CN105033770B - 一种多轴多面加工的数控机床 - Google Patents

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    • B23Q37/00Metal-working machines, or constructional combinations thereof, built-up from units designed so that at least some of the units can form parts of different machines or combinations; Units therefor in so far as the feature of interchangeability is important

Abstract

本发明涉及数控机床领域,尤其涉及一种多轴多面加工的数控机床,包括机床底座、加工横梁、纵向机头、和横向机头;机床底座上表面设有X轴线轨、Y1轴线轨和Y2轴线轨;加工横梁与横向机头分别滑动设置于Y1轴线轨和Y2轴线轨;横梁设有Z轴线轨;纵向机头滑动设于Z轴线轨;纵向机头与横向机头都设有一个加工主轴。本发明根据上述内容,提出一种新型数控机床,包括横向机头和纵向机头,横向机头和纵向机头上设有的加工主轴能够同时对工件进行加工,两个机头和对应安装于其的加工主轴在机床底座上的运动是相对独立的,可以分开控制,也可以协同控制同时加工,使得数控机床的加工控制更加多样化,灵活性高,从而使得数控机床的加工效率更高,适用范围更加广。

Description

一种多轴多面加工的数控机床
技术领域
[0001]本发明涉及数控机床领域,尤其涉及一种多轴多面加工的数控机床。
背景技术
[0002]绝大多数传统的数控机床只设有一个加工主轴,为了利用一个主轴来实现多面加 工的效果,在主轴的安装结构上设置了分度盘等可旋转装置,来改变主轴的加工方向。但 是,这种加工方式使得主轴在切换加工面后的定位过程变得极其复杂。如主轴加工完一个 水平上表面后,要切换到竖直侧面上某一个点开始加工,就需要主轴先退刀,然后旋转一定 角度,在通过在X、Y、Z轴上的综合移动,才能定位到该侧面的某一个点上进行加工,而且这 种对刀的误差很大,使得零件加工精度大大降低;这个旋转移动对刀的过程,需要根据主轴 旋转的角度、刀具长度和具体加工点的位置来综合计算的到。使得数控机床在对具体工件 进行多面加工的操作变得极其复杂,也同时大大的增加了编程的难度。
[0003]现有技术中也出现了同时设有多个加工主轴的数控机床,但是这些机床上设置的 若干个主轴是平行设置的,相当于就是简单的增加了主轴的数量,从而使得数控机床能同 时加工多个工件,增加了机床的加工效率。但是,这种多轴数控机床不能利用增设的主轴同 时来加工工件的多个面,只是一定程度上增加了加工效率,不能满足更多零件的加工需要。
发明内容
[0004]本发明的目的在于提出一种具有多面加工功能,加工自由度更高的数控机床。 [0005]为达此目的,本发明采用以下技术方案:
[0006] —种多轴多面加工的数控机床,包括机床底座、加工横梁、纵向机头、和横向机头; [0007]进一说明,所述机床底座上表面设有X轴线轨以及与X轴线轨垂直的线轨和Y2 轴线轨;所述X轴线轨滑动设有工作台;所述加工横梁滑动设置于所述^轴线轨,所述横向 机头滑动设置于所述Y2轴线轨;所述加工横梁设有与X轴线轨水平垂直的y3轴线轨以及与所 述Y3轴线轨竖直垂直的Z轴线轨;所述纵向机头滑动设于所述Z轴线轨;
[0008]更优的,所述纵向机头与所述横向机头都设有一个加工主轴。
[0009] 进一步说明,所述机床底座包括左侧底座、右侧底座和X轴底座;所述左侧底座和 所述右侧底座分别拼接在所述X轴底座的两侧,所述心轴线轨和Y2轴线轨分别设于所述左侧 底座和右侧底座上表面,并位于所述X轴线轨的两侧。
[0010] 更优的,所述纵向机头与所述横向机头都设有一个加工主轴,所述纵向机头下端 设置的的所述加工主轴可绕Z轴方向旋转360度,在竖直面正负旋转90度。
[0011] 进一步说明,所述纵向机头下端设置的所述加工主轴包括一个加工轴和一个底 座,所述加工轴旋转安装于所述底座,并可以绕着所述底座设有的水平转轴正负旋转90度, 所述底座固定于所述纵向机头的下端并可以绕着Z轴方向旋转360度。
[0012]更优的,所述左侧底座和所述右侧底座对齐,使得所述心轴线轨和Y2轴线轨共线。 [0013]进一步说明,所述加工横梁由包括横梁和一侧的立柱,所述横梁连接于所述立柱 的上端,所述立柱下端滑动设于所述Y2轴线轨,所述横梁设有z向滑板,所述Z向滑板设有z 轴线轨,所述纵向机头设于所述Z轴线轨。
[0014]更优的,所述工作台在所述X轴线轨上的滑动、所述横向机头在所述¥1轴线轨上的 滑动、所述纵向机头在所述Z轴线轨上的滑动和所述横梁在所述Y2轴线轨上的滑动,都是由 丝杆驱动的。
[0015]本发明根据上述内容,提出一种新型数控机床,包括所述横向机头和所述纵向机 头,所述横向机头和所述纵向机头上设有的所述加工主轴能够同时对工件进行加工,两个 机头和对应安装于其的所述加工主轴在所述机床底座上的运动是相对独立的,可以分开控 制,也可以协同控制同时加工,使得所述数控机床的加工控制更加多样化,灵活性高,从而 使得所述数控机床的加工效率更高,适用范围更加广。
附图说明
[0016] 图1是本发明的一个实施例的结构示意图;
[0017] 图2是本发明的一个实施例中所述加工主轴的结构示意图。
[0018] 其中:机床底座100,左侧底座110,X轴底座112,右侧底座120,工作台130,分度盘 140,工件的工装夹具150,加工横梁200,横梁210,立柱220,纵向机头300,加工主轴340,加 工轴342,底座341,横向机头400,X轴线轨510,Yi轴线轨520,Y2轴线轨530,Y3轴线轨540,Z轴 线轨550,刀库600。
具体实施方式
