CN114102142A - 一种多轴车铣复合数控机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多轴车铣复合数控机床，包括内部带控制器的机床本体以及用于放置加工产品的加工台，在机床本体上设置有能够使加工台在水平面的X方向和Y方向运动的进给传动装置，在机床本体上还设置有对加工台上的产品进行加工的Z轴钻铣装置，所述Z轴钻铣装置包括主轴旋转伺服电机、两个主轴动力头以及两个Z轴进给电机，所述的Z轴钻铣装置由两个Z轴进给电机单独驱动每一个主轴动力头在竖直方向上进行上下运动，实现两个主轴动力头与产品之间垂直距离的单独调整，且两个主轴动力头由主轴旋转伺服电机驱动旋转，在每一个主轴动力头的下方通过螺丝拆卸式安装有铣刀或钻头或丝锥；本发明提高工作效率以及加工的灵活性。

Description

一种多轴车铣复合数控机床

技术领域

本发明涉及数控加工的技术领域，具体为一种多轴车铣复合数控机床。

背景技术

当前，中国的制造业正处于蓬勃发展时期，各种工件的钻铣加工需求量非常大，因此数控钻铣机床正在得到越来越广泛的应用，这也使得当前国内数控钻铣机床存在着很大的市场需求。当前国内企业生产的数控钻铣机床大多只有一个钻铣加工头，面对大批量加工任务时工作效率较低，操作工人劳动强度较大。

当增加钻铣加工头的数量时不单单要求空间结构上要增大很多，而且结构也相对复杂，同时即使钻铣加工头数量上增加，也仅仅实现一种加工方式，例如仅实现打孔功能或攻牙或铣的功能，无法同时实现打孔或攻牙（或铣轮廓）同步进行的方式，最终导致加工不灵活，加工效率低下，故此需要改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多轴车铣复合数控机床，以解决上述背景技术中提出的加工不灵活、加工效率低下的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多轴车铣复合数控机床，包括内部带控制器的机床本体以及用于放置加工产品的加工台，在机床本体上设置有能够使加工台在水平面的X方向和Y方向运动的进给传动装置，其特征在于：在机床本体上还设置有对加工台上的产品进行加工的Z轴钻铣装置，所述Z轴钻铣装置包括主轴旋转伺服电机、两个主轴动力头以及两个Z轴进给电机，所述的Z轴钻铣装置由两个Z轴进给电机单独驱动每一个主轴动力头在竖直方向上进行上下运动，实现两个主轴动力头与产品之间垂直距离的单独调整，且两个主轴动力头由主轴旋转伺服电机驱动旋转，在每一个主轴动力头的下方通过螺丝拆卸式安装有铣刀或钻头或丝锥。

作为优选，在机床本体上设置有主轴支架，所述主轴支架的前端固定有两个攻牙支架，在每一个攻牙支架上固定有攻牙钻孔器，所述攻牙钻孔器内设置有一根攻牙钻孔主轴以及进给丝杆，所述攻牙钻孔器的上方设置有固定板，所述攻牙钻孔主轴的上端贯穿固定板后连接有伺服辅同步轮，所述的主轴旋转伺服电机固定在固定板的下方，所述主轴旋转伺服电机的输出轴贯穿固定板后连接有伺服主同步轮，两个伺服辅同步轮与伺服主同步轮之间通过一根同步带传动，所述进给丝杆的上端与所述的Z轴进给电机连接，所述进给丝杆上滑动连接套于攻牙钻孔主轴外的滑动套筒，所述滑动套筒能够沿着攻牙钻孔主轴上下移动，所述滑动套筒下方与所述的主轴动力头转动连接，所述攻牙钻孔主轴还与所述的主轴动力头传动连接，所述Z轴进给电机驱动所述滑动套筒上下移动，所述的攻牙钻孔主轴带动所述的主轴动力头旋转。

