多轴式主轴箱连接，驱动所述多轴式主轴箱沿Z轴方向运动。
本发明的有益效果是：在加工中心的一体式床身上设置有多轴式主轴箱，不仅够适应多种零件的加工，且同时实现多个零件的加工，大大提供了加工效率低，缩短了加工时间；即对底座与两侧壁进行一体式设计，增强了中心结构整体的刚性，且床身上安装有可拆卸的固定工作台面，方便快速放置固定式的夹具；横梁在该立式多轴加工中心结构上采用龙门式结构，通过传动机构控制多轴式主轴箱的前后、左右及上下移动。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
优选的，前述的一种立式多轴加工中心结构机床，所述两侧壁上对应位置均设置有滚筒式旋转刀库安装轴孔；所述滚筒式旋转刀库通过滚筒式旋转刀库安装轴孔安装在所述两侧壁上；
采用上述优选方案的有益效果是：在一体式床身设置有滚筒式旋转刀库，采用这种方式换刀的优点是无刀臂，响应速度快，提高换刀的速度、故障率低。
优选的，前述的一种立式多轴加工中心结构机床，所述多轴式主轴箱前端与滚筒式旋转刀库位置相对应处设置有刀具安装抓取装置，具有实现自动上下料的功能。
优选的，前述的一种立式多轴加工中心结构机床，所述多主轴箱为四轴并联主轴箱。
采用上述优选方案的有益效果是：采用四轴并联主轴箱，双主轴电机驱动使得机床上可以同时装夹4个工件，同时加工，一台机床能够完成4台机床的加工内容。使得同工序多工位的并行加工能够实现。如果工件较大，还可以采用双主轴加工（4主轴变成2主轴加工，2主轴闲置），这样可以拓宽机床的适用范围。
优选的，前述的一种立式多轴加工中心结构机床，还包括旋转工作台，所述两侧壁上设置有旋转工作台安装轴孔；所述旋转工作台通过旋转工作台安装轴孔安装在所述两侧壁上。
采用上述优选方案的有益效果是：由于立式多轴加工中心结构机床的床身上安装有可拆卸的固定工作台面，同时设置有旋转工作台安装位，可以方便快速实现使用固定式夹具或旋转夹具。
优选的，前述的一种立式多轴加工中心结构机床，所述第一传动机构包括两个Y轴丝杠、Y轴丝母座、Y轴驱动电机，
所述两个Y轴丝杠分别通过固定在所述两侧壁上的轴承座安装在所述两侧壁上；所述Y轴驱动电机与所述Y轴丝杠连接；所述两个Y轴丝杠分别通过所述Y轴丝母座与所述两个横梁连接。
采用上述优选方案的有益效果是：采用Y轴丝杠传动，提高了Y轴定位精度。
优选的，前述的一种立式多轴加工中心结构机床，所述第二传动机构包括X轴丝杠、X轴丝母座、X轴驱动电机，
所述X轴丝杠的两端通过安装在所述两横梁上的轴承座与所述横梁连接；所述X轴驱动电机与所述X轴丝杠连接；所述X轴丝杠通过所述X轴丝母座与所述多轴式主轴箱连接。
采用上述优选方案的有益效果是：采用X轴丝杠传动，提高了X轴定位精度。
优选的，前述的一种立式多轴加工中心结构机床，所述第三传动机构包括Z轴丝杠、Z轴丝母座、Z轴驱动电机，
所述Z轴丝杠通过安装在所述滑鞍一侧上的轴承座与所述滑鞍连接；所述Z轴驱动电机与所述Z轴丝杠连接；所述Z轴丝杠通过所述Z轴丝母座与所述多轴式主轴箱连接。
采用上述优选方案的有益效果是：采用Z轴丝杠传动，提高了Z轴定位精度。
附图说明
图1为本发明一种立式多轴加工中心结构机床右视图；
图2为本发明一种立式多轴加工中心结构机床剖面示意图；
图3为本发明一种立式多轴加工中心结构机床主视图；
图4为本发明一种立式多轴加工中心结构机床右视图；
图5为本发明一种立式多轴加工中心结构机床俯视图；
