CN110814760A - 车铣批一体式贵金属六轴加工中心 - Google Patents

车铣批一体式贵金属六轴加工中心 Download PDF

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CN110814760A CN201911129752.7A CN201911129752A CN110814760A CN 110814760 A CN110814760 A CN 110814760A CN 201911129752 A CN201911129752 A CN 201911129752A CN 110814760 A CN110814760 A CN 110814760A
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Abstract

本发明涉及车铣批一体式贵金属六轴加工中心，包括底座、三轴移动组件、AB轴悬臂组件和加工组件，三轴移动组件安装与底座的顶部，加工组件包括加工部和刀库，加工部安装在三轴移动组件的移动部分上，刀库设置于三轴移动组件的下方，AB轴悬臂组件包括B轴、卧式安装座、B轴驱动部、卡盘夹具和A轴驱动部，B轴安装在三轴移动组件的固定部分上，B轴驱动部的输出端与B轴的一侧连接，B轴的另一侧与卧式安装座连接，卡盘夹具安装在卧式安装座上，A轴驱动部的输出端与卡盘夹具连接，卡盘夹具上固定有产品。本发明实现了贵金属车、铣、批花一体式多轴联动加工，满足了只需一次装夹就能完成对零件的不同工艺需求，降低了加工难度，提高了加工效率。

Description

车铣批一体式贵金属六轴加工中心
技术领域
本发明涉及贵金属加工技术领域，特别是车铣批一体式贵金属六轴加工中心。
背景技术
目前随着贵金属行业的迅速发展，市场对贵金属首饰的需求日益增长，并且对产品的样式多样化以及外形质量要求要来越高。
市面的贵金属加工，大多数自动化还停留在传统的机床的单一性加工上，比如数车和三轴的自动化加工中，但是在加工中需要增加多个角度或者曲面时，目前工艺需要进行车铣配合加工，这样需要两种机床进行加工而且要进行二次装夹，生产效率就会大幅度降低。在贵金属零件表面进行的雕刻浮雕等功能时候，需要进行五轴联动加工，现有的大部分加工设备不满足此功能需要。而在批花工艺中，现有设备需要先进外形车铣加工然后再次装夹进行外形批花加工，无法实现一次性加工。在实际的零件加工中，特别是首饰加工中需要实现立式和卧式多角度车削加工，现有机床无法实现一次加工完成，需要多次装夹来实现零件要求。这样降低了加工效率，多次装夹也降低精度，增加加工难度以及工作时间。
现有市场的加工中心结构复杂、外形庞大、操作难度要求较高，在贵金属加工中又需要加工精度相对高一些，那么设备成本高昂，阻碍了整个行业的发展，所以需要设计一款结构简单、价格适中的车铣批一体式加工中心满足不同企业大小批量的生产。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种车铣批一体式贵金属六轴加工中心，实现车、铣、批花一体式多轴联动加工，满足了只需一次装夹就能完成对零件的不同工艺需求，降低了加工难度，提高了加工效率。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
