CN104801727A - 多主轴数控立式专用车床 - Google Patents

Abstract

多主轴数控立式专用车床，包括床座，床座上设有加工机构，加工机构包括两套竖向的主轴单元，两套主轴单元横向靠近排列，主轴单元的后侧设有立柱，立柱上设置竖向的尾座单元和两套进给单元，两套进给单元分别安装在尾座单元的横向两侧；尾座单元包括第一滑动装置，滑动装置安装有尾座，尾座下部设有两套竖向的尾座套筒，尾座套筒位于主轴的上方且分别对应；进给单元包括第二滑动装置、横向移动装置，第二滑动装置上安装横向移动装置，横向移动装置上设有刀架，第一滑动装置、第二滑动装置可在立柱上可竖向运动，横向移动装置在第二滑动装置上课横向运动。本发明能同时加工多个不同品种的凸轮轴零件，生产效率高；设备整体占地面积小。

Description

多主轴数控立式专用车床

技术领域

本发明涉及一种立式数控车床，属于机械加工技术领域，尤其涉及一种多主轴数控立式专用车床。

背景技术

凸轮轴类零件属于一种比较复杂的曲轴，也是汽车、摩托车、内燃机、柴油发动机的关键部件。凸轮轴的主体是一根与气缸长度近似相同的圆柱形棒体，上面有若干个凸轮，它的作用是在适当的时候开启或关闭发动机气缸的阀门。凸轮轴看起来并不是一个很特别的东西，但是它却可以称的上是发动机的心脏。随着汽车工业、内燃机工业的迅速发展，需求量越来越大，加工精度要求越来越高。

目前凸轮轴类零件以磨削方式进行加工，通常采用单主轴立式或卧式数控车床，每台数控机床一次只能装夹一个工件，每台机床需要配备一个操作人员，对于大批量生产，不仅效率低而且浪费人力资源，因而会加大企业的生产成本，不利于实现零件的加工精度统一和提高。另外，现有技术中数控车床在长时间使用后，其排屑机构极易出现冷却水泄露的问题，近而影响环境损坏设备，缩短数控机床的使用寿命。

发明内容

本发明提供一种多主轴数控立式专用车床，它可进行2个以上工件同时加工的专用设备，能提高生产效率，节约人工，具有较高的生产精度，从而可实现大批量生产，解决现有技术中存在的技术问题。

本发明通过以下技术方案予以实现：

多主轴数控立式专用车床，包括床座、主电机、液压站和数控系统，所述床座上设有立式的加工机构，所述加工机构包括两套竖向的主轴单元，两套主轴单元横向靠近排列，其下端固定在床座上，主轴单元的后侧设有立柱，所述立柱上设置竖向的尾座单元和两套进给单元，所述两套进给单元分别安装在尾座单元的横向两侧，每套进给单元和每套主轴单元对应；所述尾座单元包括第一滑动装置，第一滑动装置竖向的安装在立柱中部，竖向滑动装置固定安装有尾座，尾座下部设有两套竖向的尾座套筒，尾座套筒位于主轴单元的上方且分别对应；所述进给单元包括第二滑动装置、横向移动装置和滚珠丝杆，所述第二滑动装置固定在立柱两侧，第二滑动装置上安装横向移动装置，横向移动装置上设有刀架，所述刀架设在第一滑动装置和主轴单元的横向两侧，所述第一滑动装置、第二滑动装置可在立柱上竖向往复运动，所述横向移动装置可带动刀架在第二滑动装置横向往复运动。

如上所述的多主轴数控立式车床，所述床座上设有横向排列的两套加工机构。

如上所述的多主轴数控立式车床，所述第一滑动装置为竖向的尾座导轨，尾座导轨竖向的固定在立柱中部，所述尾座导轨上部设有设有第一拖板，第一拖板上安装尾座，所述第二滑动装置为竖向的刀架导轨，刀架导轨竖向的固定在立柱两侧，所述刀架导轨上安装第二拖板，所述横向移动装置为滑板，滑板安装在第二拖板上，滑板上安装刀架。

