一种数控五轴加工中心
技术领域
本发明涉及AAA技术领域,特别是一种数控五轴加工中心。
背景技术
五轴联动加工中心也叫五轴加工中心,是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复杂曲面的加工中心,这种加工中心系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业有着举足轻重的影响力。五轴联动数控加工中心系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的唯一手段。
五轴联动加工中心有高效率、高精度的特点,工件一次装夹就可完成复杂的加工。能够适应像汽车零部件、飞机结构件等现代模具的加工。五轴加工中心和五面体加工中心是有很大区别的。很多人不知道这一点,误把五面体加工中心当做五轴加工中心。五轴加工中心有x,y,z,a,c五个轴,xyz和ac轴形成五轴联动加工,擅长空间曲面加工,异型加工,镂空加工,打孔,斜孔,斜切等。
但是,现有的五轴联动加工中心存在以下缺点:
1、现有的五轴联动加工中心,带动工作台转动的A轴一般都是U形或向内凹陷的形状设计,就会导致工作台承重也较小,特别是当A轴回转大于等于90度时,工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩,当加工较重的工件时,有可能会因承载力矩较大,对带动工作台转动的第一伺服电机造成损坏;
2、现有的五轴联动加工中心,在对金属工件进行加工时,一般需要使用切削液对工件和刀头进行降温,但是加工后切削液与加工时产生的切屑混合在一起,一方面不便于对切屑进行回收,另一方面切削液只能使用一次,无法继续利用,增加了生产成本;
3、现有的五轴联动加工中心,在加工工件时不可避免的就会产生切屑,切屑一般会四处飞溅,有些切屑可能会飞溅撞击在刀具上,长期如此,就会对刀具造成影响,导致刀具变钝甚至损坏,降低刀具的使用寿命;
4、现有的五轴联动加工中心,在对工件进行加工时,一般一次只能夹持一个工件,对一个工件进行加工,需要加工不同的工件时,就需要先将夹具拆卸下来,更换成其他工件需要的夹具,然后才能对工件进行夹持固定,然后再进行加工,更换夹具需要耗费一定的时间,降低了工作效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种数控五轴加工中心。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种数控五轴加工中心,包括本体、调节机构、加工机构、工作台机构、门和收集机构,所述本体内部的顶部固定连接有调节机构,所述调节机构底部固定连接有加工机构,所述本体的一侧固定连接有工作台机构,所述本体的一侧滑动连接有门,所述本体的底部设置有收集机构。
优选的,所述本体包括外壳、连接管、滑轨、开口、连接孔、收集盒、支撑腿、支撑板、固定块、滑杆、连接杆、插块、弹簧和拉动块,所述外壳的顶部设置有连接管,所述外壳的一侧设置有滑轨,所述外壳靠近滑轨的一侧开设有开口,所述外壳中部的两侧均开设有连接孔,所述外壳底部的一侧插接有收集盒,所述收集盒的底部设置有滤网,所述收集盒的一侧设置有把手,所述外壳的底部设置有支撑腿,所述支撑腿的底部设置有支撑板,所述外壳的内部固定连接有固定块,所述固定块的一侧固定连接有滑杆;
所述滑轨的数量为两个,其中一个所述滑轨的一侧开设有孔,所述滑轨通过孔滑动连接有连接杆,所述连接杆位于滑轨内部的一端固定连接有插块,所述连接杆远离插块的一端的外表面设置有弹簧,所述连接杆远离插块的一端固定连接有拉动块,所述弹簧的一端与拉动块固定连接,所述弹簧的另一端与滑轨固定连接,所述弹簧为拉簧。
