CN113814733A - 立式车铣复合加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机加工技术领域，提供一种立式车铣复合加工中心，包括控制器、底座、旋转工作台、水平移动机构、第一升降机构、第二升降机构、龙门架、立式主轴箱、车铣削主轴单元和立式刀库，所述立式主轴箱经第一升降机构可上下升降地设于第一鞍座上对旋转工作台上的待加工工件进行加工，所述车铣削主轴单元经第二升降机构可上下升降地设于第二鞍座上对旋转工作台上的待加工工件进行车、铣、削加工，所述旋转工作台包括工作台、转盘、固定座、驱动机构、液压缸、刹车环和刹车盘。本发明解决了现有机床加工性能单一以及旋转工作台制动不够精准影响工件加工精准度的问题。

Description

立式车铣复合加工中心

技术领域

本发明涉及机加工技术领域，尤其涉及立式车铣复合加工中心。

背景技术

机床是指制造机器的机器，亦称工作母机或工具机，习惯上简称机床。一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等。现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。 在现有技术中车床中的车、铣、钻等功能使分开的且通过不同的车床来实现的，使得在产品生产中车床投入过大，各种机床都要采购，使得成本增大，且同一产品在实现钻孔等功能时，要移到其他车床，使得工作效率大大减少，同时现有的加工中心工作台采用的基本都是旋转工作台，而旋转工作台在制动方面常常无法有效准确定位进而使得工作台上定位的工件旋转变换方位加工时不够精准影响工件加工的精准度。

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明提出一种结构合理、可进行铣削和钻孔等多功能加工、使用方便、加工工件效率高、旋转工作台定位精准的立式车铣复合加工中心。

为解决此技术问题，本发明采取以下方案：立式车铣复合加工中心，包括控制器、底座、旋转工作台、水平移动机构、第一升降机构、第二升降机构、龙门架、立式主轴箱、车铣削主轴单元和立式刀库，所述龙门架跨设于底座上，所述龙门架上设有可于龙门架横梁上往返移动的第一鞍座和第二鞍座，所述立式主轴箱经第一升降机构可上下升降地设于第一鞍座上对旋转工作台上的待加工工件进行加工，所述车铣削主轴单元经第二升降机构可上下升降地设于第二鞍座上对旋转工作台上的待加工工件进行车、铣、削加工，所述立式刀库设于龙门架上位于立式主轴箱一侧用于更换立式主轴箱的加工刀具，所述旋转工作台包括工作台、转盘、固定座、驱动机构、液压缸、刹车环和刹车盘，所述固定座经水平移动机构可于底座上水平移动地设于底座上，所述固定座中心开设有空腔且位于空腔的顶部开口上设有中空支撑台，所述转盘经轴承可转动的套设于固定座上部，所述工作台底面与转盘顶面固定连接，所述固定座的中空支撑台台面凸出转盘中部，所述刹车盘上端与工作台底面相固接且刹车盘位于固定座的中空支撑台台面上，所述液压缸设于固定座中心的空腔内且液压缸的活塞杆穿出固定座的空腔以及中空支撑台，所述刹车环套设于液压缸的活塞杆自由端，所述刹车环与刹车盘相适配且液压缸的活塞杆带动刹车环下压刹车盘锁紧工作台于固定座上或松开工作台，所述驱动机构连接并带动转盘转动，所述水平移动机构、第一升降机构、第二升降机构、龙门架的第一鞍座与第二鞍座、立式主轴箱、车铣削主轴单元、立式刀库、驱动机构、液压缸均连接并受控于控制器。

进一步的，还包括夹持机构，所述工作台上表面设有多条由边沿向工作台中心延伸的卡槽，所述夹持机构包括多个与工作台上各条卡槽相适配的卡块，各个卡块可调节地设于工作台的各条卡槽上用于锁紧工作台中心放置的待加工工件或松开取出工作台中心放置的加工完成的工件。

