CN104117858A - 一种五轴联动立式加工中心 - Google Patents

一种五轴联动立式加工中心 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种五轴联动立式加工中心,它包括底座,在所述底座的上部两侧分别设有左床身和右床身,在所述左床身和右床身的上部内侧分别设有Y轴重载滚柱线轨,一Y向运动的横梁安放在所述Y轴重载滚柱线轨上,在所述横梁的上端面和左侧面设置有X轴重载滚柱线轨,在所述横梁的X轴重载滚柱线轨上设有可X向运动的滑座,所述滑座的内侧侧面上设置有Z轴重载滚柱线轨,一Z向运动的丝杠设置在第三马达座和第三尾端座之间并与一机头右侧螺母法兰面结合并通过所述Z轴丝杠驱动做Z向运动;采用上述结构,使机床结构更加稳定、紧凑,具有生产效率高、降低生产成本的效果。

Description

-种五轴联动立式加工中心
技术领域
[0001] 本发明属于机床设计技术领域,尤其涉及一种五轴联动立式加工中心。
背景技术
[0002] 作为难度最大、应用范围最广的数控机床技术,五轴联动立式加工中心在加工方 面有着不可替代的优点:1)能够加工一般三轴联动机床不能加工或者无法一次装夹加工 完成的连续光滑的自由曲面。例如航空发动机转子、大型发电机转子、大型船舶螺旋桨等, 由于五轴联动立式加工中心在加工过程中刀具相对于工件的角度可以随时调整,避免了刀 具的加工干涉,因此五轴联动立式加工中心可以完成三轴联动机床不能完成的许多复杂的 加工;2)可以提高自由空间曲面的加工精度、加工效率和加工质量。相对于三轴数控机床 加工一般的型腔复杂的工件,工件一次装夹就可完成五面体的加工,并且由于五轴数控加 工中心加工时可以随时调整位姿角,五轴联动立式加工中心可以以更好的角度加工工件, 避免了多次装夹,大大提高了加工效率、加工质量和加工精度;3)在零件加工过程中,大量 的时间将消耗在搬运工件、上下料、安装调整等时间上,为了尽可能减少这些时间,五轴加 工中心大量使用。其加工效率相当于两台三轴机床,甚至可以完全省去某些大型自动化生 产线的投资,大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。因 此,五轴联动立式加工中心的重要作用使其成为当今数控工业发展的热点和重点。
[0003] 但现有的五轴联动立式加工中心普遍规格较小,结构强度不足,难以对钢件等进 行高速高精加工,生产效率较低。
发明内容
[0004] 本发明的目的提供一种五轴联动立式加工中心,它各运动轴的刚性强、运行平稳、 性能稳定,结构新颖,定位精度和重复定位精度高,生产效率高。
[0005] 本发明的技术方案是一种五轴联动立式加工中心,它包括底座1,其特征在于:在 所述底座1的上部两侧分别设有左床身12和右床身2,在所述左床身12和右床身2的上 部内侧分别设有Y轴重载滚柱线轨3, 一 Y向运动的横梁5安放在所述Y轴重载滚柱线轨3 上,所述左床身12和右床身2的上部两端分别设有第一马达座和第一尾端座,在所述第一 马达座和第一尾端座之间分别设有Y轴丝杠4,所述Y轴丝杠4与所述横梁5螺母法兰面 结合并通过所述Y轴丝杠4驱动做Y向运动,在所述横梁5的上端面和左侧面设置有X轴 重载滚柱线轨,在所述横梁5的X轴重载滚柱线轨7上设有可X向运动的滑座11,所述横 梁5的左侧斜面上安装有第二马达座,所述横梁5的右侧侧斜面上安装有第二尾端座,所述 第二马达座和第二尾端座之间安装有X轴丝杠8,所述X轴丝杠8与所述滑座11的底部螺 母法兰面结合并通过所述X轴丝杠8驱动做做X向运动,所述滑座11的内侧侧面上设置有 Z轴重载滚柱线轨10,所述滑座11的前端上部安装有第三马达座,下部安装有第三尾端座, 所述第三马达座和第三尾端座之间设有Z轴丝杠15,所述Z轴丝杠15与一机头9右侧螺母 法兰面结合并通过所述Z轴丝杠15驱动做Z向运动,所述机头9内的主轴孔内装有可高速 旋转的电主轴6,所述机头9的上端安装有气缸导向板18,所述滑座11的上端安装气缸支 撑板17,所述气缸固定板17上安装有气缸16,所述右床身2和左床身12之间安装有带高 动态特性力矩电机的双轴转台14,底座1的后部且在所述右床身2和左床身12之间的空腔 内安放有刀库13。
[0006] 本发明的技术方案还可以是所述双轴转台14包括工作台19、转台座20和摇篮座 21,所述摇篮座21通过底端螺钉固定在底座1上,所述工作台19和转台座20 -同绕所述 转台座19两端的轴为中心进行A轴转动,同时工作台19可通过自身的中心轴在转台座20 上作C轴转动。
