CN104400434A - 一种落地工作台高架横梁移动式结构的精密数控龙门平面铣磨复合机床 - Google Patents
一种落地工作台高架横梁移动式结构的精密数控龙门平面铣磨复合机床 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种落地工作台高架横梁移动式结构的精密数控龙门平面铣磨复合机床，机床由双宽底座床身、高架桥式移动梁、纵向传动机构、铣头和电气操纵系统组成，所述横向进给机构通过磨头拖板带动磨头沿着高架桥式移动梁横向往复运动，所述垂直进给机构通过磨头拖板带动磨头沿着高架桥式移动梁竖直上下运动，铣头横向进给机构通过铣头拖板带动铣头沿着高架桥式移动梁横向往复运动，铣头垂直进给机构通过铣头拖板带动铣头沿着高架桥式移动梁竖直上下运动。本发明提供的一种落地工作台高架横梁移动式结构的精密数控龙门平面铣磨复合机床，机床集铣床和磨床为一体，铣削和磨削两道加工工序合为一道，大大提高了工作效率；由于工作台固定，工件固定，仅横梁移动，通过较小的电机带动即可，既节能又环保。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工领域，具体涉及一种落地工作台高架横梁移动式结构的精密数控龙门平面铣磨复合机床。
背景技术
磨削加工机械是机床工业的重要组成部分，是发展精密制造业必不可少的关键装备。平面磨削是一种非常重要的机械加工手段。数控平面磨床则是使用范围最广的机床之一，其广泛应用于工业生产各个领域，尤其对模具、工量具、汽车、轴承机械制造等行业更具重要作用。随着技术创新与高科技产品的不断涌现，磨削加工技术应用范围日益扩展，已成为现代制造业中进行精密加工的主要工艺技术，也是高效精密终加工的唯一方法，由于磨削属于精加工，不可能加工大余量的工件，这样不利于加工的效率，如果在铣床上加工后，留少许余量再到磨床上作精密磨削，这样生产效率大大降低。复合型加工机床精密数控落地式平面铣磨床既满足了机械零件的加工精度和表面粗糙度，又大大提高了生产效率。
目前机械零件的加工一般在铣削后转运至磨床进行最后的工序磨削，这样既耗时，又耗能，该机床弥补了传统的工艺工序，节省了机床，节省了车间占地位置，节省了能源等，达到了节能环保的目的。
传统的数控平面磨床和数控铣床均采用工作台移动的方式：大型平面磨床工作台及工件一起运动，通过液压站和油缸推动工作台运动，要推动几十吨甚至上百吨的东西作快速运动，需要耗费巨大的能源才能推动，液压站的油耗也比较高，需要定期更换液压油；传统的数控铣床也采用工作台运动的方式，工作台移动通过大功率的变频电机和减速箱传动，也需要耗费巨大的能源才能推动。
发明内容
为解决上述问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种结构合理、操作方便、精度较高且适用于机械制造各行业的精密数控龙门平面铣磨复合机床。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种落地工作台高架横梁移动式结构的精密数控龙门平面铣磨复合机床，包括双宽底座床身、高架桥式移动梁、纵向传动机构、铣头和电气操纵系统，在所述双宽底座床身的两侧都设有直线导轨，在所述直线导轨上设有所述纵向传动机构，所述高架桥式移动梁处于所述直线导轨上，并且所述纵向传动机构带动所述高架桥式移动梁沿着所述直线导轨做纵向往复运动；
在所述高架桥式移动梁的一端设有磨头、磨头拖板、磨头横向进给机构和磨头垂直进给机构，所述磨头拖板连接所述磨头，所述磨头横向进给机构通过所述磨头拖板带动所述磨头沿着所述高架桥式移动梁横向往复运动，所述磨头垂直进给机构通过所述磨头拖板带动所述磨头沿着所述高架桥式移动梁竖直上下运动；
在所述高架桥式移动梁远离所述磨头的一端设有铣头、铣头拖板、铣头横向进给机构和铣头垂直进给机构，所述铣头拖板连接所述铣头，所述铣头横向进给机构通过所述铣头拖板带动所述铣头沿着所述高架桥式移动梁横向往复运动，所述铣头垂直进给机构通过铣头拖板带动所述铣头沿着所述高架桥式移动梁竖直上下运动；
