CN108436537A - 大型龙门机床用精加工系统 - Google Patents

Abstract

一种大型龙门机床用精加工系统，包括工件台，所述工件台的两侧分别设有平行的左底座和右底座，还设有能对工件进行精密夹持的工件夹持系统，所述工件夹持系统包含能沿工件台前后滑动的夹紧圆盘，所述夹紧圆盘设有多条从圆盘中心向外辐射的燕尾夹槽，各燕尾夹槽内设有可沿燕尾夹槽滑动固定的旋转夹块，从而通过多个旋转夹块的滑动固定，对各种形状的工件进行夹持，所述多条燕尾夹槽为八条等角度间隔设置的燕尾夹槽，该八条燕尾夹槽内的旋转夹块通过一微型电机进行驱动，各微型电机通过滚珠丝杠结构连接至旋转夹块的底部，从而实现旋转夹块在燕尾夹槽内的滑动和固定；由此，本发明操作方便，能提供大型零件的精细加工，以满足日益提高的需求。

Description

大型龙门机床用精加工系统

技术领域

本发明涉及精细加工机床的技术领域，尤其涉及一种大型龙门机床用精加工系统。

背景技术

在现代机械制造中，进行工件加工的方法除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但需要对精度要求较高和表面粗糙度要求较细的工件进行加工时，传统的加工理念已不能满足人们对加工速度、效率和精度的要求，通常需要在执行精细加工的数控机床上进行加工。

随着国家对大型零件的精细加工要求越来越高，目前的一些加工机床已经难以满足目前的需求，为了提高此类复杂产品的加工效率和加工精度，工艺人员一直在寻求更为高效精密的加工工艺方法。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种大型龙门机床用精加工系统，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大型龙门机床用精加工系统，其操作方便，能在大型龙门机床上进行工件的精细加工，以满足日益提高的需求。

为解决上述问题，本发明公开了一种大型龙门机床用精加工系统，包括工件台，所述工件台的两侧分别设有平行的左底座和右底座，其特征在于：

还设有能对工件进行精密夹持的工件夹持系统，所述工件夹持系统包含能相对工件台旋转的夹紧圆盘，所述夹紧圆盘设有多条从圆盘中心向外辐射的燕尾夹槽，各燕尾夹槽内设有可沿燕尾夹槽滑动固定的旋转夹块，从而通过多个旋转夹块的滑动固定，对各种形状的工件进行夹持，所述多条燕尾夹槽为八条等角度间隔设置的燕尾夹槽，该八条燕尾夹槽内的旋转夹块通过一微型电机进行驱动，各微型电机通过滚珠丝杠结构连接至旋转夹块的底部，从而实现旋转夹块在燕尾夹槽内的滑动和固定。

其中：所述旋转夹块包含夹块座、第一夹臂、第二夹臂、第一连接臂、第二连接臂、夹头、夹紧气缸和中间连杆，所述夹紧气缸紧固于所述夹块座的上表面后部。

其中：所述第一夹臂和第二夹臂为相对设置的长条状，所述第一夹臂和第二夹臂的后端分别铰接于所述夹块座的上表面前部的两侧，所述第一夹臂的前端铰接于第一连接臂的一端，所述第二夹臂的前端铰接于第二连接臂的一端，所述第一连接臂的另一端和第二连接臂的另一端均铰接于中间的夹头，所述第一连接臂和第二连接臂的形状相同且相对设置，所述夹头通过中间连杆连接至夹紧气缸，所述夹头设有力传感器。

其中：所述夹头的前端设有可拆卸的锥形夹紧部，以对工件形成点接触，所述第一夹臂和第二夹臂前端的铰接部还铰接有铰接圆盘。

其中：所述夹头通过缓冲件连接至锥形夹紧部，且所述缓冲件上设有力传感器以提供夹头受力时的检测信号。

其中：第一连接臂和第二连接臂包含中间的连接杆和从连接杆两端向内倾斜伸出的连接部，两端的连接部分别实现铰接功能。

其中：所述连接杆的中部铰接有接触圆盘。

其中：所述工件夹持系统的夹持过程包含如下步骤：

步骤一：各微型电机高速驱动，各旋转夹块在微型电机驱动下快速靠近工件，夹紧气缸未通入气体；

步骤二：当其中一旋转夹块的力传感器检测到受力开始时，停止该旋转夹块的微型电机，等待所有旋转夹块均进行初步抵靠；

步骤四：在各旋转夹块均已抵靠后，各微型电机同时开始低速运行，同时各夹紧气缸通入低压气体并保持一个较低的第一压力值；

步骤五：当反作用力大于夹紧气缸内的第一压力值时夹头继续向后退；

步骤六：当其中一旋转夹块的夹头退至整体机构的最大限度时，该旋转夹块的反作用力开始有一个飞跃增大，此时停止该旋转夹块的微型电机的驱动并同时停止该旋转夹块中夹块座的移动，等待所有旋转夹块的夹块座均停止运动；