[0007] 本发明的有益效果是通过在所述底座1的上部两侧分别设有左床身12和右床身 2,在所述左床身12和右床身2的上部内侧分别设有Y轴重载滚柱线轨3, 一 Y向运动的横 梁5安放在所述Y轴重载滚柱线轨3上,所述左床身12和右床身2的上部两端分别设有第 一马达座和第一尾端座,在所述第一马达座和第一尾端座之间分别设有Y轴丝杠4,所述Y 轴丝杠4与所述横梁5螺接配合并通过所述Y轴丝杠4驱动做Y向运动,在所述横梁5的 上端面和左侧面设置有X轴重载滚柱线轨,在所述横梁5的X轴重载滚柱线轨7上设有可 X向运动的滑座11,所述横梁5的左侧斜面上安装有第二马达座,所述横梁5的右侧侧斜面 上安装有第二尾端座,所述第二马达座和第二尾端座之间安装有X轴丝杠8,所述X轴丝杠 8与所述滑座11的底部螺接配合并通过所述X轴丝杠8驱动做做X向运动,所述滑座11的 内侧侧面上设置有Z轴重载滚柱线轨10,所述滑座11的前端上部安装有第三马达座,下部 安装有第三尾端座,所述第三马达座和第三尾端座之间设有Z轴丝杠15,所述Z轴丝杠15 与一机头9右侧螺接配合并并通过所述Z轴丝杠15驱动做Z向运动,所述机头9内的主轴 孔内装有可高速旋转的电主轴6,所述机头9的上端安装有气缸导向板18,所述滑座11的 上端安装气缸支撑板17,所述气缸固定板17上安装有气缸16,所述右床身2和左床身12之 间安装有带高动态特性力矩电机的双轴转台14,底座1的后部且在所述右床身2和左床身 12之间的空腔内安放有刀库13 ;通过采用了左、右双床身结构,将横梁设计为三角型结构, Y轴方向双线轨、双丝杠驱动,使机床结构更加稳定、紧凑,具有生产效率高、降低生产成本 的效果,它结构新颖,运行平稳、机床运动轴的刚性强、定位精度和重复定位精度高;通过采 用了左、右双床身结构,其左、右床身刚性足,强度高,稳定性好,且床身与底座接触面积大, 联接性和稳定性好,抗切削振动能力强,结构更加稳固,承载能力更强;通过采用了左、右双 床身结构,其A、C转轴置于机床中部,处于零件的放置中心,使得工件安装空间较大;采用 了 Z轴气动平衡结构,平衡Z轴机头的重量,实现Z向的快速运动。
附图说明
[0008] 图1是本发明的结构示意图(立体); 图2是本发明的结构示意图(主视); 图3是本发明的机头内Z轴丝杠和配重气缸的结构示意图; 图4是本发明的双轴转台的结构示意图; 图1、2、3、4中1、底座,2、右床身,3、Y轴重载滚柱线轨,4、Y轴丝杠,5、横梁,6、电主轴, 7、X轴重载滚柱线轨,8、X轴丝杠,9、机头,10、Ζ轴重载滚柱线轨,11、滑座,12、左床身,13、 刀库,14、双轴转台,15、Ζ轴丝杠,16、气缸,17、气缸支撑板,18、气缸导向板;19、工作台; 20、转台座;21、摇篮座。
具体实施方式
[0009] 根据图1、2、3、4所示,本发明涉及一种五轴联动立式加工中心,它包括底座1,其 特征在于:在所述底座1的上部两侧分别设有左床身12和右床身2,在所述左床身12和右 床身2的上部内侧分别设有Y轴重载滚柱线轨3, 一 Y向运动的横梁5安放在所述Y轴重载 滚柱线轨3上,所述左床身12和右床身2的上部两端分别设有第一马达座和第一尾端座, 在所述第一马达座和第一尾端座之间分别设有Y轴丝杠4,所述Y轴丝杠4与所述横梁5螺 母法兰面结合并通过所述Y轴丝杠4驱动做Y向运动,在所述横梁5的上端面和左侧面设 置有X轴重载滚柱线轨,在所述横梁5的X轴重载滚柱线轨7上设有可X向运动的滑座11, 所述横梁5的左侧斜面上安装有第二马达座,所述横梁5的右侧侧斜面上安装有第二尾端 座,所述第二马达座和第二尾端座之间安装有X轴丝杠8,所述X轴丝杠8与所述滑座11的 底部螺母法兰面结合并通过所述X轴丝杠8驱动做做X向运动,所述滑座11的内侧侧面上 设置有Z轴重载滚柱线轨10,所述滑座11的前端上部安装有第三马达座,下部安装有第三 尾端座,所述第三马达座和第三尾端座之间设有Z轴丝杠15,所述Z轴丝杠15与一机头9 右侧螺母法兰面结合并通过所述Z轴丝杠15驱动做Z向运动,所述机头9内的主轴孔内装 有可高速旋转的电主轴6,所述机头9的上端安装有气缸导向板18,所述滑座11的上端安 装气缸支撑板17,所述气缸固定板17上安装有气缸16,所述右床身2和左床身12之间安 装有带高动态特性力矩电机的双轴转台14,所述双轴转台14包括工作台19、转台座20和 摇篮座21,所述摇篮座21通过底端螺钉固定在底座1上,所述工作台19和转台座20 -同 绕所述转台座19两端的轴为中心进行A轴转动,同时工作台19可通过自身的中心轴在转 台座20上作C轴转动,底座1的后部且在所述右床身2和左床身12之间的空腔内安放有 刀库13 ;通过采用了左、右双床身结构,将横梁设计为三角型结构,Y轴方向双线轨、双丝杠 驱动,使机床结构更加稳定、紧凑,具有生产效率高、降低生产成本的效果,它结构新颖,运 行平稳、机床运动轴的刚性强、定位精度和重复定位精度高;通过采用了左、右双床身结构, 其左、右床身刚性足,强度高,稳定性好,且床身与底座接触面积大,联接性和稳定性好,抗 切削振动能力强,结构更加稳固,承载能力更强;通过采用了左、右双床身结构,其A、C转轴 置于机床中部,处于零件的放置中心,使得工件安装空间较大;采用了 Z轴气动平衡结构, 平衡Z轴机头的重量,实现Z向的快速运动。

