CN105127843A - 实用型加工中心 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种实用型加工中心，属于机械加工设备领域，包括铣床床身、立柱、主轴箱和传动件，所述立柱的下端与所述铣床床身连接，所述传动件固定连接在所述立柱上，所述主轴箱通过所述传动件与所述立柱滑动连接，所述主轴箱还包括用于驱动主轴的第一驱动电机，所述第一驱动电机设置在所述主轴箱的上方。本发明提供的实用型加工中心通过对现有的铣床的铣头进行改进，在现有铣床的床身上竖直安装立柱，用于带动主轴箱上下运动的传动件连接在立柱上，这样主轴箱就能相对与立柱上下滑动，增大了铣床Z轴的行程，使换刀变的更加便捷，也提高了加工精度。

Description

实用型加工中心
技术领域
本发明涉及机械加工设备领域，具体而言，涉及实用型加工中心。
背景技术
现有的经济型数控铣床，是在普通炮塔铣床的基础上，加上数控系统结合伺服电机而改造成的，具有编程自动加工的功能，能进行x、y、z三轴直线及圆弧差补，有三轴、四轴联动，基本能满足普通批量加工要求，但由于Z轴加工行程较小，在加工工件时，工作台需要上下调整，保持与刀具的高度以满足不同的加工材料装夹，通常工作台的重心较高等诸多因素，所以产生整体刚性不强，导致精度较低等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实用型加工中心，以改善上述Z轴行程较小导致精度较低的问题。
本发明是这样实现的：
基于上述目的，本发明提供了一种实用型加工中心，包括铣床床身、立柱、主轴箱和传动件，所述立柱的下端与所述铣床床身连接，所述传动件固定连接在所述立柱上，所述主轴箱通过所述传动件与所述立柱滑动连接，所述主轴箱还包括用于驱动主轴的第一驱动电机，所述第一驱动电机设置在所述主轴箱的上方。
现有的铣床Z轴行程较短，精度也不高，而且由于Z轴的行程短，不能实现自动换刀，本发明提供的实用型加工中心，在现有铣床的基础上，对其铣头进行改进，即节约成本，同时也大大的提高了现有铣床的性能，在现有铣床的床身上安装立柱，用于带动主轴箱上下运动的传动件连接在立柱上，这样主轴箱就能相对与立柱上下滑动，增大了铣床Z轴的行程，使换刀变的更加便捷，扩张了机床的加工范围，同时也能满足产品的高光度要求。
进一步地，所述传动件为滚珠丝杠；所述立柱包括一个竖直的工作面，所述工作面上设有凹腔和两条以上导轨，所述凹腔和所述导轨沿所述工作面的长度方向延伸，所述滚珠丝杠安装在所述凹腔内，所述滚珠丝杠轴心线沿所述凹腔的长度方向延伸，两条以上的所述导轨分别设置在所述凹腔的两边，所述主轴箱与所述导轨滑动连接。
在立柱上设置导轨，主轴箱与导轨滑动连接，主轴箱能沿导轨上下滑动，滚珠丝杠与主轴箱之间是螺纹配合，这样在滚珠丝杠转动时，由于主轴箱与导轨连接，就使主轴箱不能随滚珠丝杠转动，而由于螺纹配合的关系，主轴箱会随着滚珠丝杠的正转或者反转而沿立柱向上或者向下滑动，从而增加Z轴的行程，达到提高精度的目的。
进一步地，所述实用型加工中心还包括第二驱动电机，所述第二驱动电机安装在所述立柱上或者立柱内，所述第二驱动电机的输出轴驱动连接所述滚珠丝杠。
加上用于控制滚珠丝杠的第二驱动电机后，能通过控制第二驱动电机来控制滚珠丝杠的转动，第二驱动电机也可以采用伺服电机，伺服电机可以控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，从而进一步提高加工精度。
进一步地，所述主轴箱下端设置有用于安装所述主轴的头座，所述头座上安装BT30或者BT40主轴。
本发明通过对头座改进，增加其强度，使之能安装BT30或者BT40主轴，这种主轴相对于现有的铣床主轴具有更快的最大转速，高转速是提高加工范围及加工表面要求高光的必要条件。
进一步地，所述实用型加工中心还包括刀库，所述刀库与所述立柱固定连接。
目前的加工产品越来越趋于复杂化，一个产品需要几把甚至几十把刀具才能完成一次性完成加工，且好多产品都趋于小型化，现有的铣床由于Z轴行程较短，无法实现自动换刀，而通过改变铣头使Z轴行程增加后，使之具备安装刀库的条件，安装刀库能实现自动换刀，极大的节约了人工劳动力和加工时间，同时也提高了产品的精度。
进一步地，所述主轴箱还包括气动打刀缸，所述气动打刀缸安装在所述头座上。
气动打刀缸是一种高效的刀具锁紧装置，且换刀方便快捷。
进一步地，所述导轨包括线轨和硬轨。
线轨能满足高速运行提高效率，硬轨能提高Z轴重切削能力，适合产品的重切削。
进一步地，所述立柱还包括防尘板，所述防尘板覆盖在所述立柱的上端。
防尘板能防止加工粉尘落入立柱内，同时防尘板与立柱可拆卸链接，一段时间后也能对立柱内部进行清理。
进一步地，所述主轴箱还包括电机调整板，所述电机调整板设置在所述第一驱动电机下端，所述第一驱动电机通过所述电机调整板连接在所述主轴箱上。