在所述双宽底座床身一端设有所述电气操纵系统，所述电气操纵系统通过所述磨头横向进给机构和所述磨头垂直进给机构控制所述磨头运动，通过所述铣头横向进给机构和所述铣头垂直进给机构控制所述铣头运动，还通过所述纵向传动机构控制所述高架桥式移动梁运动。
进一步，所述磨头横向进给机构和所述铣头横向进给机构结构相同，均包括所述横向进给机构包括伺服电机、行星轮减速机构、膜片式弹性联轴器、滚珠丝杆副Ⅰ和螺母座Ⅰ，所述伺服电机的输出端连接所述行星轮减速机构，所述行星轮减速机构通过所述膜片式弹性联轴连接所述滚珠丝杆副Ⅰ的滚珠丝杆，所述滚珠丝杆副Ⅰ的螺母通过所述螺母座Ⅰ连接所述磨头拖板或所述铣头拖板。
进一步，所述磨头垂直进给机构和所述铣头垂直进给机构结构相同，均包括交流伺服电机Ⅱ、蜗轮蜗杆减速器、滑板、螺母座Ⅱ、滚珠丝杆副Ⅱ，所述交流伺服电机的输出端连接所述蜗轮蜗杆减速器，所述蜗轮蜗杆减速器连接所述滚珠丝杆副Ⅱ的滚珠丝杆，所述滚珠丝杆副Ⅱ的螺母通过螺母座Ⅱ连接所述磨头拖板或所述铣头拖板。
进一步，所述双宽底座床身设有所述电气操纵系统的一端还设有半封闭防护罩。
进一步，在所述双宽底座床身上还设有排出废屑的螺旋式排屑输送机以及回收磨削冷却液的冷却过滤系统。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种落地工作台高架横梁移动式结构的精密数控龙门平面铣磨复合机床，机床集铣床和磨床为一体，铣削和磨削两道加工工序合为一道，节省了装夹和转运时间，大大提高了工作效率；由于工作台固定，工件固定，仅横梁移动，通过较小的电机带动即可，也不需要大量的液压油，这样既节能又环保。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为横向进给机构的结构示意图；
图3为垂直进给机构的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、半封闭防护罩，2、螺旋式排屑输送机，3、双宽底座床身，4、磨头，5、磨头拖板，6、磨头横向进给机构，7、高架桥式移动梁，8、磨头垂直进给机构，9、铣头拖板，10、冷却过滤系统，11、纵向传动机构，12、铣头，13、电气操纵系统，14、交流伺服电机Ⅱ，15、蜗轮蜗杆减速器，16、滑板，17、滚珠丝杆副Ⅰ，18、螺母座Ⅱ，19、螺母座Ⅰ，20、滚珠丝杆副Ⅱ，21、伺服电机，22、行星轮减速机构，23、膜片式弹性联轴器。
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、2和3所示，一种落地工作台高架横梁移动式结构的精密数控龙门平面铣磨复合机床，包括双宽底座床身3、高架桥式移动梁7、垂直进给机构8、纵向传动机构11、铣头12和电气操纵系统13，在所述双宽底座床身3的两侧都设有直线导轨，在所述直线导轨上设有所述纵向传动机构11，所述高架桥式移动梁7处于所述直线导轨上，并且所述纵向传动机构11带动所述高架桥式移动梁7沿着所述直线导轨做纵向往复运动。纵向进给机构采用齿轮齿条传动，双伺服电机驱动同步结构，自动消除间隙，该传动机构以能以较小驱动力磨较重工件，节能环保。纵向行程的极限，设有安全限位，如运动到极限位置，则自动停机，同时报警。
在所述高架桥式移动梁7的一端设有磨头4、磨头拖板5、磨头横向进给机构6和磨头垂直进给机构8，所述磨头拖板5连接所述磨头4，所述磨头横向进给机构6通过所述磨头拖板5带动所述磨头4沿着所述高架桥式移动梁7横向往复运动，所述磨头垂直进给机构8通过所述磨头拖板5带动所述磨头4沿着所述高架桥式移动梁7竖直上下运动；
在所述高架桥式移动梁7远离所述磨头4的一端设有铣头12、铣头拖板9、铣头横向进给机构和铣头垂直进给机构，所述铣头拖板9连接所述铣头12，所述铣头横向进给机构通过所述铣头拖板9带动所述铣头12沿着所述高架桥式移动梁7横向往复运动，所述铣头垂直进给机构通过铣头拖板9带动所述铣头12沿着所述高架桥式移动梁7竖直上下运动。
