CN104607678B - 五轴车铣复合立式加工中心 - Google Patents

Abstract

五轴车铣复合立式加工中心，床身的后部有可沿X‑Y‑Z三维运动的动柱，动柱上有主轴，主轴下端轴头有圆台孔形刀柄插口，床身上有数控装置和刀库装置，主轴箱体下端的圆台孔形刀柄插口旁连有车刀定位座，床身的前部的工作台有具有制动器的水平轴转台，水平轴转台上有与载物台垂直的具有制动器的电主轴，电主轴的上端连有卡装工件的卡盘。本发明的工作台有水平轴转台，是向工件提供摆动的A轴，水平轴转台上有电主轴，电主轴的上端连有卡装工件的卡盘，是向工件提供转动的C轴，主轴箱体下端的圆台孔形刀柄插口旁连有车刀定位座，配合使用车刀刀套，在工件一次卡装后，既能对工件实施铣削加工也能对工件实施车削加工。

Description

五轴车铣复合立式加工中心

技术领域

本发明涉及一种立式加工中心，特别是一种立式加工中心的工作台。

背景技术

机床是用刀具对金属工件进行切削加工的设备。机床有卡装刀具装置和卡装工件装置，切削加工时，刀具和工件要相对运动。根据刀具和工件的运动状态，切削加工有车削加工和铣削加工，车削加工是刀具固定工件旋转，铣削加工是工件固定刀具旋转。

立式加工中心是具有数控系统、刀库和自动换刀装置的一种高度自动化的数控铣削机床。立式加工中心的床身上有连有主轴箱的立柱、工作台、进给装置、自动换刀装置和数控装置。使用时，根据工件图纸制定工艺方案，编制加工工件的计算机程序，把程序送入加工中心的数控装置，在工作台上卡装工件，在自动换刀装置上放置刀具，数控装置可驱动立式加工中心有关部件自动选择和更换刀具，把刀具安装在主轴上，使刀具和工件执行程序所定的相应运动。立式加工中心具有较高的生产效率。

根据进给装置结构的不同，立式加工中心有定台动柱和定柱动台两种立式加工中心。

定台动柱的立式加工中心有床身，床身上有定位连在床身前部的水平工作台，床身上的后部有水平的横向滑道，横向滑道上有可在横向滑道上滑动的横向滑座，床身与横向滑座之间有横向进给装置，横向滑座上有水平的纵向滑道，纵向滑道上有可在纵向滑道上滑动的纵向滑座，横向滑座与纵向滑座之间有纵向进给装置，纵向滑座上定位连有立柱，立柱前部有与水平面垂直的垂直滑道，垂直滑道上有可在垂直滑道上滑动的主轴总成，主轴总成有箱体，箱体内有用传动装置相连的主电机和主轴，立柱与主轴总成的箱体之间有垂直进给装置，主轴下端有圆台孔形刀柄插口，床身上有数控装置和刀库装置，床身上有数控装置和刀库，主轴刀具插口与刀库之间有换刀机械手。

上述定台动柱立式加工中心的主轴箱连有可使刀具在直角坐标系的X-Y-Z三维运动的进给装置，是三轴立式加工中心。使用时，工件卡装在工作台上，具有圆台形刀柄的刀具卡装在主轴下端的圆台孔形刀柄插口内，主轴可带动刀具旋转，在三维进给装置的驱动下，按程序对工件进行铣削加工。

上述立式加工中心的卡装工件装置是固定的工作台，卡装刀具装置只能卡装具有圆台形刀柄的铣刀。使用时，工件卡装在工作台上后，工件不能旋转，在主轴下端的圆台孔形刀柄插口内也不能卡装车刀。这种立式加工中心只能对工件实施铣削加工，不能对工件实施车削加工，如果工件既有需要车削加工部分也有需要铣削加工部分，就要把该工件分别在车床和铣床上分别卡装切削。不仅费工、费时，还影响加工后产品的精度。

现有技术中，没有在工件一次卡装后、既能对工件实施铣削加工也能对工件实施车削加工的车铣复合立式加工中心。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述不足，提出一种在工件一次卡装后，既能对工件实施铣削加工也能对工件实施车削加工的五轴车铣复合立式加工中心。

本发明是用如下方法实现的。

五轴车铣复合立式加工中心有床身，床身上的后部有水平的纵向滑道，纵向滑道上有可在纵向滑道上滑动的纵向滑座，床身与纵向滑座之间有纵向进给装置，纵向滑座上有水平的横向滑道，横向滑道上有可在横向滑道上滑动的横向滑座，横向滑座与纵向滑座之间有横向进给装置，横向滑座上定位连有立柱，立柱上有与水平面垂直的垂直滑道，垂直滑道上有可在垂直滑道上滑动的主轴总成，主轴总成有箱体，箱体内有用传动装置相连的主电机和主轴，立柱与主轴总成的箱体之间有垂直进给装置，主轴下端轴头有圆台孔形刀柄插口，床身上有数控装置和刀库装置，

