CN111002107B - 一种双主轴卧式加工中心及其使用方法 - Google Patents

一种双主轴卧式加工中心及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双主轴卧式加工中心及其使用方法,该双主轴卧式加工中心包括底座和加工台;底座上设置有第一转动机构以及两组加工单元;加工单元包括主轴、第二转动机构、Z轴移动机构、X轴移动机构以及Y轴移动机构;两组主轴均朝向加工台;加工单元还包括更换主轴上刀具的刀库,以及加工时平衡主轴重量的氮气配重系统;用本加工中心进行加工时,可以用双主轴对同一工件进行加工,从而大幅提供加工效率;此外,将工作台转动90度,即可利用双主轴对工件进行360度的全方位加工,缩短了主轴的空闲等待时间;此外,通过氮气配重系统,可以使主轴在切削加工过程中保持平衡,以保证有更好的加工精度。

Description

一种双主轴卧式加工中心及其使用方法
技术领域
本发明涉及加工中心技术领域,更具体地说,涉及一种双主轴卧式加工中心及其使用方法。
背景技术
加工中心,是用于对工件进行成型加工的大型设备。目前多是采用单一主轴对工件进行加工,在工件形状较为复杂时,加工效率低,难以满足生产需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种双主轴卧式加工中心和一种双主轴卧式加工中心的使用方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一方面,提供了一种双主轴卧式加工中心,包括底座和加工台;其中,所述底座上设置有带动所述加工台在水平面上转动的第一转动机构,以及分布在所述加工台两侧的两组加工单元;
所述加工单元包括搭载刀具的主轴、带动所述主轴转动的第二转动机构、带动所述第二转动机构沿Z轴移动的Z轴移动机构、带动所述Z轴移动机构沿X轴移动的X轴移动机构,以及带动所述X轴移动机构沿Y轴移动的Y轴移动机构;两组所述主轴均朝向所述加工台;所述加工单元还包括更换所述主轴上刀具的刀库,以及加工时平衡所述主轴重量的氮气配重系统。
另一方面,提供了一种双主轴卧式加工中心的使用方法,基于上述的双主轴卧式加工中心,其中,包括如下步骤:
步骤一:确认加工模式,所述加工模式包括双主轴双工件加工模式、双主轴单工件加工模式;
步骤二:
若为双主轴双工件加工模式:
断开电磁转盘的电源;
将两个工件分别固定到两个子加工台上;
启动双轴电机;
若为双主轴单工件加工模式:
将工件固定到所述子加工台上;
接通所述电磁转盘的电源;
启动所述双轴电机;
步骤三:
若为双主轴双工件加工模式:
完成加工后,关闭所述双轴电机,取下工件;
若为双主轴单工件加工模式:
完成加工后,
断开所述电磁转盘的电源,关闭所述双轴电机;
取下工件。
本发明的有益效果在于:加工时,将工件固定到加工台上,车削时,主轴不动,第一转动机构带动加工台转动进行车削加工;铣削时,第二转动机构带动主轴转动进行铣削加工,工件不动;车削或铣削时,都可以通过X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构调节主轴位置,以对工件的不同位置进行切削,以满足多样的成型需求。用本加工中心进行加工时,可以用双主轴对同一工件进行加工,从而大幅提供加工效率;此外,将工作台转动90度,即可利用双主轴对工件进行360度的全方位加工,缩短了主轴的空闲等待时间;此外,通过氮气配重系统,可以使主轴在切削加工过程中保持平衡,以保证有更好的加工精度。
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,下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例,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附图:
