CN110625395A - 一种双主轴车铣复合机床 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双主轴车铣复合机床，属于一种数控机床，其调节组件包括可在靠近第一主轴组件和靠近第二主轴组件之间往复移动的Z轴拖板、设置在Z轴拖板上并可带动刀塔在靠近和远离加工区的方向上往复移动的X轴移动组件、设置在X轴移动组件上并可带动刀塔在X轴滑板上做升降运动的Y轴移动组件；Z轴拖板的运动轨迹与X轴移动组件的运动轨迹之间的夹角≥30°，X轴移动组件与Y轴移动组件的运动轨迹之间的夹角均≥60°。Z轴拖板的运动轨迹、X轴移动组件的运动轨迹以及Y轴移动组件的运动轨迹之间均具有一定角度，使刀塔在使用过程中运行范围更广，把刀具驱动向一些传统机床无法到达加工的地方，提高加工效率，降低加工误差。

Description

一种双主轴车铣复合机床
技术领域
本发明涉及一种机床设备，尤其涉及一种双主轴车铣复合机床。
背景技术
复合加工是机械加工领域目前国际上最流行的加工工艺之一。是一种先进制造技术。复合加工就是把几种不同的加工工艺，在一台机床上实现。复合加工应用最广泛，难度最大，就是车铣复合加工。车铣复合加工中心相当于一台数控车床和一台加工中心的复合。
目前国内的车铣复合加工机床一般为类似车床的卧式结构，在主轴和尾顶之间，或在两主轴之间设置可调节运动的刀塔，刀塔可以装夹车刀以及用于驱动铣刀转动的转轴，这样一来，该机床就具有车削和铣削的功能了。
但是，现有的车铣复合机床的刀塔可调节的运动轨迹较少，一般来说，刀塔具有三条运动轨迹，分别是在两主轴之间往复运动的Z轴、在倾斜并且竖直投影方向上垂直于Z轴方向运动的X轴，这样的设置导致刀塔的运动轨迹受限，部分工件无法一次加工成型。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种双主轴车铣复合机床，增加刀塔的可控范围，让其运动轨迹更广，能够在一次装夹下加工结构更为复杂的工件。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种双主轴车铣复合机床，包括床身，所述床身上设置有用于装夹工件的主轴单元和用于与所述主轴单元配合进行加工的加工单元；所述主轴单元包括用于装夹工件的第一主轴组件、与所述第一主轴组件相对设置且用于装夹工件的第二主轴组件，所述第一主轴组件和所述第二主轴组件之间形成加工区；所述加工单元滑动设置在所述第一主轴组件和所述第二主轴组件之间；所述加工单元包括刀塔以及调节组件，所述调节组件设置在所述刀塔与所述床身之间，用于带动所述刀塔在所述加工区内移动；所述调节组件包括可在靠近所述第一主轴组件和靠近所述第二主轴组件之间往复移动的Z轴拖板、设置在所述Z轴拖板上并可带动所述刀塔在靠近和远离所述加工区的方向上往复移动的X轴移动组件、设置在所述X轴移动组件上并可带动所述刀塔在所述X轴滑板上做升降运动的Y轴移动组件；所述Z轴拖板的运动轨迹与所述X轴移动组件的运动轨迹之间的夹角≥30°，所述X轴移动组件与所述Y轴移动组件的运动轨迹之间的夹角均≥60°。
进一步地，所述Z轴拖板与所述床身之间设置有与所述Z轴拖板滑动配合第一直线导轨以及用于驱动所述Z轴拖板在所述第一直线导轨上往复运动的第一驱动机构；所述第一直线导轨的运动轨迹与所述第一主轴组件的旋转轴线、所述第二主轴组件的旋转轴线相互平行。
进一步地，所述Z轴拖板包括Z轴滑动座以及支承板；所述Z轴滑动座底部设置有与所述第一直线导轨滑动配合的第一滑块，所述支承板由远离所述加工区的一端朝靠近所述加工区的一端向下倾斜设置在所述Z轴滑动座的上部；所述支承板上设置有与所述X轴移动组件滑动配合的第二直线导轨以及用于驱动所述X轴移动组件在所述第二直线导轨上往复运动的第二驱动机构；所述第二直线导轨与所述第一直线导轨在垂直投影方向上垂直且相交。