上述主轴箱体下端的圆台孔形刀柄插口旁连有车刀定位座，车刀定位座有定位座体，定位座体上端有安装孔，定位座体内有两个与主轴平行的上段直径大、下段直径小的阶梯孔，阶梯孔的上段孔上孔口有密封挡盖，定位座体的下端有阶梯孔的下孔口，阶梯孔内有上端在阶梯孔的上段孔内、下端伸出下孔口的弹性销，弹性销与阶梯孔的下段孔之间有密封环，弹性销的下端有圆台形端头，弹性销与密封挡盖之间有使弹性销受到向下方力的弹簧，弹性销内、弹性销的上端面与圆台形端头的圆台面之间有气体通道，阶梯孔的上段孔侧向有进气口，车刀定位座用插在安装孔内的螺栓连在主轴箱体下端的圆台孔形刀柄插口旁，

床身的前部连有具有制动器的水平轴转台，水平轴转台的载物台上有与载物台垂直的具有制动器的电主轴，电主轴的上端连有卡装工件的卡盘。

本发明床身的工作台有水平轴转台，水平轴转台具有制动器，水平轴转台的载物台上有与载物台垂直的电主轴，电主轴具有制动器，电主轴的上端连有卡装工件的卡盘，把工件卡装在卡盘上后，水平轴转台和电主轴在制动状态下，可以用刀具对工件作铣削加工。

本发明配合具有车刀刀套的车刀还可以实施车削加工使用。

车刀刀套有圆柱形过渡柄，过渡柄的上段是与上述主轴下端轴头的圆台孔形刀柄插口相配合的圆台形刀柄，过渡柄的下段有与车刀的圆柱形刀柄相配合的圆柱孔形车刀柄插口，过渡柄的下段有径向法兰，径向法兰下面连有定位板，定位板上有当过渡柄上段的圆台形刀柄插入本发明的主轴下端刀柄插口后、与所述弹性销下端的圆台形端头相配合的圆台形限位孔。

使用前，在车刀刀套的车刀柄插口内卡装车刀，把连有车刀刀套的车刀放在本发明刀库的适当位置。

用本发明作车削加工时，从刀库中取出连有车刀刀套的车刀，把车刀刀套上段的圆台形刀柄插入本发明主轴下端的圆台孔形刀柄插口内，同时车刀定位座的弹性销下端的圆台形端头也插入车刀刀套下段的圆台形限位孔内，则车刀被固定在主轴的箱体上不动，把工件卡装在卡盘上，用电主轴驱动卡盘带动工件旋转，可以用车刀对工件实施车削加工。

为了保证车刀准确定位，在弹性销下端的圆台形端头插入圆台形限位孔后，圆台形端头的圆台面与圆台形限位孔的圆台面应精确地配合。为了检测圆台形端头插入圆台形限位孔后、圆台形端头圆台面与圆台形限位孔的圆台面的配合精度，可以从阶梯孔的上段孔侧向进气口通入压缩空气，压缩空气经阶梯孔的上段孔和弹性销内、弹性销的上端面与圆台形端头的圆台面之间有气体通道到达圆台形端头的圆台面与圆台形限位孔的圆台面的配合处，如果配合精度高则通入的压缩空气不会泄漏，在进气口处可以保持压缩空气的压力。根据进气口通入阶梯孔的压缩空气的压力，可以检测圆台形端头的圆台面与圆台形限位孔的圆台面的配合精度。

本发明床身的工作台有水平轴转台，是向工件提供摆动运动的A轴，水平轴转台具有制动器，水平轴转台的载物台上有与载物台垂直的电主轴，电主轴具有制动器，电主轴的上端连有卡装工件的卡盘，是向工件提供转动运动的C轴，主轴箱体下端的圆台孔形刀柄插口旁连有车刀定位座，配合使用车刀刀套，在工件一次卡装后，既能对工件实施铣削加工也能对工件实施车削加工，由于水平轴转台可以驱动电主轴摆动，本发明可以对工件多个面上的部件作车削加工。

下面结合附图，对本发明作进一步地说明。

附图说明

图1是根据本发明的发明方案提出的一种五轴车铣复合立式加工中心的立体示意图；

图2是图1中主轴箱体下端处的主视局部放大示意图；

图3是车刀定位座的主视局剖示意图；

图4是图3的侧视局剖示意图；

图5是图3的俯视示意图；

图6是图4的拆分示意图；

图7是车刀刀套的主视示意图；

图8是图7的A-A剖视示意图；

图9是连有车刀时图8的拆分示意图

图10是在使用状态时，主轴箱体下端处的主视局部放大拆分示意图。

具体实施方式

图1~图10中，五轴车铣复合立式加工中心有床身1，床身上的后部有水平的纵向滑道2，纵向滑道上有可在纵向滑道上滑动的纵向滑座3，床身与纵向滑座之间有纵向进给装置4，纵向滑座上有水平的横向滑道5，横向滑道上有可在横向滑道上滑动的横向滑座6，横向滑座与纵向滑座之间有横向进给装置7，横向滑座上定位连有立柱8，立柱上有与水平面垂直的垂直滑道9，垂直滑道上有可在垂直滑道上滑动的主轴总成10，主轴总成有箱体，箱体内有用传动装置相连的主电机和主轴，立柱与主轴总成的箱体之间有垂直进给装置11，主轴下端轴头有圆台孔形刀柄插口12，床身上有数控装置（图中未画出）和刀库装置13，

