CN113770748B - 一种车铣复合机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数控设备技术领域并且公开了一种车铣复合机床，包括床身、X轴滑台、X轴丝杆驱动机构、Y轴滑台、Y轴丝杆驱动机构、Z轴滑台、Z轴丝杆驱动机构、B轴转台、装夹主轴以及刀库；所述B轴转台包括B轴驱动电机、法兰盘、圆盖以及夹头，夹头上安装有加工主轴，加工主轴装夹有刀具。本发明提供的车铣复合机床巧妙地将检测组件安装在法兰盘和圆盖之间，使检测组件位于B轴驱动电机的前方，合理利用了B轴转台中部的空间，从而大大缩减B轴转台尾部的占用空间，保证Z轴丝杆能够紧凑地设置在B轴驱动电机的后方，确保工作人员的上半身能够深入Y轴滑台的中部进行零部件的安装或维护。

Description

一种车铣复合机床

技术领域

本发明涉及数控设备技术领域，特别涉及一种车铣复合机床。

背景技术

车铣复合机床是以车为主，铣、镗、钻和攻丝等为辅的五轴联动机床。在车铣复合机床中，一般设置有用于装夹棒料的装夹主轴，装夹主轴与A轴平行，为了使加工主轴能够多角度地完成加工和刀具装夹操作，需要将加工主轴安装在B轴转台上，从而使加工主轴能够绕B轴摆动，继而为了使加工主轴能够竖向移动，B轴转台会安装在Z轴滑台上，Z轴滑台在远离B轴转台的一侧会设置Z轴丝杠驱动机构，Z轴丝杆驱动机构安装在Y轴滑台上且用于驱动Z轴滑台，Z轴滑台上的B轴转台和加工主轴竖向移动，现有的B轴转台一般在其尾部加装检测机构以计量B轴转台带动加工主轴摆动的角位移量，但是这样的B轴转台结构会使B轴转台的尾部增长，为了避免检测机构与Z轴丝杆驱动机构的丝杆发生干涉，只能将Z轴丝杆驱动机构朝远离Z轴滑台的方向设计，一方面不利于车铣复合机床紧凑化的设计，另一方面会导致Z轴丝杆驱动机构位于Y轴滑台的中部或者后侧，这使得工作人员不能伸入Y轴滑台的内部对X轴丝杆驱动机构和Y轴丝杆驱动机构进行安装和维护。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种车铣复合机床，旨在将检测组件安装在B轴转台的中部，一方面避免B轴转台的尾部占用空间过大而影响Z轴丝杆驱动机构的紧凑化设计，另一方面防止Z轴丝杆驱动机构影响工作人员进入Y轴滑台进行维护。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种车铣复合机床，包括床身、可滑动地设置在床身上的X轴滑台、用于驱动X轴滑台沿左右方向移动的X轴丝杆驱动机构、可滑动地设置在X轴滑台上的Y轴滑台、用于驱动Y轴滑台沿前后方向移动的Y轴丝杆驱动机构、可滑动地设置在Y轴滑台上的Z轴滑台、用于驱动Z轴滑台沿上下移动的Z轴丝杆驱动机构、设置在Z轴滑台上的B轴转台、设在床身上且沿左右方向延伸的装夹主轴以及位于装夹主轴上方的刀库；所述B轴转台包括固设在Z轴滑台上的B轴驱动电机、与B轴驱动电机的输出端传动连接的法兰盘、与法兰盘前端固接的圆盖以及与圆盖前端固接的夹头，所述Z轴丝杆驱动机构位于B轴驱动电机的后方，圆盖和法兰盘之间设有用于检测夹头角位移量的检测组件，所述夹头上安装有加工主轴，加工主轴装夹有刀具。

所述Z轴滑台包括中部贯通的滑板部、凸出设置在滑板部前方的圆筒部以及凸出设置在滑板部后方的Z轴传动接头，所述Z轴丝杆驱动机构包括安装在Z轴传动接头上的Z轴丝杆螺母、沿竖向延伸的Z轴丝杆以及用于驱动Z轴丝杆转动的Z轴驱动电机，Z轴丝杆螺母套在Z轴丝杆上，所述B轴驱动电机穿过滑板部并且固定在圆筒部上，所述Z轴丝杆位于B轴驱动电机的后方。

所述法兰盘包括法兰主体和环绕法兰主体的周壁设置的定位外环，所述检测组件包括码盘和光栅读头，所述码盘套在法兰主体上并且抵靠在定位外环上，码盘与定位外环固定连接。

所述圆盖包括圆形的盖板和设置在盖板后方的围边，所述盖板与法兰主体螺钉连接，所述围边设置在码盘的外围；所述夹头包括与圆盖螺钉连接的圆接头部和用于安装加工主轴的装夹部，所述盖板的前端面设有与圆接头部连接的定位圆槽。