进一步地，所述X轴移动组件包括X轴滑动座以及立柱；所述X轴滑动座的底部设置有与所述第二直线导轨滑动配合的第二滑块，所述立柱设置在所述X轴滑动座的上部；所述立柱上设置有与所述Y轴移动组件滑动配合的第三直线导轨以及用于驱动所述Y轴移动组件在所述第三直线导轨上往复运动的第三驱动机构；所述第三直线导轨与所述第二直线导轨在垂直投影方向上相重合。
进一步地，所述Y轴移动组件包括Y轴滑动座；所述Y轴滑动座的底部设置有与所述第三直线导轨滑动配合的第三滑块，所述刀塔设置在所述Y轴滑动座的上部。
进一步地，所述X轴移动组件的运动轨迹与水平线夹角呈30°-60°；所述X轴移动组件的运动轨迹与所述Y轴移动组件的运动轨迹夹角呈90°。
进一步地，所述第一主轴组件固定在所述床身上，所述第二主轴组件滑动安装在所述床身上，并可在靠近和远离所述第一主轴组件的方向上往复移动。
进一步地，所述第二主轴组件与所述床身之间设置有与所述第二主轴组件滑动配合的第四直线导轨、用于驱动所述第二主轴组件在靠近和远离所述第一主轴组件的方向上往复移动的第四驱动机构；所述第二主轴组件的运动轨迹与所述Z轴拖板的运动轨迹相互平行。
进一步地，所述第一主轴组件包括皮带式主轴以及卧式电机，所述卧式电机设置在所述床身上，通过皮带与所述皮带式主轴驱动连接。
进一步地，所述第二主轴组件为电主轴。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的双主轴车铣复合机床的调节组件包括可在靠近第一主轴组件和靠近第二主轴组件之间往复移动的Z轴拖板、设置在Z轴拖板上并可带动刀塔在靠近和远离加工区的方向上往复移动的X轴移动组件、设置在X轴移动组件上并可带动刀塔在X轴滑板上做升降运动的Y轴移动组件。其中，Z轴拖板的运动轨迹与X轴移动组件的运动轨迹之间的夹角≥30°，X轴移动组件与Y轴移动组件的运动轨迹之间的夹角均≥60°。
Z轴拖板的运动轨迹、X轴移动组件的运动轨迹和Y轴移动组件的运动轨迹之间均具有一定角度，使刀塔在切削过程中运动范围更广，相比传统的车铣复合机床能够做出的动作更多，刀具能够到达一些传统车铣复合机床刀具无法到达的地方与主轴配合进行加工，满足更多不同结构工件的加工需求，无需多次装夹加工，提高了加工效率，减少加工误差。
附图说明
图1为本发明双主轴车铣复合机床整体结构示意图；
图2为本发明双主轴车铣复合机床侧视图；
图3为本发明调节组件结构示意图。
图中：10、床身；20、第一主轴组件；30、第二主轴组件；40、加工区；50、刀塔；60、调节组件；31、第四直线导轨；32、第四驱动机构；61、Z轴拖板；62、X轴移动组件；63、Y轴移动组件；611、第一直线导轨；612、第一驱动机构；613、Z轴滑动座；614、支承板；621、第二直线导轨；622、第二驱动机构；623、X轴滑动座；624、立柱；631、第三直线导轨；632、第三驱动机构；633、Y轴滑动座。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
如图1-图3所示，为了让工件加工效率更高，误差更小，本发明提供一种双主轴车铣复合机床，其包括床身10，床身10上设置有用于装夹工件的主轴单元和用于与主轴单元配合进行加工的加工单元。主轴单元包括用于装夹工件的第一主轴组件20、与第一主轴组件20相对设置且用于装夹工件的第二主轴组件30，第一主轴组件20和第二主轴组件30之间形成加工区40；加工单元滑动设置在第一主轴组件20和第二主轴组件30之间，通过在第一主轴组件20和第二主轴组件30之间往复运动，可配合第一主轴组件20和/或第二主轴组件30在加工区40内对工件进行加工。
具体的，加工单元包括刀塔50以及调节组件60，刀塔50为本领域机床常用部件，一般来说，刀塔50圆周面上开设有若干个工位，工位上对应开设有用于装夹道具或主轴的卡槽，具体结构此处不再详细赘述，而调节组件60设置在刀塔50与床身10之间，用于带动刀塔50在加工区40内移动。
