CN111347065A - 一种立式数控镗床 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种立式数控镗床，包括：架体；主轴箱，上下移动地设置于架体上；夹具，固定于主轴箱的旋转主轴的下端，用于夹固工件；工作台，设置于架体上，且位于旋转主轴的下方；镗刀组件，固定于工作台上；工件转移机构，水平移动地设置于架体上，用于转移工件；控制器，与主轴箱、夹具和工件转移机构连接，用于控制主轴箱、夹具和工件转移机构动作。在控制器的控制下，工件转移机构将工件转移到夹具的下方，主轴箱向下移动，带动夹具向下移动，夹具夹固工件，主轴箱的旋转主轴转动，并上下移动，使工件对准镗刀组件进行镗孔，完成加工后，工件转移机构将工件从夹具中取下。该立式数控镗床能够自动完成工件的定位安装和取件，提高了加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及机加工技术领域，特别涉及一种立式数控镗床。
背景技术
镗床用于对工件内孔进行切削加工，现有立式单轴镗床结构简单，采用传统的交流电机以及液压驱动，工件需人工定位在加工工位上，加工完成后，人工取件，加工效率低，不能很好的适应现代化自动化生产需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种立式数控镗床，以提高加工效率。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种立式数控镗床，包括：
架体；
主轴箱，上下移动地设置于所述架体上；
夹具，固定于所述主轴箱的旋转主轴的下端，用于夹固工件；
工作台，设置于所述架体上，且位于所述旋转主轴的下方；
镗刀组件，固定于所述工作台上；
工件转移机构，水平移动地设置于所述架体上，用于转移工件；
控制器，与所述主轴箱、夹具和工件转移机构连接，用于控制主轴箱、夹具和工件转移机构动作。
优选地，在上述的立式数控镗床中，所述工作台为移动工作台，所述移动工作台水平移动地设置于所述架体上；所述移动工作台上还设置有定心台和下料台；所述定心台用于定位待加工的工件，所述下料台用于定位加工完成的工件；所述移动工作台与所述控制器连接。
优选地，在上述的立式数控镗床中，还包括上料轨道，所述上料轨道位于所述工作台的起始端，用于输送待加工的工件至所述工作台的端部。
优选地，在上述的立式数控镗床中，还包括下料轨道，所述下料轨道位于所述工作台的终止端，用于输送加工完成的工件。
优选地，在上述的立式数控镗床中，所述主轴箱包括箱体、直线驱动部件、转动驱动部件和旋转主轴，所述直线驱动部件连接于所述架体和所述箱体上，用于驱动所述主轴箱上下移动；所述转动驱动部件设置于所述箱体上，且与所述旋转主轴传动连接，用于驱动所述旋转主轴转动。
优选地，在上述的立式数控镗床中，所述箱体与所述架体之间通过滚柱直线导轨副上下移动连接，直线驱动部件包括传动连接的滚珠丝杠和第一伺服电机；所述转动驱动部件为第二伺服电机，所述第二伺服电机与所述旋转主轴传动连接。
优选地，在上述的立式数控镗床中，所述夹具为包容式液压抱紧夹具。
优选地，在上述的立式数控镗床中，所述定心台和所述下料台均为夹紧定位机构。
优选地，在上述的立式数控镗床中，所述工件转移机构包括三维移动滑台、料爪和直线滑轨，所述三维移动滑台滑动设置于直线滑轨上，所述料爪设置在所述三维移动滑台上，所述料爪通过气动或液压驱动夹紧和松开。
优选地，在上述的立式数控镗床中，还包括冷却系统，所述冷却系统包括相连的水箱、冷却泵、高压泵和喷管。
优选地，在上述的立式数控镗床中，还包括水冷却机，用于对冷却系统的冷却液进行冷却。
优选地，在上述的立式数控镗床中，还包括用于清理工件的清洗水枪或气枪。
优选地，在上述的立式数控镗床中，还包括用于清理碎屑的排渣器和渣斗。
优选地，在上述的立式数控镗床中，还包括防护罩。
优选地，在上述的立式数控镗床中，还包括集中自润滑单元，用于自动控制润滑油供给。
优选地，在上述的立式数控镗床中，还包括用于观察机床运行状态的三色巡视灯。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的立式数控镗床包括架体、主轴箱、夹具、工作台、镗刀组件、工件转移机构和控制器；其中，主轴箱上下移动设置于架体上，夹具固定于主轴箱的旋转主轴的下端，用于夹固工件；工作台设置于架体上，且位于旋转主轴的下方；镗刀组件固定于工作台上；工件转移机构水平移动设置于架体上，用于转移工件。
