CN108581695A - 一种具有浮动轴的机床 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有浮动轴的机床，包括机床Z轴本体，所述机床Z轴本体安装在机床Z轴导轨上，并且机床Z轴本体的下端设置有刚性输出轴，所述机床Z轴本体上设置有浮动轴和动力装置，所述浮动轴通过安装机构安装到机床Z轴本体上，并且浮动轴能够在动力装置的作用下动作实现输出轴和浮动轴的两者加工切换。本发明在机床上结合了现有的浮动轴技术，刚性输出轴和浮动轴之间可以自由切换，当进行普通加工(例如部分规则铸件的表面抛光)时，采用刚性输出，可以很好地保证产品的质量，在进行特殊加工(例如不规则铸件的去毛刺、打磨或抛光等)，采用浮动轴输出，可以有效避免工件的过切问题，提高了工件的表面质量和产品良率。

Description

一种具有浮动轴的机床
技术领域
本发明属于机加工设备技术领域，特别是涉及一种具有浮动轴的机床。
背景技术
目前大部分工厂甚至大型的发动机制造公司的发动机外壳、车身等工件去毛刺打磨加工作业大多采用手工或者使用手持气动，电动工具进行打磨、研磨、锉等方式进行去毛刺加工，容易导致产品不良率上升，而且效率非常低下，并且出现加工后的产品表面粗糙不均匀等问题。为此，一部分厂家开始使用机器人安装电动或气动工具进行自动化打磨，与手持打磨比较，机器人去毛刺能有效提高生产效率，降低成本，提高产品良率，但是由于机械臂刚性，定位误差等其它因素，采用机器人夹持电动、气动工具去毛刺针对不规则毛刺处理时容易出现断刀或者由于力度不均对工件造成损坏等情况发生。基于此，近年来在欧美等发达国家已经广泛使用浮动去毛刺工具能有效解决这方面的问题，浮动去毛刺在进行难加工的边、角、交叉孔等不规则形状毛刺时能让浮动工具和工具针对工件毛刺采取跟随加工，如同人手滑过工件毛刺般进行柔性去除毛刺，能有效避免造成刀具和工件的损坏，吸收工件及定位等各方面的误差。
目前，浮动去毛刺主轴的结构形式有很多，例如申请号为201720024249.5的一种径向浮动去毛刺主轴结构、申请号为201621071100.4的一种径向柔性去毛刺主轴、申请号为201610842593.5的一种径向柔性去毛刺主轴、申请号为201510452612.9的一种浮动式去毛刺自适应装置、申请号为201621322134.6的一种机器人浮动去毛刺装置等，里面提到了各种关于浮动轴的结构原理介绍，但是类似的浮动轴在机床上的应用目前还没有出现。
目前市场上的机床Z轴均为刚性输出，在铣削变形量较大的工件时会造成产品过切，易导致产品报废，或者说因为定位误差等因素也可能导致产品过切的情况发生，因此将现有的浮动轴结合到机床上，在进行去毛刺、打磨、抛光等加工作业时，可以很好地避免产品过切的情况，更好地保证产品质量。
发明内容
针对以上现有技术的不足，本发明的目的在于将浮动轴结合到机床上，提供一种具有浮动轴的机床，在进行去毛刺、打磨、抛光等加工作业时，可以很好地避免产品过切的情况，更好地保证产品质量。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种具有浮动轴的机床，包括机床Z轴本体，所述机床Z轴本体安装在机床Z轴导轨上，并且机床Z轴本体的下端设置有刚性输出轴，所述机床Z轴本体上设置有浮动轴和动力装置，所述浮动轴通过安装机构安装到机床Z轴本体上，并且浮动轴能够在动力装置的作用下动作实现输出轴和浮动轴的两者加工切换。
目前市场上现有的机床都包括机床Z轴本体，Z轴本体的下端设置有刚性输出轴，刚性输出轴的下端安装有刀具，机床Z轴本体安装在机床Z轴导轨上，工作时，机床Z轴本体在动力装置的作用下沿机床Z轴导轨上下运动，同时刚性输出轴下端的刀具转动实现对工件加工，但是，由于是刚性输出，在铣削变形量较大的工件时容易出现过切的情况，特别是在进行去毛刺、打磨、抛光等机加工作业时很难保证产品表面质量。
本发明在机床上结合了现有的浮动轴技术，刚性输出轴和浮动轴之间可以自由切换，当进行普通加工(例如部分规则铸件的表面抛光)时，采用刚性输出，可以很好地保证产品的质量，在进行特殊加工(例如不规则铸件的去毛刺、打磨或抛光等)，采用浮动轴输出，可以有效避免工件的过切问题，为在机床上提供打磨铸件提供了途径。