更进一步的，所述工作台为圆形工作台，各条卡槽由边沿朝向中心延伸设置且均布于工作台上表面。

进一步的，所述驱动机构包括主轴电机和同步轮，所述同步轮与转盘相连接，所述主轴电机带动同步轮转动进而带动转盘旋转。

进一步的，所述转盘位于与工作台连接的连接面上设有多级由外至内升高的第一阶梯，所述工作台位于与转盘连接的连接面上设有与转盘第一阶梯相适配的由内至外升高的第二阶梯，所述工作台底面的第二阶梯与转盘的第一阶梯相契合固定连接。

更进一步的，所述转盘的第一阶梯的其中两级台阶之间设有防尘槽，所述工作台底面位于该防尘槽处设有相适配的凸环。

进一步的，所述龙门架的横梁上设有第一线轨和第二线轨，第一线轨和第二线轨分别沿横梁轴心设于横梁的上表面和正面上且第一线轨和第二线轨的滑行面所在平面相互垂直，所述第一鞍座与第二鞍座均设有与横梁上的第一线轨和第二线轨相适配的滑槽，所述第一鞍座与第二鞍座经滑槽与第一线轨和第二线轨配合可滑动地设于横梁上，龙门架的横梁上设有第二驱动机构和第三驱动机构，第二驱动机构和第三驱动机构分别连接并带动第一鞍座与第二鞍座于横梁上往返移动。

还包括外置编码器，所述外置编码器设于固定座的容腔内，所述控制器经外置编码器连接并控制旋转工作台的液压缸。

进一步的，还包括感应器，所述感应器设于固定座内检测旋转工作台内液压缸工作状态并将检测信息发送至控制器。

进一步的，所述轴承为圆锥交叉滚子轴承。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：通过在底座上设置可水平移动的旋转工作台，并在底座上架设龙门架且将立式主轴箱与车铣削主轴单元可往返移动和上下升降地设于龙门架上，由立式主轴箱以及对旋转工作台上的待加工工件进行钻孔等加工，立式主轴箱配合立式刀库使得复合加工中心可以更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等连续完成对工件的多种工序，减少了工件装夹、测量和机床调整等辅助工序时间，360°自动旋转配合复合加工中心的自动加工使工件一次完成全部加工，由车铣削主轴单元对旋转工作台上的待加工工件进行车、铣、削加工，实现多种机床的复合功能加工，使得一台机台实现多样化加工，通过将旋转工作台由工作台、转盘、固定座、驱动机构、液压缸、刹车环和刹车盘组合而成，在对旋转的工作台进行制动锁紧定位时只需控制液压缸带动刹车环下压刹车盘即可实现任意角度的快速精准制动锁紧定位，使用方便、加工工件效率高、旋转工作台定位精准，有效提高加工效率，提高企业生产利润，通过进一步的设置，即设置夹持机构由边沿往中心调节锁紧工作台上的待加工工件，使得工件可有效稳定地固定在工作台中心进行360°定位加工，工件固定稳固，通过主轴所携带的刀具对工件钻、镗、车、铣、削、铰以及攻丝等多种工序加工，通过龙门架横梁上的第一线轨和第二线轨分别设置在横梁相邻的两个面且第一线轨和第二线轨的滑行面所在平面相互垂直，进而使得立式主轴箱和车铣削主轴单元在受到动力头的加工引起震动时由于第一线轨和第二线轨不在同一平面使得该震动力无法在第一线轨和第二线轨之间传递形成联动震动，使得第一鞍座、第二鞍座、第一线轨、第二线轨和龙门架的横梁之间的结构稳固，避免安装于第一鞍座和第二鞍座上的立式主轴箱和车铣削主轴单元在龙门架的横梁上因受动力头长期加工震动影响而造成偏移，有效保障立式主轴箱和车铣削主轴单元滑行移动稳定同时保障立式主轴箱和车铣削主轴单元上动力头的刀具加工精准，转盘和工作台之间的连接面设置第一阶梯和第二阶梯配合具有超强的防水和防尘性能，同时防尘槽和凸环的配合设置进一步增强防尘性能，有效保障固定座和转盘内部结构安全稳定运行，采用同步轮带动转盘转动可实现零间隙传动避免加工过程中因间隙过大使得刀具出现损耗大、崩刀、打刀的现象，提高转盘的使用寿命，通过设置外置编码器实现了闭环作用排除机械工作带来的误差，可广泛推广应用。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的旋转工作台剖视结构示意图；