所述加工主轴包括外壳、设置在外壳内的第一电主轴以及设置在第一电主轴一端的装夹器；所述刀具包括刀柄和安装在刀柄上的刀头；刀具通过刀柄固定结构限制转动，所述刀柄固定结构包括开设在外壳的下端面上的限位槽，所述刀柄上通过螺钉安装有限位键，所述限位键朝向外壳的一端嵌入限位槽中，使得外壳的下端部限制限位键和刀柄发生转动。

所述刀库为包括刀盘、刀盘驱动机构和刀盘转动检测机构，所述刀盘上设有两层互为上下对称的刀具定位组件，每层刀具定位组件包括多个设置在刀盘周壁上且以圆周阵列方式排布的夹爪，每个夹爪适配一个刀具的安装和固定。

在水平面上的投影下，所述刀盘为正多边形结构；刀盘的每个侧端面上设有两个对称设置的夹爪，其中一个夹爪的夹口朝上设置，另一个夹爪的夹口朝下设置。

所述Y轴滑台包括底座、两个对称设置在底座上的竖梁、连接两个竖梁顶部的顶板，两个竖梁之间形成供工作人员进入的探入腔，所述底座的底部设置有Y轴传动接头，所述底座的顶部开设有与Y轴传动接头连通的维护通道，所述Y轴传动接头用于安装Y轴丝杆螺母，所述顶板上设置有Z轴驱动电机，所述底座的底部设置有Y轴安装凹槽。

所述底座的侧壁上开设有位于X轴安装凹槽上方的维护口，所述维护口的底面上开设有多个竖直贯通X轴安装凹槽的沉头孔。

所述装夹主轴上设有对刀装置，所述对刀装置包括支座、设置在支座上的对刀仪、设置在对刀仪外部的防护罩，所述防护罩的顶部开设有供对刀仪的触头露出的避让口，所述防护罩上设有平移挡盖和用于驱动平移挡盖关闭或打开避让口的挡盖驱动机构，所述防护罩上设有用于遮挡挡盖驱动机构的固定挡盖。

有益效果：

本发明提供了一种车铣复合机床，与现有技术相比，B轴转台通过在B轴驱动电机的输出端上设置法兰盘，巧妙地将检测组件安装在法兰盘和圆盖之间，使检测组件位于B轴驱动电机的前方，合理利用了B轴转台中部的空间，从而大大缩减B轴转台尾部的占用空间，保证Z轴丝杆能够紧凑地设置在B轴驱动电机的后方，即Z轴丝杆位于Y轴滑台的前侧，确保使Y轴滑台的中部有充足的空间设置探入腔和维护通道，工作人员的上半身能够深入Y轴滑台的中部进行零部件的安装或维护。

附图说明

图1为本发明提供的车铣复合机床的立体图一。

图2为本发明提供的车铣复合机床的立体图二，图中隐藏了刀库。

图3为本发明提供的车铣复合机床的立体图三，图中隐藏了刀库。

图4为图3中K区域的局部放大图。

图5为本发明提供的B轴转台的内部结构示意图。

图6为码盘安装在法兰盘上的结构示意图。

图7为本发明提供的Z轴滑台的立体图。

图8为本发明提供的法兰盘的立体图。

图9为本发明提供的夹头的立体图。

图10为图1中H区域的局部放大图。

图11为本发明提供的刀库的结构示意图。

图12为本发明提供的刀柄固定结构的立体图。

图13为图12中L区域的局部放大图。

图14为本发明提供的刀具的立体图。

图15为本发明提供的限位键的立体图。

图16为Y轴滑台的立体图一。

图17为Y轴滑台的立体图二。

图18为Y轴滑台的立体图三。

图19为图1中M区域的局部放大图。

图20为本发明提供的对刀装置的结构示意图，图中隐藏了固定挡盖。

图21为本发明提供的对刀装置的内部结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种车铣复合机床，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