进一步，所述安装机构包括浮动轴安装导轨和浮动轴安装座，所述浮动轴安装导轨安装在机床Z轴本体上，并且浮动轴安装导轨与机床Z轴导轨平行；所述浮动轴安装座通过滑块安装在浮动轴安装导轨上，所述浮动轴连接在浮动轴安装座的下端；所述动力装置与浮动轴安装座连接，用于推动浮动轴安装座沿着浮动轴安装导轨上下运动。
将浮动轴结合到机床上的方式有很多，例如可以通过机器人手臂等，但是这些方式结构都比较复杂，成本比较高，因此，本发明采用了相对结构简单，成本低的安装方式，即在机床Z轴本体上设置浮动轴安装导轨，浮动轴安装座滑动设置在浮动轴安装导轨上，浮动轴安装在浮动轴安装座的下端，通过浮动轴的上下滑动来实现浮动轴和刚性输出的两者切换，这种方式相比其它结构形式而言，结构更加简单，成本更低，实用性更强；同时，由于在机床上增加了与Z轴导轨平行的浮动轴安装导轨，这样就可以参考机床的Z轴坐标系准确定位浮动轴的Z轴坐标，实现对浮动轴位置的准确定位，更好地保证产品质量。
进一步，所述浮动轴安装座为浮动法兰座，所述浮动轴的上端通过螺栓固定连接在浮动法兰座上。浮动轴安装座采用法兰座，这样浮动轴就可以通过其上端对应的法兰盘与法兰座对应连接起来，这种方式拆装更加方便，通用性和互换性强。
进一步，所述浮动轴安装导轨设置在机床Z轴导轨的相反侧面上。浮动轴可以通过安装机构安装到机床Z轴本体的其它任意侧面上，但是，为了方便安装，浮动轴最好是安装到机床Z轴本体的前侧面上，这样浮动轴安装导轨就和机床Z轴导轨相反侧面。
进一步，所述驱动机构为电动丝杆、气缸或直线电机。本发明采用了目前常见的电动丝杆或气缸作为浮动轴的驱动装置，结构更加简单，成本更低。
本发明的有益效果在于：
1、本发明可以实现浮动轴和刚性输出轴之间的切换，在进行特殊加工(例如不规则铸件的去毛刺、打磨或抛光等)，采用浮动输出，可以有效避免工件的过切问题，提高工件的表面质量，为在机床上提供打磨铸件提供了途径。
2、本发明用简单的结构将浮动轴结合到机床上，拆装方便，通用性和互换性较强。
3、本发明在机床Z轴本体上增加了与Z轴导轨平行的浮动轴安装导轨，这样就可以参考机床的Z轴坐标系准确定位浮动轴的Z轴坐标，更好地保证产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的其中两幅，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明机床的局部结构示意图。
其中，1-机床Z轴本体，2-滑块，3-浮动轴安装导轨，4-浮动轴安装座，5-浮动轴，6-刚性输出轴，7-浮动轴输出位置。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明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的较佳实施例，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做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。
实施例
如图1所示，一种具有浮动轴的机床，包括机床Z轴本体1，所述机床Z轴本体1的下端设置有刚性输出轴6，机床Z轴本体1安装在机床Z轴导轨上，所述机床Z轴本体1上设置有浮动轴5和动力装置(图中未画出)，所述动力装置用于推动浮动轴5上下运动，实现刚性输出轴6和浮动轴5的输出切换。
目前市场上现有的机床都包括机床Z轴本体1，Z轴本体1的下端设置有刚性输出轴6，刚性输出轴6的下端安装有刀具，机床Z轴本体1安装在机床Z轴导轨上，工作时，机床Z轴本体1在动力装置的作用下沿机床Z轴导轨上下运动，同时刚性输出轴6下端的刀具转动实现对工件加工，但是，由于是刚性输出，在铣削变形量较大的工件时容易出现过切的情况，特别是在进行去毛刺、打磨、抛光等机加工作业时很难保证产品表面质量。