步骤七：当所有旋转夹块的夹块座均停止运动时，对所有夹紧气缸通入高压气体，将各夹紧气缸内的压力提高至一个较高的第二压力值，该第二压力值应大于检测到的反作用力，以提供各夹头稳固的夹紧力。

通过上述结构可知，本发明的大型龙门机床用精加工系统具有如下效果：

1、形成对工件的多轴龙门加工，能实现对不同工件的精细加工；

2、操作方便，加工顺畅；

3、保证了加工中的稳定，确保加工后工件的优良率。

本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1显示了本发明的大型龙门机床用精加工系统的结构示意图。

图2显示了本发明的底部结构示意图。

图3显示了本发明的侧视图。

图4显示了本发明夹紧圆盘的正视图。

图5显示了本发明旋转夹块的结构示意图。

附图标记：

10、工件台；11、左底座；12、右底座；13、夹紧圆盘；131、燕尾夹槽；14、左立柱；15、右立柱；16、横梁；17、滑台；18、伸缩柱；19、加工头；21、左底滑轨；22、左底驱动电机；23、右底滑轨；24、右底驱动电机；25、纵向驱动电机；26、操控台；27、旋转夹块；28、微型电机；271、夹块座；272第一夹臂；273、第二夹臂；274、第一连接臂；275、第二连接臂；276、夹头；277、夹紧气缸；278、中间连杆。

具体实施方式

参见图1至图3，显示了本发明的大型龙门机床用精加工系统的其中一个实施例。

在该实施例中，所述大型龙门机床用精加工系统包括工件台10，所述工件台10的两侧分别设有平行的左底座11和右底座12。

其中，所述左底座11上设有能相对前后滑动的左立柱14，所述右底座12上设有能相对前后滑动的右立柱15，所述左立柱14和右立柱15在滑动中能进行同步，且所述左立柱14和右立柱15的前侧设有能相对上下滑动的横梁16，所述横梁16的前侧设有能相对左右滑动的滑台17，所述滑台17供一伸缩柱18贯穿，且所述伸缩柱18的底端设有对工件进行加工的加工头19。

本发明的大型龙门机床用精加工系统还包含操控台26，所述操控台26可设置于右立柱15上，提供操控人员输入控制信息。

其中，本发明包含能对工件进行精密夹持的工件夹持系统，所述工件夹持系统包含能相对工件台10旋转的夹紧圆盘13。

其中，参见图2和图4，所述夹紧圆盘13设有多条从圆盘中心向外辐射的燕尾夹槽131，各燕尾夹槽131内设有可沿燕尾夹槽滑动固定的旋转夹块27，从而通过多个旋转夹块27的滑动固定，对各种形状的工件进行夹持，可选的是，所述多条燕尾夹槽131为八条等角度间隔设置的燕尾夹槽，通过这样的设置，可对各种异形或者整形的大型零件进行稳固的夹持，其中，该八条燕尾夹槽131内的旋转夹块27通过一微型电机28进行驱动，各微型电机28通过滚珠丝杠结构连接至旋转夹块27的底部，从而实现旋转夹块27在燕尾夹槽131内的滑动和固定，通过这种结构设置，固定的效果更好，避免了在加工过程中工件的异常串动。

如图5所示，所述旋转夹块27至少可包含夹块座271、第一夹臂272、第二夹臂273、第一连接臂274、第二连接臂275、夹头276、夹紧气缸277和中间连杆278，所述夹块座271底部为燕尾部，从而可沿燕尾夹槽滑动，其中，所述夹紧座271可为长方体，可选的是，其形状不限于此，也可为矩形等其他合适的形状，所述夹紧气缸277紧固于所述夹块座271的上表面后部，所述夹紧气缸277通过气体软管连接至机床的气体供给系统，以通过气体供给系统的高压气体来提供夹紧力。