图6为本发明一种立式多轴加工中心结构机床轴测图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、一体式床身，2、横梁，3、多轴式主轴箱，4、固定工作台面，5、滚筒式旋转刀库，6、旋转工作台安装轴孔，7、刀具，8、刀具安装抓取装置，9、滑鞍，10、第二传动机构，11、第一传动机构，12、第三传动机构，13、滚筒式旋转刀库安装轴孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1至6所示，一种立式多轴加工中心结构机床，包括一体式床身1、两横梁2、滑鞍9、多轴式主轴箱3、第一传动机构11、第二传动机构10及第三传动机构12，
所述一体式床身包括底座1-1和两侧壁1-2，所述底座1-1上设置有可
所述一体式床身包括底座1-1和两侧壁1-2，所述底座1-1上设置有可拆卸的固定工作台面4；
所述两横梁2上分别安装在所述两侧壁1-2上；所述滑鞍9固定在其中一个横梁1-2的内侧；所述第一传动机构11安装在所述所述两侧壁1-2上，且其通过与横梁2连接，驱动所述多轴式主轴箱沿Y轴方向运动；所述第二传动机构10安装在所述横梁上，且其通过与多轴式主轴箱3连接，驱动所述多轴式主轴箱沿X轴方向运动；所述第三传动机构12安装在所述滑鞍9上，且其通过与所述多轴式主轴箱3连接，驱动所述多轴式主轴箱沿Z轴方向运动。
由于在加工中心的一体式床身上设置有多轴式主轴箱，不仅够适应多种零件的加工，且同时实现多个零件的加工，大大提供了加工效率低，缩短了加工时间；
对底座1-1与两侧壁1-2进行一体式设计，增强了中心结构整体的刚性，且床身上安装有可拆卸的固定工作台面4，方便快速放置固定式的夹具；
横梁2在该立式多轴加工中心结构上采用龙门式结构，通过第一、第二及第三传动机构控制多轴式主轴箱的前后、左右及上下移动。
本发明第二种实施方式是，在前述的一种立式多轴加工中心结构机床的基础上，所述两侧壁上对应位置均设置有滚筒式旋转刀库安装轴孔13；所述滚筒式旋转刀库5通过滚筒式旋转刀库安装轴孔13安装在所述两侧壁1-2上；该结构刀库换刀的优点是无刀臂，响应速度快，提高换刀的速度、故障率低。
本发明第三种实施方式是，在前述的一种立式多轴加工中心结构机床第二种实施方式的基础上，所述多轴式主轴箱3前端与滚筒式旋转刀库5位置相对应处设置有刀具安装抓取装置8，具有实现自动上下料的功能。
本发明第四种实施方式是，在前述的一种立式多轴加工中心结构机床基础上，所述多主轴箱为四轴并联主轴箱。采用四轴并联主轴箱，双主轴电机驱动使得机床上可以同时装夹4个工件，同时加工，一台机床能够完成4台机床的加工内容。使得同工序多工位的并行加工能够实现。如果工件较大，还可以采用双主轴加工（4主轴变成2主轴加工，2主轴闲置），这样可以拓宽机床的适用范围。
本发明第五种实施方式是，前述的一种立式多轴加工中心结构机床基础上，还包括旋转工作台，所述两侧壁上设置有旋转工作台安装轴孔6；所述旋转工作台通过旋转工作台安装轴孔6安装在所述两侧壁上。可以方便快速实现使用固定式夹具或旋转夹具，实现不同零件的加工。
在前述的任一种实施方式所述的立式多轴加工中心结构机床的基础上，
所述第一传动机构11包括两个Y轴丝杠11-2、Y轴丝母座11-3、Y轴驱动电机11-1，
所述两个Y轴丝杠11-2分别通过固定在所述两侧壁1-2上的轴承座11-4安装在所述两侧壁1-2上；所述Y轴驱动电机11-1与所述Y轴丝杠11-2连接；所述两个Y轴丝杠11-2分别通过所述Y轴丝母座11-3与所述两个横梁2连接。采用Y轴丝杠传动，提高了Y轴定位精度。
所述第二传动机构10包括X轴丝杠、X轴丝母座、X轴驱动电机，所述X轴丝杠的两端通过安装在所述两横梁上的轴承座与所述横梁连接；所述X轴驱动电机与所述X轴丝杠连接；所述X轴丝杠通过所述X轴丝母座与所述多轴式主轴箱连接。采用X轴丝杠传动，提高了X轴定位精度。