本文中，X轴代表左右方向，Y轴代表前后方向，Z轴代表上下方向；“前”为图1中Y轴滑台3朝向装夹主轴72的方向，“前”与“后”反向。

请参阅图1-图21，本发明提供一种车铣复合机床，包括床身1、可滑动地设置在床身1上的X轴滑台2、用于驱动X轴滑台2沿左右方向移动的X轴丝杆驱动机构21、可滑动地设置在X轴滑台2上的Y轴滑台3、用于驱动Y轴滑台3沿前后方向移动的Y轴丝杆驱动机构30、可滑动地设置在Y轴滑台3上的Z轴滑台4、用于驱动Z轴滑台4沿上下移动的Z轴丝杆驱动机构40、设置在Z轴滑台4上的B轴转台9、设在床身1上且沿左右方向延伸的装夹主轴72以及位于装夹主轴72上方的刀库5；所述B轴转台9包括固设在Z轴滑台4上的B轴驱动电机92、与B轴驱动电机92的输出端传动连接的法兰盘93、与法兰盘93前端固接的圆盖96以及与圆盖96前端固接的夹头97，所述Z轴丝杆驱动机构40位于B轴驱动电机92的后方，圆盖96和法兰盘93之间设有用于检测夹头97角位移量的检测组件，所述夹头97上安装有加工主轴71，加工主轴71装夹有刀具8。为了确保B轴驱动电机92能够提供充足且精准的转向力矩，本实施例中，B轴驱动电机92优选采用力矩电机。

具体的，所述Z轴滑台4包括中部贯通的滑板部41、凸出设置在滑板部41前方的圆筒部42以及凸出设置在滑板部41后方的Z轴传动接头43，所述Z轴丝杆驱动机构40包括安装在Z轴传动接头上的Z轴丝杆螺母402、沿竖向延伸的Z轴丝杆401以及用于驱动Z轴丝杆401转动的Z轴驱动电机400，Z轴丝杆螺母402套在Z轴丝杆401上，所述B轴驱动电机92穿过滑板部41并且固定在圆筒部42上，所述Z轴丝杆401位于B轴驱动电机92的后方。

在B轴转台9组装时，见图5所示，即先将所述B轴驱动电机92的头部穿过滑板部41并且固定在圆筒部42上，所述B轴驱动电机92的尾部朝滑板部41的后方凸出，然后将法兰盘93的后端面固定在B轴驱动电机92的输出端上，将码盘94套设在法兰盘93上，在圆筒部42上通过支架951安装光栅读头95，使光栅读头95通过检测码盘94上的刻度并且反馈信号至控制系统，控制系统通过信号处理后精准地计量B轴转台9带动加工主轴71摆动的角位移量。紧接将圆盖96安装在法兰盘93的前端面上，圆盖96的围边962包围码盘94的外周，但不与圆筒部42接触，圆盖96的围边962对码盘94起到防尘保护作用，继而所述夹头97与圆盖96螺钉连接，在夹头97上安装加工主轴71，顺利完成B轴转台9的整体组装。最后将Z轴滑台4可滑动地设置在Y轴滑台3上，Y轴滑台3上设有两根沿竖向延伸的Z轴导轨404，所述滑板部41的后端面边角处上设有Z轴安装槽45，每个Z轴安装槽45中固设有Z轴滑块403，每个Z轴滑块403与对应的Z轴导轨404滑动连接，使Z轴滑台4可顺畅地竖向移动。

与现有技术相比，本发明提供的B轴转台9通过在B轴驱动电机92的输出端上设置法兰盘93，巧妙地将码盘94和光栅读头95均设置在B轴驱动电机92的前方，合理利用了B轴转台9中部的空间，从而大大缩减B轴转台的尾部的占用空间，保证Z轴丝杆401能够紧凑地设置在B轴驱动电机92的后方，即Z轴丝杆401位于Y轴滑台3的前侧，确保使Y轴滑台3的中部有充足的空间设置探入腔310和维护通道311，工作人员的上半身能够深入Y轴滑台3的中部进行零部件的安装或维护。

具体的，见图5和图7所示，所述圆筒部42的前端向内腔方向凸出形成内挡圈44，圆筒部42的内壁上设有与B轴驱动电机92外壳相适配的定位台阶421，B轴驱动电机92通过定位台阶421和内挡圈44的限制形成轴向定位，所述内挡圈44上设有若干个安装通孔422，每个安装通孔422上配置螺钉，通过螺钉将所述B轴驱动电机92的头部与内挡圈44固定连接，从而完成B轴驱动电机92的周向定位，B轴驱动电机92的输出端穿过内挡圈44的中部。

具体的，见图6和图8所示，所述法兰盘93包括法兰主体931和环绕法兰主体931的周壁设置的定位外环932，法兰主体931和定位外环932一体成型，所述检测组件包括码盘94和光栅读头95，所述码盘94套在法兰主体931上并且抵靠在定位外环932上，使码盘94实现轴向定位，码盘94与定位外环932螺钉连接即可使码盘94跟随法兰盘93转动。

进一步的，见图5所示，所述圆盖96包括圆形的盖板961和设置在盖板961后方的围边962，所述盖板961的后端面与法兰主体931螺钉连接，所述围边962设置在码盘94的外围，围边962对码盘94起到防尘以及防护作用。