所述第一夹臂272和第二夹臂273为相对设置的长条状，所述第一夹臂272和第二夹臂273的后端分别铰接于所述夹块座271的上表面前部的两侧，从而所述第一夹臂272和第二夹臂273能相对夹块座271进行转动，所述第一夹臂272的前端铰接于第一连接臂274的一端，所述第二夹臂273的前端铰接于第二连接臂275的一端，所述第一连接臂274的另一端和第二连接臂275的另一端均铰接于中间的夹头276，所述第一连接臂274和第二连接臂275的形状相同且相对设置，从而位于中间的夹头276可位于所述第一夹臂272和第二夹臂273的中间位置，其中，所述夹头276通过中间连杆278连接至夹紧气缸277。

其中，所述夹头276的前端设有可拆卸的锥形夹紧部，以对工件形成点接触，所述第一夹臂272和第二夹臂273前端的铰接部还铰接有铰接圆盘，在夹紧中，所述第一夹臂272和第二夹臂273前端的铰接圆盘分别在两侧形成对工件抵靠，同时中间的夹头在夹紧气缸277的驱动下通过锥形夹紧部能在中间形成稳定的抵靠，一个旋转夹块能实现三点抵靠，从而夹持力更加稳定可靠。

可选的是，所述夹头276可通过缓冲件连接至锥形夹紧部，且所述缓冲件上可设有力传感器，以提供夹头受力时的检测信号并将该旋转夹块中夹头的反作用力的检测信号进行发送，其中所述缓冲件可为螺旋弹簧，缓冲件的存在可避免在接触中的刚性冲击，提高了夹头的使用寿命，且便于力传感器的检测。

本发明的工件夹持系统的夹持过程包含如下步骤：

步骤一：各微型电机高速驱动，各旋转夹块在微型电机驱动下快速靠近工件，各旋转夹块中第一夹臂272和第二夹臂273的前端以及夹头也逐渐靠近工件，此时夹紧气缸并未通入气体；

步骤二：当其中一旋转夹块的力传感器检测到受力开始时，即已经接触到工件并进行初步抵靠时，此时停止该旋转夹块的微型电机，等待所有旋转夹块均进行初步抵靠；

步骤四：在各旋转夹块均已抵靠后，各微型电机同时开始低速运行，同时各夹紧气缸通入低压气体并保持一个较低的第一压力值；

步骤五：由于微型电机继续驱动，各夹头276的反作用力持续增大，当收到的反作用力大于夹紧气缸内的第一压力值时夹头继续向后退，同时由于工件的抵靠以及第一连接臂274和第二连接臂275的联动，第一夹臂272和第二夹臂273的两侧也分别向两侧的外后方运动；

步骤六：当其中一旋转夹块的夹头退至整体机构的最大限度时，即两侧的第一夹臂272和第二夹臂273无法再运动时，该旋转夹块的力传感器的检测到的反作用力开始有一个飞跃增大，此时停止该旋转夹块的微型电机的驱动并同时停止该旋转夹块中夹块座的移动，等待所有旋转夹块的夹块座均停止运动；

步骤七：当所有旋转夹块的夹块座均停止运动时，对所有夹紧气缸通入高压气体，将各夹紧气缸内的压力提高至一个较高的第二压力值，该第二压力值应大于检测到的反作用力，以提供各夹头稳固的夹紧力，同时使得各旋转夹块中三个点的支撑趋于稳定。

由此，本发明的工件夹持系统提供所有旋转夹块的同步夹紧和移动，且夹紧稳固，避免工件的串动。

可选的是，第一连接臂274和第二连接臂275为异形件，其包含中间的连接杆和从连接杆两端向内倾斜伸出的连接部，两端的连接部分别实现铰接功能，其中，所述连接杆的中部也可铰接有接触圆盘，所述接触圆盘可避免工件对连接臂造成冲击和破坏，也能提供更好的抵靠和夹持功能。

由此可见，本发明中通过多个特别设计的旋转夹块以及夹紧方法，实现了对不同形状和类型的工件的稳固夹紧，保证了加工过程中工件的稳定位置，确保了精细加工顺利进行。

参见图2，所述左底座11上设有平行的两条左底滑轨21，后端设有左底驱动电机22，所述右底座12上设有平行的两条右底滑轨23，后端设有右底驱动电机24，所述左立柱14的底部设有两条容纳左底滑轨21以进行前后滑动的左底滑槽，所述左底驱动电机22驱动所述左立柱14进行滑动，所述右立柱15的底部设有两条容纳右底滑轨23以进行前后滑动的右底滑槽，所述右底驱动电机驱动所述右立柱15进行滑动。