图1是本发明实施例一提供的一种双主轴卧式加工中心的结构示意图;
图2是本发明实施例二提供的一种双主轴卧式加工中心中第一转动机构的使用示意图(处于剖切状态);
图3是本发明实施例二提供的一种双主轴卧式加工中心中第一转动机构的使用示意图(处于剖切状态)。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例是本发明的部分实施例,而不是全部实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。
实施例一
本发明实施例提供了一种双主轴卧式加工中心,如图1所示,包括底座10和加工台11;底座10上设置有带动加工台11在水平面上转动的第一转动机构12,以及分布在加工台11两侧的两组加工单元13;
加工单元13包括搭载刀具的主轴14、带动主轴14转动的第二转动机构15、带动第二转动机构15沿Z轴移动的Z轴移动机构16、带动Z轴移动机构16沿X轴移动的X轴移动机构17,以及带动X轴移动机构17沿Y轴移动的Y轴移动机构18;两组主轴14均朝向加工台11;加工单元13还包括更换主轴14上刀具的刀库19,以及加工时平衡主轴14重量的氮气配重系统110,加工时,将工件固定到加工台11上,车削时,主轴14不动,第一转动机构12带动加工台11转动进行车削加工;铣削时,第二转动机构15带动主轴14转动进行铣削加工,工件不动;车削或铣削时,都可以通过X轴移动机构17、Y轴移动机构18和Z轴移动机构16调节主轴14位置,以对工件的不同位置进行切削,以满足多样的成型需求。用本加工中心进行加工时,可以用双主轴对同一工件进行加工,从而大幅提供加工效率;此外,将工作台11转动90度,即可利用双主轴对工件进行360度的全方位加工,缩短了主轴14的空闲等待时间;此外,通过氮气配重系统110,可以使主轴14在切削加工过程中保持平衡,以保证有更好的加工精度。
如图1所示,加工单元13还包括由X轴移动机构17带动的活动架111;Z轴移动机构16设置在活动架111上,增设活动架111,为Z轴移动机构16和第二转动机构15提供更充足的安装空间,降低装配难度;
第二转动机构15包括纵向的活动板112;活动板112与主轴14转动连接;Z轴移动机构16带动活动板112沿Z轴移动;第二转动机构15还包括与活动板112固定用于带动主轴14转动的第一电机113,第一电机113带动主轴14转动,以进行铣削加工;活动板112朝向活动架111的一侧设置有分布在第一电机113两侧的两组第一导向块;活动架111设置有两组与第一导向块一一对应的第一导轨115,通过第一导向块和第一导轨115对活动板112进行导向,使得活动板112的运动更加平稳、有序。
如图1所示,Z轴移动机构16包括纵向的第一丝杆116、与第一丝杆116一端固定并带动其转动的第二电机117、与第一丝杆116另一端转动连接的第一支撑座118,以及与第一丝杆116适配的第一丝杆螺母;第二电机117和第一支撑座118均与活动架111固定;第一丝杆螺母与活动板112固定,第二电机117带动第一丝杆116转动,第一丝杆螺母带动活动板112上移或下行;同时,第一支撑座118为第一丝杆116提供支撑,减小第一丝杆116在工作时的晃动幅度。
如图1所示,X轴移动机构17包括滑板120、横向的第二丝杆121、与第二丝杆121一端固定并带动其转动的第三电机、与第二丝杆121另一端转动连接的第二支撑座123,以及与第二丝杆121适配的第二丝杆螺母;Y轴移动机构18带动滑板120沿Y轴移动;第三电机和第二支撑座123均与滑板120固定;第二丝杆螺母与活动架111固定;滑板120上表面设置有分布在第二丝杆121两侧的两组第二导轨125;活动架111设置有两组与第二导轨125一一对应的第二导向块,第三电机带动第二丝杆121转动,第二丝杆螺母带动活动架111前行或后移;此外,第二支撑座123为第二丝杆121提供了支撑,减小第二丝杆121在工作时的晃动幅度,确保传动的平稳;此外,增设第二导轨125和第二导向块进行导向,确保活动架111能更平稳地移动。
