CN109454242A - 卧式精密双头数控车床与加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卧式精密双头数控车床与加工方法，包括底座、主轴系统、两个Z轴装置、两个X轴装置、两个检测装置、挡料装置、夹具和液压站，主轴系统、两个Z轴装置和液压站均安装在底座上，两个Z轴装置分别安装在底座的两侧，一个X轴装置安装在一个Z轴装置上，另一个X轴装置安装在另一个Z轴装置上，一个检测装置和挡料装置均安装在一个X轴装置上，另一个检测装置安装在另一个X轴装置上，每个X轴装置上均安装有两个刀具，主轴系统安装在底座的中部位置，夹具安装在主轴系统上，液压站与夹具连接；本发明结构简单，设计合理，机床紧凑，易于实现自动化。
Description
技术领域
本发明涉及一种数控车床，尤其涉及一种卧式精密双头数控车床及其加工方法。
背景技术
现有的加工车床大部分以单个主轴为主，在加工工件方面，只能加工单面，若需加工另一端，需要配合机械手与其他机床联机，占地面积大，物流复杂，自动化程度低，加工效率低，重复装夹会引起的重复定位精度不准问题。
有鉴于此，在公布号为CN102009189A的专利文献中公开了一种卧式车床，是按卧式车床的装配工艺，将床身、尾架、床头箱、卡盘装配成成标准的普通卧式车床，将门式立柱用螺栓固定安装在床头箱上面，将滑块安装在门式立柱的开档中间，将悬臂以适当的方式与滑块固定连接，将气动扳手以适当的方式安装固定在悬臂上面，将气动马达安装固定在门式立柱的顶部，将丝杠的上端与气动马达的输出轴以适当的方式固定连接，另外一端通过螺纹配合的方式与滑块连接。上述对比文件存在工件只能单面加工，重复夹装会导致定位精度不准的缺点。
发明内容
基于上述问题，本发明提供一种结构简单，双头的卧式精密双头数控车床，不仅能提高工作效率，同时出能提高所需加工的产品精度；
本发明采用如下的技术方案实现：
一种卧式精密双头数控车床，包括底座、主轴系统、Z轴装置、X轴装置、检测装置、挡料装置、夹具和液压站；底座上设置有排水口；Z轴装置有二个，分别安装在底座的两侧；X轴装置有二个，每个Z轴装置上安装有X轴装置；一个X轴装置上安装有检测装置和挡料装置，另一个X轴装置上安装检测装置；主轴系统、液压站安装在底座上；每个X轴装置上安装有两个刀具；主轴系统安装在底座的中部位置，夹具安装在主轴系统上，液压站与夹具连接；
其中，主轴系统包括主轴电机、主轴中座、液压主轴座、液压主轴和主轴皮带；所述主轴电机和所述主轴中座均安装在所述底座上，且主轴电机和主轴中座均位于底座的中部位置，液压主轴座安装在主轴中座上，液压主轴穿过液压主轴座转动安装在液压主轴座上，所述主轴电机与液压主轴通过所述主轴皮带连接，夹具安装在液压主轴内，夹具与挡料装置中的挡块配合；
其中，Z轴装置包括Z轴线轨、Z轴电机、Z轴螺杆和鞍座；Z轴线轨和Z轴电机均安装在底座上，鞍座滑动安装在Z轴线轨上；Z轴电机与鞍座通过Z轴螺杆连接；Z轴电机与Z轴螺杆通过Z轴联轴器连接；
其中，X轴装置包括X轴线轨、X轴电机、X轴螺杆和滑板；X轴线轨和X轴电机均安装在Z轴装置的鞍座上，滑板滑动安装在X轴线轨上，X轴电机与滑板通过X轴螺杆连接，刀具安装在滑板上；X轴电机与X轴螺杆通过X轴联轴器连接
其中，检测装置包括检测固定板、检测线轨、检测滑台气缸、测头固定座、测头、检测气缸固定架、检测气缸和检测连接架；检测气缸安装在检测气缸固定架上，检测气缸与所述检测连接架连接，检测连接架与检测线轨的一端连接，检测线轨滑动安装在检测固定板上，检测滑台气缸安装在检测线轨的另一端，测头固定座安装在所述检测滑台气缸上，测头安装在所述测头固定座上；检测固定板和所述检测气缸固定架均安装在所述X轴装置的滑板上；
其中，挡料装置包括挡料固定板、挡料线轨、挡料滑台气缸、挡块固定座、挡块、挡料气缸固定架、挡料气缸和挡料连接架；挡料固定板和挡料气缸固定架均安装在位于左侧的滑板上，挡料气缸安装在挡料气缸固定架上，挡料气缸与挡料连接架连接，挡料连接架与挡料线轨的一端连接，挡料线轨滑动安装在挡料固定板上，挡料滑台气缸安装在挡料线轨的另一端，挡块固定座安装在挡料滑台气缸上，挡块安装在挡块固定座上。
