CN106181450A - 一种高精度车铣磨加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度车铣磨加工中心，在工作台上安装有工作头底座，该工作头底座上安装有第一直驱电机和三爪卡盘，可用于工件的车削加工以及磨削加工，在加工的过程中，三爪卡盘带动工件转动，这时电主轴上的刀具锁紧固定，工作台可前后作用移动实现相对移动来实现车削或磨削加工。本发明的工作头底座从工作台上拆卸后，工作台上可用来固定工件，这时的电主轴带动刀具旋转实现对工件的铣削加工。本发明对不同工件采取不同加工方案，实施操作比较方便灵活。

Description

一种高精度车铣磨加工中心

技术领域

本发明涉及机床结构技术领域，具体为一种高精度的车、铣、磨复合加工中心。

背景技术

目前，现有的机床对零件进行加工，只能进行单一的加工，通常为单一的车削加工、铣削加工、磨削加工。由于现有机床对零件进行加工的方式单一，无法跨工艺进行其他加工，对于工艺复杂的零件需要多台机床或多次装夹才能完成零件的加工，这样会导致效率较低，精度较差。多次拆卸装夹导致零件的加工周期较长。尤其对于一些小规模的企业来说，购买设备的花费较大，增加了制造成本，同时增加设备也会占用空间。当前生产制造业的竞争尤为激烈，提高产品的质量和降低制造成本是人们最关注的两个问题，所以，我们急需一台高精度的复合加工中心。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度的车、铣、磨复合加工中心，工件一次装夹后，可进行多个工序的加工，加工效率较高。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种高精度车铣磨加工中心，包括有基座和操控箱，所述基座的一端安装有底座，所述底座的一端安装有第一伺服马达，所述底座上设有第一导轨，所述第一伺服马达驱动第一滚珠丝杆可带动中板沿第一导轨滑动；所述中板上固定有第二伺服马达和第二导轨，所述第二伺服马达驱动第二滚珠丝杆可带动上板沿第二导轨滑动；所述上板上设有工作台，所述工作台上固定有工作头底座，所述工作头底座内安装有第一直驱电机，所述第一直驱电机连接驱动三爪卡盘可固定加紧工件；

所述基座的另一端设有方柱；所述方柱朝向三爪卡盘的一侧开设有垂直的凹槽，所述凹槽的两侧设有第三导轨，所述方柱的顶部安装有第三伺服马达，所述第三伺服马达连接驱动第三滚珠丝杆带动电机固定板在第三导轨上滑动，其中第三滚珠丝杆位于垂直的凹槽内，所述电机固定板上横向安装有第二直驱电机，所述第二直驱电机的转轴连接驱动主轴座沿第二直驱电机的轴向转动，所述主轴座上安装有电主轴，所述电主轴与所述三爪卡盘的中心对齐，所述电主轴上安装刀具；

所述方柱的外侧安装有刀库伺服电机以及刀库伺服电机驱动的刀库，所述刀库上设有多个刀具位，所述刀具可垂直的放置在刀具位上；所述刀库一侧垂直安装有旋转气缸，所述旋转气缸连接有刀杆，所述刀杆可在垂直方向沿旋转气缸的轴旋转，所述刀杆可自动装卸刀具位上的刀具；所述旋转气缸底部安装有无杆气缸，所述无杆气缸沿侧边导轨朝电主轴侧滑动。