如图1所示,Y轴移动机构18包括横向的第三丝杆127、与第三丝杆127一端固定并带动其转动的第四电机128、与第三丝杆127另一端转动连接的第三支撑座,以及与第三丝杆适配的第三丝杆螺母;第四电机128和第三支撑座均与底座10固定;第三丝杆螺母与滑板120固定;底座10设置有分布在第三丝杆两侧的两组第三导轨131;滑板120下表面设置有两组与第三导轨131一一对应的第三导向块,第四电机128带动第三丝杆转动,第三丝杆螺母带动滑板120前移或后退;此外,第三支撑座为第三丝杆提供支撑,减小其工作时的晃动程度;此外,通过第三导轨131和第三导向块的配合,滑板120移动时即可沿着第三导轨131前移或后退,运动更加平稳。
实施例二
本发明实施例提供了一种双主轴卧式加工中心,与实施例一相同之处不再赘述,不同之处在于,如图2和图3所示,第一转动机构12包括与底座10固定的安装架133;安装架133上表面设置有安装腔134;安装腔134由内往外依次设置有双轴电机135、限位盘136、传动爪137以及电磁转盘138;安装架133和限位盘136均与双轴电机135固定;安装架133设置有与电磁转盘138对应的第一活动槽180;
双轴电机135电机轴上套设固定有方形的传动块139;传动爪137包括方形的套筒140,以及与套筒140上端部固定的方形爪体141;套筒140设置有与传动块139适配的传动槽181,以及避让传动块139的第一避让槽182;限位盘136设置有与套筒140适配的限位槽183;爪体141与套筒140固定的一端套设固定有铁块151;电磁转盘138设置有与爪体141适配的第二活动槽184;
加工台11包括均呈T形的两组子加工台142;子加工台142包括横向的载料台143以及与载料台143同轴固定的转轴144;电磁转盘138上设置有两组与转轴144一一适配的第三活动槽185,以及两组与转轴144一一对应的限位组件145;限位组件145用于限制转轴144上下窜动;转轴144的下端部同轴固定有从动齿轮146;双轴电机135电机轴套设固定有与从动齿轮146啮合的主动齿轮147;转轴144用铁质材料制成;爪体141用塑料制成。第一转动机构12的具体工作原理如下:
如图2所示,需要双主轴对双工件加工时,将两个工件分别固定到两个子加工台142上,电磁转盘138失电,不带磁性;传动块139在第一避让槽182内,即套筒140不与传动块139接触,无法联动;套筒140在限位盘136的限位槽183内;双轴电机启动后,主动齿轮147转动,进而带动两个从动齿轮146转动,进而带动两根转轴144转动,从而即可让两个子加工台142都处于转动状态,此时即可进行车削加工;此外,由于方形的套筒140处于静止状态,而方形的爪体141卡在电磁转盘138的第二活动槽184内,则电磁转盘138此时是不转动的,仅起支撑两个子加工台142的作用;
如图3所示,需要双主轴对同一工件加工时,可将工件固定在任一子加工台142上,或由两个子加工台142共同承载工件,电磁转盘138得电,带有磁性;铁块151在电磁转盘138的吸附下向上移动,爪体141深入第二活动槽184,方形套筒140脱离限位盘136,传动块139进入传动槽181,即套筒140与传动块139接触,进入联动状态;此外,由于转轴144是用铁质材料制成的,也会被电磁转盘138吸紧,即电磁转盘138和两个子加工台142处于固定状态,双轴电机135启动后,电磁转盘138和两个子加工台142同步转动,此时即可进行车削加工。在双主轴对同一工件加工的模式下,电磁转盘138既起支撑两个子加工台142的作用,又有吸附固定两个子加工台142以及控制传动爪137上行的作用。完成加工后,电磁转盘138得电,失去磁性,传动爪137在重力影响下落回限位槽183中。
