CN113118768B - 一种复合式车铣加工中心及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合式车铣加工中心及使用方法，该复合式车铣加工中心包括机架和加工台；复合式车铣加工中心还包括带动加工台在竖平面上摆动的摆动机构、带动摆动机构在水平面上转动的转动机构，以及设置在机架上用于带动转动机构沿Y轴移动的Y轴移动机构；复合式车铣加工中心还包括搭载有车刀或铣刀的纵向主轴、带动主轴沿Z轴移动的Z轴移动机构，以及带动Z轴移动机构沿X轴移动的X轴移动机构；本加工中心具备多种加工模式，且便于加工形状较为复杂的工件，适用性好。

Description

一种复合式车铣加工中心及使用方法

本申请是专利申请号为：201911144226.8；申请日为2019年11月20日；发明创造名称为一种复合式车铣加工中心及使用方法的分案申请。

技术领域

本发明涉及加工中心技术领域，更具体地说，涉及一种复合式车铣加工中心及使用方法。

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。加工需求是变化多样的，而目前的加工中心加工模式较为单一，难以满足形状较为复杂的工件的加工，且工件角度调节不便。

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，提供一种复合式车铣加工中心和一种复合式车铣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，提供了一种复合式车铣加工中心，包括机架和加工台；其中，所述复合式车铣加工中心还包括带动所述加工台在竖平面上摆动的摆动机构、带动所述摆动机构在水平面上转动的转动机构，以及设置在所述机架上用于带动所述转动机构沿Y轴移动的Y轴移动机构；所述复合式车铣加工中心还包括搭载有车刀或铣刀的纵向主轴、带动所述主轴沿Z轴移动的Z轴移动机构，以及带动所述Z轴移动机构沿X轴移动的X轴移动机构。

优选的，所述Y轴移动机构包括横向的第一丝杆、与所述第一丝杆一端固定并带动其转动的第一电机、与所述第一丝杆另一端转动连接的第一支撑座、与所述第一丝杆适配的第一丝杆螺母，以及与所述第一丝杆螺母固定的第一滑台；所述第一电机和所述第一支撑座均与所述机架固定；所述转动机构设置在所述第一滑台上；所述第一滑台下表面设置有分布在所述第一丝杆螺母两侧的两组第一导向块；所述机架上设置有两组与所述第一导向块一一对应的第一导轨。

优选的，所述Z轴移动机构包括与所述X轴移动机构驱动端连接并由其带动的安装座；所述Z轴移动机构还包括纵向的第二丝杆、与所述第二丝杆一端固定并带动其转动的第二电机、与所述第二丝杆另一端转动连接的第二支撑座、与所述第二丝杆适配的第二丝杆螺母，以及与所述第二丝杆螺母固定的第二滑台；所述第二电机和所述第二支撑座均与所述安装座固定；所述主轴固设在所述第二滑台上；所述第二滑台朝向所述安装座的一侧设置有分布在所述第二丝杆螺母两侧的两组第二导向块；所述安装座上设置有两组与所述第二导向块一一对应的第二导轨。

优选的，所述X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三电机、设置在所述机架上并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；所述第三丝杆螺母与所述安装座固定；所述安装座朝向所述机架的一侧还设置有分布在所述第三丝杆螺母两侧的两组第三导向块；所述机架上设置有两组与所述第三导向块一一对应的第三导轨。

优选的，所述加工台包括T形的活动平台和支撑架；

所述摆动机构包括由所述转动机构带动的转盘；所述支撑架固定在所述转盘上；所述摆动机构还包括固定在所述转盘上的横移气缸，以及与所述横移气缸活动端固定的电磁铁；所述电磁铁呈框状，且内壁与所述活动平台下端部贴合；所述活动平台下端部由铁质材料制成，且伸入所述电磁铁内部。

优选的，所述活动平台包括上搭载台以及下摆臂；所述下摆臂包括与所述上搭载台固定的主臂体，以及与所述主臂体下端部固定的柱状铁块；所述主臂体与所述支撑架转动连接；所述电磁铁内部空间与所述铁块适配。

优选的，所述转动机构包括与所述转盘固定并带动其转动的第四电机；所述Y轴移动机构带动所述第四电机沿Y轴移动；所述第四电机与所述转盘同轴转动；所述支撑架和所述横移气缸位于所述转盘两侧。

