CN114012447B - 一种多主轴钻铣设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多主轴钻铣设备，涉及加工中心领域，其包括机架、两轴运动机构、刀架组件、刀具、前后运动机构、装夹台、夹具；该两轴运动机构设置在该机架上；该刀架组件设置在该两轴运动机构上，该两轴运动机构带动该刀架沿上下方向、左右方向往复运动；该刀具设置两个以上，所有的该刀具均设置在该刀架组件上，该刀架组件带动该刀具绕该刀架组件转动；该前后运动机构设置在该机架上；该装夹台设置于该前后运动机构上，该前后运动机构带动该装夹台；该夹具固定在该装夹台上，该夹具用于装夹多个工件，该装夹台驱动连接该夹具，该装夹台带动该夹具绕竖向轴线转动。本发明可避免在同时使用多个夹具与刀具进行多个自由度的运动时出现绕线的情况。

Description

一种多主轴钻铣设备

技术领域

本发明涉及加工中心，特别是一多主轴钻铣设备。

背景技术

当前，装夹台可广泛应用于多种机械加工场合下。传统的装夹台上一般会装夹一个工件，然后利用机床对装夹在装夹台上的工件进行加工。但是，若需要对批量的工件进行加工时，需要逐一安装在装夹台上，影响加工的效率。因而，有一部分的装夹台上具有多个夹具，可一次性装夹多个工件。但是，这种装夹台一般不能发生旋转或者直线运动，原因是装夹台上的每一个夹具都通过气路连接有气泵，因而容易出现绕线的问题，导致无法采用转台进行加工或者是只能把多个工件分别放置在不同多个转台上，导致加工设备的生产成本的提高。

同时，由于多个工件安装在同一个装夹台上，若工件的零件相对比较复杂，则需要采用两种以上的刀对工件进行加工，如果在机架上再进一步加装刀库的话，设备的体积会比较大，而且实际所用到刀具其实也不多，因而采用刀库的设置方式，一来生产成本较高，二来需要通过快换头对刀进行更换，生产效率不够高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：解决上述所提出的至少一个技术问题。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种多主轴钻铣设备，包括机架、两轴运动机构、刀架组件、刀具、前后运动机构、装夹台和夹具；所述两轴运动机构设置在所述机架上；所述刀架组件设置在所述两轴运动机构上，所述两轴运动机构带动所述刀架组件沿上下方向、左右方向往复运动；所述刀具设置两个以上，所有的所述刀具均设置在所述刀架组件上，所述刀架组件带动所述刀具绕所述刀架组件转动；所述前后运动机构设置在所述机架上；所述装夹台设置于所述前后运动机构上，所述前后运动机构带动所述装夹台沿前后方向往复运动；所述夹具固定在所述装夹台上，所述夹具用于装夹多个工件，所述装夹台驱动连接所述夹具，所述装夹台带动所述夹具绕竖向的轴线转动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述夹具包括设置在所述装夹台上的母板、通过快换结构连接在所述母板上的底板、固定在所述底板上的竖向板和多个设置在所述竖向板上的装夹组件，所述装夹组件用于对工件进行装夹，所述装夹台带动所述母板绕竖向的轴线旋转。

作为上述技术方案的进一步改进，所述装夹组件包括固定在所述竖向板上的杠杆气缸和设置在杠杆气缸一旁的第一支承座，所述第一支承座固定在所述竖向板上，所述杠杆气缸用于将工件压紧在第一支承座上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述快换结构包括设置在底板上的锁盘和设置在母板上的气胀头，所述气胀头包括固定在母板上的座体和柱塞体；所述座体包括第一法兰部和向上凸出设置在第一法兰部上的圆台，圆台为中空结构并且供柱塞体插入；所述柱塞体的周壁上设有多个沿圆周阵列排布的活动滚珠，所述圆台的周壁上开设有供活动滚珠通过的避让孔，所述柱塞体能够在气压的驱动下使活动滚珠伸出避让孔，所述锁盘包括中空结构的圆盘部和设置圆盘部周壁上的第二法兰部，所述圆盘部的顶面内边缘处开设有多个呈圆周阵列排布的限位槽；所述限位槽用于与活动滚珠配合，限制锁盘脱离气胀头。

