一种双主轴车铣中心复合设备
技术领域
本发明涉及一种数控加工设备,具体是一种双主轴车铣中心复合设备。
背景技术
市面上现有的双主轴数控加工设备存在以下缺陷:由于采用与双主轴结构且双主轴结构分布于水平的工作台上,工作台占据较大的空间,所以设备整体体积较大,对使用场所有较高的要求;加工产生的金属屑容易堆积与水平的工作平台上,导致金属屑的清理难度大;不同的加工工艺需要操作员手动更换相应的刀具,导致加工效率受到影响而下降,且操作员的劳动强度高。由于市场上现有的双主轴数控加工设备存在上述缺陷,所述对于两端同轴度要求较高的长棒料或管类零件,用现有的车床或数据车床进行加工会难以保证加工质量。
因此,需要进一步改进。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足,而提供一种双主轴车铣中心复合设备,本设备自动化程度高,操作方便,排屑容易,节省空间,性能可靠,加工质量好。
本发明的目的是这样实现的:
一种双主轴车铣中心复合设备,包括机座;其特征在于:还包括分别设置于机座上的加工驱动机构和第一换刀机构;所述机座上设置有倾斜的倾斜工作台,加工驱动机构和第一换刀机构分别设置于倾斜工作台上;所述加工驱动机构包括用于驱动待加工产品转动的加工动力组件、以及用于对待加工产品端部进行定位的固定定位座和活动定位座,活动定位座在倾斜工作台上沿X轴移动,以使固定定位座与活动定位座之间的间距可调,固定定位座与活动定位座之间形成车铣加工工位;所述第一换刀机构包括用于连接一把以上车铣刀具的第一刀盘、用于驱动第一刀盘转动的第一换刀动力组件、以及用于驱动第一刀盘沿倾斜工作台移动的第一进刀动力组件,一把以上车铣刀具随第一刀盘转动,以使加工用的车铣刀具转动至与车铣加工工位对应,第一进刀动力组件驱动加工用的车铣刀具沿Y轴移动,以使车铣刀具进入车铣加工工位。
所述第一刀盘上设置有若干用于连接车铣刀具的第一连接刀座,第一连接刀座相对第一刀盘径向延伸,第一刀盘的旋转轴沿X轴延伸。
所述第一换刀机构还包括第一活动座和第二活动座;所述第一换刀动力组件设置于第一活动座上,第一进刀动力组件设置于第一活动座与第二活动座之间;所述第一换刀动力组件包括第一换刀伺服电机,第一换刀伺服电机固定于第一活动座上,第一换刀伺服电机的电机轴传动连接第一刀盘;所述第一进刀动力组件包括第一进刀伺服电机、第一进刀螺杆和第一进刀螺母,第一进刀伺服电机固定于第二活动座上,第一进刀伺服电机的电机轴连接第一进刀螺杆且驱动第一进刀螺杆转动,第一进刀螺母固定于第一活动座上且与第一进刀螺杆螺接,第二活动座沿倾斜工作台倾斜设置。
所述第二活动座与倾斜工作台之间设置有第一移载动力组件,第一移载动力组件驱动第一换刀机构在倾斜工作台上沿X轴移动;所述第一移载动力组件包括第一移载伺服电机、第一移载螺杆和第一移载螺母;所述第一移载伺服电机固定于倾斜工作台上,第一移载伺服电机的电机轴连接第一移载螺杆且驱动第一移载螺杆转动,第一移载螺母固定于第二活动座上且与第一移载螺杆螺接。
所述活动定位座包括活动定位支架、及设置于活动定位支架上的活动定位套;所述活动定位支架与倾斜工作台之间设置有第二移载动力组件,第二移载动力组件用于驱动活动定位支架在倾斜工作台上沿X轴移动;所述第二移载动力组件包括第二移载伺服电机、第二移载螺杆和第二移载螺母;所述第二移载伺服电机固定于倾斜工作台上,第二移载伺服电机的电机轴连接第二移载螺杆且驱动第二移载螺杆转动,第二移载螺母固定于活动定位支架上且与第二移载螺杆螺接。
所述加工动力组件包括加工伺服电机和加工传动组件,加工伺服电机固定于机座上;所述固定定位座包括固定定位支架、及设置于固定定位支架上的动力头,固定定位支架固定于机座上;所述加工伺服电机通过加工传动组件传动连接动力头,且驱动动力头在固定定位支架上转动。