[0019] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0020] 如图1 -2所示,一种多轴多面加工的数控机床,包括机床底座1 〇〇、加工横梁200、纵 向机头300和横向机头400;所述机床底座100上表面设有X轴线轨510以及与X轴线轨510垂 直的h轴线轨520和Y2轴线轨530;所述X轴线轨510滑动设有工作台130;所述加工横梁200滑 动设置于所述Yi轴线轨520,所述横向机头400滑动设置于Y2轴线轨530;所述加工横梁200设 有与X轴线轨510水平垂直的Y3轴线轨540以及与所述Y3轴线轨540竖直垂直的Z轴线轨550; 所述纵向机头300滑动设于所述Z轴线轨550;所述纵向机头300和所述横向机头400通过可 旋转的分度盘140分别设有第一加工主轴340和第二加工主轴340。
[0021] 更详细的说明,所述纵向机头300的下端设置的的所述加工主轴340可绕Z轴方向 旋转360度,在竖直面正负旋转90度。如图2所示,具体结构为,所述纵向机头300的下端设置 的所述加工主轴340包括一个加工轴342和一个底座341,所述加工轴342旋转安装于所述底 座341,并可以绕着所述底座341设有的水平转轴正负旋转90度,所述底座固342定于所述纵 向机头300的下端并可以绕着Z轴方向旋转360度。
[0022] 所述数控机床采用在所述横向机头400和所述纵向机头300上都设置了具有加工 作用的主轴,更优的是所述的这两个主轴是分别位于两个独立运动的机头上,分别位于工 件的两个不同面上,当所述机头在对应的线轨上移动时,具有良好的加工自由度;两个不同 方向上的所述加工主轴340可以分别对工件的顶面和四周侧面精准加工,详细的说明,所述 横向机头400上设有的所述加工主轴340能够经过简单快速的调整,迅速在工件四周的侧面 上找到准确的定位,不用再去调节所述纵向机头3〇〇上设有的所述加工主轴340来加工侧 面;同时,所述横向机头400和所述纵向机头300上设有的所述加工主轴340能够同时对工件 进行加工,两个机头和对应安装于其的所述加工主轴340在所述机床底座100上的运动是相 对独立的,可以分开控制,也可以协同控制同时加工;所述加工主轴340是通过具有一定旋 转自由度的分度盘140安装于所述横向机头400和所述纵向机头300的,因此使得所述加工 主轴340具有更好的加工自由度,能满足更多不同工件的加工需要;根据上述内容使得所述 数控机床的加工控制更加多样化,灵活性高,从而使得所述数控机床的加工效率更高,适用 范围更加广。
[0023] 所述机床底座100包括左侧底座110、右侧底座120和X轴底座;所述左侧底座110和 所述右侧底座120分别拼接在所述X轴底座的两侧,所述Yi轴线轨520和Y2轴线轨530分别设 于所述左侧底座110和右侧底座120上表面,并位于所述X轴线轨510的两侧。
[0024] 所述X轴线轨510是将传统数控机床中的Y线轨分开成所述心轴线轨520和¥2轴线轨 530两部分,从而使得所述心轴线轨520和心轴线轨530不是一个整体,具有独立设置的特性, 也为所述横向机头400和所述纵向机头300具有独立加工运动提供了设置基础。
[0025] 工件的工装夹具150通过可水平360度旋转的分度盘140安装于所述工作台130的 上表面,所述工装夹具为三个平行设置的平口钳。
[0026]因为很多工件往往不是一个侧面需要加工,因此直接将其固定在所述工作台130 上表面,所述加工主轴340将一个侧面加工完成后,再停机重新安装工件、定位,这样就使得 工件侧面的加工过程繁琐,加工精度也大大降低;设置了所述分度盘140之后,所述加工主 轴340每加工完成一个侧面,所述工件在所述分度盘140上转动一定角度,从进行下一个侧 面的加工,因为每个分度盘140具有对应的刻度,因此省去工件旋转工件后进行定位的过 程,进一步使得所述工件的加工更加简单、快速。
[0027] 所述左侧底座110和所述右侧底座120对齐,使得所述h轴线轨520和Y2轴线轨530 共线。
[0028] 很多情况下,工件的的顶面和侧面加工是同时进行的,将所述丫:轴线轨520和YS轴 线轨530共线,使得所述横向机头400和纵向机头300在同时分别对工件顶面和侧面进行加 工时,在X轴方向上的坐标是相同的,从而大大简化了控制难度。
[0029] 所述加工横梁200由包括横梁210和一侧的立柱220,所述横梁210连接于所述立柱 220的上端,所述立柱220下端滑动设于所述Y2轴线轨530,所述横梁210设有Z向滑板,所述Z 向滑板设有Z轴线轨550,所述纵向机头300设于所述Z轴线轨550;所述立柱220设有可对所 述纵向机头300设有的主轴进行换刀的刀库600;所述刀库600包括固定座、库身和设置于库 身内部的旋转刀盘,所述库身通过底座安装固定于所述立柱220的侧面,使得所述旋转刀盘 绕Z轴旋转进行换刀。
[0030] 所述横梁210大致为L形,倒立设置在所述机床的底座上;这样既不会影响另一侧 所述横向机头400的设置,又使得所述X轴底座从所述横梁210下方穿过,具有足够的移动空 间,从而使得所述数控机床的机构更加科学合理,使用范围更加广泛。此外更优的所述数控 机床的纵向机头300上设置的所述加工主轴340可根据加工需要进行刀具更换,而且所述刀 库600是直接与对应的控制箱进行电连接的,不需要人工操作,从而实现了所述数控机床的 全自动加工。
[0031] 所述工作台130在所述X轴线轨510上的滑动、所述横向机头400在所述Y:轴线轨 520上的滑动、所述纵向机头300在所述Z轴线轨55〇上的滑动和所述横梁210在所述Y2梱线 轨530上的滑动,都是由丝杆驱动的。
[0032] 因为在加工过程中所述加工机头的运动是要靠在对应的线轨上滑动实现的,而且 滑动过程中运动的平稳性很大程度上影响了加工的精度,而丝杆传动在满足了稳定驱动的 前提下,也保证了运动的稳定性,从而简介保证了所述数控机床良好的加工精度。
[0033]以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的 原理,而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释本领域的枋太 念SSS巧嚣=喊娜阿联麵本发働其它具体实施方式,这些方式都将落入

