CN113695929A - 一种立卧数控机床 - Google Patents

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别怀志
苏策
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Abstract

本发明涉及一种立卧数控机床，包括床身、工作台部和主轴部，工作台部安装于床身上，主轴部设置于工作台部的上方，可与工作台部配合进行X、Y、Z三个方向的联动运动；所述主轴部包含主轴安装座、立式主轴和卧式主轴，立式主轴固定于主轴安装座内，卧式主轴通过推出退回装置安装于主轴安装座前端，可在推出退回装置作用下推出和退回。本发明结构简单，易于操作，维护方便，可实现大型复杂产品工件的一次装夹进行多面加工，有效提高加工效率和加工精度，降低生产成本。

Description

一种立卧数控机床
技术领域
本发明属于数控装备领域，特别涉及一种立卧数控机床。
背景技术
随着制造业的发展，产品形态越来越趋于复杂化，不仅加工面越来越多而且加工精度要求也越来越高，对于三轴数控机床来说，要完成此类产品的加工，常常需要在完成某一加工面之后进行翻面重新装夹，需要借助多种装夹治具，工序复杂，大大增加了机床的非加工时间，降低了产品的整体生产效率，且多次装夹容易产生装夹误差，从而降低了产品的加工精度。虽然五轴数控机床能够一次装夹实现多面加工，但是对于大尺寸产品来说，为满足加工尺寸要求，需要采用大型五轴数控机床，此类机床结构复杂，成本高，能耗大，维护困难，对操作人员应用技术水平要求较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单，可实现大型复杂产品工件的一次装夹进行多面加工，有效提高加工效率和加工精度。同时也可避免使用大型五轴数控机床带来的成本问题，操作简单，维护方便。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种立卧数控机床，包括床身、工作台部和主轴部，工作台部安装于床身上，主轴部设置于工作台部的上方，可与工作台部配合进行X、Y、Z三个方向的联动运动；所述主轴部包含主轴安装座、立式主轴和卧式主轴，立式主轴固定于主轴安装座内，卧式主轴通过推出退回装置安装于主轴安装座前端，可在推出退回装置作用下推出和退回。
上述一种立卧数控机床，所述主轴部还包含角度转动装置，角度转动装置安装于所述推出退回装置上，可在推出退回装置带动下上下移动；推出退回装置安装于主轴安装座的前端；卧式主轴安装于角度转动装置上，可在角度转动装置作用下绕Z轴进行连续转动或转动定位。
上述一种立卧数控机床，所述推出退回装置包括导轨和推出退回驱动，所述角度转动装置包括转动轴、转动驱动和壳体；所述导轨固定于主轴安装座的前端，所述壳体通过滑块作用于导轨上，并在推出退回驱动作用下上下移动；所述转动轴安装于壳体内，可在转动驱动作用下绕其中心轴线转动；所述卧式主轴安装于转动轴的下端，可随转动轴一起转动。
上述一种立卧数控机床，所述转动轴上设置有角度定位锁紧装置，可对转动轴进行角度定位。
上述一种立卧数控机床，所述立式主轴和卧式主轴单独执行加工动作，或者同时执行加工动作。
上述一种立卧数控机床，所述主轴部通过横梁支撑，所述横梁两端分别联接有左立柱和右立柱，左立柱和右立柱固定于所述床身上；横梁上设置有X向导轨、X轴驱动和滑动底板，X向导轨固定于横梁上，滑动底板滑动作用于X向导轨上，可在X轴驱动作用下沿X方向往复运动；滑动底板上设置有Z向导轨和Z轴驱动，所述主轴安装座滑动作用于Z向导轨上，可在Z轴驱动作用下沿Z轴方向往复运动；所述床身上设置有Y向导轨和Y轴驱动，工作台部滑动作用于Y向导轨上，可在Y轴驱动作用下沿Y轴方向往复运动。