优选的，所述上搭载台设置有与所述主臂体适配的定位槽；所述复合式车铣加工中心还包括两组加强钢丝；两组所述加强钢丝，其一两端分别与所述主臂体上端部和所述上搭载台一端固定，另一两端分别与所述主臂体上端部和所述上搭载台另一端固定。

优选的，所述复合式车铣加工中心还包括罩设在所述转动机构和所述摆动机构外围的防护罩；所述防护罩与所述第一滑台固定；所述防护罩设置有与所述主臂体适配的活动通槽，以及绕所述活动通槽呈圆周均匀分布的四组导向通槽；各所述导向通槽均与所述活动通槽连通；所述主臂体上设置有中心线；所述防护罩上设置有指示所述导向通槽内所述主臂体位置的刻度标识。

另一方面，提供了一种复合式车铣加工中心的使用方法，基于上述的复合式车铣加工中心，其中，包括如下步骤：

步骤一：初始状态下，电磁铁失电，横移气缸呈横向状态，主臂体在活动通槽内；

步骤二：

需沿横向方向摆动所述主臂体时，启动所述横移气缸，所述横移气缸活动端带动所述电磁铁移动，所述主臂体发生摆动进入导向通槽，所述主臂体摆到指定位置后，所述横移气缸停止工作，所述电磁铁通电进而吸紧铁块；

需沿纵向方向摆动所述主臂体时，第四电机带动转盘旋转90度，横移气缸呈纵向状态，启动所述横移气缸，所述横移气缸活动端带动所述电磁铁移动，所述主臂体发生摆动进入导向通槽，所述主臂体摆到指定位置后，所述横移气缸停止工作，所述电磁铁通电进而吸紧铁块；

步骤三：加工时若工件需要持续转动，则启动第四电机；否则第四电机不动作；

加工完成后，电磁铁失电，横移气缸回到初始位置，主臂体摆动回到初始位置。

本发明的有益效果在于：本加工中心具备五个运动轴，即X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构三个直线移动，以及摆动机构、转动机构两个圆周运动。铣削加工时，主轴上的刀具旋转，Z轴移动机构带动主轴纵向移动，以调节加工高度，X轴移动机构带动Z轴移动机构横向移动，以调节刀具的加工位置；车削加工时，主轴和主轴上的刀具不动，转动机构带动摆动机构和加工台旋转，实现切屑；同时，摆动机构可以带动加工台摆动，以调节工件角度，便于加工斜面或曲面，Y轴移动机构可以带动转动机构前行或后退，以调节工件的加工位置。因此，本加工中心具备多种加工模式，且便于加工形状较为复杂的工件，适用性好，工件角度调节方便。

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复合式车铣加工中心的结构示意图；

图2是本发明实施例二中摆动机构的使用示意图；

图3是本发明实施例二中电磁铁的使用示意图；

图4是本发明实施例二中防护罩的俯视图；

图5是本发明实施例三提供的一种复合式车铣加工中心的使用方法的实现流程图。

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复合式车铣加工中心，如图1所示，包括机架10和加工台11；复合式车铣加工中心还包括带动加工台11在竖平面上摆动的摆动机构12、带动摆动机构12在水平面上转动的转动机构13，以及设置在机架10上用于带动转动机构13沿Y轴移动的Y轴移动机构14；复合式车铣加工中心还包括搭载有车刀(图中未示出)或铣刀(图中未示出)的纵向主轴15、带动主轴15沿Z轴移动的Z轴移动机构16，以及带动Z轴移动机构16沿X轴移动的X轴移动机构17，本加工中心具备五个运动轴，即X轴移动机构17、Y轴移动机构14、Z轴移动机构16三个直线移动，以及摆动机构12、转动机构13两个圆周运动。铣削加工时，主轴15上的刀具旋转，Z轴移动机构16带动主轴15纵向移动，以调节加工高度，X轴移动机构17带动Z轴移动机构16横向移动，以调节刀具的加工位置；车削加工时，主轴15和主轴15上的刀具不动，转动机构13带动摆动机构12和加工台11旋转，实现切屑；同时，摆动机构12可以带动加工台11摆动，以调节工件角度，便于加工斜面或曲面，Y轴移动机构14可以带动转动机构13前行或后退，以调节工件的加工位置。因此，本加工中心具备多种加工模式，且便于加工形状较为复杂的工件，适用性好，工件角度调节方便。