水箱安装在底座的排水口的下方，水泵安装在水箱上。
滑板倾斜安装在X轴线轨上，滑板与水平面之间的夹角为30°。
刀具为栉式刀座，检测滑台气缸和挡料滑台气缸均为精密滑台气缸，Z轴线轨和X轴线轨均为滚柱导轨。
卧式精密双头数控车床的加工方法，其特征在于：所述加工方法包括如下步骤：
第一步：将工件置于夹具上；通过Z轴电机和Z轴螺杆驱动鞍座沿Z轴线轨滑动，通过X轴电机和X轴螺杆驱动滑板沿X轴线轨滑动；通过挡料气缸和挡料连接架驱动挡料线轨滑动，同时通过挡料滑台气缸驱动挡块固定座滑动，进而通过挡块对工件进行限位；通过液压站为夹具提供动力，将限位后的工件夹持住；
第二步：通过主轴电机和主轴皮带驱动液压主轴转动，进而使得夹持住的工件在夹具上转动；通过Z轴电机和Z轴螺杆驱动鞍座沿Z轴线轨滑动，通过X轴电机和X轴螺杆驱动滑板沿X轴线轨滑动；通过刀具对转动的工件进行加工；
第三步：通过Z轴电机和Z轴螺杆驱动鞍座沿Z轴线轨滑动，通过X轴电机和X轴螺杆驱动滑板沿X轴线轨滑动；通过检测气缸和检测连接架驱动检测线轨滑动，同时通过检测滑台气缸驱动测头固定座滑动，进而通过测头对加工后的工件的孔径和孔深进行检测；所述第一步至第二步依次进行，所述第二步和第三步同时进行。
第三步中，通过检测装置对加工零件进行刀补。
Z轴装置和X轴装置的最大进给速度均为24m/min。
本发明技术方案实现的有益效果：
1、结构简单，设计合理，机床紧凑，易于实现自动化。
2、Z轴线轨和X轴线轨均采用滚柱导轨，比一般滚珠导轨刚性提高30％以上，且具有较快的进给速度，
3、滑板与水平面之间呈30°切斜的夹角安装，提高了底座的稳定性且与排屑。
4、一次夹装可以对工件的两端同时进行加工，大大缩短加工时间，而且避免了因重复夹装而引起的定位精度不准问题。
5、检测装置可以对工件的孔径和孔深进行在线检测，可随时对工件进行刀补，保证了工件的加工精度。
附图说明
图1是本发明卧式精密双头数控车床的立体结构示意图；
图2是图1中A部放大结构示意图；
图3是本发明实施例的卧式精密双头数控车床的立体结构示意图；
图4是本发明实施例的卧式精密双头数控车床的立体结构示意图；
图5是图4中B部放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1至图5所示，须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中若用引用如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
卧式精密双头数控车床，包括底座1、主轴系统2、两个Z轴装置3、两个X轴装置4、两个检测装置5、挡料装置6、夹具7和液压站9；主轴系统2、两个Z轴装置3和液压站9均安装在底座1上，两个Z轴装置3分别安装在底座1的两侧，一个X轴装置4安装在一个Z轴装置3上，另一个X轴装置4安装在另一个Z轴装置3上，一个检测装置5和挡料装置6均安装在一个X轴装置4上，另一个检测装置5安装在另一个X轴装置4上，每个X轴装置4上均安装有两个刀具8，主轴系统2安装在底座1的中部位置，夹具7安装在主轴系统2上，液压站9与夹具7连接；主轴系统2包括主轴电机21、主轴中座22、液压主轴座23、液压主轴24和主轴皮带25；Z轴装置3包括Z轴线轨31、Z轴电机32、Z轴螺杆33和鞍座34；X轴装置4包括X轴线轨41、X轴电机42、X轴螺杆43和滑板44；检测装置5包括检测固定板51、检测线轨52、检测滑台气缸53、测头固定座54、测头55、检测气缸固定架56、检测气缸57和检测连接架58；挡料装置6包括挡料固定板61、挡料线轨62、挡料滑台气缸63、挡块固定座64、挡块65、挡料气缸固定架66、挡料气缸67和挡料连接架68，Z轴线轨31和Z轴电机32均安装在底座1上，鞍座34安装在Z轴线轨31上，Z轴电机32与鞍座34通过Z轴螺杆33连接，X轴线轨41和X轴电机