上述一种立卧数控机床，所述主轴部安装于单立柱上，所述单立柱固定于所述床身上；单立柱上设置有Z向导轨，所述主轴安装座滑动作用于Z向导轨上，可沿Z轴方向往复运动；所述工作台部为十字滑台型工作台，即工作台可沿X轴和Y轴两个方向往复运动。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明采用立卧主轴组合的结构设计，既可以进行立式加工，也可以进行卧式加工，并且立式加工和卧式加工可以单独进行也可以同时进行，可实现工件一次装夹进行多面加工，不但保证了加工效率也提高了加工精度，并且结构简单，易于操作和维护，成本低。
附图说明
图1是本发明实施例1整体结构示意图。
图2是本发明主轴部结构示意图。
图3是本发明卧式主轴推出状态结构示意图。
图4是本发明卧式主轴旋转状态结构示意图。
图5是本发明角度转动装置结构示意图。
图6是本发明实施例2整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1。
如图1所示，本发明的一种立卧数控机床，包括床身1、工作台2、立柱3、横梁4以及主轴部5。床身1上设置有Y向导轨11和Y轴驱动12，工作台2滑动作用于Y向导轨11上，可在Y轴驱动12作用下沿Y轴方向往复移动。两个立柱3和横梁4组成龙门结构固定于床身1上，横梁4上设置有X向导轨41、X轴驱动42和滑动底板43，X向导轨41固定于横梁4上，滑动底板43滑动作用于X向导轨41上，可在X轴驱动作用下沿X方向往复运动；滑动底板43上设置有Z向导轨44和Z轴驱动45，主轴部5滑动作用于Z向导轨44上，可在Z轴驱动45作用下沿Z轴方向往复移动。
结合图1至图4所示，主轴部5包括主轴安装座51、立式主轴52、卧式主轴53，导轨54、推出退回驱动55、以及角度旋转装置56。主轴安装座51滑动作用于Z向导轨44上，立式主轴52固定于主轴安装座51内，主轴安装座51的前端设置有导轨54，导轨54沿Z向设置，角度旋转装置56滑动安装于导轨54上，可在推出退回驱动55作用下上下往复移动。卧式主轴53安装于角度旋转装置56的下端，角度旋转装置56向下移动时，其带动卧式主轴53向下推出，可使用卧式主轴53进行卧式加工，当角度旋转装置56向上运动至最上端时，其带动卧式主轴53向上收回以对立式电主轴52形成避让，此时可使用立式主轴52进行立式加工。
结合图4至图5所示，角度旋转装置56包括壳体561、转动轴562、转动驱动563、角度定位锁紧装置564和轴承565，壳体561通过滑块作用于导轨54上，转动轴562通过轴承565支承于壳体561内，可在转动驱动563作用下绕其中心轴线转动；卧式主轴53固定安装于转动轴562的下端，可随转动轴562一起在XY平面内转动。为实现卧式主轴53的角度定位加工，转动轴562上还设置有角度定位锁紧装置564，可将转动轴562锁紧定位于需要的角度。
加工时，立式主轴52和卧式主轴53既可以单独执行加工动作，也可以同时执行加工动作。单独执行加工动作时，若需要卧式主轴53进行单独加工，如图3所示，卧式主轴53上安装加工刀具，推出退回驱动55依次通过角度旋转装置56推动卧式主轴55向下推出至设定加工位置，然后如图4所示，角度旋转装置56驱动卧式主轴53旋转至设定角度，通过角度定位锁紧装置564将其进行锁紧定位，即可进行卧式角度定位加工；当然也可以不启动角度定位锁紧装置564，可进行卧式联动旋转加工。待卧式主轴53加工完毕，需要立式主轴52进行单独加工时，则立式主轴52上安装加工刀具，并卸掉卧式主轴53上的刀具，首先启动角度旋转装置56使卧式主轴53旋转至与X轴平行位置，然后启动推出退回驱动55将卧式主轴53向上退回至避让位置，如图2所示，此时即可进行立式加工。