作为优选，为了方便操作，所述的进给传动装置包括Y轴伺服电机和X轴伺服电机，所述的Y轴伺服电机固定在所述机床本体上并位于主轴支架的下方，在机床本体上设置有沿Y轴方向沿伸的Y轴导轨，在两根Y轴导轨上滑动连接有底板，所述底板的底部设置有滑动连接在所述Y轴导轨上的第二滑块，所述的Y轴伺服电机的输出连接有第一丝杆，所述第一丝杆上螺纹连接有第一丝杆螺母，所述第一丝杆螺母上固定连接有套于第一丝杆外的第一螺母座，所述第一丝杆螺母座与所述的底板连接，所述X轴伺服电机的输出连接有第二丝杆，所述第二丝杆上螺纹连接有第二丝杆螺母，所述第二丝杆螺母上固定连接有套于第二丝杆外的第二螺母座，所述第二螺母座上固定有加工座，所述加工台固定在所述的加工座的上方，所述加工座的底部设置有两根x轴导轨，每一根x轴导轨上滑动连接有一个以上的第一滑块，所述第一滑块固定在所述的底板的上表面，所述的加工台安装到加工座上，所述X轴伺服电机固定在所述加工座的侧边，所述X轴伺服电机外套有一个电机防护套，在主轴支架与底板之间设置有将露出的Y轴导轨以及第一丝杆罩住的可折叠风琴防护罩。

作为优选，提高冷却效果，在主轴支架的两侧还设置有开口朝向主轴动力头下方的刀具冷却管，在刀具冷却管上连接有冷却冲头。

作为优选，为了快速排除冷却液和废料，在加工座的侧边设置有排液口。

作为优选，提高安全性，在加工座上设置有用于将加工台周围拦住的加工防护罩，所述加工防护罩的前端设置有能够打开的盖门。

作为优选，提高安全性，在两个攻牙支架外还套接有一个安装罩。

作为优选，为了方便显示，在主轴支架的侧边设置有显示屏支架，所述显示屏支架上设置有寸的显示屏。

为了提高安全性，在显示屏上设置有安全感应信号灯。

为了快速收集废料和冷却液，在机床本体的侧边设置有与排液口连通的废液收集推车，所述废液收集推车的下方设置有用于加工时冷却刀具的冷却油泵，所述冷却油泵的输出端与所述的刀具冷却管连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本结构设置将现有的一机一控制的方式，进行一机多控制的方式，工作时，由主轴旋转伺服电机同步带动两个主轴动力头进行旋转，并由两个Z轴进给电机单独驱动主轴动力头在竖直方向上进行上下运动，后期只需要将两个主轴动力头分别连接不同的铣刀或钻头或丝锥，最终实现一个设备能够对产品对产品进行同时打孔加工或同时攻牙或单一操作：一个打孔一个进行攻牙或进行不同尺寸的攻牙的操作过程使得整个设备的加工效率更高，使用范围更广。

附图说明

图1为实施例1中一种多轴车铣复合数控机床的结构示意图；

图2为实施例1中一种多轴车铣复合数控机床中安装罩、同步带、电机防护套以及盖门无其他部件分离时的结构示意图；

图3为实施例1中一种多轴车铣复合数控机床无安装安装罩时的背面结构示意图；

图4为图3中可折叠风琴防护罩与其他部件分离时的结构示意图；

图5为加工座与底板连接时的仰视结构示意图；

图6为图5中底板与其他部件分离时的结构示意图；

图7为底板与机床本体的结构示意图；

图8为图7中底板与其他部件分离时的结构示意图。

图中：机床本体1、加工台2、进给传动装置3、Z轴钻铣装置4、主轴旋转伺服电机5、主轴动力头6、Z轴进给电机7、主轴支架8、攻牙支架9、攻牙钻孔器10、攻牙钻孔主轴11、进给丝杆12、固定板13、伺服辅同步轮14、伺服主同步轮15、同步带16、滑动套筒17、Y轴伺服电机18、X轴伺服电机19、Y轴导轨20、底板21、底板护罩21-1、第二滑块22、第一丝杆23、第一丝杆螺母25、第一螺母座24、第二丝杆26、第二丝杆螺母27、第二螺母座28、加工座29、x轴导轨30、第一滑块31、排液口32、电机防护套33、盖门34、加工防护罩35、安装罩36、刀具冷却管37、冷却冲头38、显示屏支架39、显示屏40、安全感应信号灯41、废液收集推车42、冷却油泵43、可折叠风琴防护罩44。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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；可以是直接相连，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-图8，本发明提供的一种实施例：一种多轴车铣复合数控机床，包括内部带控制器的机床本体1以及用于放置加工产品的加工台2，在机床本体1上设置有能够使加工台2在水平面的X方向和Y方向运动的进给传动装置3，其特征在于：在机床本体1上还设置有对加工台2上的产品进行加工的Z轴钻铣装置4，所述Z轴钻铣装置4包括主轴旋转伺服电机5、两个主轴动力头6以及两个Z轴进给电机7，所述的Z轴钻铣装置4由两个Z轴进给电机7单独驱动每一个主轴动力头6在竖直方向上进行上下运动，实现两个主轴动力头6与产品之间垂直距离的单独调整，且两个主轴动力头6由主轴旋转伺服电机5驱动旋转，在每一个主轴动力头6的下方通过螺丝拆卸式安装有铣刀或钻头或丝锥。