42均安装在鞍座34上，滑板44安装在X轴线轨41上，X轴电机42与滑板44通过X轴螺杆43连接，刀具8、检测固定板51和检测气缸固定架56均安装在滑板44上，检测气缸57安装在检测气缸固定架56上，检测气缸57与检测连接架58连接，检测连接架58与检测线轨52的一端连接，检测线轨52安装在检测固定板51上，检测滑台气缸53安装在检测线轨52的另一端，测头固定座54安装在检测滑台气缸53上，测头55安装在测头固定座54上，挡料固定板61和挡料气缸固定架66均安装在位于左侧的滑板44上，挡料气缸67安装在挡料气缸固定架66上，挡料气缸67与挡料连接架68连接，挡料连接架68与挡料线轨62的一端连接，挡料线轨62安装在挡料固定板61上，挡料滑台气缸63安装在挡料线轨62的另一端，挡块固定座64安装在挡料滑台气缸63上，挡块65安装在挡块固定座64上；主轴电机21和主轴中座22均安装在底座1上，且主轴电机21和主轴中座22均位于底座1的中部位置，液压主轴座23安装在主轴中座22上，液压主轴24安装在液压主轴座23上，主轴电机21与液压主轴24通过主轴皮带25连接，夹具7安装在液压主轴24内，夹具7与挡块65配合。
本实施例中的卧式精密双头数控车床还包括水箱101和水泵102，底座1上设置有排水口，水箱101安装在底座1的排水口的下方，水泵102安装在水箱101上。
本实施例中的鞍座34滑动安装在Z轴线轨31上，滑板44滑动安装在X轴线轨41上，检测线轨52滑动安装在检测固定板51上，挡料线轨62滑动安装在挡料固定板61上。
本实施例中的液压主轴24穿过液压主轴座23，液压主轴24转动安装在液压主轴座23上；Z轴电机32与Z轴螺杆33通过Z轴联轴器连接，X轴电机42与X轴螺杆43通过X轴联轴器连接。
本实施例中的滑板44与倾斜安装在X轴线轨41上，滑板44与水平面之间的夹角为30°。
本实施例中的刀具8为栉式刀座，检测滑台气缸53和挡料滑台气缸63均为精密滑台气缸，Z轴线轨31和X轴线轨41均为滚柱导轨。
本实施例中，使用卧式精密双头数控车床的加工方法，加工方法包括如下步骤：
第一步：将工件置于夹具7上；通过Z轴电机32和Z轴螺杆33驱动鞍座34沿Z轴线轨31滑动，通过X轴电机42和X轴螺杆43驱动滑板44沿X轴线轨41滑动；通过挡料气缸67和挡料连接架68驱动挡料线轨62滑动，同时通过挡料滑台气缸63驱动挡块固定座64滑动，进而通过挡块65对工件进行限位；通过液压站9为夹具7提供动力，将限位后的工件夹持住；
第二步：通过主轴电机21和主轴皮带25驱动液压主轴24转动，进而使得夹持住的工件在夹具7上转动；通过Z轴电机32和Z轴螺杆33驱动鞍座34沿Z轴线轨31滑动，通过X轴电机42和X轴螺杆43驱动滑板44沿X轴线轨41滑动；通过刀具8对转动的工件进行加工；
第三步：通过Z轴电机32和Z轴螺杆33驱动鞍座34沿Z轴线轨31滑动，通过X轴电机42和X轴螺杆43驱动滑板44沿X轴线轨41滑动；通过检测气缸57和检测连接架58驱动检测线轨52滑动，同时通过检测滑台气缸53驱动测头固定座54滑动，进而通过测头55对加工后的工件的孔径和孔深进行检测；第一步至第二步依次进行，第二步和第三步同时进行。
本实施例中的第三步中，通过检测装置5对加工零件进行刀补。
本实施例中的Z轴装置3和X轴装置4的最大进给速度均为24m/min。
本实施例中的卧式精密双头数控车床，主要应用于航空航天、汽车零部件、医疗器配件等轴类、盘类两端都需要加工的零件。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种卧式精密双头数控车床，其特征在于：包括底座、主轴系统、Z轴装置、X轴装置、检测装置、挡料装置、夹具和液压站；所述底座上设置有排水口；所述Z轴装置有二个，分别安装在底座的两侧；所述X轴装置有二个，每个Z轴装置上安装有X轴装置；一个X轴装置上安装有所述检测装置和所述挡料装置，另一个X轴装置上只安装检测装置；所述主轴系统、液压站安装在底座上；每个X轴装置上安装有两个刀具；所述主轴系统安装在所述底座的中部位置，所述夹具安装在所述主轴系统上，所述液压站与夹具连接；