调整板能帮助第一驱动电机与主轴箱连接，同时，调整板具有一定的减震作用，电机在工作时会产生震动，这种震动会传给主轴箱进而影响加工精度，调整板能杜绝这种震动，为高精度的加工提供保障。
进一步地，所述铣床床身为炮塔铣床的床身。
本发明对铣头的改进更适合炮塔铣床，通过对炮塔铣床的改进，能大大的提高工作效率和加工精度。
与现有技术相比，本发明实现的有益效果是：
本发明提供的实用型加工中心包括铣床床身、立柱、主轴箱和用于带动所述主轴箱上下运动的传动件，通过对现有的铣床的铣头进行改进，在现有铣床的床身上竖直安装立柱，用于带动主轴箱上下运动的传动件连接在立柱上，这样主轴箱就能相对与立柱上下滑动，增大了铣床Z轴的行程，使换刀变的更加便捷，也提高了加工精度，最主要的是将普通机床升级为适合多种刀具加工的设备—加工中心。
附图说明
图1示出了本发明提供的实用型加工中心的示意图；
图2示出了本发明提供的实用型加工中心带手柄的示意图。
图中：
铣床床身101；立柱102；导轨103；电机调整板104；防尘板105；第二驱动电机106；第一驱动电机107；主轴箱108；刀库109；头座110；主轴111；滚珠丝杠112；轴承座113；手柄114。
具体实施方式
现有的经济型数控铣床，是在普通炮塔铣床的基础上，加上数控系统结合伺服电机而改造成的，具有编程自动加工的功能，能进行x、y、z三轴直线及圆弧差补，有三轴、四轴联动，基本能满足普通批量加工要求，但由于Z轴加工行程较小，在加工工件时，工作台需要上下调整，保持与刀具的高度以满足不同的加工材料装夹，通常工作台的重心较高等诸多因素，所以产生整体刚性不强，导致精度较低等缺点。
为了使上述问题得到改善，本发明提供了一种实用型加工中心，包括铣床床身、立柱、主轴箱和用于带动所述主轴箱上下运动的传动件，通过对现有的铣床的铣头进行改进，在现有铣床的床身上竖直安装立柱，用于带动主轴箱上下运动的传动件连接在立柱上，这样主轴箱就能相对与立柱上下滑动，增大了铣床Z轴的行程，使换刀变的更加便捷，也提高了加工精度。
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面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了清楚、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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以上对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照图1和图2，本发明提供的实用型加工中心采用一种新的铣头，主要包括立柱102、第一驱动电机107和主轴箱108，立柱102竖直连接在铣床床身101上，立柱102的下端与铣床床身101用螺栓连接，立柱102包括至少一个工作面，主轴箱108可在这个工作面上沿立柱102的长度方向滑动。
在这个工作面的两边或者与这个工作面相邻的竖直的两个侧面上可以设置导轨103，导轨103沿立柱102的长度方向延伸，导轨103可以设置两条以上，分别设置在所述凹腔的两边，主轴箱108与导轨103活动连接，主轴箱108可以在导轨上滑动，导轨103可以设置成线轨，线轨能满足高速运行，可以保证主轴箱108在Z方向上的速度，从而提高加工的效率；导轨103也可以设置成硬轨，硬轨可以提高Z轴重切削能力，能满足各种大小的切削力，使机床的实用性更强；当然，导轨103可以同时包括线轨和硬轨，这样就能同时具有两种导轨的优点，且之间又没有冲突，不会带来新的缺点。
立柱102的这个工作面上可以设置凹腔，凹腔可以设置在这个工作面得中间，凹腔沿立柱102的长度方向延伸，并向所述工作面内凹下，将传动件设置在这个凹腔内，传动件与主轴箱112连接，当然这里不设置凹腔也是能实现的，但设置凹腔后使主轴箱108与立柱102连接更加紧密，使主轴箱108工作更加稳定，同时保证主轴箱108在竖直方向上的移动更加精确。
传动件可以使用滚珠丝杠112，主轴箱108上设置有螺纹通孔，滚珠丝杠112穿过改螺纹通孔，滚珠丝杠112与螺纹通孔之间螺纹配合，滚珠丝杠112的两端连接在轴承座113上，滚珠丝杠112是一种高精度的传动件，同时工作效率也极高，在铣头上可以设置一个用于控制滚珠丝杠112转动的具有刻度的手柄114，手柄114能带动滚滚珠丝杠112转动，而由于主轴箱108与导轨103连接，就使主轴箱108不能随滚珠丝杠112转动，而由于螺纹配合的关系，主轴箱108会随着滚珠丝杠112的正转或者反转而沿立柱102向上或者向下滑动，从而增加Z轴的行程，达到提高精度的目的。当然，通过手柄114控制滚珠丝杠112只是一种人工方式，还可以在铣头上再增设用于控制滚珠丝杠112的第二驱动电机106，第二驱动电机106可以设置在立柱102上，也可以设置在立柱102内，加上第二驱动电机106后，能通过控制第二驱动电机来控制滚珠丝杠112的转动，节约劳动力，第二驱动电机106与滚珠丝杆112可以采用直联的方式连接，也可以采用齿轮传动的方式连接或者皮带带动等其他的方式连接，第二驱动电机106也可以采用伺服电机，伺服电机可以控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，从而进一步提高加工精度。当然，滚珠丝杠112只是其中的一种实施方式，传动件也可以采用其他能带动主轴箱108上下滑动的零件。