通过采用上述技术方案,介绍了本体所包含的各个零部件以及各零部件之间的连接方式。
优选的,所述调节机构包括Y轴直线模组、第一连接块、X轴直线模组、第二连接块、第三连接块和电动伸缩杆,所述Y轴直线模组和包括连接架、电机和丝杆,所述连接架的一侧固定安装有电机,所述电机的输出端固定连接有丝杆,所述丝杆远离电机的一端与连接架转动连接,所述丝杆的外表面螺纹连接有第一连接块,所述第一连接块与连接架滑动连接,所述第一连接块的底部固定连接有X轴直线模组,所述X轴直线模组的结构与Y轴直线模组的结构相同,所述X轴直线模组与Y轴直线模组相垂直,所述X轴直线模组的顶部固定连接有第二连接块,所述X轴直线模组的丝杆螺纹连接有第三连接块,所述第三连接块与X轴直线模组的连接架滑动连接,所述第三连接块的底部固定安装有电动伸缩杆。
通过采用上述技术方案,介绍了调节机构所包含的各个零部件以及各零部件之间的连接方式。
优选的,所述加工机构包括第一安装箱、第一伺服电机、刀座、风机和出液管,所述第一安装箱的内部固定安装有第一伺服电机,所述第一伺服电机的输出端固定连接有刀座,所述第一安装箱的底部设置有风机,所述风机的出风口对准刀座的下方,所述第一安装箱顶部的一侧设置有出液管,所述出液管的一端延伸至第一安装箱的底部并对准刀座的下方。
通过采用上述技术方案,介绍了加工机构所包含的各个零部件以及各零部件之间的连接方式。
优选的,所述工作台机构包括第二安装箱、盖板、第二伺服电机、蜗杆、连接轴、蜗轮、A轴、安装槽、第三伺服电机、工作台和转轴,所述第二安装箱的顶部固定安装有盖板,所述第二安装箱的内部固定安装有第二伺服电机,所述第二伺服电机的输出端固定连接有蜗杆,所述蜗杆远离第二伺服电机的一端与第二安装箱转动连接,所述第二安装箱的一侧开设有孔,所述第二安装箱通过孔转动连接有连接轴,所述连接轴位于第二安装箱的一端固定连接有蜗轮,所述蜗轮与蜗杆相啮合,所述连接轴远离蜗轮的一端固定连接有A轴,所述A轴的形状为四棱柱,所述A轴的上、下、前、后四侧均开设有安装槽,所述安装槽的内部固定安装有第三伺服电机,所述第三伺服电机的输出端固定连接有工作台,所述A轴远离连接轴的一侧的中部设置有转轴,所述A轴的外表面设置有滚珠,所述工作台通过滚珠与A轴转动连接。
通过采用上述技术方案,介绍了工作台机构所包含的各个零部件以及各零部件之间的连接方式。
优选的,所述门包括门板、观察窗、滑条、插槽和拉手,所述门板的中部设置有观察窗,所述门板的两侧均设置有滑条,其中一侧的所述滑条远离门板的一侧开设有插槽,所述门板一侧的底部设置有拉手。
通过采用上述技术方案,介绍了门所包含的各个零部件以及各零部件之间的连接方式。
优选的,所述收集机构包括收集箱和水泵,所述收集箱的一侧固定安装有水泵。
通过采用上述技术方案,介绍了收集机构所包含的各个零部件以及各零部件之间的连接方式。
优选的,所述Y轴直线模组固定安装在外壳内部的顶部,所述第二连接块的一侧开设有孔,所述第二连接块通过孔与滑杆滑动连接;
所述第一安装箱固定连接在电动伸缩杆的输出端。
通过采用上述技术方案,介绍了调节机构和本体之间的具体连接方式以及工作机构和调节机构之间的具体连接方式。
优选的,所述第二安装箱固定连接在外壳中部的一侧,所述连接孔的数量为两个,对称分布在所述外壳中部的两侧,所述连接轴通过外壳一侧的连接孔与外壳转动连接,所述转轴通过外壳另一侧的连接孔与外壳转动连接;
所述滑条通过滑轨与外壳滑动连接,所述插槽与插块相适配。
通过采用上述技术方案,介绍了工作台机构和本体之间的具体连接方式以及门和本体之间的具体连接方式。
优选的,所述收集箱位于支撑板的顶部,所述水泵的进水端与收集箱连接,所述水泵的出水端通过软管与连接管固定连接,所述连接管位于外壳内部的一端通过软管与出液管位于第一安装箱顶部的一端固定连接。