工作时，控制器控制工件转移机构将工件转移到夹具的下方，控制器控制主轴箱向下移动，带动夹具向下移动，控制器控制夹具夹固工件，并控制主轴箱的旋转主轴转动，并上下移动，使工件对准镗刀组件进行镗孔，完成加工后，通过控制器控制工件转移机构将工件从夹具中取下。该立式数控镗床能够自动完成工件的定位安装和取件，提高了加工效率。
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，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的立式数控镗床的结构示意图；
图2为图1中的立式数控镗床去掉防护罩后的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的立式数控镗床的工件转移机构的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的立式数控镗床的移动工作台的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的立式数控镗床的主轴箱的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的立式数控镗床的镗刀组件的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的立式数控镗床的后视部分结构示意图。
其中，1为架体、2为主轴箱、21为第一伺服电机、3为防护罩、4为下料轨道、5为夹具、6为定心台、7为上料轨道、8为镗刀组件、81为镗刀杆、82为镗刀、9为下料台、10为工件转移机构、101为料爪、102为三维移动滑台、103为直线滑轨、11为工作台、12为排渣器、13为渣斗。
具体实施方式
本发明的核心是提供了一种立式数控镗床，提高了加工效率。
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、完整地描述，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做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。
请参考图1-图7，本发明实施例提供了一种立式数控镗床，其包括架体1、主轴箱2、夹具5、工作台11、镗刀组件8、工件转移机构10和控制器；其中，主轴箱2上下移动设置于架体1上，夹具5固定于主轴箱2的旋转主轴的下端，用于夹固工件；工作台11设置于架体1上，且位于旋转主轴的下方；镗刀组件8固定于工作台11上；工件转移机构10水平移动设置于架体1上，用于转移工件；控制器与主轴箱2、夹具5和工件转移机构10控制连接，用于控制主轴箱2、夹具5和工件转移机构10动作。
工作时，控制器控制工件转移机构10将工件转移到夹具5的下方，控制器控制主轴箱2向下移动，带动夹具5向下移动，控制器控制夹具5夹固工件，控制器控制工件转移机构10松开工件，控制器控制主轴箱2的旋转主轴转动，并整体上下移动，使工件对准镗刀组件8进行镗孔，完成加工后，通过控制器控制工件转移机构10将工件从夹具5中取下。可见，该立式数控镗床能够自动完成工件的定位安装和取件，提高了加工效率。
进一步地，在本实施例中，工作台11为移动工作台，移动工作台水平移动地设置于架体1上；移动工作台上还设置有定心台6和下料台9；定心台6用于定位待加工的工件，下料台9用于定位加工完成的工件；移动工作台与控制器连接，用于控制移动工作台在架体1上移动。