进一步，调节组件60包括可在靠近第一主轴组件20和靠近第二主轴组件30之间往复移动的Z轴拖板61、设置在Z轴拖板61上并可带动刀塔50在靠近和远离加工区40的方向上往复移动的X轴移动组件62、设置在X轴移动组件62上并可带动刀塔50在X轴滑板上做升降运动的Y轴移动组件63；Z轴拖板61的运动轨迹与X轴移动组件62的运动轨迹之间的夹角≥30°，X轴移动组件62与Y轴移动组件63的运动轨迹之间的夹角均≥60°。
Z轴拖板61的运动轨迹、X轴移动组件62的运动轨迹以及Y轴移动组件63的运动轨迹之间均具有一定的角度，除了Z轴拖板61用于带动刀塔50在第一主轴组件20和第二主轴组件30之间往复运动以外，X轴移动组件62与水平面形成一定角度以及Y轴移动组件63与X轴移动组件62之间形成一定角度，能够最大程度的提高刀塔50移动的自由度，相比传统车铣复合机床，本发明的双主轴车铣复合机床的刀塔50能够通过X轴移动组件62和Y轴移动组件63将刀具驱动至更多地方，使其能够在一次装夹的情况下加工出更多不同结构的工件，避免了二次装夹带来的误差的同时，还提高了加工效率。
以下为Z轴拖板61、X轴移动组件62以及Y轴移动组件63的具体结构，Z轴拖板61与床身10之间设置有与Z轴拖板61滑动配合第一直线导轨611以及用于驱动Z轴拖板61在第一直线导轨611上往复运动的第一驱动机构612，本例中；第一直线导轨611的运动轨迹与第一主轴组件20的旋转轴线、第二主轴组件30的旋转轴线相互平行。
Z轴拖板61包括Z轴滑动座613以及支承板614；Z轴滑动座613底部设置有与第一直线导轨611滑动配合的第一滑块，支承板614由远离加工区40的一端朝靠近加工区40的一端向下倾斜设置在Z轴滑动座613的上部；支承板614上设置有与X轴移动组件62滑动配合的第二直线导轨621以及用于驱动X轴移动组件62在第二直线导轨621上往复运动的第二驱动机构622；第二直线导轨621与第一直线导轨611在垂直投影方向上垂直且相交。
X轴移动组件62包括X轴滑动座623以及立柱624；X轴滑动座623的底部设置有与第二直线导轨621滑动配合的第二滑块，立柱624设置在X轴滑动座623的上部；立柱624上设置有与Y轴移动组件63滑动配合的第三直线导轨631以及用于驱动Y轴移动组件63在第三直线导轨631上往复运动的第三驱动机构632；第三直线导轨631与第二直线导轨621在垂直投影方向上相重合。
Y轴移动组件63包括Y轴滑动座633；Y轴滑动座633的底部设置有与第三直线导轨631滑动配合的第三滑块，刀塔50设置在Y轴滑动座633的上部。
本例中，上述的第一驱动机构612、第二驱动机构622以及第三驱动机构632均为丝杆传动机构。
而为了在增加刀塔50运动自由度的前提下让本发明的双主轴车铣复合机床更加节省空间，X轴移动组件62的运动轨迹与水平线夹角呈30°-60°；X轴移动组件62的运动轨迹与Y轴移动组件63的运动轨迹夹角呈90°。让X轴移动组件62和Y轴移动组件63整体朝加工区40内探的趋势，相比传统的车铣复合机床的调节组件60更加节省空间。
本例中，第一主轴组件20固定在床身10上，第二主轴组件30滑动安装在床身10上，并可在靠近和远离第一主轴组件20的方向上往复移动，而第二主轴除了可以装配用于装夹工件的夹具以外，还可以装配尾顶以及钻头等机床部件。
第二主轴组件30与床身10之间设置有与第二主轴组件30滑动配合的第四直线导轨31、用于驱动第二主轴组件30在靠近和远离第一主轴组件20的方向上往复移动的第四驱动机构32；第二主轴组件30的运动轨迹与Z轴拖板61的运动轨迹相互平行。