作为上述技术方案的进一步改进，所述刀架组件包括设置在所述两轴运动机构上的支架、设置在所述支架上的驱动电机、设置在所述支架上的转动座组件，所述驱动电机带动所述转动座组件转动，所述转动座组件上设置所述刀具。

作为上述技术方案的进一步改进，所述转动座组件包括第一套筒、筒芯和连接结构，所述第一套筒固定在所述支架上，所述筒芯设置于所述第一套筒内，所述筒芯与所述第一套筒之间可相对转动，所述筒芯上设有输入口和输出口，所述筒芯上设有连接管道，所述连接管道连通所述输入口和输出口，所述连接管道用于设置线路，所述连接结构设置于所述第一套筒和所述筒芯之间，所述第一套筒上开设有输入通道，所述连接结构用于保持输入通道内线路与连接管道的线路之间的连接，所述刀具固定连接所述筒芯。

作为上述技术方案的进一步改进，所述连接结构包括环绕地设置在所述筒芯的侧面的凹槽和/或环绕地设置在所述筒芯的侧面的滑环，所述滑环用于电连接导线，所述凹槽用于连接气路。

作为上述技术方案的进一步改进，所述装夹台上包括滑块、设置在所述滑块上的转盘、设置在所述滑块上的气路输送组件，所述夹具设置在所述转盘上，所述转盘带动所述夹具绕所述转盘的轴线旋转，所述滑块设置在所述前后运动机构上，所述前后运动机构带动所述滑块沿前后方向往复运动，所述气路输送组件以气路连接所述夹具。

作为上述技术方案的进一步改进，所述气路输送组件包括外管和内芯，所述内芯设置于所述外管内，所述外管与所述内芯之间可相对转动，所述外管上开设有多个输入孔，所述内芯内设有多条气管，每条所述气管的两端在内芯上形成进气孔和出气孔，所述进气孔与所述输入孔以气路连接，所述出气孔以气路连接至所述夹具，所述内芯固定连接所述转盘。

作为上述技术方案的进一步改进，所述外管与内芯之间留有空隙，所述内芯上设有密封环，所述密封环设有多个，每相邻的两个密封环之间设置一个所述进气孔，所述密封环用于隔断相邻的输入孔以及隔断相邻的进气孔。

本发明的有益效果是：使用时由两轴运动机构带动刀架组件进行上下方向以及左右方向的运动，多个刀具设置在刀架组件上，使用者可根据实际所需要采用的刀具的情况，控制刀架组件转动，从而更换锁需要采用加工的刀具，其使用便捷，换刀的效率高，前后运动机构带动装夹台进行前后运动，从而可带动夹具进行前后方向的运动，结合两轴运动机构的使用，可实现刀具相对于夹具进行三轴运动，该夹具可装夹多个工件，可有效地提高加工效率。