Claims (3)

1.一种多轴多面加工的数控机床,其特征在于,包括机床底座、加工横梁、纵向机头、和 横向机头; 所述机床底座上表面设有X轴线轨以及与X轴线轨垂直的Yi轴线轨和Y2轴线轨;所述X轴 线轨滑动设有工作台;所述加工横梁滑动设置于所述心轴线轨,所述横向机头滑动设置于 所述Y2轴线轨;所述加工横梁设有与X轴线轨水平垂直的Y3轴线轨以及与所述Y3轴线轨竖直 垂直的Z轴线轨;所述纵向机头滑动设于所述Z轴线轨; 所述纵向机头与所述横向机头都设有一个加工主轴,所述纵向机头下端设置的所述加 工主轴可绕Z轴方向旋转360度,在竖直面正负旋转90度; 所述加工横梁由包括横梁和一侧的立柱,所述横梁连接于所述立柱的上端,所述立柱 下端滑动设于所述Y2轴线轨,所述横梁设有Z向滑板,所述Z向滑板设有Z轴线轨,所述纵向 机头设于所述Z轴线轨; 所述工作台在所述X轴线轨上的滑动、所述横向机头在所述心轴线轨上的滑动、所述纵 向机头在所述Z轴线轨上的滑动和所述横梁在所述Y2轴线轨上的滑动,都是由丝杆驱动的; 所述纵向机头下端设置的所述加工主轴包括一个加工轴和一个底座,所述加工轴旋转 安装于所述底座,并可以绕着所述底座设有的水平转轴正负旋转90度,所述底座固定于所 述纵向机头的下端并可以绕着Z轴方向旋转360度;工件的工装夹具通过可水平360度旋转 的分度盘安装于所述工作台的上表面。
2. 根据权利要求1所述的一种多轴多面加工的数控机床,其特征在于,所述机床底座包 括左侧底座、右侧底座和X轴底座;所述左侧底座和所述右侧底座分别拼接在所述X轴底座 的两侧,所述Yi轴线轨和Y2轴线轨分别设于所述左侧底座和右侧底座上表面,并位于所述X 轴线轨的两侧。
3. 根据权利要求2所述的一种多轴多面加工的数控机床,其特征在于,所述左侧底座和 所述右侧底座对齐,使得所述心轴线轨和Y2轴线轨共线。
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