CN110480421A - 一种卧式五轴加工机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卧式五轴加工机床，包括底座和所述底座相对设置的加工平台，所述底座上设置有X轴移动组件，所述X轴移动组件上滑动连接有至少两个立柱；每个所述立柱的侧壁上设置有Y轴移动组件，所述Y轴移动组件上滑动连接有Z轴移动组件，所述Z轴移动组件上滑动连接有连接柱，所述连接柱可通过Z轴移动组件沿Z轴方向移动；所述连接柱上靠近加工平台的一端转动连接有连接座，所述连接座可绕A轴转动，所述A轴为与所述Z轴平行的轴；所述连接座上转动连接有刀具夹持部，所述刀具夹持部可绕C轴转动，所述C轴为与所述Y轴平行的轴。本发明可实现一次加工多个工件，或者对一个工件的不同部分进行同时加工，减少加工时间，提高加工效率。

Description

一种卧式五轴加工机床

技术领域

本发明涉及数控机床领域，特别涉及一种卧式五轴加工机床。

背景技术

制造业中，自由曲面通常采用五轴加工机床进行加工。五轴加工机床是在三轴加工机床的基础上增加两个另外的旋转轴。这两个轴提供了更大的灵活性，使得先前不能加工的高质量复杂自由曲面的加工成为可能。但是，现有的五轴加工机床一次只能加工一个工件，或者只能对一个工件的一个局部进行加工，导致加工时间长，加工效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卧式五轴加工机床，以解决现有的五轴加工机床一次只能加工一个工件，或者只能对一个工件的一个局部进行加工，导致加工时间长，加工效率低的问题。

根据本发明的实施例，提供了一种卧式五轴加工机床，包括底座和所述底座相对设置的加工平台，所述底座上设置有X轴移动组件，所述X轴移动组件上滑动连接有至少两个立柱，所述立柱可通过X轴移动组件在底座上沿X轴方向移动；

每个所述立柱的侧壁上设置有Y轴移动组件，所述Y轴移动组件上滑动连接有Z轴移动组件，所述Z轴移动组件可通过Y轴移动组件沿所述立柱的高度方向上下移动；

所述Z轴移动组件上滑动连接有连接柱，所述连接柱可通过Z轴移动组件沿Z轴方向移动；所述连接柱上靠近加工平台的一端转动连接有连接座，所述连接座可绕A轴转动，所述A轴为与所述Z轴平行的轴；所述连接座上转动连接有刀具夹持部，所述刀具夹持部可绕C轴转动，所述C轴为与所述Y轴平行的轴。

具体地，所述加工平台包括包括水平旋转台；所述水平旋转台上设置有至少两个夹持工位；每个所述夹持工位可沿竖直方向夹持工件；当所述水平旋转台将其中一个夹持工位旋转至加工位置时，剩余夹持工位均处于装卸位置。

具体地，所述夹持工位的数量为两个，每个所述夹持工位包括连接板以及设置在所述连接板的一侧面上的多个工件夹持部，所述连接板的一端与所述水平旋转台连接，且所述连接板的安装方向与水平旋转台所在的平面垂直，两个所述连接板的另一侧面相连接。

具体地，所述水平旋转台包括传动机构以及与所述传动机构连接的平台；所述传动机构包括驱动电机、减速机和接触球式回转支承；所述驱动电机与减速机连接，所述减速机的输出轴上连接有齿轮，所述齿轮与所述接触球式回转支承的外圈齿条相啮合，所述接触球式回转支承的上部与所述平台连接。

具体地，所述传动机构还包括支撑板，所述驱动电机和减速机位于所述支撑板的下方，所述减速机的输出轴穿过所述支撑板且所述输出轴上的齿轮位于所述支撑板的上方，所述接触球式回转支撑安装在所述支撑板的上表面，所述支撑板的上表面还安装有至少一个定位气缸。

具体地，所述X轴移动组件包括设置在所述底座上表面的X轴轨道和X轴驱动机构，每个所述立柱的底部设置有与所述X轴轨道相适配的滑槽，所述X轴驱动机构与所述立柱连接，所述X轴驱动机构用于驱动所述立柱在X轴轨道上移动。

具体地，所述Y轴移动组件包括设置在所述立轴侧壁上的Y轴轨道和Y轴驱动机构，所述Y轴轨道上安装有滑块，所述Z轴移动组件与所述滑块固定连接；所述Y轴驱动机构与所述滑块连接，所述Y轴驱动机构用于驱动滑块沿所述Y轴轨道上下移动。

