CN112548591A - 一种龙门五面车镗铣复合五轴加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轴类加工技术领域，公开了一种龙门五面车镗铣复合五轴加工设备，其技术方案要点是包括工作台、滑枕和两个并排设置的底座，工作台设置在两个底座之间，底座上滑动连接有立柱，两个立柱之间固定连接有顶梁，底座上设置有带动立柱沿底座长度方向滑动的滑动机构，两个立柱与顶梁之间形成龙门架结构，可以使得附件头在对曲轴进行镗铣时，对曲轴镗铣的扭矩大，刚度足，使得滑枕与移动滑座之间的位置，和移动滑座与顶梁之间的位置，不易发生改变，使得附件头加工曲轴时的精度高，切削量大，保证了曲轴加工的合格率。

Description

一种龙门五面车镗铣复合五轴加工设备

技术领域

本发明涉及轴类加工技术领域，更具体的说是涉及一种龙门五面车镗铣复合五轴加工设备。

背景技术

曲轴是发动机中最重要的部件。它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用；

现有技术中，在对曲轴磨前进行加工的设备一般采用车床和偏心夹具或曲轴内铣床，传统的车床加工效率低，劳动强度大，曲轴内铣床刀具成本高，刀具调整所需要的时间长，另外传统的车铣复合机加工机一般为平床身或斜床身结构，动力刀塔装在车床上，动力刀塔由于结构限制，使得切削力作用在曲轴上时，刀轴扭矩均较小，其铣削加工无法满足曲轴上偏心铣削连杆颈的工艺要求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种龙门五面车镗铣复合五轴加工设备，用于加强铣削等加工强度。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种龙门五面车镗铣复合五轴加工设备，包括工作台、滑枕和两个并排设置的底座，所述工作台设置在两个所述底座之间，所述底座上设置有两条相互平行的滑轨，两个所述滑轨上滑动连接有立柱，两个所述立柱之间固定连接有顶梁，所述底座上设置有带动所述立柱沿所述底座长度方向滑动的滑动机构，所述滑动机构包括四个驱动源，每两个所述驱动源为一组，每个所述底座上分别设置有一组所述驱动源，所述驱动源包括驱动电机和齿轮，所述驱动电机输出端固定连接有所述齿轮，所述驱动电机固定连接在所述立柱上，两个所述底座相背离的一侧面固定连接有齿条，所述齿轮与同一侧的所述齿条相啮合，所述顶梁上设置有带动所述滑枕在水平方向上移动的动力部，所述动力部包括移动滑座，所述移动滑座顶部开设有贯穿所述移动滑座底部的滑动槽，所述滑枕滑动连接在所述滑动槽内，所述移动滑座上设置有带动所述滑枕沿竖直方向滑动的动力源，所述滑枕底部固定连接有附件头，所述工作台上设置有用于固定曲轴的固定机构。

作为本发明的进一步改进，所述固定机构包括尾座、顶尖和车削主轴箱，所述尾座与所述车削主轴箱相对设置，所述顶尖设置在所述尾座上，所述尾座上还设有带动所述顶尖移动的第一驱动部，所述顶尖移动方向为所述尾座与所述车削主轴箱的连线方向，所述车削主轴箱上的车削主轴上固定连接有主轴卡盘

作为本发明的进一步改进，所述尾座与所述车削主轴箱的连线方向与所述立柱的移动方向一致。

作为本发明的进一步改进，所述工作台上固定连接有滑台，所述尾座滑动连接在所述滑台上，所述滑台上设置有带动所述尾座移动的第二驱动部，所述尾座移动方向为所述尾座与所述车削主轴箱的连线方向。

作为本发明的进一步改进，所述车削主轴箱上设置有带动车削主轴转动的第三驱动部。

作为本发明的进一步改进，所述滑动机构包括若干个驱动源。

作为本发明的进一步改进，所述驱动源设置有四个，每两个所述驱动源为一组，每个所述底座上分别设置有一组所述驱动源。

作为本发明的进一步改进，所述顶梁上设置有横梁，所述动力部设置在所述横梁上。

作为本发明的进一步改进，所述动力部包括丝杆和电机，所述丝杆水平设置，所述电机固定连接在所述横梁上，所述电机的输出端与所述丝杆的一端固定连接，所述丝杆的另一端固定连接在所述横梁上，所述丝杆与所述移动滑座螺纹连接。

作为本发明的进一步改进，所述工作台一侧放置有若干个附件头库。

本发明的有益效果：本发明中两个立柱与顶梁之间形成龙门架结构，可以使得附件头在对曲轴进行镗铣时，对曲轴镗铣的扭矩大，刚度足，使得滑枕与移动滑座之间的位置，和移动滑座与顶梁之间的位置，不易发生改变，使得附件头加工曲轴时的精度高，切削量大，保证了曲轴加工的合格率。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明的主视图。