通过采用上述技术方案,介绍了收集机构和本体、加工机构之间的具体连接方式。
本发明具有以下优点:
1、该数控五轴加工中心,通过设置工作台机构,工作台机构包括第二安装箱,第二安装箱的顶部固定安装有盖板,第二安装箱的内部固定安装有第二伺服电机,第二伺服电机的输出端固定连接有蜗杆,蜗杆远离第二伺服电机的一端与第二安装箱转动连接,第二安装箱的一侧开设有孔,第二安装箱通过孔转动连接有连接轴,连接轴位于第二安装箱的一端固定连接有蜗轮,蜗轮与蜗杆相啮合,连接轴远离蜗轮的一端固定连接有A轴,当需要A轴转动时,启动第二伺服电机,第二伺服电机带动蜗杆转动,蜗杆带动蜗轮转动,蜗轮通过连接轴带动A轴转动,A轴的形状为四棱柱,在A轴转动时,不同的角度下A轴收到的承载力矩相同,且蜗轮和蜗杆之间有轻微的自锁效果,避免在加工较重的工件时因承载力矩较大而对第二伺服电机造成损坏,从而提高了第二伺服电机的使用寿命,进而增加了加工中心的使用寿命;
2、该数控五轴加工中心,通过设置收集盒,收集盒插接在外壳底部的一侧,收集盒的底部设置有滤网,收集盒的一侧设置有把手,当对金属工件进行加工时,产生的切屑和使用的切削液一同顺着外壳的内壁落在收集盒中,切屑被滤网阻拦收集在收集盒中,需要清理时,直接将收集盒抽出即可,便于对切屑进行清理和回收,切削液通过滤网落在下方的收集箱中,收集起来,需要使用时,启动水泵,水泵的进水端与收集箱连接,水泵的出水端通过软管与连接管固定连接,连接管位于外壳内部的一端通过软管与出液管位于第一安装箱顶部的一端固定连接,将收集箱中的切削液通过水泵泵到出液管,再由出液管喷出对刀头和工件降温,切削液可以循环利用,降低了生产成本;
3、该数控五轴加工中心,通过设置加工机构,加工机构包括第一安装箱,第一安装箱的内部固定安装有第一伺服电机,第一伺服电机的输出端固定连接有刀座,第一安装箱的底部设置有风机,通过设置风机,使用时,先将刀具固定安装在刀座上,然后启动第一伺服电机带动刀具转动,同时启动风机,风机的出风口对准刀座的下方,可以将飞溅向刀具的切削吹开,避免因切屑撞击导致刀头变钝,从而提高刀具的使用寿命;
4、该数控五轴加工中心,通过设置A轴,A轴的形状为四棱柱,且A轴的上、下、前、后四侧均开设有安装槽,安装槽的内部固定安装有第三伺服电机,第三伺服电机的输出端固定连接有工作台,A轴远离连接轴的一侧的中部设置有转轴,A轴的外表面设置有滚珠,工作台通过滚珠与A轴转动连接,拥有四个工作台,每个工作台都可以安装不同的夹具,对不同的工件进行加工时,不需要再对夹具进行拆卸更换,节省下了更换夹具所需要的时间,从而提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明第一视角的结构示意图;
图2为本发明打开门时的结构示意图;
图3为本发明第二视角的局部剖视结构示意图;
图4为本发明本体第一视角的局部剖视结构示意图;
图5为本发明图4中A处的结构放大示意图;
图6为本发明本体第二视角的局部剖视结构示意图;
图7为本发明调节机构第一视角的拆分结构示意图;
图8为本发明调节机构第二视角的结构示意图;
图9为本发明加工机构的剖视结构示意图;
图10为本发明工作台机构的结构示意图;
图11为本发明工作台机构的拆分结构示意图;
图12为本发明门的结构示意图;
图13为本发明收集机构的结构示意图。