图3是图2的A处放大结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

参考图1-图3，优选的本发明的立式车铣复合加工中心，包括控制器、底座1、旋转工作台2、水平移动机构3、第一升降机构4、第二升降机构5、龙门架6、立式主轴箱7、车铣削主轴单元8、立式刀库9和夹持机构，所述龙门架6跨设于底座1上，所述龙门架6上设有可于龙门架6横梁上往返移动的第一鞍座61和第二鞍座62，所述龙门架6的横梁上设有第一线轨63和第二线轨64，第一线轨63和第二线轨64分别沿横梁轴心设于横梁的上表面和正面上且第一线轨63和第二线轨64的滑行面所在平面相互垂直，所述第一鞍座61与第二鞍座62均设有与横梁上的第一线轨63和第二线轨64相适配的滑槽，所述第一鞍座61与第二鞍座62经滑槽与第一线轨63和第二线轨64配合可滑动地设于横梁上，龙门架6的横梁上设有第二驱动机构65和第三驱动机构66，第二驱动机构65和第三驱动机构66分别连接并带动第一鞍座61与第二鞍座62于横梁上往返移动，所述立式主轴箱7经第一升降机构4可上下升降地设于第一鞍座61上对旋转工作台2上的待加工工件进行加工，所述车铣削主轴单元8经第二升降机构5可上下升降地设于第二鞍座62上对旋转工作台2上的待加工工件进行车、铣、削加工，所述立式刀库9设于龙门架6上位于立式主轴箱7一侧用于更换立式主轴箱7的加工刀具，所述旋转工作台2包括工作台21、转盘22、固定座23、驱动机构24、液压缸25、刹车环26、刹车盘27、外置编码器28和感应器29，所述固定座23经水平移动机构3可于底座1上水平移动地设于底座1上，所述固定座23中心开设有空腔231且位于空腔231的顶部开口上设有中空支撑台232，所述转盘22经轴承可转动的套设于固定座23上部，所述轴承为圆锥交叉滚子轴承，所述工作台21底面与转盘22顶面固定连接，所述转盘22位于与工作台21连接的连接面上设有多级由外至内升高的第一阶梯221，所述工作台21位于与转盘22连接的连接面上设有与转盘22第一阶梯221相适配的由内至外升高的第二阶梯212，所述工作台21底面的第二阶梯212与转盘22的第一阶梯221相契合固定连接，所述转盘22的第一阶梯221的其中两级台阶之间设有防尘槽222，所述工作台21底面位于该防尘槽222处设有相适配的凸环213，所述工作台21为圆形工作台，工作台上21表面设有多条由边沿向工作台中心延伸的卡槽211且各条卡槽211均布于工作台21上表面，所述夹持机构包括多个与工作台21上各条卡槽211相适配的卡块，各个卡块可调节地设于工作台21的各条卡槽211上用于锁紧工作台21中心放置的待加工工件或松开取出工作台21中心放置的加工完成的工件，所述固定座23的中空支撑台232台面凸出转盘22中部，所述刹车盘27上端与工作台21底面相固接且刹车盘27位于固定座23的中空支撑台232台面上，所述液压缸25设于固定座23中心的空腔231内且液压缸25的活塞杆穿出固定座23的空腔231以及中空支撑台232，所述刹车环26套设于液压缸25的活塞杆自由端，所述刹车环26与刹车盘27相适配且液压缸25的活塞杆带动刹车环26下压刹车盘27锁紧工作台21于固定座23上或松开工作台21，所述驱动机构24包括主轴电机和同步轮，所述同步轮与转盘相连接，所述主轴电机带动同步轮转动进而带动转盘22旋转，所述外置编码器28设于固定座23的容腔231内，所述感应器29设于固定座23内检测旋转工作台内液压缸25工作状态并将检测信息发送至控制器，所述控制器经外置编码器28连接并控制旋转工作台2的液压缸25，所述水平移动机构、第一升降机构、第二升降机构、立式主轴箱、车铣削主轴单元、立式刀库、驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构均连接并受控于控制器。