Claims (2)

1. 一种五轴联动立式加工中心,它包括底座(1),其特征在于:在所述底座(1)的上部 两侧分别设有左床身(12)和右床身(2),在所述左床身(12)和右床身(2)的上部内侧分别 设有Y轴重载滚柱线轨(3),一 Y向运动的横梁(5)安放在所述Y轴重载滚柱线轨(3)上,所 述左床身(12)和右床身(2)的上部两端分别设有第一马达座和第一尾端座,在所述第一马 达座和第一尾端座之间分别设有Y轴丝杠(4),所述Y轴丝杠(4)与所述横梁(5)螺母法兰 面结合并通过所述Y轴丝杠(4)驱动做Y向运动,在所述横梁(5)的上端面和左侧面设置 有X轴重载滚柱线轨,在所述横梁(5)的X轴重载滚柱线轨(7)上设有可X向运动的滑座 (11),所述横梁(5)的左侧斜面上安装有第二马达座,所述横梁(5)的右侧侧斜面上安装有 第二尾端座,所述第二马达座和第二尾端座之间安装有X轴丝杠(8),所述X轴丝杠(8)与 所述滑座(11)的底部螺母法兰面结合并通过所述X轴丝杠(8)驱动做做X向运动,所述滑 座(11)的内侧侧面上设置有Z轴重载滚柱线轨(10),所述滑座(11)的前端上部安装有第 三马达座,下部安装有第三尾端座,所述第三马达座和第三尾端座之间设有Z轴丝杠(15), 所述Z轴丝杠(15)与一机头(9)右侧螺母法兰面结合并通过所述Z轴丝杠(15)驱动做Z 向运动,所述机头(9)内的主轴孔内装有可高速旋转的电主轴(6),所述机头(9)的上端安 装有气缸导向板(18),所述滑座(11)的上端安装气缸支撑板(17),所述气缸固定板(17) 上安装有气缸(16),所述右床身(2)和左床身(12)之间安装有带高动态特性力矩电机的双 轴转台(14),底座(1)的后部且在所述右床身(2)和左床身(12)之间的空腔内安放有刀库 (13) 。
2. 根据权利要求1所述的一种五轴联动立式加工中心,其特征在于:所述双轴转台 (14) 包括工作台(19)、转台座(20)和摇篮座(21),所述摇篮座(21)通过底端螺钉固定在 底座(1)上,所述工作台(19)和转台座(20) -同绕所述转台座(19)两端的轴为中心进行 A轴转动,同时工作台(19)可通过自身的中心轴在转台座(20)上作C轴转动。
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