所述第三传动机构12包括Z轴丝杠12-2、Z轴丝母座12-3、Z轴驱动电机12-1，
所述Z轴丝杠12-2通过安装在所述滑鞍9一侧上的轴承座12-4与所述滑鞍9连接；所述Z轴驱动电机12-1与所述Z轴丝杠12-2连接；所述Z轴丝杠12-2通过所述Z轴丝母座12-3与所述多轴式主轴箱3连接。采用Z轴丝杠传动，提高了Z轴定位精度。
这三个方向进行运动，同时，床身上可安装旋转工作台（A轴）或固定工作台，来完成工件的多面加工和单面加工。
图1所述的滚筒式刀库的换刀过程,换刀程序开始执行后,多轴式主轴箱的主轴首先到达初始位置,而后下降至抓刀位置,主轴松开将刀具放置在滚筒旋转式刀库上,主轴离开刀库到达安全位置,而后,刀库旋转,刀具7到达换刀位置,多轴式主轴箱前端的刀具安装抓取装置下降将刀具抓起，如图1中8-1的位置,完成换刀动作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种立式多轴加工中心结构机床，其特征在于，包括一体式床身、两横梁、滑鞍、多轴式主轴箱、第一传动机构、第二传动机构及第三传动机构，
所述一体式床身包括底座和两侧壁，所述底座上设置有可拆卸的固定工作台面；
所述两横梁分别安装在所述两侧壁上；所述滑鞍固定在其中一个横梁的内侧；所述第一传动机构安装在所述两侧壁上，且其通过与横梁连接，驱动所述多轴式主轴箱沿Y轴方向运动；所述第二传动机构安装在所述横梁上，且其通过与多轴式主轴箱连接，驱动所述多轴式主轴箱沿X轴方向运动；所述第三传动机构安装在所述滑鞍上，且其通过与所述多轴式主轴箱连接，驱动所述多轴式主轴箱沿Z轴方向运动。
2.根据权利要求1所述一种立式多轴加工中心结构机床，其特征在于，还包括滚筒式旋转刀库，所述两侧壁上对应位置均设置有滚筒式旋转刀库安装轴孔；所述滚筒式旋转刀库通过滚筒式旋转刀库安装轴孔安装在所述两侧壁上。
3.根据权利要求2所述一种立式多轴加工中心结构机床，其特征在于，所述多轴式主轴箱前端与滚筒式旋转刀库位置相对应处设置有刀具安装抓取装置。
4.根据权利要求1所述一种立式多轴加工中心结构机床，其特征在于，所述多主轴箱为四轴并联主轴箱。
5.根据权利要求3所述一种立式多轴加工中心结构机床，其特征在于，还包括旋转工作台，所述两侧壁上设置有旋转工作台安装轴孔；所述旋转工作台通过旋转工作台安装轴孔安装在所述两侧壁上。
6.根据权利要求1至4任一项所述一种立式多轴加工中心结构机床，其特征在于，所述第一传动机构包括两个Y轴丝杠、Y轴丝母座、Y轴驱动电机，所述两个Y轴丝杠分别通过固定在所述两侧壁上的轴承座安装在所述两侧壁上；所述Y轴驱动电机与所述Y轴丝杠连接；所述两个Y轴丝杠分别通过所述Y轴丝母座与所述两个横梁连接。
7.根据权利要求1至4任一项所述一种立式多轴加工中心结构机床，其特征在于，所述第二传动机构包括X轴丝杠、X轴丝母座、X轴驱动电机，所述X轴丝杠的两端通过安装在所述两横梁上的轴承座与所述横梁连接；所述X轴驱动电机与所述X轴丝杠连接；所述X轴丝杠通过所述X轴丝母座与所述多轴式主轴箱连接。
8.根据权利要求1至4任一项所述一种立式多轴加工中心结构机床，其特征在于，所述第三传动机构包括Z轴丝杠、Z轴丝母座、Z轴驱动电机，
所述Z轴丝杠通过安装在所述滑鞍一侧上的轴承座与所述滑鞍连接；所述Z轴驱动电机与所述Z轴丝杠连接；所述Z轴丝杠通过所述Z轴丝母座与所述多轴式主轴箱连接。
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