CN107855782A - 一种高速重切削型加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速重切削型加工中心，包括：机架主体；支撑平台；工作平台，所述工作平台通过直线导轨副滑动安装于所述支撑平台上；还包括一组以上的导向机构，所述导向机构包括导轨和滑块驱动机构，该驱动机构与所述导轨或滑块相连接并能够驱动所述导轨或滑块移动。本发明采用上述的结构，解决了现有的加工中心只是单纯地将硬轨和线轨组合在一起使用而同时具有硬轨和线轨的缺点的技术问题，很好地满足了用户的需求。

Description

一种高速重切削型加工中心

技术领域

本发明涉及机械加工中心，特别是一种高速重切削加工中心。

背景技术

众所周知，加工中心需要对工件进行切削、钻和铣等工序，为了便于对工件进行加工，加工中心上一般都设置有一能够相对机架主体移动的工作平台，工作平台可以带动工件不断在来回移动。为了便于工作平台在机架主体上移动，现在的加工中心一般在机架主体上设置导轨，工作平台通过导轨滑动安装于所述机架主体上，从而使得工作平台的移动更加流畅平稳。现加工中心上应用的导轨有两种，一种是硬轨，一种是线轨。

一、硬轨的优点：

1、能够承受更大的载荷，适合大刀量，大进给的粗加工机床；

2、因为导轨的接触面积大，机床运行更加平稳，适合对机床振动要求较高的机床。

二、硬轨的缺点：

1、材质不均匀，因为一般是铸造成型，所以材质中容易产生夹砂，气孔，疏松等铸造缺陷，导轨面若存在这些缺陷，对导轨的使用寿命和机床精度都是很不利的影响；

2、加工难度较大，因为这种类型的导轨一般是跟机床的主要部件例如底座、立柱，工作台，滑鞍等一体相连，所以在加工过程中，其形位公差，粗糙度要求，时效处理，淬火处理等过程难以控制，从而导致零件的加工质量不能达到装配的要求；

3、装配难度大，“装配”这个词的意思就是既要装也要配，而这个配的过程就是一个技术与体力相结合的过程，不是一般的工人可以完成的，需要技术相对数量，对机床整体精度都有相当把握的装配工人才能完成，同时还需要配备铲刀，平尺、角尺、方尺、百分表，千分表等相应工具才能完成；

4、使用寿命不长，这个只能是相对而言，在同样的保养和使用条件下，普遍的硬轨的使用寿命是小于线轨的使用寿命的，这和它们的运动方式有很大的关系，硬轨是滑动摩擦运行的，而线轨是滚动摩擦运行，从所受的摩擦力而言，硬轨所受的摩擦力要远远大于线轨所受的摩擦力，特别是在润滑不充分的情况下，硬轨的摩擦更甚；

5、维修成本过高，硬轨的维修无论在难度上还是维修成本上都远远大于线轨的维修，如果在铲刮余量不足的情况下，可能牵涉到将机床的大件全部拆散，重新做淬火处理和机械加工，更甚者可能会要重新铸造该大件，而线轨只要更换相应的线轨即可，基本上不会很大的影响相关大件的使用；

6、机床的运行速度低，硬轨因为其运动方式和承受的摩擦力过大，所以通常不能承受过快的运行速度，这和现在的加工理念是有一定的相违背的。尤其很多工厂的工人并不具备机床相应的保养知识，很多时候他们只知道使用机床，却很大程度的忽略了机床的保养，而机床轨道的保养是重中之重，一旦轨道润滑不充分，就会引起轨道烧死或者磨损过渡，这些对机床的精度而言都是致命的伤害。

三、线轨的优点：

1、装配方便简单，只要稍加培训就可以完成高质量的装配。因为机床的精度很大程度就决定在传递机构的精度，传动机构一般有线轨和丝杆组成，也就是说线轨和丝杆本身的精度就决定了机床的精度，而线轨和丝杆一般都是以标准件的形式存在，你只要选择制造商提供的相应精度，一般都不会有很大的问题；

2、选择余地大，无论是从线轨的结构形式还是精度等级，润滑方式还是承重能力，加工方式到运行速度等等参数都是可以选择，你可以根据你设计的机床的具体情况，任意配置你所需要的线轨型号；

3、运行速度快，现在很多机床的运行速度极快，特别是空程速度，这个很大程度上就是依赖线轨的功劳，因为滚动摩擦的运行方式以及高精度的加工，切实的保证了机床高速运行的精确性和平稳性，大幅度的提升了加工效率和加工精度；

4、加工精度高，因为线轨作为一种标准商品，其无论是材质还是加工方式都进入了良性的可控范围，所以在很多精加工领域的机床，大部分都是采用高精度的线轨作为机床导轨，这也极大的保证了机床的加工精度；