本发明在机床上结合了现有的浮动轴技术，刚性输出轴6和浮动轴5之间可以自由切换，当进行普通加工(例如部分规则铸件的表面抛光)时，采用刚性输出，可以很好地保证产品的质量，在进行特殊加工(例如不规则铸件的去毛刺、打磨或抛光等)，采用浮动轴输出，可以有效避免工件的过切问题，提高工件的表面质量和良率，为在机床上提供打磨铸件提供了途径。
在本实施例中，所述安装机构包括浮动轴安装导轨3和浮动轴安装座4，所述浮动轴安装导轨3安装在机床Z轴本体1上，并且浮动轴安装导轨3与机床Z轴导轨平行；所述浮动轴安装座4通过滑块2安装在浮动轴安装导轨3上，所述浮动轴5连接在浮动轴安装座4的下端；所述动力装置与浮动轴安装座4连接，用于推动浮动轴安装座4沿着浮动轴安装导轨3上下运动。
将浮动轴5结合到机床上的方式有很多，例如可以通过机器人手臂或者活动转盘(即将刚性输出轴和浮动轴分别设置在活动转盘的两个工位，通过转动活动转盘实现两个工位的切换)等，但是这些方式结构都比较复杂，成本比较高，因此，本发明采用了相对结构简单，成本低的安装方式，即在机床Z轴本体上设置浮动轴安装导轨，浮动轴安装座滑动设置在浮动轴安装导轨上，浮动轴安装在浮动轴安装座的下端，通过浮动轴的上下滑动来实现浮动轴和刚性输出的两者切换，这种方式相比其它结构形式而言，结构更加简单，成本更低，实用性更强；同时，由于在机床上增加了与Z轴导轨平行的浮动轴安装导轨，这样就可以参考机床的Z轴坐标系准确定位浮动轴的Z轴坐标，实现对浮动轴位置的准确定位，更好地保证产品质量。
在本实施例中，所述浮动轴安装座4为浮动法兰座，所述浮动轴5的上端通过螺栓固定连接在浮动法兰座4上。浮动轴安装座4采用法兰座，这样浮动轴就可以通过其上端对应的法兰盘与法兰座对应连接起来，这种方式拆装更加方便，通用性和互换性强。
在本实施例中，所述浮动轴安装导轨3设置在机床Z轴导轨的相反侧面上。浮动轴可以通过安装机构安装到机床Z轴本体的其它任意侧面上，但是，为了方便安装，浮动轴最好是安装到机床Z轴本体的前侧面上，这样浮动轴安装导轨就和机床Z轴导轨相反侧面。
在本实施例中，所述动力装置为电动丝杆、气缸或直线电机(对于电动丝杆、气缸、直线电机的原理属于现有技术，在此不再赘述)。本发明采用了目前常见的电动丝杆或气缸作为浮动轴的驱动装置，结构更加简单，成本更低。
本发明的工作原理是：在机床进行普通加工时，需要刚性输出，浮动轴5则通过丝杆或气缸退回到刚性输出轴6上端，此时刚性输出轴6可以正常铣削工件；在进行特殊加工(例如不规则铸件的去毛刺、打磨或抛光等)时，切换成浮动轴铣削，浮动轴则通过丝杆或气缸退出到铣削位置(图中浮动轴伸出位置7)，此时浮动轴的刀具位置将超过刚性输出刀具位置，浮动轴即可进行正常铣削工作。
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 (5)

1.一种具有浮动轴的机床，包括机床Z轴本体，所述机床Z轴本体安装在机床Z轴导轨上，并且机床Z轴本体的下端设置有刚性输出轴，其特征在于，所述机床Z轴本体上设置有浮动轴和动力装置，所述浮动轴通过安装机构安装到机床Z轴本体上，并且浮动轴能够在动力装置的作用下动作实现输出轴和浮动轴的两者加工切换。
2.根据权利要求1所述的具有浮动轴的机床，其特征在于：所述安装机构包括浮动轴安装导轨和浮动轴安装座，所述浮动轴安装导轨安装在机床Z轴本体上，并且浮动轴安装导轨与机床Z轴导轨平行；所述浮动轴安装座通过滑块安装在浮动轴安装导轨上，所述浮动轴连接在浮动轴安装座的下端；所述动力装置与浮动轴安装座连接，用于推动浮动轴安装座沿着浮动轴安装导轨上下运动。
3.根据权利要求2所述的具有浮动轴的机床，其特征在于：所述浮动轴安装座为浮动法兰座，所述浮动轴的上端通过螺栓固定连接在浮动法兰座上。
4.根据权利要求2所述的具有浮动轴的机床，其特征在于：所述浮动轴安装导轨设置在机床Z轴导轨的相反侧面上。
5.根据权利要求1所述的具有浮动轴的机床，其特征在于：所述动力装置为电动丝杆、气缸或直线电机。
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