图中:1-本体,101-外壳,102-连接管,103-滑轨,104-开口,105-连接孔,106-收集盒,107-支撑腿,108-支撑板,109-固定块,110-滑杆,111-连接杆,112-插块,113-弹簧,114-拉动块,2-调节机构,201-Y轴直线模组,202-第一连接块,203-X轴直线模组,204-第二连接块,205-第三连接块,206-电动伸缩杆,3-加工机构,301-第一安装箱,302-第一伺服电机,303-刀座,304-风机,305-出液管,4-工作台机构,401-第二安装箱,402-盖板,403-第二伺服电机,404-蜗杆,405-连接轴,406-蜗轮,407-A轴,408-安装槽,409-第三伺服电机,410-工作台,411-转轴,5-门,501-门板,502-观察窗,503-滑条,504-插槽,505-拉手,6-收集机构,601-收集箱,602-水泵。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述,但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1-13所示,一种数控五轴加工中心,它包括本体1、调节机构2、加工机构3、工作台机构4、门5和收集机构6,本体1内部的顶部固定连接有调节机构2,调节机构2底部固定连接有加工机构3,本体1的一侧固定连接有工作台机构4,本体1的一侧滑动连接有门5,本体1的底部设置有收集机构6。
作为本发明一种优选技术方案,如图4-6所示,本体1包括外壳101、连接管102、滑轨103、开口104、连接孔105、收集盒106、支撑腿107、支撑板108、固定块109、滑杆110、连接杆111、插块112、弹簧113和拉动块114,外壳101的顶部设置有连接管102,外壳101的一侧设置有滑轨103,外壳101靠近滑轨103的一侧开设有开口104,外壳101中部的两侧均开设有连接孔105,外壳101底部的一侧插接有收集盒106,收集盒106的底部设置有滤网,收集盒106的一侧设置有把手,外壳101的底部设置有支撑腿107,支撑腿107的底部设置有支撑板108,外壳101的内部固定连接有固定块109,固定块109的一侧固定连接有滑杆110;
滑轨103的数量为两个,其中一个滑轨103的一侧开设有孔,滑轨103通过孔滑动连接有连接杆111,连接杆111位于滑轨103内部的一端固定连接有插块112,连接杆111远离插块112的一端的外表面设置有弹簧113,连接杆111远离插块112的一端固定连接有拉动块114,弹簧113的一端与拉动块114固定连接,弹簧113的另一端与滑轨103固定连接,弹簧113为拉簧。
作为本发明一种优选技术方案,如图7和图8所示,调节机构2包括Y轴直线模组201、第一连接块202、X轴直线模组203、第二连接块204、第三连接块205和电动伸缩杆206,Y轴直线模组201和包括连接架、电机和丝杆,连接架的一侧固定安装有电机,电机的输出端固定连接有丝杆,丝杆远离电机的一端与连接架转动连接,丝杆的外表面螺纹连接有第一连接块202,第一连接块202与连接架滑动连接,第一连接块202的底部固定连接有X轴直线模组203,X轴直线模组203的结构与Y轴直线模组201的结构相同,X轴直线模组203与Y轴直线模组201相垂直,X轴直线模组203的顶部固定连接有第二连接块204,X轴直线模组203的丝杆螺纹连接有第三连接块205,第三连接块205与X轴直线模组203的连接架滑动连接,第三连接块205的底部固定安装有电动伸缩杆206。
作为本发明一种优选技术方案,如图9所示,加工机构3包括第一安装箱301、第一伺服电机302、刀座303、风机304和出液管305,第一安装箱301的内部固定安装有第一伺服电机302,第一伺服电机302的输出端固定连接有刀座303,第一安装箱301的底部设置有风机304,风机304的出风口对准刀座303的下方,第一安装箱301顶部的一侧设置有出液管305,出液管305的一端延伸至第一安装箱301的底部并对准刀座303的下方。