如上所述的多主轴数控立式车床，所述主轴单元包括主轴，主轴上设有夹具，夹具上设有拨爪，拨爪上设有多个沿圆周均布的拨动装置，在工件任意安装位置至少有两个拨动装置可带动拨爪和工件旋转；加工机构中两套所述主轴单元中的主轴旋转方向相反，两套主轴的中心距为260～500mm，所述主轴的旋转方向和刀架的横向进给方向相反。

如上所述的多主轴数控立式车床，所述尾座套筒下端设有向下的顶尖，尾座套筒和顶尖之间设有顶尖防坠落装置，顶尖端设有工件初定位装置，所述两个尾座套筒可分别上下伸缩，且可在尾座的带动下一起上下运动。

如上所述的多主轴数控立式车床，所述床座前侧下方设有密闭于铸件中的横向排屑器，横向排屑器设有排水口和排屑口，所述横向排屑器的一侧设有电机，其另一侧为相同的端面，所述横向排屑器侧面设有纵向排屑器。

如上所述的多主轴数控立式车床，所述横向排屑器为螺旋排屑器，所述纵向排屑器为链板排屑器。

如上所述的多主轴数控立式车床，所述床座上部设有防护固定面，所述防护固定面上方设有外壳，所述加工机构设在外壳内，外壳正面设置有L形自动门，所述床座防护固定面外圈设回水槽；所述床座底面设有支腿，其下部设有多个螺旋式调整垫铁。

如上所述的多主轴数控立式车床，所述尾座单元、进给单元中的尾座导轨、刀架导轨设置有两条，所述滚珠丝杠设置在两条刀架导轨的中间。

如上所述的多主轴数控立式车床，所述刀架上设有液压八工位刀塔，所述数控系统为双通道数控系统，可分别对床座上的加工机构进行独立编程操作；所述第一滑动装置的机动行程为0～600mm，套筒伸缩行程为0～95mm，所述顶尖和主轴之间可支撑的工件长度为320～1000mm范围，所述立柱安装尾座导轨处的厚度大于其两侧的厚度。

本发明的优点是：

1、本发明床座上设置多套加工机构，每套加工机构具有现有技术中两套单主轴数控车床的功能，能同时加工多个不同品种的凸轮轴零件；多个加工机构分别用数控系统进行控制，有防护隔开的独立加工区域，可以像多台机床一样各自单独运行；只需要一个操作工人控制，相当于传统的多个操作工作量，较好的降低生产成本，节省人工，大幅提高了生产效率。

2、两套主轴单元中的主轴靠近设置，在两套主轴单元的外侧设有带刀架的进给单元，使得设备整体结构紧凑稳固，极大的节约机床的占地面积，减小设备耗材和投资。

3、高刚性整体床座，减小机床变形，降低机床占地面积，方便集中操作；床座防护固定面外圈设回水槽，杜绝床座防护结合部漏水；螺旋式调整垫铁方便机床水平调整；支腿式床座底面方便机床铲运。

4、对于立柱来说，安装尾座导轨处的厚度大于其两侧的厚度，可增强机床的刚性，通过加高立柱，可使用换刀速度快、夹紧性能可靠的八工位刀塔，防止发生故障，保证可靠生产。左右拖板导轨上下两边为不锈钢伸缩式防护，尾座导轨上下两边为不锈钢整体式防护。

5、主轴箱与床座一体结构，主轴刚性好，回转精度高，通过伺服电机驱动，保证主轴所需的输出扭矩；采用高精度直线导轨和滚珠丝杠，减少传动变形，提高传动精度和支撑刚性。

6、床座设大倾角排屑通道，设置多个大功率冷却泵，冷却、冲屑兼顾，并可单独运行；整体床座，集中排屑，床座内向前排屑，床座下方设左(或右)方向的螺旋排屑器，将铁屑排到设在机床左(或右)侧的链板式排屑器，再将铁屑排到机床后面。横向螺旋排屑器封闭于铸件中，排屑的同时，根本解决冷却漏水的顽症，其排水口与排屑口分离，螺旋排屑器电机端设泄流结构防止电机进水，保障电机寿命；螺旋排屑器两端出口端面一致，方便左右变换。

7、夹具拨爪上设有多个均布的弹簧销伸缩式拨动装置，工件任意安装位置均有2个弹簧销弹出拨动工件旋转；顶尖端设置工件中心孔初定位装置，方便人工对中顶尖，装卸工件；设置倒L形自动门，方便桁架式机器人从上面或关节式机器人从下面实现自动上下料，便于连接自动线。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。