上述主轴箱体下端的圆台孔形刀柄插口旁连有车刀定位座14，车刀定位座有定位座体31，定位座体上端有安装孔32，定位座体内有两个与主轴平行的上段直径大、下段直径小的阶梯孔15，阶梯孔的上段孔上孔口有密封挡盖33，定位座体的下端有阶梯孔的下孔口34，阶梯孔内有上端在阶梯孔的上段孔内、下端伸出下孔口的弹性销16，弹性销与阶梯孔的下段孔之间有密封环35，弹性销的下端有圆台形端头17，弹性销与密封挡盖之间有使弹性销受到向下方力的弹簧18，弹性销内、弹性销的上端面与圆台形端头的圆台面之间有气体通道36，阶梯孔的上段孔侧向有进气口37，车刀定位座用插在安装孔内的螺栓38连在主轴箱体下端的圆台孔形刀柄插口旁，

床身的前部连有具有制动器水平轴转台19，水平轴转台的载物台20上有与载物台垂直的具有制动器的电主轴21，电主轴的上端连有卡装工件的卡盘22。

图1、图2、图7~图10中，与本发明配合的车刀刀套23有圆柱形过渡柄24，过渡柄的上段是与上述主轴下端轴头的圆台孔形刀柄插口相配合的圆台形刀柄25，过渡柄的下段有与车刀的圆柱形刀柄相配合的圆柱孔形车刀柄插口26，过渡柄的下段有径向法兰27，径向法兰下面连有定位板28，定位板上有当过渡柄上段的圆台形刀柄插入本发明的主轴下端刀柄插口后、与所述弹性销下端的圆台形端头相配合的限位孔29。

车刀30的圆柱形刀柄嵌在车刀刀套的车刀柄插口26内。

在安装车刀时，弹性销下端的圆台形端头插入圆台形限位孔后，圆台形端头圆台面应与圆台形限位孔的圆台面精确地配合。如果在切削作业时上述圆台形配合面上夹有小铁屑等固体杂质，在弹性销下端的圆台形端头插入圆台形限位孔后，圆台形端头圆台面与圆台形限位孔的圆台面不能保证精确地配合，则在进气口处就不能保持压缩空气的压力，造成进气口处压缩空气的压力下降。为了在因为上述原因圆台形端头插入圆台形限位孔后不能保证精确配合时能发出报警信号，在进气口处可以连有压力继电器，当圆台形端头圆台面与圆台形限位孔的圆台面不能保证精确配合使进气口处压缩空气的压力下降时，压力继电器能发出报警信号。

图2、图4~图6和图10中，在进气口37处连有压力继电器39。

Claims (2)

1.一种五轴车铣复合立式加工中心，有床身，床身上的后部有水平的纵向滑道，纵向滑道上有可在纵向滑道上滑动的纵向滑座，床身与纵向滑座之间有纵向进给装置，纵向滑座上有水平的横向滑道，横向滑道上有可在横向滑道上滑动的横向滑座，横向滑座与纵向滑座之间有横向进给装置，横向滑座上定位连有立柱，立柱上有与水平面垂直的垂直滑道，垂直滑道上有可在垂直滑道上滑动的主轴总成，主轴总成有箱体，箱体内有用传动装置相连的主电机和主轴，立柱与主轴总成的箱体之间有垂直进给装置，主轴下端轴头有圆台孔形刀柄插口，床身上有数控装置和刀库装置，其特征在于：

上述主轴箱体下端的圆台孔形刀柄插口旁连有车刀定位座，车刀定位座有定位座体，定位座体上端有安装孔，定位座体内有两个与主轴平行的上段直径大、下段直径小的阶梯孔，阶梯孔的上段孔上孔口有密封挡盖，定位座体的下端有阶梯孔的下孔口，阶梯孔内有上端在阶梯孔的上段孔内、下端伸出下孔口的弹性销，弹性销与阶梯孔的下段孔之间有密封环，弹性销的下端有圆台形端头，弹性销与密封挡盖之间有使弹性销受到向下方力的弹簧，弹性销内、弹性销的上端面与圆台形端头的圆台面之间有气体通道，阶梯孔的上段孔侧向有进气口，定位座体用在安装孔内的螺杆连在主轴箱体下端的圆台孔形刀柄插口旁，

床身的前部连有具有制动器的水平轴转台，水平轴转台的载物台上有与载物台垂直的具有制动器的电主轴，电主轴的上端连有卡装工件的卡盘。

2.按权利要求1所述的五轴车铣复合立式加工中心，其特征是：所述的进气口处连有压力继电器。