CN112571069A - 一种立式双主轴的五轴车铣复合加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，床身上设有第一滑板和第二滑板，第一立式工作台和第二立式工作台分别用于装夹待加工工件；立柱上设有Z向导轨和Z向滑板，回转工作台上设有加工主轴，回转工作台驱动加工主轴转动并定位于任意角度。此复合加工中心在第一立式工作台和第二立式工作台上交替安装和拆卸工件，通过Z向滑动带动回转工作台进行Z向定位，并通过回转工作台对加工主轴的加工角度进行立式、卧式以及其他任意角度的定位加工，可通过对工件的一次装夹完成需多面加工的零件的加工，显著提高加工精度，并能通过交替安装待加工工件和拆卸已加工完成工件，能显著提高工件的加工效率，此发明用于机加工设备领域。

Description

一种立式双主轴的五轴车铣复合加工中心

技术领域

本发明属于机加工设备领域，更具体而言，涉及一种立式双主轴的五轴车铣复合加工中心。

背景技术

随着工业技术的发展，零部件越来越复杂，加工要求也越来越高，零部件的精度也要求越来越高，越来越多的零部件需要一次性装夹，完成全部或者大部分工序的加工。

车削的效率高，铣削的效率相对较低，为了提高生产效率，需要将车削和铣削进行组合，因此车铣复合加工中心成为发展趋势。而对于复杂零部件的加工，一般的三轴车铣、四轴车铣满足不了要求，需要采用五轴车铣复合加工中心才能满足要求。这对机床母机提出了更高的要求，五轴车铣复合加工中心的需求也越来越多。市场上的五轴车铣复合加工中心也比较多，大部分都是卧式布局结构，卧式布局结构的五轴车铣复合加工中心只是针对中小型零部件的加工，而针对中大型零部件的五轴车铣复合加工中心比较少，并且现在对加工中心的效率要求也越来越高，一般中大型零部件的装夹校正的时间也比较长，怎么提高加工效率也是五轴车铣复合加工中心未来发展的方向。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，可通过一次装夹完成复杂零件的加工，从而有效提高零件的加工效率和加工精度。

根据本发明的第一方面实施例，提供了一种立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，其特征在于，包括：

床身，所述床身上设有X向导轨和可沿所述X向导轨滑动的第一滑板和第二滑板，所述第一滑板上安装有第一立式工作台，所述第二滑板上安装有第二立式工作台，所述第一立式工作台和所述第二立式工作台分别用于装夹待加工工件；

立柱，设置于所述床身的一侧，所述立柱上设有刀库，所述立柱上设有Z向导轨和沿所述Z向导轨滑动的Z向滑板，所述Z向滑板上设有回转工作台，所述回转工作台上设有加工主轴，所述回转工作台驱动所述加工主轴转动并定位于任意角度。

本发明上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：

此立式双主轴的五轴车铣复合加工中心在第一立式工作台和第二立式工作台上交替安装和拆卸工件，通过Z向滑动带动回转工作台进行Z向定位，并通过回转工作台对加工主轴的加工角度进行立式、卧式以及其他任意角度的定位加工，可通过对工件的一次装夹完成需多面加工的零件的加工，显著提高加工精度，并能通过交替安装待加工工件和拆卸已加工完成工件，能显著提高工件的加工效率。

根据本发明第一方面实施例所述的立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，所述第一滑板上设有驱动所述第一立式工作台旋转以调整待加工工件的加工角度的第一工件角度调整组件。

根据本发明第一方面实施例所述的立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，所述第二滑板上设有驱动所述第二立式工作台旋转以调整待加工工件的加工角度的第二工件角度调整组件。

根据本发明第一方面实施例所述的立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，所述第一工件角度调整组件和所述第二工件角度调整组件为竖向设置的第一伺服电机。

根据本发明第一方面实施例所述的立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，所述床身上设有分别驱动所述第一滑板沿X向滑动的第一X向伺服驱动组件和驱动所述第二滑板沿所述X向滑动的第二X向伺服驱动组件。

根据本发明第一方面实施例所述的立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，所述立柱沿所述床身的Y向滑动，所述立柱的两侧设有滑块安装面，各所述滑块安装面与所述床身间安装有Y向滑块和Y向滑轨。

根据本发明第一方面实施例所述的立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，所述立柱内设有带动所述Z向滑板上下移动的Z向伺服驱动组件。

根据本发明第一方面实施例所述的立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，所述回转工作台包括工作台箱体和设置于所述工作台箱体内的回转轴，所述回转轴通过第二伺服电机驱动进行旋转，所述第二伺服电机的输出端通过RV减速器连接所述回转轴，所述回转轴横向伸出并连接所述加工主轴。