图1是本发明多主轴数控立式专用车床的立体图。

图2为图1的正视图。

图3为图2的A-A向剖视图。

图4为图2的俯视图。

图5为图4的B-B向剖视图。

图6为图2的内部结构示意图。

图7为图6的俯视图。

附图标记：1、床座；2、主电机；3、液压站；4、数控系统；5、主轴单元；6、立柱；7、尾座单元；8、进给单元；9、尾座；10、尾座套筒；11、滚珠丝杠；12、刀架；13、尾座导轨；14、第一拖板；15、刀架导轨；16、第二拖板；17、滑板；18、主轴；19、夹具；20、拨爪；21、顶尖；22、横向排屑器、23、电机、24、纵向排屑器；25、外壳；26、L形自动门；27、支腿；28、调整垫铁。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-6所示，本实施例一种多主轴18数控立式专用车床，多主轴18数控立式专用车床，包括床座1、主电机2、液压站3和数控系统4，床座1上设有立式的加工机构，加工机构包括两套竖向的主轴单元5，两套主轴单元5横向靠近排列，其下端固定在床座上，主轴单元5的后侧设有立柱6，立柱6上设置竖向的尾座单元7和两套进给单元8，两套进给单元8分别安装在尾座单元7的横向两侧；尾座单元7包括第一滑动装置，第一滑动装置竖向的安装在立柱6中部，竖向滑动装置固定安装有尾座9，尾座9下部设有两套竖向的尾座套筒10，尾座套筒10位于主轴单元5的上方且分别对应；进给单元8包括第二滑动装置、横向移动装置和滚珠丝杆，第二滑动装置固定在立柱6两侧，第二滑动装置上安装横向移动装置，横向移动装置上设有刀架12，刀架12设在第一滑动装置和主轴单元5的横向两侧，第一滑动装置、第二滑动装置可在立柱6上竖向往复运动，横向移动装置可带动刀架12在第二滑动装置横向往复运动。

如图5、图6、图7所示，本实施例在床座1上设有横向平行排列的两套加工机构，即具有四个主轴单元5，可实现同时加工4个不同品种的凸轮轴工件，主轴18位于机床下侧，尾座套筒10位于机床上侧。每个加工机构中，两个主轴18做旋向相反的旋转运动，两个尾座套筒10分别做上下伸缩运动，并一起上下移动，拖板在立柱6上做上下往复运动，滑板17在拖板上做左右往复运动。第一拖板和第二拖板16可上下移动，从而可带动尾座单元7和进给单元8竖向运动，滑板17在第二拖板16上可左右移动，刀架12安装在滑板17上，从而可带动刀架12横向运动，较好的完成对凸轮轴类零件的磨削加工。两个主轴单元5中的主轴18相靠，进给单元8分置在其左右，共用一个立柱6，组成一个加工机构，整体床座1，集中排屑，床座1内向前排屑，床座1下方设左(或右)方向排屑的自动排屑器，将铁屑排到设在机床左(或右)侧的后排屑排屑器中，再将铁屑排到机床后面。整体全防护，两个冷却水箱，两个操作箱。两套双通道数控系统4，伺服主轴18电机23，半闭环控制。两个完全相同的加工机构，每个单元用一套数控系统4进行控制，有防护隔开的独立的加工区域，可以像两台机床一样各自单独运行。每个加工机构由两个独立的数控车床组成。一个立柱6，两套单元主轴18和主电机2，两套X/Z向进给、两个刀架12、两个尾座9，一个双通道操作系统及自动防护门，可同时加工两个长度差不超过85mm，长达1000mm不同的工件。

本发明并非多台单主轴立式数控车床的简单组合而来，和单轴立式车床有着本质区别的是，通过采用加工机构中靠近设置的两套主轴18，共用一个立柱6，相邻两主轴18之间的中心距可在260～500mm之间，从而可大大简化设备的占用空间、重量、体积，而同时却具备较大的加工空间和大批量生产的效率，主轴18上方设有带两套尾座9的尾座单元7，在两套主轴单元5的外侧设置有对应的带刀架12的进给单元8，使设备整体结构稳固合理，加工工件的空间利用率高，极大的节约机床的占地面积，减小设备耗材和投资，较好的提高生产效率，节约人工和增加生产效益，方便集中操作管理。