如图2所示，所述磨头横向进给机构6和所述铣头横向进给机构结构相同，均包括伺服电机21、行星轮减速机构22、膜片式弹性联轴器23、滚珠丝杆副Ⅰ17和螺母座Ⅰ19，所述伺服电机21的输出端连接所述行星轮减速机构22，所述行星轮减速机构22通过所述膜片式弹性联轴23连接所述滚珠丝杆副Ⅰ17的滚珠丝杆，所述滚珠丝杆副24的螺母通过所述螺母座Ⅰ19连接所述磨头拖板5或所述铣头拖板9。磨头4及磨头拖板5、铣头12及铣头拖板9的横向运动由电气控制，横向进给由功率为1.5KW，2000转/分伺服电机21通过行星轮减速机构22，经膜片式弹性联轴器23带动滚珠丝杆24的滚珠丝杆旋转，迫使与通过螺母座Ⅰ19与磨头拖板5或者铣头拖板9连接滚珠丝杆副24的螺母沿高架桥式移动梁7上的直线导轨作横向移动，从而实现磨头4或者铣头12的横向移动进给。
横向Y轴进给有手动和自动两种，进给方式又分为连续运动和断续运动。运动速度和距离可通过控制系统的按钮和倍率开关自由设定。
横向运动行程，不设往复行程开关，而从磨头进入工件时作为工作原点，工件宽度作为行程进行预设，自动磨削时则在这一设定区内自动往复。横向行程的极限，设有安全限位，如运动到极限位置，则自动停机，同时报警。
滚珠丝杆副24的两端支撑均采用推力球轴承与深沟球轴承的组合，能承受较大的轴向力，采用两端螺母逼紧预拉，从而提高较长丝杆的刚性，丝杆受热后能自由伸长，减少丝杆的弯曲变形。
如图3所示，所述磨头垂直进给机构8和所述铣头垂直进给机构结构相同，均包括交流伺服电机Ⅱ14、蜗轮蜗杆减速器15、螺母座Ⅱ18、滚珠丝杆副Ⅱ20，所述滚珠丝杆副Ⅱ20的螺母固定在所述磨头拖板5或者铣头拖板9上，所述交流伺服电机14的输出端连接所述蜗轮蜗杆减速器15，所述蜗轮蜗杆减速器15连接所述滚珠丝杆副Ⅱ20的滚珠丝杆，所述滚珠丝杆副Ⅱ20的螺母通过螺母座Ⅱ18连接所述磨头拖板5或所述铣头拖板9。磨头4及磨头拖板5、铣头12及铣头拖板9垂直Z轴上下运动由电气控制。垂直进给减速箱装于滑板顶部，由3kW交流伺服电机Ⅱ14驱动蜗轮蜗杆减速器15带动滚珠丝杆副Ⅱ20的滚珠丝杆旋转，所述滚珠丝杆副Ⅱ20的螺母通过螺母座Ⅱ18连接所述磨头拖板5或所述铣头拖板9，滚珠丝杆副Ⅱ20的滚珠丝杆旋转带动整个磨头拖板及磨头4或者5铣头拖板9及铣头12沿高架桥式移动梁7上的垂直导轨作升降运动。
垂直运动有快速升降与进给运动两种，其中进给运动可通过交流伺服控制系统自由选择自动进给、双向进给、单向进给、粗磨量、精磨量、无进给磨削等各项功能及进给量。亦可通过手动方式(即通过装在悬挂按扭站上的电子手轮)进给。进给量可通过伺服控制系统参数设定栏选择。也可以快速移动，为保证安全，机床已有自动升降极限限位，并已设定与磨头4互锁，当启动磨头电机后，磨头4只能快速上升，不能快速下降。磨头4和铣头12垂直进给实现了对工件加工。可自动进给，自动加工。
所述双宽底座床身3设有所述电气操纵系统13的一端还设有半封闭防护罩1。在所述双宽底座床身3上还设有排出废屑的螺旋式排屑输送机2以及冷却所述磨头和铣头12冷却过滤系统10。铣削加工后的铁屑通过螺旋式排屑输送机2自动输送到集渣箱回收，磨削冷却液通过水槽回收到冷却过滤系统10中，再通过高扬程水泵输送至磨头进行循环使用。
在所述双宽底座床身3一端设有所述电气操纵系统13，所述电气操纵系统13通过所述磨头横向进给机构6和所述磨头垂直进给机构8控制所述磨头4运动，通过所述铣头横向进给机构和所述铣头垂直进给机构控制所述铣头12运动，还通过所述纵向传动机构11控制所述高架桥式移动梁7运动。该机床实现四轴联动，进行自动铣削和自动磨削，所有操作均在电气操纵系统13的操纵按钮站实现，操作方便简单，稳定可靠。