5、使用寿命长，因为线轨的运行方式是滚动摩擦，滑块里的钢珠通过在轨道上的滚动来驱动进给部件的移动，这种滚动摩擦所承受的摩擦力较硬轨要小的多，所以无论是传递效率还是使用寿命，线轨都要较硬轨理想很多；

6、维修成本低，无论是从维修成本还是维修的方便性来说，线轨都有着其天然的优势和便捷，因为作为一种标准件，线轨的更换形式和更换一颗螺钉是一样的，当然还存在精度上的一些回复调整，但是相比硬轨而言，方便很多；

7、交货周期短，由于是标准件产品，所以都会有现货，例如是硬轨要重新铸造，那周期可能在几个月以上都是说不定的。

四、线轨的缺点：

1、承载能力相对较小，这种相对较小只是针对硬轨而言，其实现在很多大厂的线轨通过结构上的一些设计，已经极大的提升了其承载的能力，当然相对硬轨的承载能力来说，它还是相对小一点；

2、平稳性相对硬轨有一定的偏弱，例如抗振动的能力，所以在切削量要求比较大的的机床上还是不太适合用线轨。

现在市面上的数控机床的导轨普通是采用硬轨或线轨中的一种，因此具有不同的优缺点，不能很好地满足用户的需求。另外，市场上即使有同时使用硬轨和线轨相结合的机床，但还只停留在静态配合，静态配合的弊端就是无形又带进了硬轨和线轨各自的缺点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种结构简单，既具有线轨和硬轨的优点，同时又避免线轨和硬轨的弊端的加工中心。

本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种高速重切削型加工中心，包括：

机架主体；所述机架主体上设置有支撑平台；

工作平台，所述工作平台通过直线导轨副滑动安装于所述支撑平台上；

还包括

一组以上的导向机构，所述导向机构包括相互配合导向的导轨和滑块及用于驱动所述导轨和滑块相互抵接或分离的驱动机构，

所述导轨和滑块其中一设置于所述工作平台上，另一则设置于所述支撑平台上；

所述驱动机构设置于所述工作平台或支撑平台上，该驱动机构与所述导轨或滑块相连接并能够驱动所述导轨或滑块移动。

作为上述技术方案的改进，所述支撑平台上还设置有鞍座，所述直线导轨副设置于所述鞍座的顶部，所述工作平台通过所述直线导轨副滑动安装于所述鞍座上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述鞍座的形状呈U字形，该鞍座的两个U形臂背离所述支撑平台，同时所述鞍座的两个U形臂的顶部分别设置有一组直线导轨副，所述工作平台通过两组直线导轨副滑动安装于所述鞍座上。

其中，所述导轨设置于所述鞍座的U形臂内壁上，所述驱动机构设置于所述工作平台的底部，所述滑块设置于所述驱动机构上，该驱动机构能够驱动所述滑块移动靠近或远离所述导轨。

在本发明中，所述驱动机构为一气缸或液压缸，所述滑块与所述气缸或液压缸的活塞杆固定相连接。

优选地，所述驱动机构包括一电机与一丝杆机构，所述电机固定设置于所述工作平台的底部，该电机的输出轴与丝杆机构的螺母固定相连接，而与所述螺母螺纹相连通的丝杆则与所述滑块固定相连接。

其中，所述导轨为一条向内凹陷的V形槽，所述滑块上设置有能够嵌入所述V形槽中的尖端部。

再进一步，所述导向机构的数量为两组，两组导向机构分别设置于所述工作平台的两侧。

本发明的一优选实施例，所述支撑平台的一侧设置有向上延伸的立柱，所述立柱的中上部设置有位于所述工作平台上方的主轴。

本发明的有益效果是：由于本发明的加工中心通过在支撑平台上设置直线导轨副支撑工作平台，同时还在工作平台与支撑平台之间设置有一组以上的导向机构，导向机构的导轨和滑块可相互抵接或分离，因此导向机构可以采用硬轨，当工作平台需要承载重负荷或抗振动时，可以启用导向机构，即使驱动机构使得导向机构的滑块与导轨相抵接配合即可，当工作平台无需承载重荷或需要快速移动时，可以停止导向机构，使得导向机构的滑块和导轨相分离即可，本发明采用上述的结构，解决了现有的加工中心只是单纯地将硬轨和线轨组合在一起使用而同时具有硬轨和线轨的缺点的技术问题，很好地满足了用户的需求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明一优选实施例的结构简图；