在本实施例中，请参阅图1-图3以及图9，所述夹头97包括与圆盖96螺钉连接的圆接头部971和用于安装加工主轴71的装夹部972，所述盖板961的前端面设有与圆接头部971连接的定位圆槽。通过定位圆槽与圆接头部971配合连接实现夹头97的轴向定位，保证夹头97与力矩电机的同轴度，减少装配偏差，提高加工精度。所述装夹部972为中空结构，加工主轴71穿过装夹部972，并且与装夹部972的底部法兰连接。

进一步的，见图5所示，所述夹头97的圆接头部971、圆盖96以及Z轴滑台4的圆筒部42的外径均相等并且被保护筒98包裹。由于圆盖96与圆筒部42之间产生避让间隙，圆接头部971与圆盖96产生连接间隙，通过保护筒98完全包裹圆接头部971、圆盖96以及圆筒部42，一方面可以使B轴转台9更加美观、耐用，另一方面保护筒98可以更好地防止油污和灰尘渗入轴转台结构的内部而影响码盘94和光栅读头95的检测效果。

优选的，请参阅图7，所述Z轴传动接头43设置在滑板部41的顶部，所述Z轴传动接头的一端与滑板部41一体成型，另一端形成两个支撑爪431，两个支撑爪431围成一个安装口432，Z轴丝杆螺母402安装在所述安装口432中。

在本实施例中，见图16-图18所示，所述Y轴滑台3包括底座31、两个对称设置在底座31上的竖梁32、连接两个竖梁32顶部的顶板33，两个竖梁32之间形成供工作人员进入的探入腔310，所述底座31的底部设置有Y轴传动接头34，所述底座31的顶部开设有与Y轴传动接头34连通的维护通道311，所述Y轴传动接头34用于安装Y轴丝杆螺母，所述顶板33上设置有Z轴驱动安装座35，Z轴驱动安装座35上设置有Z轴驱动电机，所述底座31的底部设置有Y轴安装凹槽36。

在实际应用中，X轴滑台2上设有沿Y轴延伸的Y轴导轨，所述底座31的Y轴安装凹槽36中安装有Y轴滑块，所述Y轴滑块与Y轴导轨滑动连接；所述Y轴滑台3通过Y轴丝杆驱动机构30驱动其前后移动，同样地，Y轴丝杆驱动机构30包括Y轴驱动电机、与Y轴驱动电机输出端传动连接的Y轴丝杆、套在Y轴丝杆上的Y轴丝杆螺母。在Y轴丝杆螺母与Y轴传动接头34实现装配时，工作人员的上半身伸入探入腔310中，然后双手穿过维护通道311，利用工具和螺钉，顺利地将Y轴丝杆螺母固定在Y轴传动接头34上。在后续维护过程中，工作人员也采用同样的方式进入Y轴滑台3中对Y轴丝杆和Y轴丝杆螺母进行维护，解决了装配人员的实际装配和维护的困难，符合人体工程学的实际应用。

进一步的，所述底座31的侧壁上开设有位于Y轴安装凹槽36上方的维护口312，所述维护口312的底面上开设有多个竖直贯通Y轴安装凹槽36的沉头孔。由于维护口312暴露在外，在安装Y轴滑块时，先将Y轴滑块放置在Y轴安装凹槽36中，然后在每个沉头孔中对应放入螺钉，利用工具即可旋动螺钉，使螺钉与Y轴滑块螺纹连接，安装便捷，装配效率高，不会影响工具操作。

更进一步的，所述Y轴安装凹槽36设置有4个且排布在底座31的边角，即底座31的底部安装有4个Y轴滑块，每两个Y轴滑块安装在一根Y轴导轨上，保证Y轴滑台3移动顺畅且平稳。

优选地，所述底座31的顶部在其中间处向下凹陷，形成两个与竖梁32连接的支臂。通过这样设置，在保证Y轴滑台3结构强度的情况下，减少底座31中部的厚度，从而缩短维护通道311的长度，更便于工作人员双手伸入维护通道311进行操作。

在左视投影下，所述竖梁32呈直角梯形，其上底所在的端面与顶板33连接，其下底所在的端面与底座31连接。相比呈长方体状的竖梁结构，一方面可以减少竖梁32所耗费的材料，另一方面可以使工作人员更深入地进入到探入腔310中，更便于安装。

优选地，所述Z轴驱动安装座35的正下方设置有位于两个竖梁32之间的竖板38，所述竖板38上设置有承接凸起381。Z轴丝杆401的一端通过承接结构固定在Z轴驱动安装座35上，另一端通过承接结构固定在承接凸起381上。