如图1所示，Y轴移动机构14包括横向的第一丝杆18、与第一丝杆18一端固定并带动其转动的第一电机19、与第一丝杆18另一端转动连接的第一支撑座110、与第一丝杆18适配的第一丝杆螺母(图中未示出)，以及与第一丝杆螺母固定的第一滑台111；第一电机19和第一支撑座110均与机架10固定；转动机构13设置在第一滑台111上；第一滑台111下表面设置有分布在第一丝杆螺母(图中未示出)两侧的两组第一导向块；机架10上设置有两组与第一导向块一一对应的第一导轨112，第一电机19带动第一丝杆18转动，第一丝杆螺母(图中未示出)带动第一滑台111前行或后退；同时，第一支撑座110为第一丝杆18提供了支撑，减小其工作时的晃动幅度，第一导向块和第一导轨112配合对第一滑台111的运动进行导向，使其运动更加平稳、有序。

如图1所示，Z轴移动机构16包括与X轴移动机构17驱动端连接并由其带动的安装座113；Z轴移动机构16还包括纵向的第二丝杆(图中未示出)、与第二丝杆(图中未示出)一端固定并带动其转动的第二电机114、与第二丝杆(图中未示出)另一端转动连接的第二支撑座(图中未示出)、与第二丝杆(图中未示出)适配的第二丝杆螺母(图中未示出)，以及与第二丝杆螺母(图中未示出)固定的第二滑台116；第二电机114和第二支撑座均与安装座113固定；主轴15固设在第二滑台116上；第二滑台116朝向安装座113的一侧设置有分布在第二丝杆螺母(图中未示出)两侧的两组第二导向块；安装座113上设置有两组与第二导向块一一对应的第二导轨117，第二电机114带动第二丝杆(图中未示出)转动，第二丝杆螺母(图中未示出)带动第二滑台116前行或后退；同时，第二支撑座为第二丝杆(图中未示出)提供了支撑，减小其工作时的晃动幅度，第二导向块和第二导轨配合对第二滑台116的运动进行导向，使其运动更加平稳、有序。

如图1所示，X轴移动机构17包括横向的第三丝杆118、与第三丝杆118一端固定并带动其转动的第三电机119、设置在机架10上并与第三丝杆118另一端转动连接的第三支撑座120，以及与第三丝杆118适配的第三丝杆螺母(图中未示出)；第三丝杆螺母(图中未示出)与安装座113固定；安装座113朝向机架10的一侧还设置有分布在第三丝杆螺母(图中未示出)两侧的两组第三导向块；机架10上设置有两组与第三导向块一一对应的第三导轨121，第三电机119带动第三丝杆118转动，第三丝杆螺母(图中未示出)带动安装座113前行或后退；同时，第三支撑座120为第三丝杆118提供了支撑，减小其工作时的晃动幅度，第三导向块和第三导轨121配合对安装座113的运动进行导向，使其运动更加平稳、有序。

实施例二

本发明实施例提供了一种复合式车铣加工中心，与实施例一相同之处不再赘述，不同之处如图2至图4所示，加工台11包括T形的活动平台122和支撑架123；

摆动机构12包括由转动机构13带动的转盘124；支撑架123固定在转盘124上；摆动机构12还包括固定在转盘124上的横移气缸125，以及与横移气缸125活动端固定的电磁铁126；电磁铁126呈框状，且内壁与活动平台122下端部贴合；初始状态下，电磁铁126失电，横移气缸125呈横向状态，活动平台122下端部由铁质材料制成，且伸入电磁铁126内部，需沿横向方向摆动活动平台122时，启动横移气缸125，横移气缸125活动端带动电磁铁126移动，活动平台122在支撑架123上发生摆动，摆到指定位置后，横移气缸125停止工作，电磁铁126通电进而吸紧活动平台122下端部进行定位，至此即可进行加工；反之，需要沿纵向方向摆动活动平台122时，转动机构13带动转盘124旋转90度，横移气缸125呈纵向状态，启动横移气缸125，横移气缸125活动端带动电磁铁126移动，活动平台122在支撑架123上发生摆动，摆到指定位置后，横移气缸125停止工作，电磁铁126通电进而吸紧活动平台122下端部进行定位，至此即可进行加工。加工时若工件需要持续转动，则启动转动机构13，加工完成后，电磁铁126失电，横移气缸125回到初始位置，同时由于加工台11呈T形，且下端较重，会与不倒翁一样，自动摆动回到初始位置，使得复位更为省力。