车铣批一体式贵金属六轴加工中心，包括底座、三轴移动组件、AB轴悬臂组件和加工组件，所述三轴移动组件安装与底座的顶部，所述AB轴悬臂组件安装在三轴移动组件的固定部分上，所述加工组件包括加工部和刀库，所述加工部安装在三轴移动组件的移动部分上，所述刀库设置于三轴移动组件的下方，所述AB轴悬臂组件包括B轴、卧式安装座、B轴驱动部、卡盘夹具和A轴驱动部，所述B轴可转动地安装在三轴移动组件的固定部分上，所述B轴驱动部的输出端与B轴的一侧固定连接，所述B轴的另一侧与卧式安装座固定连接，所述卧式安装座内侧安装有A轴驱动部，所述卡盘夹具可转动地安装在卧式安装座上，所述A轴驱动部的输出端与卡盘夹具固定连接，所述卡盘夹具上固定有产品。
进一步地，所述三轴移动组件由X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构组成，所述Y轴移动机构安装在X轴移动机构上，所述Z轴移动机构安装在Y轴移动机构上。
进一步地，所述X轴移动机构包括X轴固定座、X轴滑动板、X轴驱动部和X轴丝杠，所述X轴固定座固定安装在底座上，所述X轴滑动板滑动安装在X轴固定座上，所述X轴固定座的中部转动安装有X轴丝杠，所述X轴驱动部安装在X轴固定座的一端，所述X轴驱动部的输出端与X轴丝杠传动连接，所述X轴滑动板的底面上的螺纹滑块与X轴丝杠通过螺纹配合连接，所述B轴通过轴承转动安装在X轴固定座的前侧壁上。
进一步地，所述Y轴移动机构包括Y轴固定座、Y轴滑动板、Y轴驱动部和Y轴丝杠，所述Y轴固定座固定安装在X轴滑动板上，所述Y轴滑动板滑动安装在Y轴固定座上，所述Y轴固定座的中部转动安装有Y轴丝杠，所述Y轴驱动部安装在Y轴固定座的一端，所述Y轴驱动部的输出端与Y轴丝杠传动连接，所述Y轴滑动板的底面上的螺纹滑块与Y轴丝杠通过螺纹配合连接。
进一步地，所述Z轴移动机构包括Z轴固定座、Z轴滑动板、Z轴驱动部和Z轴丝杠，所述Z轴固定座固定安装在Y轴滑动板的侧壁上，所述Z轴滑动板滑动安装在Z轴固定座上，所述Z轴固定座的中部转动安装有Z轴丝杠，所述Z轴驱动部安装在Z轴固定座的一端，所述Z轴驱动部的输出端与Z轴丝杠传动连接，所述Z轴滑动板的底面上的螺纹滑块与Z轴丝杠通过螺纹配合连接，所述加工部安装在Z轴滑动板的前侧壁上。
进一步地，所述加工部包括加工固定座、C轴驱动部、加工刀具和Z轴车刀，所述加工固定座安装在Z轴滑动板的前侧壁上，所述C轴驱动部安装在加工固定座的上方，所述加工刀具安装在C轴驱动部的输出端上，所述Z轴车刀安装在加工固定座的一侧。
进一步地，所述X轴固定座的下部为中空结构，所述刀库设置在该中空结构内。
进一步地，所述刀库包括刀库座和刀库驱动部，所述刀库座可滑动地安装在所述中空结构的底面上，所述刀库驱动部安装在X轴固定座上，所述刀库驱动部的输出端与刀库座驱动连接，未装载于C轴驱动部的加工刀具呈矩形阵列的装载于刀库座上。
进一步地，所述刀库还包括刀库门升降驱动部和刀库门，所述刀库门滑动安装在所述中空结构的前侧，所述X轴固定座的两侧对称安装有刀库门升降驱动部，所述刀库门升降驱动部的输出端分别与刀库门固定连接。
进一步地，所述卧式安装座的侧壁上设置有对刀组件。
本发明具有以下优点：
1、实现车、铣、批花一体式多轴联动加工，满足了只需一次装夹就能完成对不同零件的不同工艺需求需求，降低了加工难度，提高了加工效率。
2、使用电主轴动力加工，可实现产品高光加工，使得产品外表面精美。
3、在卧式安装座侧面安装对刀仪，以后在维护与检修、更换对刀仪时，直接在回转工作台上操作，这样降低了难度也提高了工作效率。