具体地，所述Z轴移动组件包括与所述Y轴移动组件连接的水平连接板，所述水平连接板上安装有第一电机、联轴器、丝杠以及滑台；

所述第一电机通过联轴器与丝杠的一端连接，所述丝杠沿所述水平连接板的长度方向安装，所述滑台滑动连接在所述丝杠上，所述连接柱与滑台固定连接。

具体地，所述连接柱的一端安装有第二电机，所述第二电机的输出轴通过转动轴承连接有第一转盘，所述连接座与所述第一转盘固定连接。

具体地，所述连接座包括第一基座和第二基座，所述第一基座与所述第一转盘固定连接，所述第二基座的一端与所述第一基座连接，第二基座与所述第一基座相垂直；

所述第二基座上设置有第三电机，所述第三电机的输出轴通过转动轴承连接有第二转盘，所述刀具夹持部与所述第二转盘固定连接。

本发明实施例提供了一种卧式五轴加工机床，利用多个立柱上设置的五轴头可实现一次加工多个工件，或者对一个工件的不同部分进行同时加工，减少加工时间，提高加工效率。

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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种卧式五轴加工机床的结构图；

图2为加工装置的结构图；

图3为加工平台的结构图；

图4为传动机构的结构图。

其中，1-底座，2-X轴轨道，3-立柱，4-水平连接板，5-第一转盘，6-加工平台，61-柜体，62-平台，63-夹持工位，631-连接板，632-工件夹持部，6321-固定块，6322-螺孔，64-传动机构，641-驱动电机，642-支撑板，643-齿轮，644-接触球式回转支承，645-定位气缸，7-第一电机，8-联轴器，9-Z轴轨道，10-丝杠，11-滑块，12-Y轴轨道，13-滑台，14-连接柱，15-第一基座，16-第二基座，17-刀具夹持部，18-第二转盘，19-连接部。

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、完整的描述，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。

根据本发明的实施例，提供了一种卧式五轴加工机床，包括底座1和底座1相对设置的加工平台6，底座1上设置有X轴移动组件，X轴移动组件上滑动连接有至少两个立柱3，立柱3可通过X轴移动组件在底座1上沿X轴方向移动；每个立柱3的侧壁上设置有Y轴移动组件，Y轴移动组件上滑动连接有Z轴移动组件，Z轴移动组件可通过Y轴移动组件沿立柱3的高度方向上下移动；Z轴移动组件上滑动连接有连接柱14，连接柱14可通过Z轴移动组件沿Z轴方向移动；连接柱14上靠近加工平台6的一端转动连接有连接座，连接座可绕A轴转动，A轴为与Z轴平行的轴；连接座上转动连接有刀具夹持部17，刀具夹持部17可绕C轴转动，C轴为与Y轴平行的轴。

其中，X轴移动组件包括设置在底座1上表面的X轴轨道2和X轴驱动机构，每个立柱3的底部设置有与X轴轨道2相适配的滑槽，X轴驱动机构与立柱3连接，X轴驱动机构用于驱动立柱3在X轴轨道2上移动。X轴驱动机构为现有技术的常用技术，例如液压缸等，不再赘述。

Y轴移动组件包括设置在立轴侧壁上的Y轴轨道12和Y轴驱动机构，Y轴轨道12上安装有滑块11，Z轴移动组件与滑块11固定连接；Y轴驱动机构与滑块11连接，Y轴驱动机构用于驱动滑块11沿Y轴轨道12上下移动。Y轴驱动机构为现有技术的常用技术，例如液压缸等，不再赘述。Y轴轨道12的数量为两个，两个Y轴轨道12分别设置在立柱3侧壁的两侧，且相互平行。两个Y轴轨道12可增加滑动的稳定性，防止Z轴移动组件在滑动时发生偏移。

Z轴移动组件包括与Y轴移动组件连接的水平连接板4，水平连接板4上安装有第一电机7、联轴器8、丝杠10以及滑台13；第一电机7通过联轴器8与丝杠10的一端连接，丝杠10沿水平连接板4的长度方向安装，滑台13滑动连接在丝杠10上，连接柱14与滑台13固定连接。第一电机7通过联轴器8带动丝杠10转动，滑台13与丝杠10之间为螺纹连接，进而利用丝杠10的转动带动滑台13在丝杠10上做往复运动，从而实现Z轴方向的移动。其中水平连接板4的上部和下部分别设置有Z轴轨道9，Z轴轨道9与丝杠10平行，滑台13上设置有与Z轴轨道9相适配的滑槽。利用Z轴轨道9与滑槽的配合，以增强滑台13与水平连接板4在滑动过程中的稳定性，防止滑台13由于连接柱14的重量在滑动过程中发生偏移。并且滑台13与连接柱14的侧壁固定连接，且滑台13与侧壁的连接端面要尽可能的大，以保证连接的稳固性。

连接柱14的一端安装有第二电机，第二电机的输出轴通过转动轴承连接有第一转盘5，连接座与第一转盘5固定连接。利用第二电机带动第一转盘5绕A轴转动，其中，连接柱14为长方体，且截面的尺寸远远大于现有技术中主轴截面的尺寸。避免由于主轴的弯曲变形而使刀具偏离预定位置的情况发生，从而保证刀具加工位置的准确性，提高加工精度和表面加工质量。