根据本发明第一方面实施例所述的立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，所述回转轴的输出端与所述工作台箱体间设有抱闸。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1是本发明实施例立式双主轴的五轴车铣复合加工中心的整体结构主视图；

图2是本发明实施例立式双主轴的五轴车铣复合加工中心的整体结构侧视图；

图3是本发明实施例立式双主轴的五轴车铣复合加工中心的整体结构俯视图；

图4是本发明实施例中立柱的整体结构示意图；

图5是本发明实施例中回转工作台的整体结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”以及“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接或活动连接，也可以是可拆卸连接或不可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通、间接连通或两个元件的相互作用关系。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同方案。

参照图1至图5所示，提供一种立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，包括：

床身100，床身100上设有X向导轨110和可沿X向导轨110滑动的第一滑板120和第二滑板130，第一滑板120上安装有第一立式工作台121，第二滑板130上安装有第二立式工作台131，第一立式工作台121和第二立式工作台131分别用于装夹待加工工件；

立柱200，设置于床身100的一侧，立柱200上设有刀库210，立柱200上设有Z向导轨220和沿Z向导轨220滑动的Z向滑板221，Z向滑板221上设有回转工作台222，回转工作台222上设有加工主轴223，回转工作台222驱动加工主轴223转动并定位于任意角度。

此立式双主轴的五轴车铣复合加工中心在第一立式工作台121和第二立式工作台131上交替安装和拆卸工件，通过Z向滑动带动回转工作台222进行Z向定位，并通过回转工作台222对加工主轴223的加工角度进行立式、卧式以及其他任意角度的定位加工，可通过对工件的一次装夹完成需多面加工的零件的加工，显著提高加工精度，并能通过交替安装待加工工件和拆卸已加工完成工件，能显著提高工件的加工效率。

第一立式工作台121和第二立式工作台131交替伸到加工主轴223下方进行工件加工，位于第一立式工作台121上工件加工时，可在第二立式工作台131上拆卸已经加工完成的零件，并进行待加工零件的安装，依次交替进行零件加工，节省零件装配时间，提高零件加工的效率。

本发明其中的一些实施例中，第一滑板120上设有驱动第一立式工作台121旋转以调整待加工工件的加工角度的第一工件角度调整组件122。

本发明其中的一些实施例中，第二滑板130上设有驱动第二立式工作台131旋转以调整待加工工件的加工角度的第二工件角度调整组件132。

本发明其中的一些实施例中，第一工件角度调整组件122和第二工件角度调整组件132为竖向设置的第一伺服电机。

第一立式工作台121和第二立式工作台131均能沿C轴进行角度调整，从而使得复合加工中心具有更多的加工自由度，更利于在对工件进行一次装夹后，即可完成全部加工面的加工工作。

本发明其中的一些实施例中，床身100上设有分别驱动第一滑板120沿X向滑动的第一X向伺服驱动组件123和驱动第二滑板130沿X向滑动的第二X向伺服驱动组件133。

本发明其中的一些实施例中，立柱200沿床身100的Y向滑动，立柱200的两侧设有滑块安装面201，各滑块安装面201与床身100间安装有Y向滑块和Y向滑轨。

本发明其中的一些实施例中，立柱200内设有带动Z向滑板221上下移动的Z向伺服驱动组件230。

复合加工中心具有Z向和Y向的自由度，同时加工主轴223能通过回转工作台222的驱动沿B轴旋转，可更好的适应第一立式工作台121和第二立式工作台131上两个工件交替加工的工艺需求。

本发明其中的一些实施例中，回转工作台222包括工作台箱体和设置于工作台箱体内的回转轴224，回转轴224通过第二伺服电机225驱动进行旋转，第二伺服电机225的输出端通过RV减速器连接回转轴224，回转轴224横向伸出并连接加工主轴223。

本发明其中的一些实施例中，回转轴224的输出端与工作台箱体间设有抱闸226。

本五轴车铣复合加工中心采用两个工件主轴立式设置，两个工件主轴在第一滑板120和第二滑板130的带动下可以左右移动，并驱动第一立式工作台121和第二立式工作台131绕C轴旋转，加工主轴223上下、前后移动以及摆动的结构形式，加工主轴223上可以安装车刀和铣刀，将加工主轴223和车刀架合并成一个加工主轴223，刀库210可以放置车刀和铣刀，将车削刀塔和铣削刀库合并成一个刀库210。