4、A、B轴的悬臂式结构去除了尾座支撑结构，大大的减少了安装空间，节省了机床预留的安装空间，这样直接降低了机床的大小、空间、价格等。
5、在Z轴向安装独立的Z轴车刀，它与A、B轴配合就可以实现立式和卧式车削功能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的正面结构示意图；
图3为图2中沿A-A剖视结构示意图；
图4为本发明的C轴与AB轴配合加工的示意图；
图5为图3中沿B-B剖视结构示意图；
图中：1-底座，2-三轴移动组件，2a-X轴移动机构，2a1-X轴固定座，2a2-X轴滑动板，2a3-X轴驱动部，2a4-X轴丝杠，2b-Y轴移动机构，2b1-Y轴固定座，2b2-Y轴滑动板，2b3-Y轴驱动部，2c-Z轴移动机构，2c1-Z轴固定座，2c2-Z轴滑动板，2c3-Z轴驱动部，3-AB轴悬臂组件，3a-B轴，3b-卧式安装座，3c-B轴驱动部，3d-卡盘夹具，3e-A轴驱动部，3f-对刀组件，4-加工组件，4a-加工部，4a1-加工固定座，4a2-C轴驱动部，4a3-加工刀具，4a4-Z轴车刀，4b-刀库，4b1-刀库座，4b2-刀库驱动部，4b3-刀库门升降驱动部，4b4-刀库门，5-产品。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1至图5所示，车铣批一体式贵金属六轴加工中心，包括底座1、三轴移动组件2、AB轴悬臂组件3和加工组件4，所述三轴移动组件2安装与底座1的顶部，所述AB轴悬臂组件3安装在三轴移动组件2的固定部分上，所述加工组件4包括加工部4a和刀库4b，所述加工部4a安装在三轴移动组件2的移动部分上，加工组件4a实现C轴加工，所述刀库4b设置于三轴移动组件2的下方，所述AB轴悬臂组件3包括B轴3a、卧式安装座3b、B轴驱动部3c、卡盘夹具3d和A轴驱动部3e，所述B轴3a可转动地安装在三轴移动组件2的固定部分上，所述B轴驱动部3c的输出端与B轴3a的一侧固定连接，更为优选地，B轴驱动部3c与B轴3a之间使用阿尔法精密行星减速器，满足大减速比大扭矩输出的同时整体体积减小，使得安装的空间减小、机床的整体体积减速，同时在大的减速比情况下摆动精度可实现质的提高，所述B轴3a的另一侧与卧式安装座3b固定连接，所述卧式安装座3b内侧安装有A轴驱动部3e，A轴驱动部3e使用DD马达，其结构为扁平状，体积较小，可实现高精度、高转速、大扭矩输出，这样在满足使用条件的前提下，使得安装空间减少整体外形尺寸减少，所述卡盘夹具3d可转动地安装在卧式安装座3b上，所述A轴驱动部3e的输出端与卡盘夹具3d固定连接，所述卡盘夹具3d上固定有产品5。可实现车、铣、批花一体式多轴联动加工，满足了只需一次装夹就能完成对零件的不同工艺需求，降低了加工难度，提高了加工效率。
进一步地，所述三轴移动组件2由X轴移动机构2a、Y轴移动机构2b和Z轴移动机构2c组成，所述Y轴移动机构2b安装在X轴移动机构2a上，所述Z轴移动机构2c安装在Y轴移动机构2b上。所述X轴移动机构2a包括X轴固定座2a1、X轴滑动板2a2、X轴驱动部2a3和X轴丝杠，所述X轴固定座2a1固定安装在底座1上，所述X轴滑动板2a2滑动安装在X轴固定座2a1上，所述X轴固定座2a1的中部转动安装有X轴丝杠，所述X轴驱动部2a3安装在X轴固定座2a1的一端，所述X轴驱动部2a3的输出端与X轴丝杠传动连接，所述X轴滑动板2a2的底面上的螺纹滑块与X轴丝杠通过螺纹配合连接，所述B轴3a通过轴承转动安装在X轴固定座2a1的前侧壁上。