进一步的有，所述工作台上在工作头底座的一侧安装有修刀座，所述修刀座上固定有修砂电机及其驱动的修砂砂轮。

进一步的有，所述工作台上开设有多个T型槽，所述工作头底座经螺栓连接固定在T型槽上；所述工作头底座拆卸后该T型槽可用来固定工件进行铣削加工。

进一步的有，所述主轴座上电主轴与三爪卡盘的中心对齐时，主轴座固定在基座上；当需要更换刀具时，方柱上第三伺服马达驱动第三滚珠丝杆带动电机固定板上移，电机固定板带动第二直驱电机上移，第二直驱电机连接主轴座上移，第二直驱电机可驱动主轴座旋转90度，电主轴跟随主轴座转动，电主轴的刀具处于换刀位；所述旋转气缸上的刀杆的两端分别设有卡刀位，旋转气缸带动刀杆在刀库位置获取新刀具后，旋转气缸沿侧边导轨滑向电主轴，旋转气缸的刀杆空置的卡刀位可抓取电主轴上的旧刀具，旋转气缸连接刀杆旋转实现旧刀具更换新刀具，旧刀具跟随刀杆回到刀库上。

与现有技术相比，本发明的有益效果

本发明的工作台上安装有工作头底座，该工作头底座上安装有第一直驱电机和三爪卡盘，可用于工件的车削加工以及磨削加工，在加工的过程中，三爪卡盘带动工件转动，这时电主轴上的刀具锁紧固定，工作台可前后作用移动实现相对移动来实现车削或磨削加工。本发明的工作头底座从工作台上拆卸后，工作台上可用来固定工件，这时的电主轴带动刀具旋转实现对工件的铣削加工。本发明对不同工件采取不同加工方案，实施操作比较方便灵活。

本发明电主轴跟随第二直驱电机上移后可跟随第二直驱电机垂直旋转，旋转后的电主轴的刀具处在换刀位上，旋转气缸的刀杆从刀库上获取新刀具后，旋转气缸在沿侧边导轨滑向电主轴进行换刀操作，电主轴上的旧刀具还原放置在刀库上，这样实现整个加工的自动化，提高加工效率，节省人力，节约生产成本。

附图说明

图1是本发明的俯视图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明的立体图。

其中：1.基座、2.操控箱、3.底座、4.第一伺服马达、5.第一导轨、6.第一滚珠丝杆、7.中板、8.第二伺服马达、9.第二导轨、10.第二滚珠丝杆、11.上板、12.工作台、13.工作头底座、14.第一直驱电机、15.三爪卡盘、16.工件、17.方柱、18.凹槽、19.第三导轨、20.第三伺服马达、21.第三滚珠丝杆、22.电机固定板、23.第二直驱电机、24.主轴座、25.电主轴、26.刀具、27.刀库伺服电机、28.刀库、29.刀具位、30.旋转气缸、31.刀杆、32.无杆气缸、33.侧边导轨、34.修刀座、35.修砂电机、36.修砂砂轮、37.T型槽、38.卡刀位。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

结合图1、图2和图3，本发明的加工方式如下：

1）车削加工：基座1的一端安装有底座3，和外置的操控箱2，底座3的一端安装有第一伺服马达4，底座3上设有第一导轨5，第一伺服马达4驱动第一滚珠丝杆6可带动中板7沿第一导轨5滑动；中板7上固定有第二伺服马达8和第二导轨9，第二伺服马达8驱动第二滚珠丝杆10可带动上板11沿第二导轨9滑动；上板11上设有工作台12，工作台12上固定有工作头底座13，工作头底座13内安装有第一直驱电机14，第一直驱电机14连接驱动三爪卡盘15可固定加紧工件16。

基座1的另一端设有方柱17；方柱17朝向三爪卡盘15的一侧开设有垂直的凹槽18，凹槽18的两侧设有第三导轨19，方柱17的顶部安装有第三伺服马达20，第三伺服马达20连接驱动第三滚珠丝杆21带动电机固定板22在第三导轨19上滑动，其中第三滚珠丝杆21位于垂直的凹槽18内，电机固定板22上横向安装有第二直驱电机23，第二直驱电机23的转轴连接驱动主轴座24沿第二直驱电机23的轴向转动，主轴座24上安装有电主轴25，电主轴25与所述三爪卡盘15的中心对齐，电主轴25上安装刀具26。