作为本发明一种优选技术方案,如图10和图11所示,工作台机构4包括第二安装箱401、盖板402、第二伺服电机403、蜗杆404、连接轴405、蜗轮406、A轴407、安装槽408、第三伺服电机409、工作台410和转轴411,第二安装箱401的顶部固定安装有盖板402,第二安装箱401的内部固定安装有第二伺服电机403,第二伺服电机403的输出端固定连接有蜗杆404,蜗杆404远离第二伺服电机403的一端与第二安装箱401转动连接,第二安装箱401的一侧开设有孔,第二安装箱401通过孔转动连接有连接轴405,连接轴405位于第二安装箱401的一端固定连接有蜗轮406,蜗轮406与蜗杆404相啮合,连接轴405远离蜗轮406的一端固定连接有A轴407,A轴407的形状为四棱柱,A轴407的上、下、前、后四侧均开设有安装槽408,安装槽408的内部固定安装有第三伺服电机409,第三伺服电机409的输出端固定连接有工作台410,A轴407远离连接轴405的一侧的中部设置有转轴411,A轴407的外表面设置有滚珠,工作台401通过滚珠与A轴407转动连接。
作为本发明一种优选技术方案,如图12所示,门5包括门板501、观察窗502、滑条503、插槽504和拉手505,门板501的中部设置有观察窗502,门板501的两侧均设置有滑条503,其中一侧的滑条503远离门板501的一侧开设有插槽504,门板501一侧的底部设置有拉手505。
作为本发明一种优选技术方案,如图13所示,收集机构6包括收集箱601和水泵602,收集箱601的一侧固定安装有水泵602。
作为本发明一种优选技术方案,如图2和图3所示,Y轴直线模组201固定安装在外壳101内部的顶部,第二连接块204的一侧开设有孔,第二连接块204通过孔与滑杆110滑动连接;
第一安装箱301固定连接在电动伸缩杆206的输出端。
作为本发明一种优选技术方案,如图1和图2所示,第二安装箱401固定连接在外壳101中部的一侧,连接孔105的数量为两个,对称分布在外壳101中部的两侧,连接轴405通过外壳101一侧的连接孔105与外壳101转动连接,转轴411通过外壳101另一侧的连接孔105与外壳101转动连接;
滑条503通过滑轨103与外壳101滑动连接,插槽504与插块112相适配。
作为本发明一种优选技术方案,如图1-3所示,收集箱601位于支撑板108的顶部,水泵602的进水端与收集箱601连接,水泵602的出水端通过软管与连接管102固定连接,连接管102位于外壳101内部的一端通过软管与出液管305位于第一安装箱301顶部的一端固定连接,图中并没有画出软管。
本发明的工作过程如下:
S1、先将刀具固定安装在刀座303上,然后启动第一伺服电机302带动刀具转动,同时启动风机304,风机304的出风口对准刀座303的下方,可以将飞溅向刀具的切削吹开,避免因切屑撞击导致刀头变钝;
S2、当需要A轴407转动时,启动第二伺服电机403,第二伺服电机403带动蜗杆404转动,蜗杆404带动蜗轮406转动,蜗轮406通过连接轴405带动A轴407转动;
S3、当对金属工件进行加工时,产生的切屑和使用的切削液一同顺着外壳101的内壁落在收集盒106中,切屑被滤网阻拦收集在收集盒106中,需要清理时,直接将收集盒106抽出即可,便于对切屑进行清理和回收,切削液通过滤网落在下方的收集箱601中,收集起来,需要使用时,启动水泵602,水泵602的进水端与收集箱601连接,水泵602的出水端通过软管与连接管102固定连接,连接管102位于外壳101内部的一端通过软管与出液管305位于第一安装箱301顶部的一端固定连接,将收集箱601中的切削液通过水泵602泵到出液管305,再由出液管305喷出对刀头和工件降温,切削液可以循环利用;