本发明通过在底座上设置可水平移动的旋转工作台，并在底座上架设龙门架且将立式主轴箱与车铣削主轴单元可往返移动和上下升降地设于龙门架上，由立式主轴箱以及对旋转工作台上的待加工工件进行钻孔等加工，立式主轴箱配合立式刀库使得复合加工中心可以更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等连续完成对工件的多种工序，减少了工件装夹、测量和机床调整等辅助工序时间，360°自动旋转配合复合加工中心的自动加工使工件一次完成全部加工，由车铣削主轴单元对旋转工作台上的待加工工件进行车、铣、削加工，实现多种机床的复合功能加工，使得一台机台实现多样化加工，通过将旋转工作台由工作台、转盘、固定座、驱动机构、液压缸、刹车环和刹车盘组合而成，在对旋转的工作台进行制动锁紧定位时只需控制液压缸带动刹车环下压刹车盘即可实现任意角度的快速精准制动锁紧定位，使用方便、加工工件效率高、旋转工作台定位精准，有效提高加工效率，提高企业生产利润，通过进一步的设置，即设置夹持机构由边沿往中心调节锁紧工作台上的待加工工件，使得工件可有效稳定地固定在工作台中心进行360°定位加工，工件固定稳固，通过主轴所携带的刀具对工件钻、镗、车、铣、削、铰以及攻丝等多种工序加工，通过龙门架横梁上的第一线轨和第二线轨分别设置在横梁相邻的两个面且第一线轨和第二线轨的滑行面所在平面相互垂直，进而使得立式主轴箱和车铣削主轴单元在受到动力头的加工引起震动时由于第一线轨和第二线轨不在同一平面使得该震动力无法在第一线轨和第二线轨之间传递形成联动震动，使得第一鞍座、第二鞍座、第一线轨、第二线轨和龙门架的横梁之间的结构稳固，避免安装于第一鞍座和第二鞍座上的立式主轴箱和车铣削主轴单元在龙门架的横梁上因受动力头长期加工震动影响而造成偏移，有效保障立式主轴箱和车铣削主轴单元滑行移动稳定同时保障立式主轴箱和车铣削主轴单元上动力头的刀具加工精准，转盘和工作台之间的连接面设置第一阶梯和第二阶梯配合具有超强的防水和防尘性能，同时防尘槽和凸环的配合设置进一步增强防尘性能，有效保障固定座和转盘内部结构安全稳定运行，采用同步轮带动转盘转动可实现零间隙传动避免加工过程中因间隙过大使得刀具出现损耗大、崩刀、打刀的现象，提高转盘的使用寿命，通过设置外置编码器实现了闭环作用排除机械工作带来的误差，可广泛推广应用。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.立式车铣复合加工中心，包括控制器、底座、旋转工作台、水平移动机构、第一升降机构、第二升降机构、龙门架、立式主轴箱、车铣削主轴单元和立式刀库，其特征在于：所述龙门架跨设于底座上，所述龙门架上设有可于龙门架横梁上往返移动的第一鞍座和第二鞍座，所述立式主轴箱经第一升降机构可上下升降地设于第一鞍座上对旋转工作台上的待加工工件进行加工，所述车铣削主轴单元经第二升降机构可上下升降地设于第二鞍座上对旋转工作台上的待加工工件进行车、铣、削加工，所述立式刀库设于龙门架上位于立式主轴箱一侧用于更换立式主轴箱的加工刀具，所述旋转工作台包括工作台、转盘、固定座、驱动机构、液压缸、刹车环和刹车盘，所述固定座经水平移动机构可于底座上水平移动地设于底座上，所述固定座中心开设有空腔且位于空腔的顶部开口上设有中空支撑台，所述转盘经轴承可转动的套设于固定座上部，所述工作台底面与转盘顶面固定连接，所述固定座的中空支撑台台面凸出转盘中部，所述刹车盘上端与工作台底面相固接且刹车盘位于固定座的中空支撑台台面上，所述液压缸设于固定座中心的空腔内且液压缸的活塞杆穿出固定座的空腔以及中空支撑台，所述刹车环套设于液压缸的活塞杆自由端，所述刹车环与刹车盘相适配且液压缸的活塞杆带动刹车环下压刹车盘锁紧工作台于固定座上或松开工作台，所述驱动机构连接并带动转盘转动，所述水平移动机构、第一升降机构、第二升降机构、龙门架的第一鞍座与第二鞍座、立式主轴箱、车铣削主轴单元、立式刀库、驱动机构、液压缸均连接并受控于控制器。