本设备还包括设置于倾斜工作台上的第二换刀机构;所述第二换刀机构包括用于连接一把以上车铣刀具的第二刀盘、用于驱动第二刀盘转动的第二换刀动力组件、用于连接加工用的车铣刀具的加工刀座,用于驱动加工刀座竖向活动的第二进刀动力组件、以及用于将第二刀盘上相应的车铣刀具转移至加工刀座上的刀具转移组件;一把以上车铣刀具随第二刀盘转动,第二刀盘的旋转轴沿X轴延伸,刀具转移组件将第二刀盘上转动至指定位置的车铣刀具转移至加工刀座上。
所述第二换刀机构还包括第三活动座、第四活动座和升降载板,加工刀座设置于升降载板上;所述第二换刀动力组件包括第二换刀伺服电机,第二换刀伺服电机通过第三活动座固定于机座上,第二换刀伺服电机的电机轴传动连接第二刀盘,以驱动第二刀盘转动;所述第二进刀动力组件包括第二进刀伺服电机、第二进刀螺杆和第二进刀螺母,第二进刀伺服电机固定于第四活动座上,第二进刀伺服电机的电机轴连接第二进刀螺杆且驱动第二进刀螺杆转动,第二进刀螺母固定于升降载板上且与第二进刀螺杆螺接;所述刀具转移组件包括刀具转移伺服电机和转移臂,刀具转移伺服电机的电机轴传动连接转移臂,转移臂上设有用于握住车铣刀具的刀具夹执部,刀具夹执部随转移臂转动,第二刀盘上至少一车铣刀具和加工刀座分别位于刀具夹执部的转动轨迹上。
所述第二换刀机构还包括第五活动座、设置于第四活动座与第五活动座之间的第三进刀动力组件、以及设置于第五活动座与倾斜工作台之间的第三移载动力组件;所述第三进刀动力组件包括第三进刀伺服电机、第三进刀螺杆、第三进刀螺母,第三进刀伺服电机固定于第五活动座上,第三进刀伺服电机的电机轴连接第三进刀螺杆且驱动第三进刀螺杆转动,第三进刀螺母固定于第四活动座上且与第三进刀螺杆螺接;所述第三移载动力组件包括第三移载伺服电机、第三移载螺杆和第三移载螺母,第三移载伺服电机固定于倾斜工作台上,第三移载伺服电机的电机轴连接第三移载螺杆且驱动第三移载螺杆转动,第三移载螺母固定于第五活动座上且与第三移载螺杆螺接。
所述加工刀座与第四活动座之间设置有旋转动力组件;所述旋转动力组件包括旋转伺服电机,旋转伺服电机固定于升降载板上,旋转伺服电机的电机轴传动连接工作刀座上的车铣刀具,以驱动所述车铣刀具旋转。
本发明的有益效果如下:
由于整合了换刀机构,所述本设备可在一次加工程序中完成多种加工工艺,操作员无需频繁更换刀具,进而减少操作员对设备的操作,简化了操作控制,降低了劳动强度;本设备特别适合一些形状复杂、精度要求高的回转体零件加工,可在一次装夹中完成全部或大部分工序的加工,既可保证精度,又可提高加工效率,且可降低成本;本设备设置了强大的主轴刹车辅助机构,提高了零件加工时的刚性,减少停机时间,使效益最大化。
工作台以倾斜的方式设置可有效减少占据的横向空间,使设备的整体体积减小,对使用场所的要求下降;倾斜的工作台还有利于金属屑清理、排走,避免设备受到金属屑的影响,保证其工作性能可靠;各功能组件沿倾斜工作台倾斜设置,功能组件包括第一、第二换刀机构,两换刀机构通过转动刀盘的方式达到更换刀具的目的,操作方便,性能可靠,实现自动更换刀具的目的,大大降低了更换刀具对工作效率造成的影响,降低了工人的劳动强度,提升加工精度;第一换刀机构以沿倾斜工作台以倾斜方向进刀和退刀,第二换刀机构以竖直方向进刀和退刀,两种进退刀方式分别有别于传统的水平进退刀方式,有助于排屑。可见,本设备至少具备自动化程度高,操作方便,排屑容易,节省空间,性能可靠等特点。
附图说明
图1和图2分别为本发明一实施例中双主轴车铣中心复合设备不同方位的立体图。
图3为本发明一实施例中双主轴车铣中心复合设备的主视图。
图4为图3中H-H方向的剖视图。
图5为图3中K-K方向的剖视图。
图6为本发明一实施例中第一换刀机构的结构示意图。
图7为本发明一实施例中第二换刀结构的局部结构示意图。