本结构设置将现有的一机一控制的方式，进行一机多控制的方式，工作时，由主轴旋转伺服电机5同步带动两个主轴动力头6进行旋转，并由两个Z轴进给电机7单独驱动主轴动力头6在竖直方向上进行上下运动，后期只需要将两个主轴动力头6分别连接不同的铣刀或钻头或丝锥，最终实现一个设备能够对产品对产品进行同时打孔加工或同时攻牙或单一操作：一个打孔一个进行攻牙或进行不同尺寸的攻牙的操作过程使得整个设备的加工效率更高，使用范围更广。

作为优选，在机床本体1上设置有主轴支架8，所述主轴支架8的前端固定有两个攻牙支架9，在每一个攻牙支架9上固定有攻牙钻孔器10，所述攻牙钻孔器10内设置有一根攻牙钻孔主轴11以及进给丝杆12，所述攻牙钻孔器10的上方设置有固定板13，所述攻牙钻孔主轴11的上端贯穿固定板13后连接有伺服辅同步轮14，所述的主轴旋转伺服电机5固定在固定板13的下方，所述主轴旋转伺服电机5的输出轴贯穿固定板13后连接有伺服主同步轮15，两个伺服辅同步轮14与伺服主同步轮15之间通过一根同步带16传动，所述进给丝杆12的上端与所述的Z轴进给电机7连接，所述进给丝杆12上滑动连接套于攻牙钻孔主轴11外的滑动套筒17，所述滑动套筒17能够沿着攻牙钻孔主轴11上下移动，所述滑动套筒17下方与所述的主轴动力头6转动连接，所述攻牙钻孔主轴11还与所述的主轴动力头6传动连接，所述Z轴进给电机7驱动所述滑动套筒17上下移动，所述的攻牙钻孔主轴11带动所述的主轴动力头6旋转，且所述滑动套筒17上下移动时，不会影响所述的主轴动力头6旋转。

本结构能够实现对产品同时打孔加工或同时攻牙或单一操作，一个打孔一个进行攻牙或进行不同尺寸的攻牙的操作过程。工作时，左右两侧的主轴动力头6可以分别连接不同的加工头，铣刀或钻头或丝锥，当左侧的主轴动力头6连接打孔的产品时，只需要通过驱动左侧的Z轴进给电机7带动进给丝杆12旋转，最终带动左侧的滑动套筒17进行上下移动，来带动下方的主轴动力头6上下移动来实现打开，当需要对右侧的产品进行攻丝时，只需要通过驱动主轴旋转伺服电机5工作带动两个主轴动力头6同步旋转，而在此之前由于左侧的刀具无需对产品进行加工，因此可以先驱动滑动套筒17进行向上移动，此时虽然两个刀具在同步旋转，而由于左侧的刀具无法靠近下方的产品，因此加工不受影响。本申请人需要说明的是，所述滑动套筒17上下移动时，不会影响所述的主轴动力头6旋转的具体结构属于本领域常规技术，故此不做具体描述。

作为优选，为了方便操作，所述的进给传动装置3包括Y轴伺服电机18和X轴伺服电机19，所述的Y轴伺服电机18固定在所述机床本体1上并位于主轴支架8的下方，在机床本体1上设置有沿Y轴方向沿伸的Y轴导轨20，在两根Y轴导轨20上滑动连接有底板21，所述底板21的底部设置有滑动连接在所述Y轴导轨20上的第二滑块22，所述的Y轴伺服电机18的输出连接有第一丝杆23，所述第一丝杆23上螺纹连接有第一丝杆螺母25，所述第一丝杆螺母25上固定连接有套于第一丝杆23外的第一螺母座24，所述第一丝杆螺母25座与所述的底板21连接，所述X轴伺服电机19的输出连接有第二丝杆26，所述第二丝杆26上螺纹连接有第二丝杆螺母27，所述第二丝杆螺母27上固定连接有套于第二丝杆26外的第二螺母座28，所述第二螺母座28上固定有加工座29，所述加工台2固定在所述的加工座29的上方，所述加工座29的底部设置有两根x轴导轨30，每一根x轴导轨30上滑动连接有一个以上的第一滑块31，所述第一滑块31固定在所述的底板21的上表面，所述的加工台2安装到加工座29上，所述X轴伺服电机19固定在所述加工座29的侧边，所述X轴伺服电机19外套有一个电机防护套33，在主轴支架8与底板21之间设置有将露出的Y轴导轨20以及第一丝杆23罩住的可折叠风琴防护罩44，在底板21四周设置有底板护罩21-1。