则该立式数控镗床的工作过程为：在控制器的控制下，工件转移机构10抓取工件后，移动至定心台6，将工件放置于定心台6上，定心台6对工件进行定位固定。控制器控制移动工作台，移动工作台将放置在定心台6上的工件移动到夹具5的正下方，控制器控制主轴箱2带动夹具5向下移动，夹具5将工件夹紧固定，主轴箱2向上移动超过镗刀组件8的高度，控制器控制移动工作台移动，将镗刀组件8移动到夹具5的下方，控制器控制主轴箱2的旋转主轴旋转，带动夹具5和工件旋转，同时控制主轴箱2整体向下移动进给，工件旋转并向下移动接触镗刀组件8开始镗内孔。在此过程中，工件转移机构10将下一个待加工的工件转移至定心台6上完成定心，镗孔完成后，控制主轴箱2整体向上移动超出镗刀组件8的高度，控制移动工作台移动，将下料台9移动至夹具5的下方，主轴箱2下落，使夹具5下面接近下料台9，夹具松开，工件自动掉落到下料台9上，工件转移机构10移动到下料台9位置将工件取走，此工件完成镗孔，同时移动工作台移动，使定心台6上完成定心的工件移动至夹具5正下方，开始下一个工件的加工，依此循环加工。
可见，整个工件的转移、定位、镗孔均通过控制器自动控制完成，因此，相比于现有的镗床，提高了加工效率。
在本实施例中，立式数控镗床还包括上料轨道7，上料轨道7位于工作台11的起始端，用于输送待加工的工件至工作台11的端部。如此设置，方便工件转移机构10从上料轨道7上抓取工件并转移至工作台11上。
进一步地，在本实施例中，立式数控镗床还包括下料轨道4，下料轨道4位于工作台11的终止端，用于输送加工完成的工件。如此设置，方便工件转移机构10将加工完成的工件转移至下料轨道4，输送出去。
具体地，上料轨道7为辊轮传送机构，通过链条驱动辊轮转动，包括线体、链条、辊轮、减速机、挡料装置、分料装置和检测装置，长度为1500mm。
下料轨道4同样为辊轮传送机构，长度为800mm。或者，下料轨道4为固定盘传送机构，即工件定位在固定盘上，通过移动固定盘完成输送，固定盘传送机构同样带有位置检测装置。
在本实施例中，主轴箱2包括箱体、直线驱动部件、转动驱动部件和旋转主轴，直线驱动部件连接于架体2和箱体上，用于驱动主轴箱2上下移动；转动驱动部件设置于箱体上，且与旋转主轴传动连接，用于驱动旋转主轴转动。旋转主轴采用高刚性的两点支撑主轴结构，前端采用一套双圆柱滚子轴承和双向推力球轴承，后端采用一套双圆柱滚子轴承，轴承支撑跨距800mm，保证加工高刚性，加工精度稳定性。
作为优化，在本实施例中，箱体与架体1之间通过滚柱直线导轨副上下移动连接，滚柱直线导轨副采用三滑块结构，导轨与滑块为重预紧配合，从而提高线轨刚性和抗震性，及延长线轨使用寿命；直线驱动部件包括第一伺服电机和滚珠丝杠，第一伺服电机与滚珠丝杠传动连接，通过滚珠丝杠将第一伺服电机的转动转化为箱体的直线移动，可实现主轴箱2精确分段进给，无级调速；转动驱动部件为第二伺服电机21，第二伺服电机21与旋转主轴传动连接，具体可通过同步带或齿轮传动连接，传动比为1:2，保证速度及扭矩平稳，第二伺服电机21为交流伺服电机，过载能力强，具有主轴定向准停功能，方便定向退刀。
在本实施例中，夹具5为包容式液压抱紧夹具，在旋转主轴上端安装液压中实回转接头，旋转主轴前段与夹具5连接，通过液压驱动从工件的上方将工件包容抱紧固定，适用于Ф80～Ф150mm范围内的工件内孔加工。
在本实施例中，定心台6和下料台9均为夹紧定位机构，定心台6采用气缸或液压缸推进定位，包括固定挡板和活动V形夹具，通过气缸或液压缸带动活动V形夹具相对固定挡板移动，从而完成工件的夹紧和防松，通过固定挡板和活动V形夹具进行两次定位，定位重复精度为0.5mm。
在本实施例中，工件转移机构10包括三维移动滑台102、料爪101和直线滑轨103，三维移动滑台102沿直线滑轨103移动，料爪101设置在三维移动滑台102上，料爪101通过气动或液压驱动夹紧和松开。三维移动滑台102能够带动料爪101进行三维空间的移动，带动料爪101伸出、升高、缩回和平移。
在本实施例中，镗刀组件8包括镗刀杆81和镗刀82，镗刀82固定于镗刀杆81上，镗刀杆81固定于移动工作台上，可安装一只镗刀杆81或两只镗刀杆82，可以使用刀补功能。镗刀82选用5组镗刀头(成型刀片)和单刃刀片，其中精镗刀可手动微调进刀量，根据客户加工不同工件需要可更换镗刀杆81及镗刀82，刀夹方式灵活多样，单刀、多刀均可使用。
在本实施例中，立式数控镗床还包括冷却系统，冷却系统包括相连的水箱、冷却泵、高压泵和喷管。通过冷却泵将水箱中的冷却液泵起，通过喷管喷在加工的工件上，通过高压泵进行工件的冲屑。
进一步地，在本实施例中，立式数控镗床还包括水冷却机，用于对冷却系统的冷却液进行强制冷却，保证冷却效果，提高加工精度的稳定性。