工件主轴立式设置，可以满足中大型零部件的加工，工件主轴沿X轴左右运动和C轴旋转运动，加工主轴223沿Z轴上下运动、沿Y轴前后运动以及绕B轴旋转运动，采用了二加三移动的方式，有效解决了精度叠加问题和刚性叠加问题，以提供一种高精度、高刚性、低成本、结构简单的五轴车铣复合加工中心。

本专利发明涉及的五轴车铣复合加工中心，将精度和刚性均匀分配到工件主轴和加工主轴223上，使得本立式五轴车铣复合加工中心具有高精度、高刚性的特点，工件主轴立式设置，能够进行中大型零部件的五轴车铣加工，本结构形式的立式五轴车铣复合加工中心具有以下创新：

1、结构创新，本立式五轴车铣复合加工中心采用工件主轴和加工主轴223运动二加三的布局结构，有效解决了机床精度误差叠加和机床刚性叠加的问题，使得机床具有较高的精度和较高的刚性问题；

2、工件主轴立式布局，能够对中大型复杂零部件进行五轴车削、铣削加工；

3、采用立式双主轴设置，可以边工作边装夹，将装夹时间和加工时间进行了重叠，大大提升了设备的加工效率，相对单主轴加工的机床来说，增加成本不多，而相对两台机床来说，其制作成本大为降低；

4、回转工作台222采用RV减速去驱动，利用加工主轴223需要悬伸较长，采用回转工作台222带动加工主轴223旋转定位形式，使得B轴具有高精度和高刚性；

5、立柱200采用半腰型安装方式，Y向导轨离刀具更近，机床的刚性得到进一步加强；

6、空间节省，将一台五轴立式加工中心和一台车铣复合加工中心复合在一起，两台机床复合成一台机床，机床的空间降低了一半；

7、解决了干涉问题，本立式五轴车铣复合加工中心在立式加工的时候，相当于一台标准五轴立式加工中心，车削加工的时候，相当于一台标准的立式车床，两者之间可以随时自由切换，因此铣削加工的时候，没有车削主轴与工件干涉的问题，车削加工的时候，没有加工主轴223与工件干涉。

此立式双主轴五轴车铣复合加工中心，是一种结构创新的高精度、高刚性复合加工中心，适合一次性装夹，完成复杂零部件车铣加工，可以实现边装夹边工作，提升了设备的效率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，其特征在于，包括：

床身，所述床身上设有X向导轨和可沿所述X向导轨滑动的第一滑板和第二滑板，所述第一滑板上安装有第一立式工作台，所述第二滑板上安装有第二立式工作台，所述第一立式工作台和所述第二立式工作台分别用于装夹待加工工件；

立柱，设置于所述床身的一侧，所述立柱上设有刀库，所述立柱上设有Z向导轨和沿所述Z向导轨滑动的Z向滑板，所述Z向滑板上设有回转工作台，所述回转工作台上设有加工主轴，所述回转工作台驱动所述加工主轴转动并定位于任意角度。

2.根据权利要求1所述的立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，其特征在于：所述第一滑板上设有驱动所述第一立式工作台旋转以调整待加工工件的加工角度的第一工件角度调整组件。

3.根据权利要求1所述的立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，其特征在于：所述第二滑板上设有驱动所述第二立式工作台旋转以调整待加工工件的加工角度的第二工件角度调整组件。

4.根据权利要求2或者3所述的立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，其特征在于：所述第一工件角度调整组件和所述第二工件角度调整组件为竖向设置的第一伺服电机。

5.根据权利要求1所述的立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，其特征在于：所述床身上设有分别驱动所述第一滑板沿X向滑动的第一X向伺服驱动组件和驱动所述第二滑板沿所述X向滑动的第二X向伺服驱动组件。

6.根据权利要求1所述的立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，其特征在于：所述立柱沿所述床身的Y向滑动，所述立柱的两侧设有滑块安装面，各所述滑块安装面与所述床身间安装有Y向滑块和Y向滑轨。

7.根据权利要求6所述的立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，其特征在于：所述立柱内设有带动所述Z向滑板上下移动的Z向伺服驱动组件。

8.根据权利要求1所述的立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，其特征在于：所述回转工作台包括工作台箱体和设置于所述工作台箱体内的回转轴，所述回转轴通过第二伺服电机驱动进行旋转，所述第二伺服电机的输出端通过RV减速器连接所述回转轴，所述回转轴横向伸出并连接所述加工主轴。

9.根据权利要求8所述的立式双主轴的五轴车铣复合加工中心，其特征在于：所述回转轴的输出端与所述工作台箱体间设有抱闸。

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