附图说明

图1是本发明的多主轴钻铣设备的轴测图一；

图2是本发明的第一套筒、筒芯、刀具的剖视示意图；

图3是本发明的多主轴钻铣设备的轴测图二；

图4是本发明的装夹台、夹具的爆炸图；

图5是本发明的气路输送组件的剖面结构示意图；

图6是本发明的夹具、快换结构、装夹组件的轴测图一；

图7是本发明的夹具、快换结构、装夹组件的轴测图二；

图8是本发明的图7中的L的放大图；

图9是本发明的底板、锁盘的轴测图；

图10是本发明的母板、圆台、柱塞体的轴测图；

图11是本发明的锁盘的轴测图；

图12是本发明的床身主体的侧视图；

图13是本发明中的图12中的A-A剖视图；

图14是本发明中的床身主体的轴测图。

附图中：1-两轴运动机构，11-左右运动机构，12-上下运动机构，21-支架，22-驱动电机，23-转动座组件，231-第一套筒，2310-输入通道，232-筒芯，2321-输入口，2322-输出口，2331-凹槽，2332-滑环，3-刀具，4-前后运动机构，5-装夹台，51-滑块，52-转盘，53-气路输送组件，531-外管，5311-输入孔，532-内芯，530-密封环，5321-进气孔，5322-出气孔，61-母板，62-底板，63-竖向板，64-装夹组件，641-杠杆气缸，642-第一支承座，7-快换结构，71-气胀头，711-座体，7111-第一法兰部，7112-圆台，712-柱塞体，7120-滚珠，7121-避让孔，72-锁盘，721-第二法兰部，722-圆盘部，7221-限位槽，91-床身主体，92-排屑孔，93-安装架，96-第一支撑板，97-第二支撑板，911-滑轨座。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1至图14，一种多主轴钻铣设备，包括机架、两轴运动机构1、刀架组件、刀具3、前后运动机构4、装夹台5、夹具；所述两轴运动机构1设置在所述机架上；所述刀架组件设置在所述两轴运动机构1上，所述两轴运动机构1带动所述刀架组件沿上下方向、左右方向往复运动；所述刀具3设置两个以上，所有的所述刀具3均设置在所述刀架组件上，所述刀架组件带动所述刀具3绕所述刀架组件转动；所述前后运动机构4设置在所述机架上；所述装夹台5设置于所述前后运动机构4上，所述前后运动机构4带动所述装夹台5沿前后方向往复运动；所述夹具固定在所述装夹台5上，所述夹具用于装夹多个工件，所述装夹台5驱动连接所述夹具，所述装夹台5带动所述夹具绕竖向的轴线转动。

由上述可得，使用时由两轴运动机构1带动刀架组件进行上下方向以及左右方向的运动，多个刀具3设置在刀架组件上，使用者可根据实际所需要采用的刀具3的情况，控制刀架组件转动，从而更换锁需要采用加工的刀具3，其使用便捷，换刀的效率高，前后运动机构4带动装夹台5进行前后运动，从而可带动夹具进行前后方向的运动，结合两轴运动机构1的使用，可实现刀具3相对于夹具进行三轴运动，该夹具可装夹多个工件，可有效地提高加工效率。

在一些实施例中，所述夹具包括设置在所述装夹台5上的母板61、通过快换结构7连接在所述母板61上的底板62、固定在所述底板62上的竖向板63和多个设置在所述竖向板63上的装夹组件64，所述装夹组件64用于对工件进行装夹，所述装夹台5带动所述母板61绕竖向的轴线旋转。

在一些实施例中，所述装夹组件64包括固定在所述竖向板63上的杠杆气缸641和设置在杠杆气缸641一旁的第一支承座642，所述第一支承座642固定在所述竖向板63上，所述杠杆气缸641用于将工件压紧在第一支承座642上。

在一些实施例中，所述快换结构7包括设置在底板62上的锁盘72和设置在母板61上的气胀头71，所述气胀头71包括固定在母板61上的座体711和柱塞体712；所述座体711包括第一法兰部7111和向上凸出设置在第一法兰部7111上的圆台7112，圆台7112为中空结构并且供柱塞体712插入；所述柱塞体712的周壁上设有多个沿圆周阵列排布的活动滚珠7120，所述圆台7112的周壁上开设有供活动滚珠7120通过的避让孔7121，所述柱塞体712能够在气压的驱动下使活动滚珠7120伸出避让孔7121，所述锁盘72包括中空结构的圆盘部722和设置圆盘部722周壁上的第二法兰部721，所述圆盘部722的顶面内边缘处开设有多个呈圆周阵列排布的限位槽7221；所述限位槽7221用于与活动滚珠7120配合，限制锁盘72脱离气胀头71。

使用时，可以理解为，母板61上设置有个多个气胀头71，例如是四个气胀头71。锁盘72套入气胀头71后，气胀头对底板62和底板62上的夹具进行平稳的支承，气胀头71的头部在供气作用下膨胀固定锁盘72，保证在加工过程中不会脱离母板61。