具体的，所述加工主轴71包括外壳711、设置在外壳711内的第一电主轴以及设置在第一电主轴一端的装夹器；所述外壳711的底部与夹头97的装夹部972法兰连接。以下简述B轴转台9的工作原理：B轴驱动电机92提供强大的转动力矩，带动法兰盘93、码盘94、圆盖96、夹头97以及加工主轴71同步绕B轴（即图5中虚线的延长方向）转动，使加工主轴71根据实际的切削工况进行灵活摆动，形成多角度的加工效果。加工主轴71在换刀时，力矩电机带动加工主轴71从竖直状态摆动至水平状态，以配合刀库5进行自动换刀。

所述装夹主轴包括第二电主轴和设置在第二电主轴传动连接的卡盘，第二电主轴通过外壳座体设置在床身上。

具体的，请参阅图12-图15，所述刀具8包括刀柄81和安装在刀柄81上的刀头82；刀具8通过刀柄固定结构限制转动，所述刀柄固定结构包括限位键713和开设在外壳711的下端面的限位槽712，所述刀柄81的侧壁上设置有一个安装平面811。当刀柄81装夹的是车刀时，将一个限位键713安装在安装平面811上，安装平面811形成安装基准，保证限位键713与刀柄81结合紧密且牢固，该安装平面811可在刀柄81上通过铣削方式加工而成，该安装平面811上开设有螺纹孔。当刀柄81装夹在加工主轴71后，限位键713的顶部先嵌入限位槽712中，然后所述限位键713通过内六角螺钉与所述螺纹孔连接；刀柄81巧妙地借助限位键713与加工主轴71的外壳711下端面固接，利用加工主轴71的外壳711结构阻止限位键713和刀柄81发生转动，确保刀具8在车削加工时不会发生自运动，从而确保加工效果。

优选的，所述限位键713为一个T型键，T型键的底面与所述安装平面811相结合，T型键的中部设有一个贯通的沉头孔7131，该沉头孔7131的沉头部位于T型键的顶部，内六角螺钉穿过该沉头孔7131后拧入刀柄81的螺纹孔中，内六角螺钉的头部藏在沉头孔7131的沉头部中，使得整体结构更加紧凑。工作人员采用六角扳手即可拧动内六角螺钉，从而完成T型键的安装与拆除。

具体的，请参阅图1、图10以及图11，所述刀库5为斗笠式双层刀库，该刀库5包括刀盘51、刀盘驱动机构55和刀盘转动检测机构554，所述刀盘51上设有两层互为上下对称的刀具定位组件52，每层刀具定位组件52包括多个设置在刀盘51周壁上且以圆周阵列方式排布的夹爪521，每个夹爪521适配一个刀具8的安装和固定。

在实际应用中，本发明提供的斗笠式双层刀库应用在车铣复合机床上，车铣复合机床是以车为主，铣、镗、钻和攻丝等为辅的五轴联动机床，加工多样性高，需要刀库中储存大量的刀具并且通过自动换刀满足自动化加工，但是由于刀盘直径的限制，一般现有的斗笠式刀库只能存有16~20把常用刀具，刀具数量少，远远不能满足车铣复合机床的加工需要，常常需要人工手动换刀，费时费力，而且机床处于待机状态并非完全断电，当机床突发故障时，存在人员受伤的风险，安全性低。与现有技术相比，本发明提供的斗笠式双层刀库在保持现有刀盘直径的情况下，只需适当增厚刀盘的厚度，就能使刀盘能够满足上下两层刀具定位组件52的安装，两层刀具定位组件52相互对称且排布紧凑，不会对车铣复合机床的其他机构造成干涉，可存储的刀具数量翻倍，即最多可存有32~40把刀具，刀具数量大，很好地满足车铣复合机床的加工需要，解决了人工换刀的问题。

每个夹爪521已预先赋予一个特定的编号，每个夹爪521代表一个刀具安装工位，每个刀具8与一夹爪521的编号相匹配，并且进行记录。当加工主轴71要卸下的刀具为上层刀具时，刀盘驱动机构55将加工主轴71上的刀具8所对应的夹爪521转动至设定的上下料工位，此时加工主轴71将刀具8水平放置并且将刀具8移动至上下料工位的正上方，刀具8与夹爪521相互垂直，然后加工主轴71下移，使刀具8卡入夹爪521的夹口中，加工主轴71断开与刀库5的连接并且朝远离刀库5的方向水平移动实现卸刀，卸刀到位后，刀柄81水平放置，刀柄81的主轴装夹端相比刀具安装端远离刀盘51的中部。同理，当加工主轴71要卸下的刀具为下层刀具时，刀盘驱动机构55将加工主轴71上的刀具8所对应的夹爪521转动至设定的上下料工位，此时加工主轴71将刀具8水平放置并且将刀具8移动至上下料工位的正下方，刀具8与夹爪521相互垂直，然后加工主轴71上移，使刀具8卡入夹爪521的夹口中，加工主轴71断开与刀库5的连接并且朝远离刀库5的方向水平移动实现卸刀。