图8为本实用性性一实施例中第二换刀机构工作状态的仰视图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1-图8,本双主轴车铣中心复合设备,包括机座1、以及分别设置于机座1上的加工驱动机构和第一换刀机构;机座1上设置有倾斜的倾斜工作台101,加工驱动机构和第一换刀机构分别设置于倾斜工作台101上,倾斜工作台101的倾斜度θ优选45°,以倾斜工作台101为基准设定坐标轴,如图1和图2所示,其中X轴与Y轴相交所在的平面与倾斜工作台101表面平衡,Z轴垂直于倾斜工作台101;加工驱动机构包括用于驱动待加工产品转动的加工动力组件、以及用于对待加工产品端部进行定位的固定定位座和活动定位座,活动定位座在倾斜工作台101上可沿X轴往复移动,以使固定定位座与活动定位座之间的间距可调,进而可适配不同长度的待加工产品,固定定位座与活动定位座之间形成车铣加工工位A,加工时待加工产品位于车铣加工工位A中;第一换刀机构包括用于连接一把以上备用的车铣刀具B的第一刀盘2、用于驱动第一刀盘2转动的第一换刀动力组件、以及用于驱动第一刀盘2沿倾斜工作台101移动的第一进刀动力组件,一把以上备用的车铣刀具B随第一刀盘2转动,以使加工所需的车铣刀具B转动至与车铣加工工位A对应,第一进刀动力组件驱动加工所需的车铣刀具B沿Y轴移动,以使车铣刀具B进入车铣加工工位A,实现斜Y轴进刀;第一刀盘2上的车铣刀具B对待加工产品的端面、内壁(镗孔)等位置进行加工。
进一步地,第一刀盘2侧壁上环形均布有若干用于连接车铣刀具B的第一连接刀座3,第一连接刀座3相对第一刀盘2径向延伸,车铣刀具B沿X轴安装于第一连接刀座3上,第一刀盘2的旋转轴沿X轴延伸;通过转动第一刀盘2使加工所需的车铣刀具B转动至与车铣加工工位A对应,进而实现刀具的更换,动作全自动完成,性能可靠,换刀效率高。
进一步地,第一换刀机构还包括分别起到承载作用的第一活动座5和第二活动座9;第一换刀动力组件设置于第一活动座5顶部,第一进刀动力组件设置于第一活动座5与第二活动座9之间;第一换刀动力组件包括第一换刀伺服电机4和第一换刀传动组件,第一换刀伺服电机4固定于第一活动座5上,第一换刀伺服电机4的电机轴通过第一换刀传动组件传动连接第一刀盘2,使第一刀盘2转动实现换刀;第一进刀动力组件包括第一进刀伺服电机8、第一进刀螺杆7和第一进刀螺母6,第一进刀伺服电机8固定于第二活动座9上,第一进刀伺服电机8的电机轴连接第一进刀螺杆7且驱动第一进刀螺杆7转动,第一进刀螺母6固定于第一活动座5上且与第一进刀螺杆7螺接,第二活动座9沿倾斜工作台101倾斜设置,在螺纹结构作用下,第二活动座9最终带动与车铣加工工位A对应的车铣刀具B实现斜Y轴进退刀。
进一步地,第二活动座9与倾斜工作台101之间设置有第一移载动力组件,第一移载动力组件驱动第一换刀机构整体在倾斜工作台101上沿X轴移动,实现X轴进退刀;第一移载动力组件包括第一移载伺服电机11、第一移载螺杆10和第一移载螺母;第一移载伺服电机11固定于倾斜工作台101上,第一移载伺服电机11的电机轴连接第一移载螺杆10且驱动第一移载螺杆10转动,第一移载螺母固定于第二活动座9上且与第一移载螺杆10螺接,在螺纹结构作用下,第一换刀机构可实现沿X轴往复移动。
进一步地,活动定位座包括活动定位支架17、及设置于活动定位支架17上的活动定位套16,活动定位套16与待加工产品一端配合连接,以对待加工产品的端部有效定位;活动定位支架17与倾斜工作台101之间设置有第二移载动力组件,第二移载动力组件用于驱动活动定位支架17在倾斜工作台101上沿X轴移动,达到调整固定定位座与活动定位座之间间距的作用;第二移载动力组件包括第二移载伺服电机19、第二移载螺杆18和第二移载螺母;第二移载伺服电机19固定于倾斜工作台101上,第二移载伺服电机19的电机轴连接第二移载螺杆18且驱动第二移载螺杆18转动,第二移载螺母固定于活动定位支架17上且与第二移载螺杆18螺接,在螺纹结构作用下,活动定位座实现沿X轴往复移动。
进一步地,加工动力组件包括加工伺服电机12和加工传动组件13,加工伺服电机12固定于机座1侧部,加工传动组件13由输送皮带和输送滚轮等组成;固定定位座包括固定定位支架15、及设置于固定定位支架15上的动力头14,固定定位支架15固定于机座1上,且与活动定位支架17在同一X轴上;动力头14可转动的设置于固定定位支架15上,加工伺服电机12通过加工传动组件13传动连接动力头14,且驱动动力头14在固定定位支架15上转动,动力头14与待加工产品另一端配合连接,并驱动待加工产品转动。