所述柱塞体712与气源连接，柱塞体712的内部注入气压，在气压的驱动下使所有活动滚珠7120朝远离柱塞体712轴线的方向伸出避让孔7121，使得活动滚珠7120限制锁盘72向上移动。

在一些实施例中，所述刀架组件包括设置在所述两轴运动机构1上的支架21、设置在所述支架21上的驱动电机22、设置在所述支架21上的转动座组件23，所述驱动电机22带动所述转动座组件23转动，所述转动座组件23上设置所述刀具3。该结构简单、设置方便，通过驱动电机22带动转动座组件23旋转，从而实现带动刀具3的转动，实现换刀的操作。在某些实施例中，驱动电机22带动筒芯232同步转动。

在一些实施例中，所述转动座组件23包括第一套筒231、筒芯232和连接结构，所述第一套筒231固定在所述支架21上，所述筒芯232设置于所述第一套筒231内，所述筒芯232与所述第一套筒231之间可相对转动，所述筒芯232上设有输入口2321和输出口2322，所述筒芯232上设有连接管道，所述连接管道连通所述输入口2321和输出口2322，所述连接管道用于设置线路，所述连接结构设置于所述第一套筒231和所述筒芯232之间，所述第一套筒231上开设有输入通道2310，所述连接结构用于保持输入通道2310内线路与连接管道的线路之间的连接，所述刀具3固定连接所述筒芯232。该结构简单、设置方便，输入通道2310用上供使用者插入外设的线路，第一套筒231与筒芯232相对转动时，通过连接结构保持通道内线路与连接管道的线路之间的连接，能够有效地避免线路出现绕线的问题。刀具3固定连接筒芯232，使得筒芯232在转动时带动刀具3同步转动。

在本实施例中，线路可以是电路或气路；再进一步的，电路优选为导线。

在某些实施例中，由驱动电机22带动筒芯232转动。

在一些实施例中，所述连接结构包括环绕地设置在所述筒芯232的侧面的凹槽2331和/或环绕地设置在所述筒芯232的侧面的滑环2332，所述滑环2332用于电连接导线，所述凹槽2331用于连接气路。使用时，使用者可根据刀具3的类型而选择是否需要在筒芯232上设置凹槽2331，当刀具3需要以气压作为能源时，则需要设置凹槽2331在筒芯232的侧面。此外，滑环2332由导电材质制成。

优选的，第一套筒231的内壁设置呈绝缘材料。

在一些实施例中，所述装夹台5上包括滑块51、设置在所述滑块51上的转盘52、设置在所述滑块51上的气路输送组件53，所述夹具设置在所述转盘52上，所述转盘52带动所述夹具绕所述转盘52的轴线旋转，所述滑块51设置在所述前后运动机构4上，所述前后运动机构4带动所述滑块51沿前后方向往复运动，所述气路输送组件53以气路连接所述夹具。该结构简单、设置方便，使用时，滑块51设置在前后运动机构4上，由前后运动机构4带动滑块51沿着前后方向往复运动，气路输送组件53以气路输送到夹具中。

在某些实施例中，气路输送组件53通过气路连接到夹具上的每一个杠杆气缸641上，此外，气路输送组件53还通过气路连接到气胀头71上。

在一些实施例中，所述气路输送组件53包括外管531和内芯532，所述内芯532设置于所述外管531内，所述外管531与所述内芯532之间可相对转动，所述外管531上开设有多个输入孔5311，所述内芯532内设有多条气管，每条所述气管的两端在内芯532上形成进气孔5321和出气孔5322，所述进气孔5321与所述输入孔5311以气路连接，所述出气孔5322以气路连接至所述夹具，所述内芯532固定连接所述转盘52。在实际使用中，转盘52带动内芯532旋转，内芯532与外管531之间相对转动，为此，使用者可把外设的输气管道插入到输入孔5311中，从而，即使内芯532发生转动，也不会影响到输气管道的使用，能够有效地避免输气管道发生绕线的现象。优选的，一条外设的输气管道插入到一个输入孔5311中，此外，相应地，输入孔5311与进气孔5321一一对应地设置。