如图5、图6所示，本实施例中第一滑动装置为竖向的尾座导轨13，尾座导轨13竖向的固定在立柱6中部，尾座导轨13上部设有设有第一拖板14，第一拖板14上安装尾座9，第二滑动装置为竖向的刀架导轨15，刀架导轨15竖向的固定在立柱6两侧，刀架导轨15上安装第二拖板16，横向移动装置为滑板17，滑板17安装在第二拖板16上，滑板17上安装刀架12。尾座单元7、进给单元8中的尾座导轨13、刀架导轨15设置有两条，滚珠丝杠11设置在两条刀架导轨15的中间。第一滑动装置、第二滑动装置以及横向移动装置也可以采用其他的结构形式，例如可以是滑杆滑套或者是滑块滑槽等，采用导轨结构，可使用高精度高刚性的直线导轨，减少传动变形，提高传动精度和支撑刚性。

如图5、图6所示，主轴单元5包括主轴18和夹具19，夹具19上设有拨爪20，拨爪20上设有6个沿圆周均布的拨动装置，拨动装置为伸缩式弹簧销，在工件任意安装位置至少有两个拨动装置可带动拨爪20和工件旋转；两套主轴单元5中的主轴18旋转方向相反，主轴18的旋转方向和刀架12的横向进给方向相反。保证主轴18带动工件旋转时具有较好的传动性能，方便工件夹装，缩短时间，提高效率。

如图6所示，本实施例中尾座套筒10下端设有向下的顶尖21，尾座套筒10和顶尖21之间设有顶尖21防坠落装置，顶尖21端设有工件初定位装置，两个尾座套筒10可分别上下伸缩，且可在尾座9的带动上一起上下运动。可保证使用的安全性，方便凸轮轴类零件在主轴18和尾座套筒10之间的夹持定位，提高效率，同一尾座9上两个尾座套筒10的高度可不一样，从而可实现不同种规格的工件加工，方便生产计划和控制，合理配置产能。

如图6、图7所示，本实施例中床座1前侧下方设有密闭与铸件中的横向排屑器22，横向排屑器22设有排水口和排屑口，横向排屑器22的一侧设有电机23，其另一侧设置有相同端口；横向排屑器22的外侧设有纵向排屑器24。其中，横向排屑器22为螺旋排屑器，螺旋排屑器横向两端的排屑口端面一致，纵向排屑器24为链板排屑器。集中排屑，床座1内向前排屑，床座1下方设左(或右)方向排屑的自动排屑器，将铁屑排到设在机床左(或右)侧的后排屑排屑器中，再将铁屑排到机床后面。螺旋排屑器封闭于铸件中，彻底解决冷却漏水的顽症，其排水口与排屑口分离，螺旋排屑器电机23端设泄流结构防止电机23进水，保障电机23寿命；螺旋排屑器两端出口端面一致，方便左右变换，有利于现场安装、更换和维护螺旋螺旋排屑器。

如图1所示，本实施例中在床座1上部设有防护固定面，防护固定面上方设有外壳25，加工机构设在外壳25内，外壳25正面设置有L形自动门26，床座防护固定面外圈设回水槽；床座底面设有支腿27，其下部设有多个螺旋式调整垫铁28。方便人工对中顶尖21，装卸工件；设置倒L形自动门26，方便桁架式机器人从上面或关节式机器人从下面实现自动上下料，便于连接自动线。床座防护固定面外圈设回水槽，杜绝床座防护结合部漏水。