在本实施例中，立式数控镗床还包括使用排屑器12和渣斗13，冷却液冲洗的废渣排至排渣器12内，并通过渣斗13进行收集，方便铁屑清理。
在本实施例中，立式数控镗床还包括用于清理工件的清洗水枪或气枪。特别是用于清理工件的定位面，以实现工件的精确定位。
进一步地，在本实施例中，立式数控镗床采用集中自动润滑单元，用于自动控制润滑油供给，以确保润滑充分，且供油时间可调，供油异常时在面自动报警。
在本实施例中，立式数控镗床还包括防护罩3，将镗床的加工部件全部防护起来，确保人员安全，并有效防止冷却液泄漏。
进一步地，在本实施例中，立式数控镗床还包括三色巡视灯，方便操作员观察机床运行状态。
立式数控镗床采用全数字式数控系统，ISO标准编程语言，易于实现进给过程的分段控制，控制精度高，稳定性好，易于实现加工过程自动化。配有电子手轮，便于对刀操作。具有刀具寿命管理系统(增加当班工件数、累计数)。
在本实施例中，直线驱动部件的电机驱动采用交流同步伺服驱动器，产品性能稳定，功能丰富，过载能力强，长期连续高速运行时仍能保持优良工作状态。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (16)
1.一种立式数控镗床，其特征在于，包括：
架体；
主轴箱，上下移动地设置于所述架体上；
夹具，固定于所述主轴箱的旋转主轴的下端，用于夹固工件；
工作台，设置于所述架体上，且位于所述旋转主轴的下方；
镗刀组件，固定于所述工作台上；
工件转移机构，水平移动地设置于所述架体上，用于转移工件；
控制器，与所述主轴箱、夹具和工件转移机构连接，用于控制主轴箱、夹具和工件转移机构动作。
2.根据权利要求1所述的立式数控镗床，其特征在于，所述工作台为移动工作台，所述移动工作台水平移动地设置于所述架体上；所述移动工作台上还设置有定心台和下料台；所述定心台用于定位待加工的工件，所述下料台用于定位加工完成的工件；所述移动工作台与所述控制器连接。
3.根据权利要求1所述的立式数控镗床，其特征在于，还包括上料轨道，所述上料轨道位于所述工作台的起始端，用于输送待加工的工件至所述工作台的端部。
4.根据权利要求1所述的立式数控镗床，其特征在于，还包括下料轨道，所述下料轨道位于所述工作台的终止端，用于输送加工完成的工件。
5.根据权利要求1所述的立式数控镗床，其特征在于，所述主轴箱包括箱体、直线驱动部件、转动驱动部件和旋转主轴，所述直线驱动部件连接于所述架体和所述箱体上，用于驱动所述主轴箱上下移动；所述转动驱动部件设置于所述箱体上，且与所述旋转主轴传动连接，用于驱动所述旋转主轴转动。
6.根据权利要求5所述的立式数控镗床，其特征在于，所述箱体与所述架体之间通过滚柱直线导轨副上下移动连接，直线驱动部件包括传动连接的滚珠丝杠和第一伺服电机；所述转动驱动部件为第二伺服电机，所述第二伺服电机与所述旋转主轴传动连接。
7.根据权利要求1所述的立式数控镗床，其特征在于，所述夹具为包容式液压抱紧夹具。
8.根据权利要求1所述的立式数控镗床，其特征在于，所述定心台和所述下料台均为夹紧定位机构。
9.根据权利要求1所述的立式数控镗床，其特征在于，所述工件转移机构包括三维移动滑台、料爪和直线滑轨，所述三维移动滑台滑动设置于直线滑轨上，所述料爪设置在所述三维移动滑台上，所述料爪通过气动或液压驱动夹紧和松开。
10.根据权利要求1所述的立式数控镗床，其特征在于，还包括冷却系统，所述冷却系统包括相连的水箱、冷却泵、高压泵和喷管。
11.根据权利要求10所述的立式数控镗床，其特征在于，还包括水冷却机，用于对冷却系统的冷却液进行冷却。
12.根据权利要求1所述的立式数控镗床，其特征在于，还包括用于清理工件的清洗水枪或气枪。
13.根据权利要求1所述的立式数控镗床，其特征在于，还包括用于清理碎屑的排渣器和渣斗。
14.根据权利要求1所述的立式数控镗床，其特征在于，还包括防护罩。
15.根据权利要求1所述的立式数控镗床，其特征在于，还包括集中自润滑单元，用于自动控制润滑油供给。
16.根据权利要求1所述的立式数控镗床，其特征在于，还包括用于观察机床运行状态的三色巡视灯。
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