继而,当加工主轴71要安装上层的新刀具时，刀盘驱动机构55将刀盘51上的新刀具转动至设定的上下料工位，此时加工主轴71与刀具8保持同轴，加工主轴71朝靠近刀库5的方向移动，加工主轴71与刀具8实现连接，然后加工主轴71上移，使刀具8脱离夹爪521。同理，当加工主轴71要安装下层的新刀具时，刀盘驱动机构55将刀盘51上的刀具8转动至设定的上下料工位，此时加工主轴71与刀具8保持同轴，加工主轴71朝靠近刀库5的方向移动，加工主轴71与刀具8实现连接，然后加工主轴71下移，使刀具8脱离夹爪521。

进一步的，在水平面上的投影下，所述刀盘51为正多边形结构，刀盘51的每个侧端面为一个供夹爪521安装的基准平面；刀盘51的每个侧端面上设有两个对称设置的夹爪521，其中一个夹爪521的夹口朝上设置，另一个夹爪521的夹口朝下设置。通过这样设置，上层的所有刀具8位于在刀盘51上边缘的上方，并且刀具8的刀头82朝向刀盘51的中部，充分利用刀盘51上方的空间对刀具8进行收纳存储。而下层的所有刀具8位于刀盘51下边缘的下方，并且刀具8的刀头82朝向刀盘51的中部，充分利用刀盘51下方的空间对刀具8进行收纳存储，最大程度地利用了刀盘51的上方和下方的空间，不会对刀盘51的外围零部件进行干涉。

在本实施例中，见图10-11所示，所述夹爪521包括座体5212和一副设置在座体5212上的弹性夹紧部5211，座体5212和弹性夹紧部5211通过注塑方式一体成型，两个弹性夹紧部5211和座体5212围成一个对刀柄81进行固定的弧形夹持口5214。所述座体5212上设有至少两个固定孔5213，每个夹爪521通过固定孔5213和螺钉的配合固定在刀盘51上。

具体的，所述刀盘驱动机构55包括安装在床身1上的机架56、设置在机架56上的电机支座551、安装在电机支座551上的刀盘驱动电机552，所述刀盘51的中心贯穿设置有一根与电机支座551转动连接的转轴553，所述刀盘驱动电机552的主轴与刀盘51驱动连接，具体可在刀盘驱动电机552的主轴上套有一个第一齿轮，在转轴553上套有一个第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮啮合传动。

优选的，刀盘转动检测机构554为圆光栅角位移编码器，刀盘转动检测机构554能够精准地检测夹爪521是否准确转动至上下料工位上，确保装刀时，刀具8的刀柄81与加工主轴71保持同轴，成功连接。

优选的，所述装夹主轴72上设有对刀装置6，所述对刀装置6包括支座61、设置在支座上的对刀仪62、设置在对刀仪外部的防护罩63，所述防护罩63的顶部开设有供对刀仪的触头露出的避让口631，所述防护罩63上设有平移挡盖64和用于驱动平移挡盖64关闭或打开避让口的挡盖驱动机构65，所述防护罩63上设有用于遮挡挡盖驱动机构65的固定挡盖66。

对刀仪62在非工作状态时，挡盖驱动机构驱动平移挡盖64横向移动，关闭防护罩63上的避让口631，防护罩63和平移挡盖64对对刀仪62造成全方位的遮盖保护，避免切屑和切削液对对刀仪62的触头造成污染,确保对刀仪62的工作精准；与此同时，固定挡盖66也对挡盖驱动机构65进行遮盖，避免切屑和切削液对挡盖驱动机构造成损坏。当加工主轴71更换刀具8后，刀具8需要进行对刀操作，此时挡盖驱动机构65驱动平移挡盖64横向移动，继而打开防护罩63上的避让口631，使得对刀仪62的触头露出，然后加工主轴71往下移动，刀具8与对刀仪62自动接触完成对刀操作，刀具8离开对刀装置6后，对刀装置6上的挡盖驱动机构65立即驱动平移挡盖64横向移动，关闭防护罩63上的避让口631，以免对刀仪62的触头受到污染，刀具8也可以快速对位于对刀装置6一旁的工件进行切削加工，刀具8的行进路径合理，大大缩短刀具8从换刀到对刀、再到装夹主轴72的移动时长，提高加工效率。

具体的，所述平移挡盖64包括水平盖板部6421、倾斜盖板部6422、设置在倾斜盖板部6422前方的平移前挡边643、设置在水平盖板部6421后方的衔接部644，所述平移挡盖64远离防护罩63的一侧设置有平移侧挡边645。所述衔接部644与挡盖驱动机构65进行传动连接；所述倾斜盖板部6422向下倾斜，当有切削液和切屑飞溅到倾斜盖板部6422时，切削液和切屑在倾斜盖板部6422的导引下形成向下滑动的趋势，使切削液和切屑更容易脱离平移挡盖64。