附图标记：1、工作台；2、滑枕；3、底座；4、立柱；5、顶梁；51、横梁；6、滑动机构；61、驱动源；7、动力部；71、移动滑座；711、滑动槽；72、丝杆；73、电机；8、动力源；9、附件头；10、固定机构；101、尾座；102、顶尖；103、车削主轴箱；104、第一驱动部；105、主轴卡盘；11、滑台；13、第三驱动部；14、附件头库。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参照图1至图3所示，本实施例的一种龙门五面车镗铣复合五轴加工设备，包括工作台1、滑枕2和两个并排设置的底座3，滑枕2为具有导轨可在床身或其他部件上作纵向水平移动的枕状部件，工作台1设置在两个底座3之间，底座3上设置有两条相互平行的滑轨，两个所述滑轨上滑动连接有立柱4，两个立柱4之间固定连接有顶梁5，顶梁5与两个立柱4之间形成龙门架结构，龙门架结构的设置，增加了设备在对曲轴加工过程中的刚度，底座3上设置有带动立柱4沿底座3长度方向滑动的滑动机构6，滑动机构6包括四个驱动源61，每两个驱动源61为一组，每个底座3上分别设置有一组驱动源61，驱动源61包括驱动电机和齿轮，驱动电机固定连接在立柱4上，驱动电机输出端固定连接有齿轮，两个底座相背离的一侧面固定连接有齿条，齿轮与同一侧的齿条相啮合，驱动电机的输出轴通过齿轮与齿条啮合，从而带动立柱4在底座3上滑动，更加的稳定，每个底座3上设置两组驱动源61，并通过齿条和齿轮的啮合，使得立柱4的移动更加稳定，并且立柱4与顶梁5之间形成的龙门架结构的强度增加，顶梁5上设置有带动滑枕2在水平方向上移动的动力部7，动力部7包括移动滑座71，移动滑座71顶部开设有贯穿移动滑座71底部的滑动槽711，滑枕2滑动连接在滑动槽711内，滑动槽711的设置使得滑枕2的移动更加稳定，并且增加了设备对曲轴加工时，滑枕2处的刚度，移动滑座71上设置有带动滑枕2沿竖直方向滑动的动力源8，动力源8包括滚珠丝杠和伺服电机，通过伺服电机和滚珠丝杠的传动来实现滑枕2竖直方向的滑动，滑枕2底部固定连接有附件头9，附件头9可实现五面体加工，可由滑枕2自动抓取，工作台1上设置有用于固定曲轴的固定机构10。固定机构10亦可由机床实现。固定机构10包括尾座101、顶尖102和车削主轴箱103，车削主轴箱103是机床的重要的部件，是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的，其主要作用是支承主轴并使其旋转，实现主轴启动、制动、变速和换向等功能，尾座101与车削主轴箱103相对设置，顶尖102设置在尾座101上，尾座101上还设有带动顶尖102移动的第一驱动部104，第一驱动部104包括伺服电机和滚珠丝杠，伺服电机固定在尾座101上，伺服电机的输出端与滚珠丝杠连接，通过伺服电机和滚珠丝杠来带动顶尖102移动，顶尖102移动方向为尾座101与车削主轴箱103的连线方向，车削主轴箱103上的车削主轴上固定连接有主轴卡盘105，主轴卡盘105为机床上常见的卡盘，用于夹紧工件，曲轴放置在主轴卡盘105与顶尖102之间，顶尖102辅助主轴卡盘105，对曲轴进行固定，通过第一驱动部104带动顶尖102移动，来调整顶尖102与主轴卡盘105之间的距离，以此来适应长度不同的曲轴。

参照图1所示，尾座101与车削主轴箱103的连线方向与立柱4的移动方向一致。使得立柱4的移动方向为曲轴的长度方向，减少了两个底座3之间的距离，从而减少了顶梁5的长度，减少材料的投入，节约成本。

参照图1和图2所示，工作台1上固定连接有滑台11，尾座101滑动连接在滑台11上，滑台11上设置有带动尾座101移动的第二驱动部12(图中未示出)，第二驱动部12包括伺服电机和滚珠丝杠，滚珠丝杆72与尾座101螺纹连接，伺服电机的输出端与滚珠丝杆72的一端固定连接，通过伺服电机与滚珠丝杆72的传动来带动尾座101移动，当顶尖102所能移动的距离不足时，通过尾座101移动来满足曲轴的长度需求，尾座101移动方向为尾座101与车削主轴箱103的连线方向。

参照图1、图2所示，车削主轴箱103上设置有带动车削主轴转动的第三驱动部13。第三驱动部13包括伺服电机，伺服电机的输出端与车削主轴连接，带动车削主轴转动。

参照图1、图3所示，顶梁5上设置有横梁51，动力部7设置在横梁51上。横梁51增加了移动滑座71与顶梁5之间的稳定性，亦增加了设备在对曲轴进行加工时的刚度。动力部7包括丝杆72和电机73，丝杆72水平设置，电机73固定连接在横梁51上，电机73的输出端与丝杆72的一端固定连接，丝杆72的另一端固定连接在横梁51上，丝杆72与移动滑座71螺纹连接。通过电机73带动丝杆72转动，使得移动滑座71沿着丝杆72长度方向移动。