其中，所述主轴系统包括主轴电机、主轴中座、液压主轴座、液压主轴和主轴皮带；所述主轴电机和所述主轴中座均安装在所述底座上，且主轴电机和主轴中座均位于底座的中部位置，液压主轴座安装在主轴中座上，液压主轴穿过液压主轴座转动安装在液压主轴座上，所述主轴电机与液压主轴通过所述主轴皮带连接，所述夹具安装在液压主轴内，所述夹具与所述挡料装置中的挡块配合；
其中，所述Z轴装置包括Z轴线轨、Z轴电机、Z轴螺杆和鞍座；所述Z轴线轨和所述Z轴电机均安装在所述底座上，所述鞍座滑动安装在所述Z轴线轨上；所述Z轴电机与所述鞍座通过所述Z轴螺杆连接；所述Z轴电机与Z轴螺杆通过Z轴联轴器连接；Z轴线轨为滚柱导轨；
其中，所述X轴装置包括X轴线轨、X轴电机、X轴螺杆和滑板；所述X轴线轨和X轴电机均安装在所述Z轴装置的鞍座上，所述滑板滑动安装在X轴线轨上，所述X轴电机与所述滑板通过X轴螺杆连接，所述刀具安装在所述滑板上；所述X轴电机与X轴螺杆通过X轴联轴器连接；X轴线轨为滚柱导轨；
其中，所述检测装置包括检测固定板、检测线轨、检测滑台气缸、测头固定座、测头、检测气缸固定架、检测气缸和检测连接架；所述检测气缸安装在所述检测气缸固定架上，所述检测气缸与所述检测连接架连接，所述检测连接架与所述检测线轨的一端连接，所述检测线轨滑动安装在所述检测固定板上，所述检测滑台气缸安装在所述检测线轨的另一端，所述测头固定座安装在所述检测滑台气缸上，所述测头安装在所述测头固定座上；所述检测固定板和所述检测气缸固定架均安装在所述X轴装置的滑板上；
其中，所述挡料装置包括挡料固定板、挡料线轨、挡料滑台气缸、挡块固定座、挡块、挡料气缸固定架、挡料气缸和挡料连接架；所述挡料固定板和挡料气缸固定架均安装在位于左侧的滑板上，所述挡料气缸安装在挡料气缸固定架上，所述挡料气缸与挡料连接架连接，所述挡料连接架与挡料线轨的一端连接，所述挡料线轨滑动安装在挡料固定板上，所述挡料滑台气缸安装在挡料线轨的另一端，所述挡块固定座安装在挡料滑台气缸上，所述挡块安装在挡块固定座上。
2.根据权利要求1所述的卧式精密双头数控车床，其特征在于：所述卧式精密双头数控车床还包括水箱和水泵，所述水箱安装在底座的排水口的下方，所述水泵安装在水箱上。
3.根据权利要求1所述的卧式精密双头数控车床，其特征在于：所述滑板倾斜安装在X轴线轨上，所述滑板与水平面之间的夹角为30°。
4.根据权利要求1所述的卧式精密双头数控车床，其特征在于：所述刀具为栉式刀座，所述检测滑台气缸和挡料滑台气缸均为精密滑台气缸。
5.一种卧式精密双头数控车床的加工方法，其特征在于：加工方法包括如下步骤：
第一步：将工件置于夹具上；通过Z轴电机和Z轴螺杆驱动鞍座沿Z轴线轨滑动，通过X轴电机和X轴螺杆驱动滑板沿X轴线轨滑动；通过挡料气缸和挡料连接架驱动挡料线轨滑动，同时通过挡料滑台气缸驱动挡块固定座滑动，进而通过挡块对工件进行限位；通过液压站为夹具提供动力，将限位后的工件夹持住；
第二步：通过主轴电机和主轴皮带驱动液压主轴转动，进而使得夹持住的工件在夹具上转动；通过Z轴电机和Z轴螺杆驱动鞍座沿Z轴线轨滑动，通过X轴电机和X轴螺杆驱动滑板沿X轴线轨滑动；通过刀具对转动的工件进行加工；
第三步：通过Z轴电机和Z轴螺杆驱动鞍座沿Z轴线轨滑动，通过X轴电机和X轴螺杆驱动滑板沿X轴线轨滑动；通过检测气缸和检测连接架驱动检测线轨滑动，同时通过检测滑台气缸驱动测头固定座滑动，进而通过测头对加工后的工件的孔径和孔深进行检测；
所述第一步至第二步依次进行，所述第二步和第三步同时进行。
6.根据权利要求5所述的使用卧式精密双头数控车床的加工方法，其特征在于：所述第三步中，通过检测装置对加工零件进行刀补。
7.根据权利要求5所述的使用卧式精密双头数控车床的加工方法，其特征在于：所述Z轴装置和X轴装置的最大进给速度均为24m/min。
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