方柱17的外侧安装有刀库伺服电机27以及刀库伺服电机27驱动的刀库28，所述刀库28上设有多个刀具位29，所述刀具26可垂直的放置在刀具位29上；所述刀库28一侧垂直安装有旋转气缸30，所述旋转气缸30连接有刀杆31，所述刀杆31可在垂直方向沿旋转气缸30轴旋转，所述刀杆31可装卸刀具位29上刀具26；所述旋转气缸30底部安装有无杆气缸32，所述无杆气缸32沿侧边导轨33朝电主轴25侧滑动。

主轴座24上电主轴25与三爪卡盘15的中心对齐时，主轴座24固定在基座1上；当需要更换刀具26时，方柱17上第三伺服马达20驱动第三滚珠丝杆21带动电机固定板22上移，电机固定板22带动第二直驱电机23上移，第二直驱电机23连接主轴座24上移，第二直驱电机23可驱动主轴座24旋转90度，电主轴25跟随主轴座24转动，电主轴25的刀具26处于换刀位；所述旋转气缸30上的刀杆31的两端分别设有卡刀位38，旋转气缸30带动刀杆31在刀库28位置获取新刀具后，旋转气缸30沿侧边导轨33滑向电主轴25，旋转气缸30的刀杆31空置的卡刀位38可抓取电主轴25上的旧刀具，旋转气缸30连接刀杆31旋转实现旧刀具更换新刀具，旧刀具跟随刀杆31回到刀库28上。以上第一伺服马达4、第二伺服马达8、第三伺服马达20、第一直驱电机14、第二直驱电机23、电主轴25、旋转气缸30的加工运动轨迹由操控箱2里的数控编程来驱动控制。

2）铣削加工：工作台12上开设有多个T型槽37，工作头底座13经螺栓连接固定在T型槽37上；工作头底座13拆卸后该T型槽37可用来固定工件进行铣削加工。在铣削加工的过程中，电主轴25驱动刀具26转动、工作台12前后移动来完成切削工件，加工运动轨迹同样是由操控箱2里的数控编程来驱动控制。

3）磨削加工：工作台12上在工作头底座13的一侧安装有修刀座34，修刀座34上固定有修砂电机35及其驱动的修砂砂轮36，该修刀座34配合工作头底座13一起可对工件16进行磨削加工。加工运动轨迹同样是由操控箱2里的数控编程来驱动控制。

本发明的工作原理：首先是车削加工过程，工件16由三爪卡盘15固定，三爪卡盘15由工作头底座13上第一直驱电机14驱动旋转，第一伺服马达4和第二伺服马达8间接的驱动三爪卡盘15的纵向移动和横向移动，三爪卡盘15由第一直驱电机14驱动旋转。主轴座24上的电主轴25可驱动刀具26旋转实现磨削加工。然后是自动换刀过程，方柱17上的第三伺服马达20通过第三滚珠丝杆21驱动电机固定板22连接第二直驱电机23上移，第二直驱电机23驱动主轴座24旋转90度，主轴座24上的电主轴25和刀具26朝下处于换刀位置。旋转气缸30旋转刀杆30从刀库28上抓取刀具26，无杆气缸32带动旋转气缸30朝换刀位滑动，旋转气缸30的刀杆31上空置的卡刀位38可抓取电主轴25上的旧刀具，旋转气缸30旋转后可把刀杆31上的新刀具安装在电主轴25上，旋转气缸30的刀杆31把旧刀具重新安装在刀库28的刀具位29上，即实现换刀过程。以上过程的第一伺服马达4、第二伺服马达8、第三伺服马达20、第一直驱电机14、第二直驱电机23和电主轴25转动状况受操控箱2里的数控编程自动控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (4)