如图2至图4所示，活动平台122包括上搭载台127以及下摆臂128；下摆臂128包括与上搭载台127固定的主臂体129，以及与主臂体129下端部固定的柱状铁块130；主臂体129与支撑架123转动连接；电磁铁126内部空间与铁块130适配，从而主臂体129可采用高强度低密度的材料制成，只需保证整体的下端部是铁块即可，既实现了电磁吸附的效果，也更便于保证上轻下重的重力分布，增强了不倒翁效果；同时，铁块130和电磁铁126内壁也有较大的贴合面积，吸附固定效果更好。

如图2至图4所示，转动机构13包括与转盘124固定并带动其转动的第四电机；Y轴移动机构14带动第四电机沿Y轴移动；第四电机与转盘124同轴转动；支撑架123和横移气缸125位于转盘124两侧，使得转盘124两端受力更为均匀。

如图2至图4所示，上搭载台127设置有与主臂体129适配的定位槽180；复合式车铣加工中心还包括两组加强钢丝131；两组加强钢丝131，其一两端分别与主臂体129上端部和上搭载台127一端固定，另一两端分别与主臂体129上端部和上搭载台127另一端固定，加工时，工件固定在上搭载台127上，车削或铣削时，工件会受下压力或侧向力，通过加强钢丝131的牵引，可以增强上搭载台127的抗弯曲能力，使其有更长的使用寿命。

如图2至图4所示，复合式车铣加工中心还包括罩设在转动机构13和摆动机构12外围的防护罩132，使得整体更为美观，也能起防水防尘作用；防护罩132与第一滑台111固定；防护罩132设置有与主臂体129适配的活动通槽181，以及绕活动通槽181呈圆周均匀分布的四组导向通槽182；各导向通槽182均与活动通槽181连通，主臂体129上设置有中心线133；防护罩132上设置有指示导向通槽182内主臂体129位置的刻度标识134，通过观察中心线133和刻度标识134的对应情况，即可判断主臂体129的摆动角度，便于工人直观了解主臂体129的摆动情况。

实施例三

本发明实施例提供了一种复合式车铣加工中心的使用方法，如图5所示，包括如下步骤：

步骤S101：初始状态下，电磁铁失电，横移气缸呈横向状态，主臂体在活动通槽内；

步骤S102：

需沿横向方向摆动主臂体时，启动横移气缸，横移气缸活动端带动电磁铁移动，主臂体发生摆动进入导向通槽，主臂体摆到指定位置后，横移气缸停止工作，电磁铁通电进而吸紧铁块；

需沿纵向方向摆动主臂体时，第四电机带动转盘旋转90度，横移气缸呈纵向状态，启动横移气缸，横移气缸活动端带动电磁铁移动，主臂体发生摆动进入导向通槽，主臂体摆到指定位置后，横移气缸停止工作，电磁铁通电进而吸紧铁块；

步骤S103：加工时若工件需要持续转动，则启动第四电机；否则第四电机不动作；

加工完成后，电磁铁失电，横移气缸回到初始位置，主臂体摆动回到初始位置。

本实施例所提供的使用方法，能满足形状较为复杂的工件的加工需求，适用性好。

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 (4)

1.一种复合式车铣加工中心，包括机架和加工台；其特征在于，所述复合式车铣加工中心还包括带动所述加工台在竖平面上摆动的摆动机构、带动所述摆动机构在水平面上转动的转动机构，以及设置在所述机架上用于带动所述转动机构沿Y轴移动的Y轴移动机构；所述复合式车铣加工中心还包括搭载有车刀或铣刀的纵向主轴、带动所述主轴沿Z轴移动的Z轴移动机构，以及带动所述Z轴移动机构沿X轴移动的X轴移动机构；