S4、需要关上门5时,向外拉拉动块114,拉动块114通过连接杆111带动插块112从插槽504中出来,此时弹簧113扩张,向下拉动拉手505,带动门板501向下移动,此时滑条503在滑轨103中滑动,当门板501到底后,松开拉动块114,弹簧113回弹,插块112卡在滑条503的上方,对门5进行固定;
S5、需要打开门5时,先向外拉拉动块114,弹簧113扩张,插块112向外移动,不在阻挡滑条503,此时向上推动拉手505,将门5向上推,当插块112对准插槽504时,松开拉动块114,弹簧113回弹,插块112插入插槽504中,对门5进行固定。
综上所述,在使用者使用时,通过设置工作台机构4,工作台机构4包括第二安装箱401,第二安装箱401的顶部固定安装有盖板402,第二安装箱401的内部固定安装有第二伺服电机403,第二伺服电机403的输出端固定连接有蜗杆404,蜗杆404远离第二伺服电机403的一端与第二安装箱401转动连接,第二安装箱401的一侧开设有孔,第二安装箱401通过孔转动连接有连接轴405,连接轴405位于第二安装箱401的一端固定连接有蜗轮406,蜗轮406与蜗杆404相啮合,连接轴405远离蜗轮406的一端固定连接有A轴407,当需要A轴407转动时,启动第二伺服电机403,第二伺服电机403带动蜗杆404转动,蜗杆404带动蜗轮406转动,蜗轮406通过连接轴405带动A轴407转动,A轴的形状为四棱柱,在A轴转动时,不同的角度下A轴收到的承载力矩相同,且蜗轮406和蜗杆404之间有轻微的自锁效果,避免在加工较重的工件时因承载力矩较大而对第二伺服电机403造成损坏,从而提高了第二伺服电机403的使用寿命,进而增加了加工中心的使用寿命;
通过设置收集盒106,收集盒106插接在外壳101底部的一侧,收集盒106的底部设置有滤网,收集盒106的一侧设置有把手,当对金属工件进行加工时,产生的切屑和使用的切削液一同顺着外壳101的内壁落在收集盒106中,切屑被滤网阻拦收集在收集盒106中,需要清理时,直接将收集盒106抽出即可,便于对切屑进行清理和回收,切削液通过滤网落在下方的收集箱601中,收集起来,需要使用时,启动水泵602,水泵602的进水端与收集箱601连接,水泵602的出水端通过软管与连接管102固定连接,连接管102位于外壳101内部的一端通过软管与出液管305位于第一安装箱301顶部的一端固定连接,将收集箱601中的切削液通过水泵602泵到出液管305,再由出液管305喷出对刀头和工件降温,切削液可以循环利用,降低了生产成本;
通过设置加工机构3,加工机构3包括第一安装箱301,第一安装箱301的内部固定安装有第一伺服电机302,第一伺服电机302的输出端固定连接有刀座303,第一安装箱301的底部设置有风机304,通过设置风机304,使用时,先将刀具固定安装在刀座303上,然后启动第一伺服电机302带动刀具转动,同时启动风机304,风机304的出风口对准刀座303的下方,可以将飞溅向刀具的切削吹开,避免因切屑撞击导致刀头变钝,从而提高刀具的使用寿命;
通过设置A轴407,A轴407的形状为四棱柱,且A轴407的上、下、前、后四侧均开设有安装槽408,安装槽408的内部固定安装有第三伺服电机409,第三伺服电机409的输出端固定连接有工作台410,A轴407远离连接轴405的一侧的中部设置有转轴411,A轴407的外表面设置有滚珠,工作台401通过滚珠与A轴407转动连接,拥有四个工作台410,每个工作台410都可以安装不同的夹具,对不同的工件进行加工时,不需要再对夹具进行拆卸更换,节省下了更换夹具所需要的时间,从而提高了工作效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。