进一步的，所述平移挡盖64的一部分用于遮盖所述避让口631，另一部分开设有与避让口631相适配的开口641。可以理解的是，所述开口41的面积等于或略大于避让口631的面积，更好地露出对刀仪62，以免对刀具8进行干涉。另外，在俯视投影下，对刀仪62的触头位于避让口631的中间，避让口631的边缘不与对刀仪62的触头相交，即使避让口631的边缘存有切削液或切屑，也不会直接落到对刀仪62的触头上。

在本实施例中，所述挡盖驱动机构65包括气缸651和L形块652，所述L形块652包括相互垂直的第一传动块和第二传动块，所述第一传动块与气缸651的活塞杆端部连接，第二传动块与所述平移挡盖64的衔接部644连接。通过这样设置，气缸651与平移挡盖4可以前后并列设置，不仅结构紧凑，还便于固定挡盖66对气缸651进行阻挡。

优选的，所述气缸651上设置有用于控制气缸651的活塞杆活动行程的磁性开关653。磁性开关653设置有两个，其中一个磁性开关653用于控制气缸651活塞杆的伸出行程，在气缸651的活塞管伸出至设定的位置时，开口641与避让口631重合实现避让口631的打开，另一个磁性开关653用于控制气缸651的活塞杆的复位位置，确保气缸651的活塞杆复位后，平移挡盖64可以完全封堵避让口631实现避让口631的关闭。

进一步的，所述固定挡盖66包括设置在气缸651上方的第一台阶部661和低于第一台阶部661的第二台阶部662，所述第二台阶部662设置在平移挡盖64的上方，第二台阶部662盖住一部分平移挡盖64，避免污物从平移挡盖64的右侧渗入防护罩63中，所述第二台阶部662也设置有向下倾斜的倾斜部，当有切削液和切屑飞溅到第二台阶部662的倾斜部时，切削液和切屑在第二台阶部662的倾斜部的导引下形成向下滑动的趋势，使切削液和切屑更容易脱离第二台阶部662。所述第一台阶部661的左侧设有左挡边663，第一台阶部661和左挡边663可以阻挡废屑直接弹入防护罩63的上方，对气缸651造成损坏。

优选的，所述第一台阶部661与支座61之间设置有若干根中空的支柱664，螺钉依次自上往下穿过第一台阶部661和支座61，并且与支座61螺纹连接。通过增设支柱664，可以提高第一台阶部661的高度，防止第一台阶部661与气缸651发生干涉。

优选的，所述防护罩63由第一台阶罩板632、第二台阶罩板633、上罩板634、前罩板635、左罩板636以及右罩板637组成，所述气缸651安装在第二台阶罩板633上，所述第一台阶罩板632与支座61的顶部螺钉连接。

优选的，所述支座61包括竖板611和底板612，竖板611和底板612相互垂直形成L形结构，所述对刀仪62设置在底板612上，所述竖板611通过螺钉安装在装夹主轴72上，所述竖板611和底板612的连接处设置有加强板613，保证支座61的结构强度。