所述Y轴移动机构包括横向的第一丝杆、与所述第一丝杆一端固定并带动其转动的第一电机、与所述第一丝杆另一端转动连接的第一支撑座、与所述第一丝杆适配的第一丝杆螺母，以及与所述第一丝杆螺母固定的第一滑台；所述第一电机和所述第一支撑座均与所述机架固定；所述转动机构设置在所述第一滑台上；所述第一滑台下表面设置有分布在所述第一丝杆螺母两侧的两组第一导向块；所述机架上设置有两组与所述第一导向块一一对应的第一导轨；

所述加工台包括T形的活动平台和支撑架；所述活动平台包括上搭载台以及下摆臂；所述下摆臂包括与所述上搭载台固定的主臂体，以及与所述主臂体下端部固定的柱状铁块；所述主臂体与所述支撑架转动连接；所述摆动机构包括由所述转动机构带动的转盘；所述支撑架固定在所述转盘上；所述摆动机构还包括固定在所述转盘上的横移气缸，以及与所述横移气缸活动端固定的电磁铁；所述电磁铁呈框状，所述柱状铁块伸入所述电磁铁内且与所述电磁铁的内壁相贴合；

所述复合式车铣加工中心还包括罩设在所述转动机构和所述摆动机构外围的防护罩；所述防护罩与所述第一滑台固定；所述防护罩设置有与所述主臂体适配的活动通槽，以及绕所述活动通槽呈圆周均匀分布的四组导向通槽；各所述导向通槽均与所述活动通槽连通；所述主臂体上设置有中心线；所述防护罩上设置有指示所述导向通槽内所述主臂体位置的刻度标识；

所述转动机构包括与所述转盘固定并带动其转动的第四电机；所述Y轴移动机构带动所述第四电机沿Y轴移动；所述第四电机与所述转盘同轴转动；所述支撑架和所述横移气缸位于所述转盘两侧。

2.根据权利要求1所述的复合式车铣加工中心，其特征在于，所述Z轴移动机构包括与所述X轴移动机构驱动端连接并由其带动的安装座；所述Z轴移动机构还包括纵向的第二丝杆、与所述第二丝杆一端固定并带动其转动的第二电机、与所述第二丝杆另一端转动连接的第二支撑座、与所述第二丝杆适配的第二丝杆螺母，以及与所述第二丝杆螺母固定的第二滑台；所述第二电机和所述第二支撑座均与所述安装座固定；所述主轴固设在所述第二滑台上；所述第二滑台朝向所述安装座的一侧设置有分布在所述第二丝杆螺母两侧的两组第二导向块；所述安装座上设置有两组与所述第二导向块一一对应的第二导轨。

3.根据权利要求2所述的复合式车铣加工中心，其特征在于，所述X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三电机、设置在所述机架上并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；所述第三丝杆螺母与所述安装座固定；所述安装座朝向所述机架的一侧还设置有分布在所述第三丝杆螺母两侧的两组第三导向块；所述机架上设置有两组与所述第三导向块一一对应的第三导轨。

4.一种复合式车铣加工中心的使用方法，基于权利要求1-3任一所述的复合式车铣加工中心，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：初始状态下，电磁铁失电，横移气缸呈横向状态，主臂体在活动通槽内；

步骤二：

需沿横向方向摆动所述主臂体时，启动所述横移气缸，所述横移气缸活动端带动所述电磁铁移动，所述主臂体发生摆动进入导向通槽，所述主臂体摆到指定位置后，所述横移气缸停止工作，所述电磁铁通电进而吸紧铁块；

需沿纵向方向摆动所述主臂体时，第四电机带动转盘旋转90度，横移气缸呈纵向状态，启动所述横移气缸，所述横移气缸活动端带动所述电磁铁移动，所述主臂体发生摆动进入导向通槽，所述主臂体摆到指定位置后，所述横移气缸停止工作，所述电磁铁通电进而吸紧铁块；

步骤三：加工时若工件需要持续转动，则启动第四电机；否则第四电机不动作；

加工完成后，电磁铁失电，横移气缸回到初始位置，主臂体摆动回到初始位置。

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