进一步地,本设备还包括设置于倾斜工作台101上的第二换刀机构;第二换刀机构包括用于连接一把以上车铣刀具B的第二刀盘22、用于驱动第二刀盘22转动的第二换刀动力组件、用于连接加工用的车铣刀具B的加工刀座29,用于驱动加工刀座29竖向活动的第二进刀动力组件、以及用于将第二刀盘22上相应的车铣刀具B转移至加工刀座29上的刀具转移组件;一把以上车铣刀具B随第二刀盘22转动,第二刀盘22的旋转轴沿X轴延伸,第二刀盘22同样带动车铣刀具B转动以达到更换刀具的目的;第二刀盘22上设置有若干用于连接车铣刀具B的第二连接刀座23;刀具转移组件将第二刀盘22上转动至指定位置的车铣刀具B转移至加工刀座29上;加工刀座29带动车铣刀具B竖向活动,实现竖向进退刀。
进一步地,第二换刀机构还包括第三活动座21、第四活动座36和升降载板32,加工刀座29设置于升降载板32上;第二换刀动力组件包括第二换刀伺服电机25和和第二换刀传动组件24,第二换刀伺服电机25通过第三活动座21固定于机座1上,第二换刀伺服电机25的电机轴通过第二换刀传动组件24传动连接第二刀盘22,以驱动第二刀盘22绕X轴转动;第二进刀动力组件包括第二进刀伺服电机35、第二进刀螺杆34和第二进刀螺母33,第二进刀伺服电机35固定于第四活动座36上,第二进刀伺服电机35的电机轴连接第二进刀螺杆34且驱动第二进刀螺杆34转动,第二进刀螺母33固定于升降载板32上且与第二进刀螺杆34螺接,在螺纹结构作用下,加工刀座29实现竖向往复移动;刀具转移组件包括刀具转移伺服电机28、刀具转移传动组件27和转移臂26,刀具转移伺服电机28的电机轴通过刀具转移传动组件27传动连接转移臂26,转移臂26两端分别设有用于握住车铣刀具B的刀具夹执部2601,刀具夹执部2601随转移臂26转动,第二刀盘22上转动至指定位置的车铣刀具B和加工刀座29分别位于刀具夹执部2601的转动轨迹上。更换刀具:一端的刀具夹持部2601转动至第二刀盘22上的指定位置并握住相应的车铣刀具B,另一端的刀具夹执部2601转动至加工刀座29下方并握住加工刀座29上的车铣刀具B;刀具转移伺服电机28作业,以驱动转移臂26转动使两端的刀具夹持部2601位置互换,进而将原加工刀座29上的车铣刀具B放回第二刀盘22上,将原第二刀盘22上的车铣刀具B安装于加工刀座29上,实现刀具的更换。
进一步地,第二换刀机构还包括第五活动座40、设置于第四活动座36与第五活动座40之间的第三进刀动力组件、以及设置于第五活动座40与倾斜工作台101之间的第三移载动力组件;第三进刀动力组件包括第三进刀伺服电机39、第三进刀螺杆38、第三进刀螺母37,第三进刀伺服电机39固定于第五活动座40上,第三进刀伺服电机39的电机轴连接第三进刀螺杆38且驱动第三进刀螺杆38转动,第三进刀螺母37固定于第四活动座36上且与第三进刀螺杆38螺接,在螺纹结构作用下最终可驱动加工刀座29沿 Y轴移动,实现车铣刀具B的斜Y轴进退刀;第三移载动力组件包括第三移载伺服电机43、第三移载螺杆42和第三移载螺母41,第三移载伺服电机43固定于倾斜工作台101上,第三移载伺服电机43的电机轴连接第三移载螺杆42且驱动第三移载螺杆42转动,第三移载螺母41固定于第五活动座40上且与第三移载螺杆42螺接,在螺纹结构作用下最终驱动加工刀座29沿X轴移动,以便调整加工刀座29的X轴位置。
进一步地,加工刀座29与第四活动座36之间设置有旋转动力组件;旋转动力组件包括旋转伺服电机31和旋转传动组件30,旋转伺服电机31固定于升降载板32上,旋转伺服电机31的电机轴通过旋转传动组件30传动连接工作刀座上的车铣刀具B,以驱动车铣刀具B旋转,以待加工产品完成钻孔等工序。
上述为本发明的优选方案,显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。