2.根据权利要求1所述的立式车铣复合加工中心，其特征在于：还包括夹持机构，所述工作台上表面设有多条由边沿向工作台中心延伸的卡槽，所述夹持机构包括多个与工作台上各条卡槽相适配的卡块，各个卡块可调节地设于工作台的各条卡槽上用于锁紧工作台中心放置的待加工工件或松开取出工作台中心放置的加工完成的工件。

3.根据权利要求2所述的立式车铣复合加工中心，其特征在于：所述工作台为圆形工作台，各条卡槽由边沿朝向中心延伸设置且均布于工作台上表面。

4.根据权利要求1所述的立式车铣复合加工中心，其特征在于：所述驱动机构包括主轴电机和同步轮，所述同步轮与转盘相连接，所述主轴电机带动同步轮转动进而带动转盘旋转。

5.根据权利要求1所述的立式车铣复合加工中心，其特征在于：所述转盘位于与工作台连接的连接面上设有多级由外至内升高的第一阶梯，所述工作台位于与转盘连接的连接面上设有与转盘第一阶梯相适配的由内至外升高的第二阶梯，所述工作台底面的第二阶梯与转盘的第一阶梯相契合固定连接。

6.根据权利要求5所述的立式车铣复合加工中心，其特征在于：所述转盘的第一阶梯的其中两级台阶之间设有防尘槽，所述工作台底面位于该防尘槽处设有相适配的凸环。

7.根据权利要求1所述的立式车铣复合加工中心，其特征在于：所述龙门架的横梁上设有第一线轨和第二线轨，第一线轨和第二线轨分别沿横梁轴心设于横梁的上表面和正面上且第一线轨和第二线轨的滑行面所在平面相互垂直，所述第一鞍座与第二鞍座均设有与横梁上的第一线轨和第二线轨相适配的滑槽，所述第一鞍座与第二鞍座经滑槽与第一线轨和第二线轨配合可滑动地设于横梁上，龙门架的横梁上设有第二驱动机构和第三驱动机构，第二驱动机构和第三驱动机构分别连接并带动第一鞍座与第二鞍座于横梁上往返移动。

8.根据权利要求1所述的立式车铣复合加工中心，其特征在于：还包括外置编码器，所述外置编码器设于固定座的容腔内，所述控制器经外置编码器连接并控制旋转工作台的液压缸。

9.根据权利要求1所述的立式车铣复合加工中心，其特征在于：还包括感应器，所述感应器设于固定座内检测旋转工作台内液压缸工作状态并将检测信息发送至控制器。

10.根据权利要求1所述的立式车铣复合加工中心，其特征在于：所述轴承为圆锥交叉滚子轴承。

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