第一主轴组件20包括皮带式主轴以及卧式电机，卧式电机设置在床身10上，通过皮带与皮带式主轴驱动连接，由于第一主轴组件20与床身10相对固定，因此采用成本相对更低的皮带式主轴，而卧式电机则相对更为稳定，减少床身10震动。由于第二主轴组件30可相对床身10移动，因此第二主轴组件30为电主轴，当然，也可以将电机设置在支承第二主轴组件30的架体上，与第二主轴组件30一同移动。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种双主轴车铣复合机床，包括床身，所述床身上设置有用于装夹工件的主轴单元和用于与所述主轴单元配合进行加工的加工单元；
所述主轴单元包括用于装夹工件的第一主轴组件、与所述第一主轴组件相对设置且用于装夹工件的第二主轴组件，所述第一主轴组件和所述第二主轴组件之间形成加工区；所述加工单元滑动设置在所述第一主轴组件和所述第二主轴组件之间；其特征在于：
所述加工单元包括刀塔以及调节组件，所述调节组件设置在所述刀塔与所述床身之间，用于带动所述刀塔在所述加工区内移动；所述调节组件包括可在靠近所述第一主轴组件和靠近所述第二主轴组件之间往复移动的Z轴拖板、设置在所述Z轴拖板上并可带动所述刀塔在靠近和远离所述加工区的方向上往复移动的X轴移动组件、设置在所述X轴移动组件上并可带动所述刀塔在所述X轴滑板上做升降运动的Y轴移动组件；
所述Z轴拖板的运动轨迹与所述X轴移动组件的运动轨迹之间的夹角≥30°，所述X轴移动组件与所述Y轴移动组件的运动轨迹之间的夹角均≥60°。
2.如权利要求1所述的双主轴车铣复合机床，其特征在于：所述Z轴拖板与所述床身之间设置有与所述Z轴拖板滑动配合第一直线导轨以及用于驱动所述Z轴拖板在所述第一直线导轨上往复运动的第一驱动机构；
所述第一直线导轨的运动轨迹与所述第一主轴组件的旋转轴线、所述第二主轴组件的旋转轴线相互平行。
3.如权利要求2所述的双主轴车铣复合机床，其特征在于：所述Z轴拖板包括Z轴滑动座以及支承板；
所述Z轴滑动座底部设置有与所述第一直线导轨滑动配合的第一滑块，所述支承板由远离所述加工区的一端朝靠近所述加工区的一端向下倾斜设置在所述Z轴滑动座的上部；
所述支承板上设置有与所述X轴移动组件滑动配合的第二直线导轨以及用于驱动所述X轴移动组件在所述第二直线导轨上往复运动的第二驱动机构；
所述第二直线导轨与所述第一直线导轨在垂直投影方向上垂直且相交。
4.如权利要求3所述的双主轴车铣复合机床，其特征在于：所述X轴移动组件包括X轴滑动座以及立柱；
所述X轴滑动座的底部设置有与所述第二直线导轨滑动配合的第二滑块，所述立柱设置在所述X轴滑动座的上部；
所述立柱上设置有与所述Y轴移动组件滑动配合的第三直线导轨以及用于驱动所述Y轴移动组件在所述第三直线导轨上往复运动的第三驱动机构；
所述第三直线导轨与所述第二直线导轨在垂直投影方向上相重合。
5.如权利要求4所述的双主轴车铣复合机床，其特征在于：所述Y轴移动组件包括Y轴滑动座；
所述Y轴滑动座的底部设置有与所述第三直线导轨滑动配合的第三滑块，所述刀塔设置在所述Y轴滑动座的上部。
6.如权利要求1～5中任一项所述的双主轴车铣复合机床，其特征在于：所述X轴移动组件的运动轨迹与水平线夹角呈30°-60°；所述X轴移动组件的运动轨迹与所述Y轴移动组件的运动轨迹夹角呈90°。
7.如权利要求1所述的双主轴车铣复合机床，其特征在于：所述第一主轴组件固定在所述床身上，所述第二主轴组件滑动安装在所述床身上，并可在靠近和远离所述第一主轴组件的方向上往复移动。
8.如权利要求7所述的双主轴车铣复合机床，其特征在于：所述第二主轴组件与所述床身之间设置有与所述第二主轴组件滑动配合的第四直线导轨、用于驱动所述第二主轴组件在靠近和远离所述第一主轴组件的方向上往复移动的第四驱动机构；
所述第二主轴组件的运动轨迹与所述Z轴拖板的运动轨迹相互平行。
9.如权利要求7所述的双主轴车铣复合机床，其特征在于：所述第一主轴组件包括皮带式主轴以及卧式电机，所述卧式电机设置在所述床身上，通过皮带与所述皮带式主轴驱动连接。
10.如权利要求7所述的双主轴车铣复合机床，其特征在于：所述第二主轴组件为电主轴。
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