参照图1、图2所示，工作台1一侧放置有若干个附件头库14。附件头库14内分别放置不同加工方法的附件头9，例如车、镗和铣削等，便于滑枕2更换附件头9，以满足对曲轴的不同加工需求。

工作原理：将曲轴固定在顶尖102与车削主轴箱103上的主轴卡盘105之间，通过第一驱动部104和第二驱动部12分别调整顶尖102和尾座101的位置，更好的对曲轴进行固定，第一驱动部104和第二驱动部12分别包括伺服电机和滚珠丝杠，通过伺服电机和滚珠丝杠带动顶尖102和尾座101的移动，在对曲轴加工过程中，通过第三驱动部13带动车削主轴箱103上的车削主轴转动，从而带动曲轴转动，第三驱动部13的动力由伺服电机提供，然后通过动力部7带动滑枕2在水平方向上移动，通过动力源8带动滑枕2在竖直方向上移动，附件头9可实现五面体加工，可由滑枕2自动抓取，对曲轴进行加工，更换附件头9时，动力部7和动力源8带动滑枕2移动至附件头库14处，进行附件头9的更换。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种龙门五面车镗铣复合五轴加工设备，包括工作台(1)、滑枕(2)和两个并排设置的底座(3)，所述工作台(1)设置在两个所述底座(3)之间，其特征在于：所述底座(3)上设置有两条相互平行的滑轨，两个所述滑轨上滑动连接有立柱(4)，两个所述立柱(4)之间固定连接有顶梁(5)，所述底座(3)上设置有带动所述立柱(4)沿所述底座(3)长度方向滑动的滑动机构(6)，所述滑动机构(6)包括四个驱动源(61)，每两个所述驱动源(61)为一组，每个所述底座(3)上分别设置有一组所述驱动源(61)，所述驱动源(61)包括驱动电机和齿轮，所述驱动电机固定连接在所述立柱(4)上，所述驱动电机输出端固定连接有所述齿轮，两个所述底座相背离的一侧面固定连接有齿条，所述齿轮与同一侧的所述齿条相啮合，所述顶梁(5)上设置有带动所述滑枕(2)在水平方向上移动的动力部(7)，所述动力部(7)包括移动滑座(71)，所述移动滑座(71)顶部开设有贯穿所述移动滑座(71)底部的滑动槽(711)，所述滑枕(2)滑动连接在所述滑动槽(711)内，所述移动滑座(71)上设置有带动所述滑枕(2)沿竖直方向滑动的动力源(8)，所述滑枕(2)底部固定连接有附件头(9)，所述工作台(1)上设置有用于固定曲轴的固定机构(10)。

2.根据权利要求1所述的一种龙门五面车镗铣复合五轴加工设备，其特征在于：所述固定机构(10)包括尾座(101)、顶尖(102)和车削主轴箱(103)，所述尾座(101)与所述车削主轴箱(103)相对设置，所述顶尖(102)设置在所述尾座(101)上，所述尾座(101)上还设有带动所述顶尖(102)移动的第一驱动部(104)，所述顶尖(102)移动方向为所述尾座(101)与所述车削主轴箱(103)的连线方向，所述车削主轴箱(103)上的车削主轴上固定连接有主轴卡盘(105)。

3.根据权利要求2所述的一种龙门五面车镗铣复合五轴加工设备，其特征在于：所述尾座(101)与所述车削主轴箱(103)的连线方向与所述立柱(4)的移动方向一致。

4.根据权利要求2所述的一种龙门五面车镗铣复合五轴加工设备，其特征在于：所述工作台(1)上固定连接有滑台(11)，所述尾座(101)滑动连接在所述滑台(11)上，所述滑台(11)上设置有带动所述尾座(101)移动的第二驱动部，所述尾座(101)移动方向为所述尾座(101)与所述车削主轴箱(103)的连线方向。

5.根据权利要求2所述的一种龙门五面车镗铣复合五轴加工设备，其特征在于：所述车削主轴箱(103)上设置有带动车削主轴转动的第三驱动部(13)。

6.根据权利要求1所述的一种龙门五面车镗铣复合五轴加工设备，其特征在于：所述顶梁(5)上设置有横梁(51)，所述动力部(7)设置在所述横梁(51)上。

7.根据权利要求6所述的一种龙门五面车镗铣复合五轴加工设备，其特征在于：所述动力部(7)包括丝杆(72)和电机(73)，所述丝杆(72)水平设置，所述电机(73)固定连接在所述横梁(51)上，所述电机(73)的输出端与所述丝杆(72)的一端固定连接，所述丝杆(72)的另一端固定连接在所述横梁(51)上，所述丝杆(72)与所述移动滑座(71)螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的一种龙门五面车镗铣复合五轴加工设备，其特征在于：所述工作台(1)一侧放置有若干个附件头库(14)。

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