立式主轴52和卧式主轴53同时执行加工动作时，立式主轴52和卧式主轴53上均安装刀具，加工前首先启动推出退回驱动55将卧式主轴53向下运动至设定高度，然后角度旋转装置56驱动卧式主轴旋转至需要的角度，视卧式主轴53联动加工或角度定位加工需求，决定是否进行角度锁紧定位，完成后即可同时启动立式主轴52和卧式主轴53进行立卧加工。
实施例2。
如图6所示，本实施例的工作原理与实施例1基本一致，区别只是在机床结构形态上，实施例1采用的是龙门结构，而本实施例采用的是单立柱十字滑台结构，即本实施例包含床身1，主轴部5、十字滑台工作台6和单立柱7。床身1上设置有Y向导轨11和Y轴驱动12，十字滑台工作台6包含Y轴移动板61、X向导轨62、X轴驱动63和工作台64，Y轴移动板滑动作用于Y向导轨11上，可在Y向驱动12作用下沿Y轴方向往复移动；Y轴移动板上设置有X向导轨62和X轴驱动63，工作台64滑动作用于X向导轨62上，可在X轴驱动63作用下沿X轴方向往复移动。单立柱7固定与床身1上，并位于十字滑台工作台6的后方，其中单立柱为倒L型结构，单立柱上设置有Z向导轨71和Z轴驱动72，主轴部5滑动安装于Z向导轨71上，可在Z轴驱动72作用下沿Z轴方向往复移动。
本实施例中主轴部5的具体结构与实施例一致，工作时主轴部的动作执行除了X轴方向的直线运动改为由工作台运动之外，其他运动执行均与实施例1一致。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种立卧数控机床，包括床身、工作台部和主轴部，工作台部安装于床身上，主轴部设置于工作台部的上方，可与工作台部配合进行X、Y、Z三个方向的联动运动；其特征在于，所述主轴部包含主轴安装座、立式主轴和卧式主轴，立式主轴固定于主轴安装座内，卧式主轴通过推出退回装置安装于主轴安装座前端，可在推出退回装置作用下向下推出和退回。
2.根据权利要求1所述的一种立卧数控机床，其特征在于，所述主轴部还包含角度转动装置，角度转动装置安装于所述推出退回装置上，可在推出退回装置带动下上下移动；推出退回装置安装于主轴安装座的前端；卧式主轴安装于角度转动装置上，可在角度转动装置作用下绕Z轴进行连续转动或转动定位。
3.根据权利要求2所述的一种立卧数控机床，其特征在于，所述推出退回装置包括导轨和推出退回驱动，所述角度转动装置包括转动轴、转动驱动和壳体；所述导轨固定于主轴安装座的前端，所述壳体通过滑块作用于导轨上，并在推出退回驱动作用下上下移动；所述转动轴安装于壳体内，可在转动驱动作用下绕其中心轴线转动；所述卧式主轴安装于转动轴的下端，可随转动轴一起转动。
4.根据权利要求3所述的一种立卧数控机床，其特征在于，所述转动轴上设置有角度定位锁紧装置，可对转动轴进行角度定位。
5.根据权利要求4所述的一种立卧数控机床，其特征在于，所述立式主轴和卧式主轴单独执行加工动作，或者同时执行加工动作。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种立卧数控机床，其特征在于，所述主轴部通过横梁支撑，所述横梁两端分别联接有左立柱和右立柱，左立柱和右立柱固定于所述床身上；横梁上设置有X向导轨、X轴驱动和滑动底板，X向导轨固定于横梁上，滑动底板滑动作用于X向导轨上，可在X轴驱动作用下沿X方向往复运动；滑动底板上设置有Z向导轨和Z轴驱动，所述主轴安装座滑动作用于Z向导轨上，可在Z轴驱动作用下沿Z轴方向往复运动；所述床身上设置有Y向导轨和Y轴驱动，工作台部滑动作用于Y向导轨上，可在Y轴驱动作用下沿Y轴方向往复运动。
7.根据权利要求1至5任意一项所述的一种立卧数控机床，其特征在于，所述主轴部安装于单立柱上，所述单立柱固定于所述床身上；单立柱上设置有Z向导轨，所述主轴安装座滑动作用于Z向导轨上，可沿Z轴方向往复运动；所述工作台部为十字滑台型工作台，即工作台可沿X轴和Y轴两个方向往复运动。
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