图2是本发明一优选实施例的控制原理图；

图3是本发明一优选实施例的外观结构示意图。

具体实施方式

参照图1至图3，一种高速重切削型加工中心，包括一机架主体10；所述机架主体10上设置有支撑平台11；所述支撑平台11上活动设置有一工作平台20，在这里，优选地，所述工作平台20通过直线导轨副21滑动安装于所述支撑平台11上，即所述工作平台20通过直线导轨副21可相对支撑平台11移动；同时，所述支撑平台11和工作平台20之间还设置有一组以上的导向机构，所述导向机构包括相互配合导向的导轨31和滑块32及用于驱动所述导轨31和滑块32相互抵接或分离的驱动机构33，所述导轨31和滑块32其中一设置于所述工作平台20上，另一则设置于所述支撑平台11上，即所述导轨31设置于所述工作平台20上时，所述滑块32设置于所述支撑平台11上，当所述导轨31设置于所述支撑平台11上时，所述滑块32则设置于所述工作平台20上；所述驱动机构33设置于所述工作平台20或支撑平台11上，该驱动机构33与所述导轨31或滑块32相连接并能够驱动所述导轨31或滑块32移动。

由于本发明的加工中心通过在支撑平台11上设置直线导轨副21支撑工作平台20，同时还在工作平台20与支撑平台11之间设置有一组以上的导向机构，导向机构的导轨31和滑块32可相互抵接或分离，因此导向机构可以采用硬轨，当工作平台20需要承载重负荷或抗振动时，可以启用导向机构，即使驱动机构使得导向机构的滑块32与导轨31相抵接配合即可，当工作平台20无需承载重荷或需要快速移动时，可以停止导向机构，使得导向机构的滑块32和导轨31相分离即可，本发明采用上述的结构，解决了现有的加工中心只是单纯地将硬轨和线轨组合在一起使用而同时具有硬轨和线轨的缺点的技术问题，很好地满足了用户的需求。

其中，为了使得本发明的加工中心可以更好地对放置于工作平台20上的工件进行加工，优选地，所述支撑平台11的一侧设置有向上延伸的立柱13，所述立柱13的中上部设置有位于所述工作平台20上方的主轴30，用户根据加工需要，可以在主轴30上安装不同的刀具，进而对工件进行加工。

在这里，为了使得本发明的加工中心的制作更加简单，同时可以降低生产成本，优选地，所述支撑平台11上还设置有鞍座12，所述直线导轨副21设置于所述鞍座12的顶部，所述工作平台20通过所述直线导轨副21滑动安装于所述鞍座12上。其中，为了可以更好地支撑所述工作平台20，进一步优选，所述鞍座12的形状呈U字形，该鞍座12的两个U形臂背离所述支撑平台11，同时所述鞍座12的两个U形臂的顶部分别设置有一组直线导轨副21，所述工作平台20通过两组直线导轨副21滑动安装于所述鞍座12上。

当然，本发明的加工中心也可以不设置上述的鞍座12，只需要在支撑平台11上开设一向下凹陷的凹槽，而将两组直线导轨副21设置于所述支撑平台11上表面邻近所述凹槽的位置处即可。本发明通过在支撑平台11上设置鞍座12，可以使得机架主体10的制作更加简单方便，而不需要后续对机架主体10进行二次加工。

为了使得导向机构可以更好地支撑工作平台20，作为本发明的一优选实施例，所述导轨31设置于所述鞍座12的U形臂内壁上，所述驱动机构33设置于所述工作平台20的底部，所述滑块32设置于所述驱动机构33上，该驱动机构33能够驱动所述滑块32移动靠近或远离所述导轨31。当然，所述导轨31设置于所述工作平台20上，而滑块32设置于所述鞍座12的U形壁内壁上，也是可以的，此时所述驱动机构33可以设置于所述工作平台20上并用于驱动所述导轨31移动靠近或远离所述滑块32，或者，所述驱动机构33设置所述鞍座12的U形臂内壁上，此时驱动机构33可以驱动所述滑块32移动靠近或远离所述滑轨31，具体可以根据实际需要而定。

其中，为了使得本发明的驱动机构33可以更好地驱动滑块32移动，在这里，优选地，所述驱动机构33为一气缸或液压缸，所述滑块32与所述气缸或液压缸的活塞杆固定相连接。当气缸或液压缸的活塞杆伸出缸体外部时，活塞杆可以带动滑块32移动靠近所述导轨31；当气缸或液压缸的活塞杆收缩回缸体的内部时，活塞杆可以带动滑块32移动远离所述导轨31。当然，将导向机构的导轨31与所述气缸或液压缸的活塞杆连接，通过活塞杆带动导轨31移动靠近或远离所述滑块32也是可以的。