1.一种高精度车铣磨加工中心，其特征在于，包括有基座（1）和操控箱（2），所述基座（1）的一端安装有底座（3），所述底座（3）的一端安装有第一伺服马达（4），所述底座（3）上设有第一导轨（5），所述第一伺服马达（4）驱动第一滚珠丝杆（6）可带动中板（7）沿第一导轨（5）滑动；所述中板（7）上固定有第二伺服马达（8）和第二导轨（9），所述第二伺服马达（8）驱动第二滚珠丝杆（10）可带动上板（11）沿第二导轨（9）滑动；所述上板（11）上设有工作台（12），所述工作台（12）上固定有工作头底座（13），所述工作头底座（13）内安装有第一直驱电机（14），所述第一直驱电机（14）连接驱动三爪卡盘（15）可固定加紧工件（16）；

所述基座（1）的另一端设有方柱（17）；所述方柱（17）朝向三爪卡盘（15）的一侧开设有垂直的凹槽（18），所述凹槽（18）的两侧设有第三导轨（19），所述方柱（17）的顶部安装有第三伺服马达（20），所述第三伺服马达（20）连接驱动第三滚珠丝杆（21）带动电机固定板（22）在第三导轨（19）上滑动，其中第三滚珠丝杆（21）位于垂直的凹槽（18）内，所述电机固定板（22）上横向安装有第二直驱电机（23），所述第二直驱电机（23）的转轴连接驱动主轴座（24）沿第二直驱电机（23）的轴向转动，所述主轴座（24）上安装有电主轴（25），所述电主轴（25）与所述三爪卡盘（15）的中心对齐，所述电主轴（25）上安装刀具（26）；

所述方柱（17）的外侧安装有刀库伺服电机（27）以及刀库伺服电机（27）驱动的刀库（28），所述刀库（28）上设有多个刀具位（29），所述刀具（26）可垂直的放置在刀具位（29）上；所述刀库（28）一侧垂直安装有旋转气缸（30），所述旋转气缸（30）连接有刀杆（31），所述刀杆（31）可在垂直方向沿旋转气缸（30）的轴旋转，所述刀杆（31）可装卸刀具位（29）上刀具（26）；所述旋转气缸（30）底部安装有无杆气缸（32），所述无杆气缸（32）沿侧边导轨（33）朝电主轴（25）侧滑动。

2.根据权利要求1所述的一种高精度车铣磨加工中心，其特征在于，所述工作台（12）上在工作头底座（13）的一侧安装有修刀座（34），所述修刀座（34）上固定有修砂电机（35）及其驱动的修砂砂轮（36）。

3.根据权利要求1所述的一种高精度车铣磨加工中心，其特征在于，所述工作台（12）上开设有多个T型槽（37），所述工作头底座（13）经螺栓连接固定在T型槽（37）上；所述工作头底座（13）拆卸后该T型槽（37）可用来固定工件进行铣削加工。

4.根据权利要求1所述的一种高精度车铣磨加工中心，其特征在于，所述主轴座（24）上电主轴（25）与三爪卡盘（15）的中心对齐时，主轴座（24）固定在基座（1）上；当需要更换刀具（26）时，方柱（17）上第三伺服马达（20）驱动第三滚珠丝杆（21）带动电机固定板（22）上移，电机固定板（22）带动第二直驱电机（23）上移，第二直驱电机（23）连接主轴座（24）上移，第二直驱电机（23）可驱动主轴座（24）旋转90度，电主轴（25）跟随主轴座（24）转动，电主轴（25）的刀具（26）处于换刀位；所述旋转气缸（30）上的刀杆（31）的两端分别设有卡刀位（38），旋转气缸（30）带动刀杆（31）在刀库（28）位置获取新刀具后，旋转气缸（30）沿侧边导轨（33）滑向电主轴（25），旋转气缸（30）的刀杆（31）上空置的卡刀位（38）可抓取电主轴（25）上的旧刀具，旋转气缸（30）连接刀杆（31）旋转实现旧刀具更换新刀具，旧刀具跟随刀杆（31）回到刀库（28）上。