连接座包括第一基座15和第二基座16，第一基座15与第一转盘5固定连接，第二基座16的一端与第一基座15连接，第二基座16与第一基座15相垂直；第二基座16上设置有第三电机，第三电机的输出轴通过转动轴承连接有第二转盘18，刀具夹持部17与第二转盘18固定连接。利用第三电机带动第二转盘18绕C轴转动。其中，刀具夹持部17为柱状结构，柱状结构的侧壁与第二转盘18固定连接，柱状结构的一端面设置有连接部19。连接部19可用来夹持刀具，具体地，连接部19为在端面设置的凹槽，以将刀具的刀柄伸入凹槽内。

从以上实施例中可以看出，刀具夹持部可17实现X轴、Y轴、Z轴的移动，以及绕A轴和B轴的转动，因此，刀具夹持部17即为五轴头，利用多个立柱3上设置的五轴头可实现一次加工多个工件，或者对一个工件的不同部分进行同时加工，减少加工时间，提高加工效率。

在另一实施例中，加工平台6包括包括水平旋转台；水平旋转台上设置有至少两个夹持工位63；每个夹持工位63可沿竖直方向夹持工件；当水平旋转台将其中一个夹持工位63旋转至加工位置时，剩余夹持工位63均处于装卸位置。

其中，加工位置为水平旋转台上正对加工机床的加工装置的位置；装卸位置为水平旋转台上除正对加工装置的加工位置之外且方便工人对夹持工位63上进行装卸工件的任意位置，每个夹持工位63可夹持一个或者多个工件。水平旋转台上设置至少两个夹持工位63，工人可在其中一个夹持工位63上安装工件，然后利用水平旋转台的转动，带动该夹持工位63旋转至加工位置，在加工装置对工件进行加工的过程中，工人可在其他的处于装卸位置的夹持工上安装新的工件，待加工装置对工件加工完成后，再利用水平旋转台将其他安装有新的工件的夹持工位63旋转至加工位置，利用加工装置对新的工件进行加工，而同时加工后的工件所在的夹持工位63处于装卸位置，工人可将加工后的工件卸下并安装新的工件。因此，该加工平台6可以使加工装置连续工作，无需等待工人更换工件，缩短加工周期，进一步提高加工功率。并且由于每个夹持工位63可沿竖直方向夹持工件，在对工件进行切削加工过程中所产的碎屑会因重力作用而下落，从而避免碎屑对加工产生影响，提高加工的精度。

在上述实施例中，夹持工位63的数量为两个，每个夹持工位63包括连接板631以及设置在连接板631的一侧面上的多个工件夹持部632，连接板631的一端与水平旋转台连接，且连接板631的安装方向与水平旋转台所在的平面垂直，两个连接板631的另一侧面相连接。工件夹持部632包括固定块6321，固定块6321上开设有多个螺孔6322。根据工件的形状，在靠近工件边缘的螺孔6322上旋入螺栓，以实现对工件的夹持安装。

在上述实施例中，水平旋转台包括传动机构64以及与传动机构64连接的平台62；传动机构64包括驱动电机641、减速机和接触球式回转支承644；驱动电机641与减速机连接，减速机的输出轴上连接有齿轮643，齿轮643与接触球式回转支承644的外圈齿条相啮合，接触球式回转支承644的上部与平台62连接。驱动电机641带动减速机的输出轴的齿轮643转动，齿轮643带动接触球式回转支承644转动，接触球式回转支承644带动平台62转动，从而实现夹持工位63的旋转。

在上述实施例中，传动机构64还包括支撑板642，驱动电机641和减速机位于支撑板642的下方，减速机的输出轴穿过支撑板642且输出轴上的齿轮643位于支撑板642的上方，接触球式回转支撑安装在支撑板642的上表面，支撑板642的上表面还安装有至少一个定位气缸645。定位气缸645可在传动机构64完成旋转后，对平台62进行定位，以保证在加工过程中，平台62的稳固。具体地，定位气缸645的数量为两个，且接触球式回转支撑位于两个定位气缸645之间。定位气缸645的伸缩杆在传动机构64旋转过程中处于完全收回状态，以避免对传动过程的干扰，在传动结束后，定位气缸645的伸缩杆伸长，以抵住平台62的底面，起到定位作用。

在上述实施例中，传动机构64安装在上部具有开口的柜体61内。柜体61可对传动机构64进行保护，提高传动机构64的使用寿命。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种卧式五轴加工机床，其特征在于，包括底座(1)和所述底座(1)相对设置的加工平台(6)，所述底座(1)上设置有X轴移动组件，所述X轴移动组件上滑动连接有至少两个立柱(3)，所述立柱(3)可通过X轴移动组件在底座(1)上沿X轴方向移动；