进一步地，所述Y轴移动机构2b包括Y轴固定座2b1、Y轴滑动板2b2、Y轴驱动部2b3和Y轴丝杠，所述Y轴固定座2b1固定安装在X轴滑动板2a2上，所述Y轴滑动板2b2滑动安装在Y轴固定座2b1上，所述Y轴固定座2b1的中部转动安装有Y轴丝杠，所述Y轴驱动部2b3安装在Y轴固定座2b1的一端，所述Y轴驱动部2b3的输出端与Y轴丝杠传动连接，所述Y轴滑动板2b2的底面上的螺纹滑块与Y轴丝杠通过螺纹配合连接。所述Z轴移动机构2c包括Z轴固定座2c1、Z轴滑动板2c2、Z轴驱动部2c3和Z轴丝杠，所述Z轴固定座2c1固定安装在Y轴滑动板2b2的侧壁上，所述Z轴滑动板2c2滑动安装在Z轴固定座2c1上，所述Z轴固定座2c1的中部转动安装有Z轴丝杠，所述Z轴驱动部2c3安装在Z轴固定座2c1的一端，所述Z轴驱动部2c3的输出端与Z轴丝杠传动连接，所述Z轴滑动板2c2的底面上的螺纹滑块与Z轴丝杠通过螺纹配合连接，所述加工部4a安装在Z轴滑动板2c2的前侧壁上。三轴移动组件2带动加工部件4a相对于底座1在XYZ三轴方向移动，与ABC三轴配合进行六轴加工，可实现车、铣、批花一体式多轴联动加工，满足了只需一次装夹就能完成对零件的不同工艺需求，降低了加工难度，提高了加工效率。
进一步地，所述加工部4a包括加工固定座4a1、C轴驱动部4a2、加工刀具4a3和Z轴车刀4a4，所述加工固定座4a1安装在Z轴滑动板2c2的前侧壁上，所述C轴驱动部4a2安装在加工固定座4a1的上方，所述加工刀具4a3安装在C轴驱动部4a2的输出端上，其中C轴驱动部4a2为电主轴提供动力，可实现产品高光加工，使得产品外表面精美，所述Z轴车刀4a4安装在加工固定座4a1的一侧。
Z轴车刀4a4配合AB轴悬臂组件3就可实现立式和卧式车削功能，当需要车削加工时，在B轴驱动部3c进行回转动作带动产品5绕B轴3a转动，进行加工需求角度定位，然后A轴驱动部3e驱动提供动力使产品5回转，在X轴驱动部2a3、Y轴驱动部2b3、Z轴驱动部2c3的带动下，Z轴车刀4a4进行X、Y、Z的三坐标轴移动，当产品5与Z轴车刀4a4接触时，就可进行车削加工。车削可以进行立式和卧式两种加工，立式车削即Z轴车刀4a4与产品5的轴向平行，卧式车削即Z轴车刀4a4与产品5的轴向垂直，立式车削和卧式车削的切换通过B轴3a转动90°来实现，不需要重新装夹，可以在一次装夹内完成多角度的车削要求。
铣削说明：当需要多角度、多面、曲面铣削加工时，B轴驱动部3c驱动B轴3a转动，带动卧式安装座3b绕B轴3a做回转运动，产品5也随之绕B轴3a转动，调整至需求角度后定位，然后C轴驱动部4a2带动加工刀具4a3进行C轴向回转，在X轴驱动部2a3、Y轴驱动部2b3、Z轴驱动部2c3的带动下，加工刀具4a3进行X、Y、Z的三坐标轴移动，实现多角度、多面铣削加工。当需要进行曲面加工时，在加工刀具4a3对产品5进行加工过程中，其余的X、Y、Z、A、B轴根据程序进行不同角度不同动作的联动动作配合，进行曲面加工。
雕刻加工说明：雕刻加工只要在刀库4b上进行加工刀具4a3更换，然后进行五轴联动加工就可完成。
批花(车花)加工说明：批花(车花)是一种工艺，就是用专业的工具车刀在首饰上雕刻花纹，这个工艺的优点是图案很生动，漂亮，需要高光加工，否则会影响花纹的原样。在加工时，产品5的轴向与加工刀具4a3的轴向之间的夹角不小于90°，有些甚至大于100°，更换用于批花的专用刀具，根据加工时的需要，可进行多轴联动加工。