如图5、图6、图7所示，本实施例中刀架12上设有液压八工位刀塔，数控系统4为双通道数控系统4，可分别对床座1上的加工机构进行独立编程操作；第一滑动装置的机动行程为0～600mm，套筒伸缩行程为0～95mm，顶尖21和主轴18之间可支承的工件长度为320～1000mm范围，立柱6安装尾座导轨13处的厚度大于其两侧的厚度。立柱6中部较厚，可保证机床刚性；防护门玻璃处栅格化处理，保证安全；机床后面全封闭防护，达到整体美观；左右单元各自独立操作箱，方便操作；使用换刀速度快、夹紧性能可靠的八工位刀塔，防止发生故障，保证可靠生产。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.多主轴数控立式专用车床，包括床座、主电机、液压站和数控系统，其特征在于，所述床座上设有立式的加工机构，所述加工机构包括两套竖向的主轴单元，两套主轴单元横向靠近排列，其下端固定在床座上，主轴单元后侧设有立柱，所述立柱上设置竖向的尾座单元和两套进给单元，两套所述进给单元分别安装在尾座单元横向两侧；所述尾座单元包括第一滑动装置，第一滑动装置竖向的安装在立柱中部，竖向滑动装置上设有尾座，尾座下部设有两套竖向的尾座套筒，尾座套筒位于主轴单元的上方且分别相对应；所述进给单元包括第二滑动装置、横向移动装置和滚珠丝杆，所述第二滑动装置固定在立柱两侧，第二滑动装置上安装横向移动装置，横向移动装置上设有刀架，所述刀架设在第一滑动装置和主轴单元的横向两侧，所述第一滑动装置、第二滑动装置可在立柱上竖向往复运动，所述横向移动装置可带动刀架在第二滑动装置上横向往复运动。

2.根据权利要求1所述的多主轴数控立式专用车床，其特征在于，所述床座上设有横向排列的两套加工机构。

3.根据权利要求1所述的多主轴数控立式专用车床，其特征在于，所述第一滑动装置包括竖向的尾座导轨，尾座导轨竖向的固定在立柱上，所述尾座导轨上部设有设有第一拖板，第一拖板上安装尾座，所述第二滑动装置包括竖向的刀架导轨，刀架导轨竖向的固定在立柱两侧，所述刀架导轨上安装第二拖板，所述横向移动装置为滑板，滑板安装在第二拖板上，滑板上安装刀架。

4.根据权利要求1或2所述的多主轴数控立式专用车床，其特征在于，所述主轴单元包括主轴，主轴上设有夹具，夹具上设有拨爪，拨爪上设有多个沿圆周均布的拨动装置，在工件任意安装位置至少有两个拨动装置可带动拨爪和工件旋转；加工机构中两套所述主轴单元中的主轴旋转方向相反，两套主轴中心距为260～500mm，所述主轴的旋转方向和刀架的横向进给方向相反。

5.根据权利要求1或2所述的多主轴数控立式专用车床，其特征在于，所述尾座套筒下端设有向下的顶尖，尾座套筒和顶尖之间设有顶尖防坠落装置，顶尖端设有工件初定位装置，所述两个尾座套筒可分别上下伸缩，且可在尾座的带动下一起上下运动。

6.根据权利要求1或2所述的多主轴数控立式专用车床，其特征在于，所述床座前侧下方设有密闭于铸件中的横向排屑器，横向排屑器设有排水口和排屑口，所述横向排屑器的一端设有电机，其另一端设有纵向排屑器。

7.根据权利要求6所述的多主轴数控立式专用车床，其特征在于，所述横向排屑器为螺旋排屑器，螺旋排屑器横向两端的端面一致，所述纵向排屑器为链板排屑器。

8.根据权利要求1或2所述的多主轴数控立式专用车床，其特征在于，所述床座上部设有防护固定面，所述防护固定面上方设有外壳，所述加工机构设在外壳内，外壳正面设置有L形自动门，所述床座防护固定面外圈设回水槽；所述床座底面设有支腿，其下部设有多个螺旋式调整垫铁。

9.根据权利要求3所述的多主轴数控立式专用车床，其特征在于，所述尾座单元、进给单元中的尾座导轨、刀架导轨设置有两条，所述滚珠丝杠设置在两条刀架导轨的中间。

10.根据权利要求2所述的多主轴数控立式专用车床，其特征在于，所述刀架上设有液压八工位刀塔，所述数控系统为双通道数控系统，可分别对床座上的加工单元进行独立编程操作；所述第一滑动装置的机动行程为0～600mm，套筒伸缩行程为0～95mm，所述顶尖和主轴之间可支撑的工件长度为320～1000mm范围，所述立柱安装尾座导轨处的厚度大于其两侧的厚度。