参见图3，所述左立柱14的顶端设有驱动横梁16进行上下滑动的纵向驱动电机25，所述右立柱15的顶端同样设有驱动横梁16进行上下滑动的另一纵向驱动电机(未示出)。

其中，所述工件台10在旋转夹具13的周缘设有保护框20，所述保护框能收集加工过程中的切屑和冷却液等，并将该些切屑和冷却液引入工件台10内的废液切屑处理系统，所述保护框20的高度低于旋转夹具13的高度，以避免对加工过程中的工件和加工头造成影响。

由此可见，本发明的优点在于：

1、形成对工件的多轴龙门加工，能实现对不同工件的精细加工；

2、操作方便，加工顺畅；

3、保证了加工中的稳定，确保加工后工件的优良率。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (8)

1.一种大型龙门机床用精加工系统，包括工件台，所述工件台的两侧分别设有平行的左底座和右底座，其特征在于：

还设有能对工件进行精密夹持的工件夹持系统，所述工件夹持系统包含能相对工件台旋转的夹紧圆盘，所述夹紧圆盘设有多条从圆盘中心向外辐射的燕尾夹槽，各燕尾夹槽内设有可沿燕尾夹槽滑动固定的旋转夹块，从而通过多个旋转夹块的滑动固定，对各种形状的工件进行夹持，所述多条燕尾夹槽为八条等角度间隔设置的燕尾夹槽，该八条燕尾夹槽内的旋转夹块通过一微型电机进行驱动，各微型电机通过滚珠丝杠结构连接至旋转夹块的底部，从而实现旋转夹块在燕尾夹槽内的滑动和固定。

2.如权利要求1所述的大型龙门机床用精加工系统，其特征在于：所述旋转夹块包含夹块座、第一夹臂、第二夹臂、第一连接臂、第二连接臂、夹头、夹紧气缸和中间连杆，所述夹紧气缸紧固于所述夹块座的上表面后部。

3.如权利要求2所述的大型龙门机床用精加工系统，其特征在于：所述第一夹臂和第二夹臂为相对设置的长条状，所述第一夹臂和第二夹臂的后端分别铰接于所述夹块座的上表面前部的两侧，所述第一夹臂的前端铰接于第一连接臂的一端，所述第二夹臂的前端铰接于第二连接臂的一端，所述第一连接臂的另一端和第二连接臂的另一端均铰接于中间的夹头，所述第一连接臂和第二连接臂的形状相同且相对设置，所述夹头通过中间连杆连接至夹紧气缸，所述夹头设有力传感器。

4.如权利要求3所述的大型龙门机床用精加工系统，其特征在于：所述夹头的前端设有可拆卸的锥形夹紧部，以对工件形成点接触，所述第一夹臂和第二夹臂前端的铰接部还铰接有铰接圆盘。

5.如权利要求4所述的大型龙门机床用精加工系统，其特征在于：所述夹头通过缓冲件连接至锥形夹紧部，且所述缓冲件上设有力传感器以提供夹头受力时的检测信号。

6.如权利要求3所述的大型龙门机床用精加工系统，其特征在于：第一连接臂和第二连接臂包含中间的连接杆和从连接杆两端向内倾斜伸出的连接部，两端的连接部分别实现铰接功能。

7.如权利要求6所述的大型龙门机床用精加工系统，其特征在于：所述连接杆的中部铰接有接触圆盘。

8.如权利要求3-7中任一所述的大型龙门机床用精加工系统，其特征在于：所述工件夹持系统的夹持过程包含如下步骤：

步骤一：各微型电机高速驱动，各旋转夹块在微型电机驱动下快速靠近工件，夹紧气缸未通入气体；

步骤二：当其中一旋转夹块的力传感器检测到受力开始时，停止该旋转夹块的微型电机，等待所有旋转夹块均进行初步抵靠；

步骤四：在各旋转夹块均已抵靠后，各微型电机同时开始低速运行，同时各夹紧气缸通入低压气体并保持一个较低的第一压力值；

步骤五：当反作用力大于夹紧气缸内的第一压力值时夹头继续向后退；

步骤六：当其中一旋转夹块的夹头退至整体机构的最大限度时，该旋转夹块的反作用力开始有一个飞跃增大，此时停止该旋转夹块的微型电机的驱动并同时停止该旋转夹块中夹块座的移动，等待所有旋转夹块的夹块座均停止运动；

步骤七：当所有旋转夹块的夹块座均停止运动时，对所有夹紧气缸通入高压气体，将各夹紧气缸内的压力提高至一个较高的第二压力值，该第二压力值应大于检测到的反作用力，以提供各夹头稳固的夹紧力。