进一步的，每一条气管上除了有进气孔5321和出气孔5322之外，还可以有分支出来的管道连通到内芯532外，而分支出来的管道可以是作为其中一个进气孔5321或者出气孔5322。

在一些实施例中，所述外管531与内芯532之间留有空隙，所述内芯532上设有密封环530，所述密封环530设有多个，每相邻的两个密封环530之间设置一个所述进气孔5321，所述密封环530用于隔断相邻的输入孔5311以及隔断相邻的进气孔5321。使用时，内芯532上的进气孔5321沿内芯532的轴向设置的内芯532的外壁，为了避免相邻的进气孔5321之间的进气会有干涉，通过密封环530对相邻的两个进气孔5321进行分隔，有效地避免相邻的进气孔5321之间的进气会相互影响。

在本发明中，机架包括床身主体91以及设置在床身主体91上的安装架93。所述床身主体91的顶面开设有排屑孔92，所述排屑孔92贯穿所述床身主体91，所述床身主体91上设有若干个滑轨座911，所述滑轨座911沿左右前后方向延伸，所述排屑孔92的两侧分别设有一个滑轨座911，所述床身主体91上设有安装座，所述床身主体91内开设有空腔，所述空腔内设有多个沿前后方向排列的第一支撑板96，所述空腔内设置多个沿左右方向排列的第二支撑板97，每一个所述滑轨座911的正下方设有一个第二支撑板97，所述安装座底部轮廓的正下方对应地设置第一支撑板96和第二支撑板97。

床身主体91内开设空腔能够有效地降低床身的重量，由于安装座上需要安装外设的运动机构等部件，安装座上需要承载较大的重量，通过对安装座的轮廓的底部布置以第一支撑板96和第二支撑板97，可满足对滑轨座911的重量的支撑，同时，在滑轨座911的正下方对应地安装支撑滑轨座911的第二支撑板97，可对滑轨座911进行支撑，此外，滑轨座911设置于排屑孔92的两侧，通过第二支撑板97的设置能够提高排屑孔92处的强度，从而滑轨座911上设置滑轨，滑轨上设置上述的滑块51，滑块51与滑轨可相对滑动。

此外，前后运动机构4设置于排屑孔92的旁侧，装夹台5设置于排屑孔92的正上方。

该两轴运动机构1包括安装在所述安装架93上的上下运动机构12和设置在上下运动机构12上的左右运动机构11，上下运动机构12带动左右运动机构11沿上下方向往复运动，左右运动机构11带动刀架组件沿左右方向往复运动。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (2)