每个所述立柱(3)的侧壁上设置有Y轴移动组件，所述Y轴移动组件上滑动连接有Z轴移动组件，所述Z轴移动组件可通过Y轴移动组件沿所述立柱(3)的高度方向上下移动；

所述Z轴移动组件上滑动连接有连接柱(14)，所述连接柱(14)可通过Z轴移动组件沿Z轴方向移动；所述连接柱(14)上靠近加工平台(6)的一端转动连接有连接座，所述连接座可绕A轴转动，所述A轴为与所述Z轴平行的轴；所述连接座上转动连接有刀具夹持部(17)，所述刀具夹持部(17)可绕C轴转动，所述C轴为与所述Y轴平行的轴。

2.根据权利要求1所述的卧式五轴加工机床，其特征在于，所述加工平台(6)包括水平旋转台；所述水平旋转台上设置有至少两个夹持工位(63)；每个所述夹持工位(63)可沿竖直方向夹持工件；当所述水平旋转台将其中一个夹持工位(63)旋转至加工位置时，剩余夹持工位(63)均处于装卸位置。

3.根据权利要求2所述的卧式五轴加工机床，其特征在于，所述夹持工位(63)的数量为两个，每个所述夹持工位(63)包括连接板(631)以及设置在所述连接板(631)的一侧面上的多个工件夹持部(632)，所述连接板(631)的一端与所述水平旋转台连接，且所述连接板(631)的安装方向与水平旋转台所在的平面垂直，两个所述连接板(631)的另一侧面相连接。

4.根据权利要求2所述的卧式五轴加工机床，其特征在于，所述水平旋转台包括传动机构(64)以及与所述传动机构(64)连接的平台(62)；所述传动机构(64)包括驱动电机(641)、减速机和接触球式回转支承(644)；所述驱动电机(641)与减速机连接，所述减速机的输出轴上连接有齿轮(643)，所述齿轮(643)与所述接触球式回转支承(644)的外圈齿条相啮合，所述接触球式回转支承(644)的上部与所述平台(62)连接。

5.根据权利要求4所述的卧式五轴加工机床，其特征在于，所述传动机构(64)还包括支撑板(642)，所述驱动电机(641)和减速机位于所述支撑板(642)的下方，所述减速机的输出轴穿过所述支撑板(642)且所述输出轴上的齿轮(643)位于所述支撑板(642)的上方，所述接触球式回转支撑安装在所述支撑板(642)的上表面，所述支撑板(642)的上表面还安装有至少一个定位气缸(645)。

6.根据权利要求1所述的卧式五轴加工机床，其特征在于，所述X轴移动组件包括设置在所述底座(1)上表面的X轴轨道(2)和X轴驱动机构，每个所述立柱(3)的底部设置有与所述X轴轨道(2)相适配的滑槽，所述X轴驱动机构与所述立柱(3)连接，所述X轴驱动机构用于驱动所述立柱(3)在X轴轨道(2)上移动。

7.根据权利要求1所述的卧式五轴加工机床，其特征在于，所述Y轴移动组件包括设置在所述立轴侧壁上的Y轴轨道(12)和Y轴驱动机构，所述Y轴轨道(12)上安装有滑块(11)，所述Z轴移动组件与所述滑块(11)固定连接；所述Y轴驱动机构与所述滑块(11)连接，所述Y轴驱动机构用于驱动滑块(11)沿所述Y轴轨道(12)上下移动。

8.根据权利要求1所述的卧式五轴加工机床，其特征在于，所述Z轴移动组件包括与所述Y轴移动组件连接的水平连接板(4)，所述水平连接板(4)上安装有第一电机(7)、联轴器(8)、丝杠(10)以及滑台(13)；

所述第一电机(7)通过联轴器(8)与丝杠(10)的一端连接，所述丝杠(10)沿所述水平连接板(4)的长度方向安装，所述滑台(13)滑动连接在所述丝杠(10)上，所述连接柱(14)与滑台(13)固定连接。

9.根据权利要求1所述的卧式五轴加工机床，其特征在于，所述连接柱(14)的一端安装有第二电机，所述第二电机的输出轴通过转动轴承连接有第一转盘(5)，所述连接座与所述第一转盘(5)固定连接。

10.根据权利要求9所述的卧式五轴加工机床，其特征在于，所述连接座包括第一基座(15)和第二基座(16)，所述第一基座(15)与所述第一转盘(5)固定连接，所述第二基座(16)的一端与所述第一基座(15)连接，第二基座(16)与所述第一基座(15)相垂直；

所述第二基座(16)上设置有第三电机，所述第三电机的输出轴通过转动轴承连接有第二转盘(18)，所述刀具夹持部(17)与所述第二转盘(18)固定连接。