进一步地，所述X轴固定座2a1的下部为中空结构，所述刀库4b设置在该中空结构内，刀库4b布置在X轴固定座2a1的下部，结构紧凑，布置合理，不占用额外的空间，当需要更换加工刀具4a3时，刀库4b移出，更换加工刀具4a3也非常方便。
进一步地，所述刀库4b包括刀库座4b1和刀库驱动部4b2，所述刀库座4b1可滑动地安装在所述中空结构的底面上，所述刀库驱动部4b2安装在X轴固定座2a1上，所述刀库驱动部4b2的输出端与刀库座4b1驱动连接，未装载于C轴驱动部4a2的加工刀具4a3呈矩形阵列的装载于刀库座4b1上。当需要更换加工刀具4a3时，刀库驱动部4b2驱动刀库座4b1向前移动，刀库座4b1上的加工刀具4a3移出刀库4b，C轴驱动部4a2通过三轴移动组件2移动至刀库座4b1上方，可进行对应加工刀具4a3的更换。
进一步地，所述刀库4b还包括刀库门升降驱动部4b3和刀库门4b4，所述刀库门4b4滑动安装在所述中空结构的前侧，所述X轴固定座2a1的两侧对称安装有刀库门升降驱动部4b3，所述刀库门升降驱动部4b3的输出端分别与刀库门4b4固定连接。当未进行加工刀具4a3的更换时，刀库门4b4处于关闭状态，当需要更换加工刀具4a3更换时，刀库门升降驱动部4b3将刀库门4b4升起，便于刀库座4b1可以移出。刀库门升降驱动部4b3采用伸缩式液压缸实现。
进一步地，所述卧式安装座3b的侧壁上设置有对刀组件3f，避免了对刀组件3f在移动过程中出现振动、晃动情况，这样就有效地提高了对刀精度。在以后的维护与检修、更换对刀组件3f时，直接在卧式安装座3b上操作，这样降低了难度，也提高了工作效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.车铣批一体式贵金属六轴加工中心，其特征在于：包括底座(1)、三轴移动组件(2)、AB轴悬臂组件(3)和加工组件(4)，所述三轴移动组件(2)安装与底座(1)的顶部，所述AB轴悬臂组件(3)安装在三轴移动组件(2)的固定部分上，所述加工组件(4)包括加工部(4a)和刀库(4b)，所述加工部(4a)安装在三轴移动组件(2)的移动部分上，所述刀库(4b)设置于三轴移动组件(2)的下方，所述AB轴悬臂组件(3)包括B轴(3a)、卧式安装座(3b)、B轴驱动部(3c)、卡盘夹具(3d)和A轴驱动部(3e)，所述B轴(3a)可转动地安装在三轴移动组件(2)的固定部分上，所述B轴驱动部(3c)的输出端与B轴(3a)的一侧固定连接，所述B轴(3a)的另一侧与卧式安装座(3b)固定连接，所述卧式安装座(3b)内侧安装有A轴驱动部(3e)，所述卡盘夹具(3d)可转动地安装在卧式安装座(3b)上，所述A轴驱动部(3e)的输出端与卡盘夹具(3d)固定连接，所述卡盘夹具(3d)上固定有产品(5)。
2.根据权利要求1所述的车铣批一体式贵金属六轴加工中心，其特征在于：所述三轴移动组件(2)由X轴移动机构(2a)、Y轴移动机构(2b)和Z轴移动机构(2c)组成，所述Y轴移动机构(2b)安装在X轴移动机构(2a)上，所述Z轴移动机构(2c)安装在Y轴移动机构(2b)上。