综上所述，本发明一种落地工作台高架横梁移动式结构的精密数控龙门平面铣磨复合机床，与现有技术相比，其优点在于：该机床集铣床和磨床为一体，铣削和磨削两道加工工序合为一道，不须拆卸工件即可进行铣削和磨削，减少了工作量，大大节省时间和成本，大大提高了工作效率；另一方面，由于工作台固定，工件固定，仅横梁移动，通过较小的电机带动即可，也不需要大量的液压油，这样既节能又环保。同时，由于该机床能四轴联动，进行自动铣削和自动磨削，降低了劳动强度，也提高了加工效率。因此该机床能适用于机械制造、模具等行业的平面铣削和磨削钢件、铸件及有色金属等材料。
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 (5)
1.一种落地工作台高架横梁移动式结构的精密数控龙门平面铣磨复合机床，其特征在于：包括双宽底座床身(3)、高架桥式移动梁(7)、纵向传动机构(11)和电气操纵系统(13)，在所述双宽底座床身(3)的两侧都设有直线导轨，在所述直线导轨上设有所述纵向传动机构(11)，所述高架桥式移动梁(7)处于所述直线导轨上，并且所述纵向传动机构(11)带动所述高架桥式移动梁(7)沿着所述直线导轨做纵向往复运动；
在所述高架桥式移动梁(7)的一端设有磨头(4)、磨头拖板(5)、磨头横向进给机构(6)和磨头垂直进给机构(8)，所述磨头拖板(5)连接所述磨头(4)，所述磨头横向进给机构(6)通过所述磨头拖板(5)带动所述磨头(4)沿着所述高架桥式移动梁(7)横向往复运动，所述磨头垂直进给机构(8)通过所述磨头拖板(5)带动所述磨头(4)沿着所述高架桥式移动梁(7)竖直上下运动；
在所述高架桥式移动梁(7)远离所述磨头(4)的一端设有铣头(12)、铣头拖板(9)、铣头横向进给机构和铣头垂直进给机构，所述铣头拖板(9)连接所述铣头(12)，所述铣头横向进给机构通过所述铣头拖板(9)带动所述铣头(12)沿着所述高架桥式移动梁(7)横向往复运动，所述铣头垂直进给机构通过铣头拖板(9)带动所述铣头(12)沿着所述高架桥式移动梁(7)竖直上下运动；
在所述双宽底座床身(3)一端设有所述电气操纵系统(13)，所述电气操纵系统(13)通过所述磨头横向进给机构(6)和所述磨头垂直进给机构(8)控制所述磨头(4)运动，通过所述铣头横向进给机构和所述铣头垂直进给机构控制所述铣头(12)运动，还通过所述纵向传动机构(11)控制所述高架桥式移动梁(7)运动。
2.根据权利要求1所述的一种落地工作台高架横梁移动式结构的精密数控龙门平面铣磨复合机床，其特征在于：所述磨头横向进给机构(6)和所述铣头横向进给机构结构相同，均包括伺服电机(21)、行星轮减速机构(22)、膜片式弹性联轴器(23)、滚珠丝杆副Ⅰ(17)和螺母座Ⅰ(19)，所述伺服电机(21)的输出端连接所述行星轮减速机构(22)，所述行星轮减速机构(22)通过所述膜片式弹性联轴(23)连接所述滚珠丝杆副Ⅰ(17)的滚珠丝杆，所述滚珠丝杆副Ⅰ(17)的螺母通过所述螺母座Ⅰ(19)连接所述磨头拖板(5)或所述铣头拖板(9)。
3.根据权利要求1所述的一种落地工作台高架横梁移动式结构的精密数控龙门平面铣磨复合机床，其特征在于：所述磨头垂直进给机构(8)和所述铣头垂直进给机构结构相同，均包括交流伺服电机Ⅱ(14)、蜗轮蜗杆减速器(15)、滑板(16)、螺母座Ⅱ(18)、滚珠丝杆副Ⅱ(20)，所述交流伺服电机(14)的输出端连接所述蜗轮蜗杆减速器(15)，所述蜗轮蜗杆减速器(15)连接所述滚珠丝杆副Ⅱ(20)的滚珠丝杆，所述滚珠丝杆副Ⅱ(20)的螺母通过螺母座Ⅱ(18)连接所述磨头拖板(5)或所述铣头拖板(9)。
4.根据权利要求1至3任一所述的一种落地工作台高架横梁移动式结构的精密数控龙门平面铣磨复合机床，其特征在于：所述双宽底座床身(3)设有所述电气操纵系统(13)的一端还设有半封闭防护罩(1)。
5.根据权利要求1至3任一所述的一种落地工作台高架横梁移动式结构的精密数控龙门平面铣磨复合机床，其特征在于：在所述双宽底座床身(3)还设有排出废屑的螺旋式排屑输送机(2)以及回收磨削冷却液的冷却过滤系统(10)。
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