在本发明中，所述驱动机构33除了采用气缸或液压缸外，还可以采用其他结构，如：所述驱动机构33包括一电机与一丝杆机构，所述电机固定设置于所述工作平台20的底部，该电机的输出轴与丝杆机构的螺母固定相连接，而与所述螺母螺纹相连通的丝杆则与所述滑块32固定相连接。当电机的输出轴驱动所述螺母正反转时，所述丝杆机构的丝杆则可以带动滑块32移动靠近或远离所述滑轨31。所述驱动机构除了采用上述的结构外，还可以采用其他结构，如直线电机、或电磁机构等，而不限定上述的举例。

进一步，为了使得本发明的导向机构可以承载更重的荷载，在这里，优选地，所述导轨31为一条向内凹陷的V形槽，所述滑块32上设置有能够嵌入所述V形槽中的尖端部。当所述滑块32的尖端部嵌入所述V形槽中时，所述导向机构可以承载更重的荷载。在这里，所述导轨31采用V形槽之外，还可以采用其他形状，如U形槽、矩形槽或燕尾槽等，具体可以根据实际需要而定，而滑块32则设置与所述导轨31相匹配的形状即可。

为了进一步增强本发明的导向机构的荷载能力，在这里，进一步优选，所述导向机构的数量为两组，两组导向机构分别设置于所述工作平台20的两侧。通过设置两组导向机构，可以大大地提高本发明的加工中心的荷载能力。

参照图2，本发明的加工中心的控制系统比普通的加工中心多设置一组导向机构控制系统，通过该导向机构控制系统控制驱动机构的动作，从而使得驱动机构可以控制所述导轨31和滑块32相互接触或分离，进而实现启用导向机构或停用导向机构。

以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高速重切削型加工中心，包括：

机架主体(10)；所述机架主体(10)上设置有支撑平台(11)；

工作平台(20)，所述工作平台(20)通过直线导轨副(21)滑动安装于所述支撑平台(11)上；

其特征在于，还包括

一组以上的导向机构，所述导向机构包括相互配合导向的导轨(31)和滑块(32)及用于驱动所述导轨(31)和滑块(32)相互抵接或分离的驱动机构(33)，

所述导轨(31)和滑块(32)其中一设置于所述工作平台(20)上，另一则设置于所述支撑平台(11)上；

所述驱动机构(33)设置于所述工作平台(20)或支撑平台(11)上，该驱动机构(33)与所述导轨(31)或滑块(32)相连接并能够驱动所述导轨(31)或滑块(32)移动。

2.根据权利要求1所述的一种高速重切削型加工中心，其特征在于：

所述支撑平台(11)上还设置有鞍座(12)，所述直线导轨副(21)设置于所述鞍座(12)的顶部，所述工作平台(20)通过所述直线导轨副(21)滑动安装于所述鞍座(12)上。

3.根据权利要求2所述的一种高速重切削型加工中心，其特征在于：

所述鞍座(12)的形状呈U字形，该鞍座(12)的两个U形臂背离所述支撑平台(11)，同时所述鞍座(12)的两个U形臂的顶部分别设置有一组直线导轨副(21)，所述工作平台(20)通过两组直线导轨副(21)滑动安装于所述鞍座(12)上。

4.根据权利要求3所述的一种高速重切削型加工中心，其特征在于：

所述导轨(31)设置于所述鞍座(12)的U形臂内壁上，所述驱动机构(33)设置于所述工作平台(20)的底部，所述滑块(32)设置于所述驱动机构(33)上，该驱动机构(33)能够驱动所述滑块(32)移动靠近或远离所述导轨(31)。

5.根据权利要求4所述的一种高速重切削型加工中心，其特征在于：

所述驱动机构(33)为一气缸或液压缸，所述滑块(32)与所述气缸或液压缸的活塞杆固定相连接。

6.根据权利要求4所述的一种高速重切削型加工中心，其特征在于：

所述驱动机构(33)包括一电机与一丝杆机构，所述电机固定设置于所述工作平台(20)的底部，该电机的输出轴与丝杆机构的螺母固定相连接，而与所述螺母螺纹相连通的丝杆则与所述滑块(32)固定相连接。

7.根据权利要求1所述的一种高速重切削型加工中心，其特征在于：

所述导轨(31)为一条向内凹陷的V形槽，所述滑块(32)上设置有能够嵌入所述V形槽中的尖端部。

8.根据权利要求1-7任一项权利要求所述的一种高速重切削型加工中心，其特征在于：

所述导向机构的数量为两组，两组导向机构分别设置于所述工作平台(20)的两侧。

9.根据权利要求1所述的一种高速重切削型加工中心，其特征在于：

所述支撑平台(11)的一侧设置有向上延伸的立柱(13)，所述立柱(13)的中上部设置有位于所述工作平台(20)上方的主轴(30)。