3.根据权利要求2所述的车铣批一体式贵金属六轴加工中心，其特征在于：所述X轴移动机构(2a)包括X轴固定座(2a1)、X轴滑动板(2a2)、X轴驱动部(2a3)和X轴丝杠，所述X轴固定座(2a1)固定安装在底座(1)上，所述X轴滑动板(2a2)滑动安装在X轴固定座(2a1)上，所述X轴固定座(2a1)的中部转动安装有X轴丝杠，所述X轴驱动部(2a3)安装在X轴固定座(2a1)的一端，所述X轴驱动部(2a3)的输出端与X轴丝杠传动连接，所述X轴滑动板(2a2)的底面上的螺纹滑块与X轴丝杠通过螺纹配合连接，所述B轴(3a)通过轴承转动安装在X轴固定座(2a1)的前侧壁上。
4.根据权利要求3所述的车铣批一体式贵金属六轴加工中心，其特征在于：所述Y轴移动机构(2b)包括Y轴固定座(2b1)、Y轴滑动板(2b2)、Y轴驱动部(2b3)和Y轴丝杠，所述Y轴固定座(2b1)固定安装在X轴滑动板(2a2)上，所述Y轴滑动板(2b2)滑动安装在Y轴固定座(2b1)上，所述Y轴固定座(2b1)的中部转动安装有Y轴丝杠，所述Y轴驱动部(2b3)安装在Y轴固定座(2b1)的一端，所述Y轴驱动部(2b3)的输出端与Y轴丝杠传动连接，所述Y轴滑动板(2b2)的底面上的螺纹滑块与Y轴丝杠通过螺纹配合连接。
5.根据权利要求4所述的车铣批一体式贵金属六轴加工中心，其特征在于：所述Z轴移动机构(2c)包括Z轴固定座(2c1)、Z轴滑动板(2c2)、Z轴驱动部(2c3)和Z轴丝杠，所述Z轴固定座(2c1)固定安装在Y轴滑动板(2b2)的侧壁上，所述Z轴滑动板(2c2)滑动安装在Z轴固定座(2c1)上，所述Z轴固定座(2c1)的中部转动安装有Z轴丝杠，所述Z轴驱动部(2c3)安装在Z轴固定座(2c1)的一端，所述Z轴驱动部(2c3)的输出端与Z轴丝杠传动连接，所述Z轴滑动板(2c2)的底面上的螺纹滑块与Z轴丝杠通过螺纹配合连接，所述加工部(4a)安装在Z轴滑动板(2c2)的前侧壁上。
6.根据权利要求5所述的车铣批一体式贵金属六轴加工中心，其特征在于：所述加工部(4a)包括加工固定座(4a1)、C轴驱动部(4a2)、加工刀具(4a3)和Z轴车刀(4a4)，所述加工固定座(4a1)安装在Z轴滑动板(2c2)的前侧壁上，所述C轴驱动部(4a2)安装在加工固定座(4a1)的上方，所述加工刀具(4a3)安装在C轴驱动部(4a2)的输出端上，所述Z轴车刀(4a4)安装在加工固定座(4a1)的一侧。
7.根据权利要求3所述的车铣批一体式贵金属六轴加工中心，其特征在于：所述X轴固定座(2a1)的下部为中空结构，所述刀库(4b)设置在该中空结构内。
8.根据权利要求7所述的车铣批一体式贵金属六轴加工中心，其特征在于：所述刀库(4b)包括刀库座(4b1)和刀库驱动部(4b2)，所述刀库座(4b1)可滑动地安装在所述中空结构的底面上，所述刀库驱动部(4b2)安装在X轴固定座(2a1)上，所述刀库驱动部(4b2)的输出端与刀库座(4b1)驱动连接，未装载于C轴驱动部(4a2)的加工刀具(4a3)呈矩形阵列的装载于刀库座(4b1)上。
9.根据权利要求9所述的车铣批一体式贵金属六轴加工中心，其特征在于：所述刀库(4b)还包括刀库门升降驱动部(4b3)和刀库门(4b4)，所述刀库门(4b4)滑动安装在所述中空结构的前侧，所述X轴固定座(2a1)的两侧对称安装有刀库门升降驱动部(4b3)，所述刀库门升降驱动部(4b3)的输出端分别与刀库门(4b4)固定连接。
10.根据权利要求1所述的车铣批一体式贵金属六轴加工中心，其特征在于：所述卧式安装座(3b)的侧壁上设置有对刀组件(3f)。
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