1.一种多主轴钻铣设备，包括机架，其特征在于，还包括：

两轴运动机构，所述两轴运动机构设置在所述机架上；

刀架组件，所述刀架组件设置在所述两轴运动机构上，所述两轴运动机构带动所述刀架组件沿上下方向、左右方向往复运动；

刀具，所述刀具设置两个以上，所有的所述刀具均设置在所述刀架组件上，所述刀架组件带动所述刀具绕所述刀架组件转动；

前后运动机构，所述前后运动机构设置在所述机架上；

装夹台，所述装夹台设置于所述前后运动机构上，所述前后运动机构带动所述装夹台沿前后方向往复运动；

夹具，所述夹具固定在所述装夹台上，所述夹具用于装夹多个工件；

所述刀架组件包括设置在所述两轴运动机构上的支架、设置在所述支架上的驱动电机、设置在所述支架上的转动座组件，所述驱动电机带动所述转动座组件转动，所述转动座组件上设置所述刀具，所述转动座组件包括第一套筒、筒芯和连接结构，所述第一套筒固定在所述支架上，所述筒芯设置于所述第一套筒内，所述筒芯与所述第一套筒之间可相对转动，所述筒芯上设有输入口和输出口，所述筒芯上设有连接管道，所述连接管道连通所述输入口和输出口，所述连接管道用于设置线路，所述连接结构设置于所述第一套筒和所述筒芯之间，所述第一套筒上开设有输入通道，所述连接结构用于保持输入通道内线路与连接管道的线路之间的连接，所述刀具固定连接所述筒芯，所述连接结构包括环绕地设置在所述筒芯的侧面的凹槽和环绕地设置在所述筒芯的侧面的滑环，所述滑环用于电连接导线，所述凹槽用于连接气路，所述夹具包括设置在所述装夹台上的母板、通过快换结构连接在所述母板上的底板、固定在所述底板上的竖向板和多个设置在所述竖向板上的装夹组件，所述装夹组件用于对工件进行装夹，所述装夹台带动所述母板绕竖向的轴线旋转；机架包括床身主体以及设置在床身主体上的安装架，所述床身主体的顶面开设有排屑孔，所述排屑孔贯穿所述床身主体，所述床身主体上设有若干个滑轨座，所述滑轨座沿左右前后方向延伸，所述排屑孔的两侧分别设有一个滑轨座，所述床身主体上设有安装座，所述床身主体内开设有空腔，所述空腔内设有多个沿前后方向排列的第一支撑板，所述空腔内设置多个沿左右方向排列的第二支撑板，每一个所述滑轨座的正下方设有一个第二支撑板，所述安装座底部轮廓的正下方对应地设置第一支撑板和第二支撑板，前后运动机构设置于排屑孔的旁侧，装夹台设置于排屑孔的正上方，两轴运动机构包括安装在所述安装架上的上下运动机构和设置在上下运动机构上的左右运动机构，上下运动机构带动左右运动机构沿上下方向往复运动，左右运动机构带动刀架组件沿左右方向往复运动，所述装夹台上包括滑块、设置在所述滑块上的转盘、设置在所述滑块上的气路输送组件，所述夹具设置在所述转盘上，所述转盘带动所述夹具绕所述转盘的轴线旋转，所述滑块设置在所述前后运动机构上，所述前后运动机构带动所述滑块沿前后方向往复运动，所述气路输送组件以气路连接所述夹具，所述气路输送组件包括外管和内芯，所述内芯设置于所述外管内，所述外管与所述内芯之间可相对转动，所述外管上开设有多个输入孔，所述内芯内设有多条气管，每条所述气管的两端在内芯上形成进气孔和出气孔，所述进气孔与所述输入孔以气路连接，所述出气孔以气路连接至所述夹具，所述内芯固定连接所述转盘，所述外管与内芯之间留有空隙，所述内芯上设有密封环，所述密封环设有多个，每相邻的两个密封环之间设置一个所述进气孔，所述密封环用于隔断相邻的输入孔以及隔断相邻的进气孔；所述装夹组件包括固定在所述竖向板上的杠杆气缸和设置在杠杆气缸一旁的第一支承座，所述第一支承座固定在所述竖向板上，所述杠杆气缸用于将工件压紧在第一支承座上。

2.根据权利要求1所述的多主轴钻铣设备，其特征在于，所述快换结构包括设置在底板上的锁盘和设置在母板上的气胀头，所述气胀头包括固定在母板上的座体和柱塞体；所述座体包括第一法兰部和向上凸出设置在第一法兰部上的圆台，圆台为中空结构并且供柱塞体插入；所述柱塞体的周壁上设有多个沿圆周阵列排布的活动滚珠，所述圆台的周壁上开设有供活动滚珠通过的避让孔，所述柱塞体能够在气压的驱动下使活动滚珠伸出避让孔，所述锁盘包括中空结构的圆盘部和设置圆盘部周壁上的第二法兰部，所述圆盘部的顶面内边缘处开设有多个呈圆周阵列排布的限位槽；所述限位槽用于与活动滚珠配合，限制锁盘脱离气胀头。

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