综上,第一转动机构12实现了双驱动模式和双加工模式,能满足多种加工需求,灵活性更好,且整体结构简单,仅用一个电机作为动力源。
如图2所示,限位组件145包括分布在电磁转盘138上下两侧的两组限位环148;限位环148内径与转轴144适配;限位环148与转轴144固定,限位组件145结构简单,且限位效果好。
如图2和图3所示,电磁转盘138的外圆面设置有环形的避空槽186;避空槽186呈弧形,减少电磁转盘138和安装架133摩擦面积的同时,又便于热量向避空槽186处扩散;安装架133的侧表面设置有呈圆周均匀分布的多条进气通道187;进气通道187与避空槽186正对,电磁转盘138转动时,避空槽186内的气压低于外界,从而外界气体流向避空槽186,对电磁转盘138起到一定的散热作用,同时避空槽186的光滑弧面,有利于降低阻力,便于气体流动。
如图2所示,安装架133上还固定有遮挡安装腔134的盖板149,起到一定的防尘、防水作用;盖板149设置有两组与转轴144一一对应的第二避让槽188;第二避让槽188内径大于转轴144外径;套筒140用铁质材料制成;限位盘136设置有用于吸附套筒140的磁铁150以及与磁铁150对应的安装槽,通过磁铁150吸附套筒140,可以增强传动爪137对电磁转盘138的限位作用;完成加工后,又便于传动爪137重新落回限位槽183。
实施例三
本发明实施例提供了一种双主轴卧式加工中心的使用方法,包括如下步骤:
步骤S101:确认加工模式,加工模式包括双主轴双工件加工模式、双主轴单工件加工模式。
步骤S102:
若为双主轴双工件加工模式:
断开电磁转盘的电源;
将两个工件分别固定到两个子加工台上;
启动双轴电机;
若为双主轴单工件加工模式:
将工件固定到子加工台上;
接通电磁转盘的电源;
启动双轴电机。
步骤S103:
若为双主轴双工件加工模式:
完成加工后,关闭双轴电机,取下工件;
若为双主轴单工件加工模式:
完成加工后,
断开电磁转盘的电源,关闭双轴电机;
取下工件。
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种双主轴卧式加工中心,包括底座和加工台;其特征在于,所述底座上设置有带动所述加工台在水平面上转动的第一转动机构,以及分布在所述加工台两侧的两组加工单元;
所述加工单元包括搭载刀具的主轴、带动所述主轴转动的第二转动机构、带动所述第二转动机构沿Z轴移动的Z轴移动机构、带动所述Z轴移动机构沿X轴移动的X轴移动机构,以及带动所述X轴移动机构沿Y轴移动的Y轴移动机构;两组所述主轴均朝向所述加工台;所述加工单元还包括更换所述主轴上刀具的刀库,以及加工时平衡所述主轴重量的氮气配重系统;
所述第一转动机构包括与所述底座固定的安装架;所述安装架上表面设置有安装腔;所述安装腔由内往外依次设置有双轴电机、限位盘、传动爪以及电磁转盘;所述安装架和所述限位盘均与所述双轴电机固定;所述安装架设置有与所述电磁转盘对应的第一活动槽;
所述双轴电机电机轴上套设固定有方形的传动块;所述传动爪包括方形的套筒,以及与所述套筒上端部固定的方形爪体;所述套筒设置有与所述传动块适配的传动槽,以及避让所述传动块的第一避让槽;所述限位盘设置有与所述套筒适配的限位槽;所述爪体与所述套筒固定的一端套设固定有铁块;所述电磁转盘设置有与所述爪体适配的第二活动槽;