在立柱102的上端设置有防尘板105，防尘板105与立柱102之间可拆卸链接，防尘板105能阻止加工粉尘落入立柱102内，但一段时间后，立柱102内仍会有粉尘，这时便可拆下防尘板105然后进行清理，如果第二驱动电机106是安装在立柱102内，那么防尘板105就能给第二驱动电机106提供保护，使其不受粉尘影响。
第一驱动电机107是用于带动主轴111转动的，且第一驱动电机107安装在主轴箱108上，第一驱动电机107在工作时也会产生较强的震动，可以在第一驱动电机107与主轴箱108之间增设一块电机调整板104，电机调整板104能帮助第一驱动电机107与主轴箱112连接，同时也能起到一定的减震效果。
在主轴箱112上还设置有头座110，主轴111安装在头座110内，本发明提供的实用型加工中心可以在头座110上安装BT30或者BT40主轴，这两种主轴111相对于现有的铣床主轴111具有更快的最大转速，高转速是提高加工范围及加工表面要求高光的必要条件。
目前的加工产品越来越趋于复杂化，一个产品需要几把甚至几十把刀具才能完成一次性完成加工，且好多产品都趋于小型化，现有的铣床由于Z轴行程较短，无法实现自动换刀，而通过改变铣头使Z轴行程增加后，安装刀库109能实现自动换刀，极大的节约了人工劳动力和加工时间，刀库109可以安装在立柱102的侧面。
在头座110上还安装有气动打刀缸，气动打刀缸是一种高效的刀具锁紧装置，且换刀方便快捷。
本发明对铣头的改进更适合炮塔铣床，通过对炮塔铣床的改进，能大大的提高工作效率和加工精度。当然将这种铣头运用到其他车床或者机床上也是可以的。
综上所述，本发明提供的实用型加工中心包括铣床床身、立柱、主轴箱和用于带动所述主轴箱上下运动的传动件，通过对现有的铣床的铣头进行改进，在现有铣床的床身上竖直安装立柱，用于带动主轴箱上下运动的传动件连接在立柱上，这样主轴箱就能相对与立柱上下滑动，增大了铣床Z轴的行程，使换刀变的更加便捷，也提高了加工精度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种实用型加工中心，其特征在于，包括铣床床身、立柱、主轴箱和传动件，所述立柱的下端与所述铣床床身连接，所述传动件固定连接在所述立柱上，所述主轴箱通过所述传动件与所述立柱滑动连接，所述主轴箱还包括用于驱动主轴的第一驱动电机，所述第一驱动电机设置在所述主轴箱的上方。
2.根据权利要求1所述的实用型加工中心，其特征在于，所述传动件为滚珠丝杠；所述立柱包括一个竖直的工作面，所述工作面上设有凹腔和两条以上导轨，所述凹腔和所述导轨沿所述工作面的长度方向延伸，所述滚珠丝杠安装在所述凹腔内，所述滚珠丝杠轴心线沿所述凹腔的长度方向延伸，两条以上的所述导轨分别设置在所述凹腔的两边，所述主轴箱与所述导轨滑动连接。
3.根据权利要求2所述的实用型加工中心，其特征在于，所述实用型加工中心还包括第二驱动电机，所述第二驱动电机安装在所述立柱上或者立柱内，所述第二驱动电机的输出轴驱动连接所述滚珠丝杠。
4.根据权利要求3所述的实用型加工中心，其特征在于，所述主轴箱下端设置有用于安装所述主轴的头座，所述头座上安装BT30或者BT40主轴。
5.根据权利要求4所述的实用型加工中心，其特征在于，所述实用型加工中心还包括刀库，所述刀库与所述立柱固定连接。
6.根据权利要求5所述的实用型加工中心，其特征在于，所述主轴箱还包括气动打刀缸，所述气动打刀缸安装在所述头座上。
7.根据权利要求2至6任一项所述的实用型加工中心，其特征在于，所述导轨包括线轨和硬轨。
8.根据权利要求7所述的实用型加工中心，其特征在于，所述立柱还包括防尘板，所述防尘板覆盖在所述立柱的上端。
9.根据权利要求8所述的实用型加工中心，其特征在于，所述主轴箱还包括电机调整板，所述电机调整板设置在所述第一驱动电机下端，所述第一驱动电机通过所述电机调整板连接在所述主轴箱上。
10.根据权利要求9所述的实用型加工中心，其特征在于，所述铣床床身为炮塔铣床的床身。
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