所述可折叠风琴防护罩44位于底板护罩21-1与Y轴导轨20之间。

工作时，由Y轴伺服电机18驱动第一丝杆23转动，因此带动第一螺母座24在第一丝杆23上沿Y轴方向移动，最终带动底板21能够进行Y轴方向移动，当X轴伺服电机19工作带动第二丝杆26旋转，同步带动第二丝杆螺母27在第二丝杆26上移动，在第一滑块31与x轴导轨30配合下让加工座29沿x轴方向移动，最终实现所述的加工座29能够进行X轴以及Y轴方向的移动来调节工作台2的位置。

作为优选，为了快速排除冷却液和废料，在加工座29的侧边设置有排液口32，通过设置排液口32能够将打孔或铣出来的碎屑同冷却液一起从排液口32排出。

作为优选，提高安全性，在加工座29上设置有用于将加工台2周围拦住的加工防护罩35，所述加工防护罩35的前端设置有能够打开的盖门34，通过设置加工防护罩35能够避免碎屑或冷却液乱飞，方便收集冷却液和产品碎屑，同时设置盖门34实现快速开门，清理内部的碎屑和冷却液。

作为优选，提高安全性，在两个攻牙支架9外还套接有一个安装罩36，通过设置安装罩36提高安全性。

作为优选，提高冷却效果，在主轴支架8的两侧还设置有开口朝向主轴动力头6下方的刀具冷却管37，在刀具冷却管37上连接有冷却冲头38，通过设置刀具冷却管37，进行一边加工一边对产品进行冷却。

作为优选，为了方便显示，在主轴支架8的侧边设置有显示屏支架39，所述显示屏支架39上设置有10寸的显示屏40，设置显示屏40可以显示设备的工作状态。

为了提高安全性，在显示屏40上设置有安全感应信号灯41，设置安全感应信号灯41当产品加工时亮起，进行安全提醒。

为了快速收集废料和冷却液，在机床本体1的侧边设置有与排液口32连通的废液收集推车42，所述废液收集推车42的下方设置有用于加工时冷却刀具的冷却油泵43，所述冷却油泵43的输出端与所述的刀具冷却管37连通，通过在机床本体1的侧边设置废液收集推车42实现快速收集冷却液和碎屑，并利用冷却油泵43对刀具冷却管37进行快速送冷却液。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种多轴车铣复合数控机床，包括内部带控制器的机床本体（1）以及用于放置加工产品的加工台（2），在机床本体（1）上设置有能够使加工台（2）在水平面的X方向和Y方向运动的进给传动装置（3），其特征在于：在机床本体（1）上还设置有对加工台（2）上的产品进行加工的Z轴钻铣装置（4），所述Z轴钻铣装置（4）包括主轴旋转伺服电机（5）、两个主轴动力头（6）以及两个Z轴进给电机（7），所述的Z轴钻铣装置（4）由两个Z轴进给电机（7）单独驱动每一个主轴动力头（6）在竖直方向上进行上下运动，实现两个主轴动力头（6）与产品之间垂直距离的单独调整，且两个主轴动力头（6）由主轴旋转伺服电机（5）驱动旋转，在每一个主轴动力头（6）的下方通过螺丝拆卸式安装有铣刀或钻头或丝锥。