所述加工台包括均呈T形的两组子加工台;所述子加工台包括横向的载料台以及与所述载料台同轴固定的转轴;所述电磁转盘上设置有两组与所述转轴一一适配的第三活动槽,以及两组与所述转轴一一对应的限位组件;所述限位组件用于限制所述转轴上下窜动;所述转轴的下端部同轴固定有从动齿轮;所述双轴电机电机轴套设固定有与所述从动齿轮啮合的主动齿轮;所述转轴用铁质材料制成;所述爪体用塑料制成。
2.根据权利要求1所述的双主轴卧式加工中心,其特征在于,所述加工单元还包括由所述X轴移动机构带动的活动架;所述Z轴移动机构设置在所述活动架上;
所述第二转动机构包括纵向的活动板;所述活动板与所述主轴转动连接;所述Z轴移动机构带动所述活动板沿Z轴移动;所述第二转动机构还包括与所述活动板固定用于带动所述主轴转动的第一电机;所述活动板朝向所述活动架的一侧设置有分布在所述第一电机两侧的两组第一导向块;所述活动架设置有两组与所述第一导向块一一对应的第一导轨。
3.根据权利要求2所述的双主轴卧式加工中心,其特征在于,所述Z轴移动机构包括纵向的第一丝杆、与所述第一丝杆一端固定并带动其转动的第二电机、与所述第一丝杆另一端转动连接的第一支撑座,以及与所述第一丝杆适配的第一丝杆螺母;所述第二电机和所述第一支撑座均与所述活动架固定;所述第一丝杆螺母与所述活动板固定。
4.根据权利要求2所述的双主轴卧式加工中心,其特征在于,所述X轴移动机构包括滑板、横向的第二丝杆、与所述第二丝杆一端固定并带动其转动的第三电机、与所述第二丝杆另一端转动连接的第二支撑座,以及与所述第二丝杆适配的第二丝杆螺母;所述Y轴移动机构带动所述滑板沿Y轴移动;所述第三电机和所述第二支撑座均与所述滑板固定;所述第二丝杆螺母与所述活动架固定;所述滑板上表面设置有分布在所述第二丝杆两侧的两组第二导轨;所述活动架设置有两组与所述第二导轨一一对应的第二导向块。
5.根据权利要求4所述的双主轴卧式加工中心,其特征在于,所述Y轴移动机构包括横向的第三丝杆、与所述第三丝杆一端固定并带动其转动的第四电机、与所述第三丝杆另一端转动连接的第三支撑座,以及与所述第三丝杆适配的第三丝杆螺母;所述第四电机和所述第三支撑座均与所述底座固定;所述第三丝杆螺母与所述滑板固定;所述底座设置有分布在所述第三丝杆两侧的两组第三导轨;所述滑板下表面设置有两组与所述第三导轨一一对应的第三导向块。
6.根据权利要求1所述的双主轴卧式加工中心,其特征在于,所述限位组件包括分布在所述电磁转盘上下两侧的两组限位环;所述限位环内径与所述转轴适配;所述限位环与所述转轴固定。
7.根据权利要求1所述的双主轴卧式加工中心,其特征在于,所述电磁转盘的外圆面设置有环形的避空槽;所述避空槽呈弧形;所述安装架的侧表面设置有呈圆周均匀分布的多条进气通道;所述进气通道与所述避空槽正对。
8.根据权利要求1所述的双主轴卧式加工中心,其特征在于,所述安装架上还固定有遮挡所述安装腔的盖板;所述盖板设置有两组与所述转轴一一对应的第二避让槽;所述第二避让槽内径大于所述转轴外径;所述套筒用铁质材料制成;所述限位盘设置有用于吸附所述套筒的磁铁以及与所述磁铁对应的安装槽。
9.一种双主轴卧式加工中心的使用方法,基于权利要求1-8任一所述的双主轴卧式加工中心,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一:确认加工模式,所述加工模式包括双主轴双工件加工模式、双主轴单工件加工模式;
步骤二:
若为双主轴双工件加工模式:
断开电磁转盘的电源;
将两个工件分别固定到两个子加工台上;
启动双轴电机;
若为双主轴单工件加工模式:
将工件固定到所述子加工台上;
接通所述电磁转盘的电源;
启动所述双轴电机;
步骤三:
若为双主轴双工件加工模式:
完成加工后,关闭所述双轴电机,取下工件;
若为双主轴单工件加工模式:
完成加工后,
断开所述电磁转盘的电源,关闭所述双轴电机;
取下工件。
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