需要注意的是，所述固定挡盖66和防护罩63都紧靠装夹主轴72设置，使得整体结构相对紧凑。换刀完成后，对刀装置6上的挡盖驱动机构65立即驱动平移挡盖64横向移动，关闭防护罩63上的避让口631，以免对刀仪62的触头受到污染，刀具8也可以快速对位于对刀装置6一旁的工件进行切削加工，刀具8的行进路径合理，提高加工效率。如果进行车削工序，利用刀柄81固定结构将刀具8完全锁定在加工主轴71上，则装夹主轴72驱动工件（如棒料）旋转，然后刀具8通过XYZ三轴移动进给的方式以及刀具8相对B轴的角位移量，调整刀具8的位置，从而对工件进行车削。如果进行铣削工序，装夹主轴72只对工件进行固定，然后加工主轴71驱动刀具8高速转动，对静止的工件进行铣削。由于X轴丝杆驱动机构21与Y轴丝杆驱动机构30和Z轴丝杆驱动机构40的结构相同，不再赘述X轴丝杆驱动机构21的具体结构。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，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讯；可以是直接连接，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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种车铣复合机床，其特征在于，包括床身、可滑动地设置在床身上的X轴滑台、用于驱动X轴滑台沿左右方向移动的X轴丝杆驱动机构、可滑动地设置在X轴滑台上的Y轴滑台、用于驱动Y轴滑台沿前后方向移动的Y轴丝杆驱动机构、可滑动地设置在Y轴滑台上的Z轴滑台、用于驱动Z轴滑台沿上下移动的Z轴丝杆驱动机构、设置在Z轴滑台上的B轴转台、设在床身上且沿左右方向延伸的装夹主轴以及位于装夹主轴上方的刀库；所述B轴转台包括固设在Z轴滑台上的B轴驱动电机、与B轴驱动电机的输出端传动连接的法兰盘、与法兰盘前端固接的圆盖以及与圆盖前端固接的夹头，所述Z轴丝杆驱动机构位于B轴驱动电机的后方，所述圆盖和法兰盘之间设有用于检测夹头角位移量的检测组件，所述夹头上安装有加工主轴，加工主轴装夹有刀具；所述加工主轴包括外壳、设置在外壳内的第一电主轴以及设置在第一电主轴一端的装夹器；所述刀具包括刀柄和安装在刀柄上的刀头；刀具通过刀柄固定结构限制转动，所述刀柄固定结构包括开设在外壳的下端面上的限位槽，所述刀柄上通过螺钉安装有限位键，所述限位键朝向外壳的一端嵌入限位槽中，使得外壳的下端部限制限位键和刀柄发生转动；所述Z轴滑台包括中部贯通的滑板部、凸出设置在滑板部前方的圆筒部以及凸出设置在滑板部后方的Z轴传动接头，所述Z轴丝杆驱动机构包括安装在Z轴传动接头上的Z轴丝杆螺母、沿竖向延伸的Z轴丝杆以及用于驱动Z轴丝杆转动的Z轴驱动电机，Z轴丝杆螺母套在Z轴丝杆上，所述B轴驱动电机穿过滑板部并且固定在圆筒部上，所述Z轴丝杆位于B轴驱动电机的后方；所述圆筒部的前端向内腔方向凸出形成内挡圈，圆筒部的内壁上设有与B轴驱动电机外壳相适配的定位台阶，B轴驱动电机通过定位台阶和内挡圈的限制形成轴向定位，所述内挡圈上设有若干个安装通孔，每个安装通孔上配置螺钉，通过螺钉将所述B轴驱动电机的头部与内挡圈固定连接；所述法兰盘包括法兰主体和环绕法兰主体的周壁设置的定位外环，所述检测组件包括码盘和光栅读头，所述码盘套在法兰主体上并且抵靠在定位外环上，码盘与定位外环固定连接；所述光栅读头通过支架安装在Z轴滑台的圆筒部上，所述光栅读头用于检测码盘上的刻度。

2.根据权利要求1所述的车铣复合机床，其特征在于，所述圆盖包括圆形的盖板和设置在盖板后方的围边，所述盖板与法兰主体螺钉连接，所述围边设置在码盘的外围；所述夹头包括与圆盖螺钉连接的圆接头部和用于安装加工主轴的装夹部，所述盖板的前端面设有与圆接头部连接的定位圆槽。

3.根据权利要求1所述的车铣复合机床，其特征在于，所述刀库为包括刀盘、刀盘驱动机构和刀盘转动检测机构，所述刀盘上设有两层互为上下对称的刀具定位组件，每层刀具定位组件包括多个设置在刀盘周壁上且以圆周阵列方式排布的夹爪，每个夹爪适配一个刀具的安装和固定。

4.根据权利要求3所述的车铣复合机床，其特征在于，在水平面上的投影下，所述刀盘为正多边形结构；刀盘的每个侧端面上设有两个对称设置的夹爪，其中一个夹爪的夹口朝上设置，另一个夹爪的夹口朝下设置。

5.根据权利要求1所述的车铣复合机床，其特征在于，所述Y轴滑台包括底座、两个对称设置在底座上的竖梁、连接两个竖梁顶部的顶板，两个竖梁之间形成供工作人员进入的探入腔，所述底座的底部设置有Y轴传动接头，所述底座的顶部开设有与Y轴传动接头连通的维护通道，所述Y轴传动接头用于安装Y轴丝杆螺母，所述顶板上设置有Z轴驱动电机，所述底座的底部设置有Y轴安装凹槽。

6.根据权利要求5所述的车铣复合机床，其特征在于，所述底座的侧壁上开设有位于Y轴安装凹槽上方的维护口，所述维护口的底面上开设有多个竖直贯通Y轴安装凹槽的沉头孔。

7.根据权利要求1所述的车铣复合机床，其特征在于，所述装夹主轴上设有对刀装置，所述对刀装置包括支座、设置在支座上的对刀仪、设置在对刀仪外部的防护罩，所述防护罩的顶部开设有供对刀仪的触头露出的避让口，所述防护罩上设有平移挡盖和用于驱动平移挡盖关闭或打开避让口的挡盖驱动机构，所述防护罩上设有用于遮挡挡盖驱动机构的固定挡盖。

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