2.根据权利要求1所述的一种多轴车铣复合数控机床，其特征在于：在机床本体（1）上设置有主轴支架（8），所述主轴支架（8）的前端固定有两个攻牙支架（9），在每一个攻牙支架（9）上固定有攻牙钻孔器（10），所述攻牙钻孔器（10）内设置有一根攻牙钻孔主轴（11）以及进给丝杆（12），所述攻牙钻孔器（10）的上方设置有固定板（13），所述攻牙钻孔主轴（11）的上端贯穿固定板（13）后连接有伺服辅同步轮（14），所述的主轴旋转伺服电机（5）固定在固定板（13）的下方，所述主轴旋转伺服电机（5）的输出轴贯穿固定板（13）后连接有伺服主同步轮（15），两个伺服辅同步轮（14）与伺服主同步轮（15）之间通过一根同步带（16）传动，所述进给丝杆（12）的上端与所述的Z轴进给电机（7）连接，所述进给丝杆（12）上滑动连接套于攻牙钻孔主轴（11）外的滑动套筒（17），所述滑动套筒（17）能够沿着攻牙钻孔主轴（11）上下移动，所述滑动套筒（17）下方与所述的主轴动力头（6）转动连接，所述攻牙钻孔主轴（11）还与所述的主轴动力头（6）传动连接，所述Z轴进给电机（7）驱动所述滑动套筒（17）上下移动，所述的攻牙钻孔主轴（11）带动所述的主轴动力头（6）旋转。

3.根据权利要求1或2所述的一种多轴车铣复合数控机床，其特征在于：所述的进给传动装置（3）包括Y轴伺服电机（18）和X轴伺服电机（19），所述的Y轴伺服电机（18）固定在所述机床本体（1）上并位于主轴支架（8）的下方，在机床本体（1）上设置有沿Y轴方向沿伸的Y轴导轨（20），在两根Y轴导轨（20）上滑动连接有底板（21），所述底板（21）的底部设置有滑动连接在所述Y轴导轨（20）上的第二滑块（22），所述的Y轴伺服电机（18）的输出连接有第一丝杆（23），所述第一丝杆（23）上螺纹连接有第一丝杆螺母（25），所述第一丝杆螺母（25）上固定连接有套于第一丝杆（23）外的第一螺母座（24），所述第一丝杆螺母（25）座与所述的底板（21）连接，所述X轴伺服电机（19）的输出连接有第二丝杆（26），所述第二丝杆（26）上螺纹连接有第二丝杆螺母（27），所述第二丝杆螺母（27）上固定连接有套于第二丝杆（26）外的第二螺母座（28），所述第二螺母座（28）上固定有加工座（29），所述加工台（2）固定在所述的加工座（29）的上方，所述加工座（29）的底部设置有两根x轴导轨（30），每一根x轴导轨（30）上滑动连接有一个以上的第一滑块（31），所述第一滑块（31）固定在所述的底板（21）的上表面，所述的加工台（2）安装到加工座（29）上，所述X轴伺服电机（19）固定在所述加工座（29）的侧边，所述X轴伺服电机（19）外套有一个电机防护套（33），在主轴支架（8）与底板（21）之间设置有将露出的Y轴导轨（20）以及第一丝杆（23）罩住的可折叠风琴防护罩（44）。

4.根据权利要求3所述的一种多轴车铣复合数控机床，其特征在于：在主轴支架（8）的两侧还设置有开口朝向主轴动力头（6）下方的刀具冷却管（37），在刀具冷却管（37）上连接有冷却冲头（38）。

5.根据权利要求4所述的一种多轴车铣复合数控机床，其特征在于：在加工座（29）的侧边设置有排液口（32）。

6.根据权利要求5所述的一种多轴车铣复合数控机床，其特征在于：在加工座（29）上设置有用于将加工台（2）周围拦住的加工防护罩（35），所述加工防护罩（35）的前端设置有能够打开的盖门（34）。

7.根据权利要求4或5或6所述的一种多轴车铣复合数控机床，其特征在于：在两个攻牙支架（9）外还套接有一个安装罩（36）。

8.根据权利要求2或4或5或6所述的一种多轴车铣复合数控机床，其特征在于：在主轴支架（8）的侧边设置有显示屏支架（39），所述显示屏支架（39）上设置有10寸的显示屏（40）。

9.根据权利要求8所述的一种多轴车铣复合数控机床，其特征在于：在显示屏（40）上设置有安全感应信号灯（41）。

10.根据权利要求5所述的一种多轴车铣复合数控机床，其特征在于：在机床本体（1）的侧边设置有与排液口（32）连通的废液收集推车（42），所述废液收集推车（42）的下方设置有用于加工时冷却刀具的冷却油泵（43），所述冷却油泵（43）的输出端与所述的刀具冷却管（37）连通。

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