CN115338637A - 高柔性精密16轴cnc加工组合机床 - Google Patents

高柔性精密16轴cnc加工组合机床 Download PDF

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宁龙卿
欧小冬
朱娟
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Abstract

本发明涉及一种高柔性精密16轴CNC加工组合机床。它解决了现有技术中攻牙机床生产效率低的问题。它包括加工台座，加工台座一端上侧设有呈竖直设置的升降滑台，且升降滑台上通过滑动升降结构连接有与加工台座呈平行设置的升降座体，升降座体上通过转动驱动组件设有至少四组呈矩阵设置加工刀座，且每个加工刀座上设有至少四个加工刀具，加工台座上通过滑轨滑动连接有工件位置调节装置。本发明的优点在于：同一工序即可完成对工件多种规格的加工需求，有效提高了加工效率。

Description

高柔性精密16轴CNC加工组合机床
技术领域
本发明涉及机械设备技术领域，具体涉及一种高柔性精密16轴 CNC加工组合机床。
背景技术
钻孔攻牙机床是一种金属切削机床，数控加工设备，样式和功能和加工中心相似，只是比加工中心规格小。目前，工业高速发展，工业上钻孔和攻牙已成为常用的生产工艺和生产步骤，且随着社会的进步，对加工设备的要求越来越高。现有市场上的多轴钻孔攻牙机只是普通的多轴钻孔机和普通的多轴攻牙机的拼接组合使用，因彼此之间需要一定距离，对空间的需求很大，操作不便且拼接机器的装配精度难以保证。传统的螺纹加工方法是把工件放到夹具上先钻孔然后再换攻牙刀攻牙，此方法只能对单个工件进行加工，攻牙必须等待钻孔后才能进行，不仅速度慢，生产效率低，而且此外，加工精度高的小螺纹容易断刀，生产成本较高；除此之外，现有的攻牙机床难以满足对同一工件进行不同规格的钻孔，通常需要经过多个工序完成，影响生产效率。
为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种多轴钻孔攻牙机床[CN201620809900.5]，它包括机床主体，所述机床主体包括有基座和立柱，所述基座上端面设置有导轨，所述导轨与基座为一体式设置，所述导轨上安装有滑台，所述滑台与导轨活动连接，所述滑台上端安装有夹具，所述夹具上安装有工件，所述立柱位于基座上方，所述立柱上设置有主轴，所述主轴与立柱活动连接，所述主轴下端设置有钻孔装置和攻牙装置，所述钻孔装置包括有钻孔多轴器，所述攻牙装置包括有攻牙多轴器；该多轴钻孔攻牙机床能够实现将钻孔和攻牙集成到一台机床完成；同时具有占用空间小，工作效率高，定位精度高的优点。
上述方案在一定程度上解决了现有技术中攻牙机床加工精度低且加工集成性差的问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如：难以满足对同一工件进行不同规格的钻孔，通常需要多个工序才能完成，影响生产效率。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理、生产效率高的高柔性精密16轴CNC加工组合机床。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本高柔性精密轴CNC加工组合机床，包括加工台座，加工台座一端上侧设有呈竖直设置的升降滑台，且升降滑台上通过滑动升降结构连接有与加工台座呈平行设置的升降座体，升降座体上通过转动驱动组件设有至少四组呈矩阵设置加工刀座，且每个加工刀座上设有至少四个加工刀具，加工台座上通过滑轨滑动连接有工件位置调节装置。通过在升降座体上设置至少四组加工刀座，且每组加工刀座上设有至少四个加工刀具，形成至少16轴的加工刀具，不仅能够有效提高生产效率，而且加工刀具组可以设置为不同规格，当需要对工件进行多规格的打孔时则通过移动工件位置调节装置对工件角度及位置进行调节，从而满足在同一个工件不同位置的打孔需求，提高了加工效率。
在上述的高柔性精密16轴CNC加工组合机床中，加工刀座上的加工刀具呈矩阵设置，且位于同一横排的加工刀座上的加工刀具自远离滑动升降结构的方向至靠近滑动升降结构的方向依次形成若干位于同一轴线的加工刀具组。
在上述的高柔性精密16轴CNC加工组合机床中，位于相同一个加工刀具组内的加工刀具规格相同，且位于不同加工刀具组的加工刀具规格各不相同。位于同一排的加工刀具组设置为统一规格的刀具，便于对同一排的工件进行统一加工，而不同排的刀具用于加工不同规格的孔，一道工序即可实现多个工件的不同打孔规格。
在上述的高柔性精密16轴CNC加工组合机床中，工件位置调节装置包括滑动设置在滑轨上的滑台座，滑台座上通过横向滑动安装结构连接有移动滑台，且移动滑台一侧上端设有横杆转动连接座，移动滑台另一侧上端设有横杆转动驱动座，横杆转动驱动座与横杆转动连接座之间设有夹具装配横杆，且夹具装配横杆上设有若干与加工刀具一一对应设置的工件夹具。滑动座的设置可以对工件进行纵向移动，且横向滑动安装结构可以对工件进行横向移动加工便捷。
在上述的高柔性精密16轴CNC加工组合机床中，横杆转动连接座内壁通过轴承设有转动盘体，夹具装配横杆一端设置在转动盘体上，另一端与设置在横杆转动驱动座上的角度调节电机输出端连接。角度调节电机的设置能够对夹具装配横杆进行转动，从而改变夹具的角度，满足同一个工件不同角度的打孔需求。
在上述的高柔性精密16轴CNC加工组合机床中，转动盘体及横杆转动驱动座上对应设有若干横杆安装工位，滑轨之间滑动限位挡板，且滑台座底部设有能够对滑动限位挡板抵靠设置从而限制滑台座滑动行程的定位挡块。滑动限位挡板的设置可以对滑台座进行限位，防止移动时滑脱，提高安全性。
在上述的高柔性精密16轴CNC加工组合机床中，横向滑动安装结构包括沿滑台座横向设置的移动滑轨，移动滑台底部设有卡接在移动滑轨上的滑动卡接件，且移动滑台与滑台座之间且位于移动滑轨之间设有用于维持移动滑台稳定的滑动支撑结构。
在上述的高柔性精密16轴CNC加工组合机床中，滑动支撑结构包括设置在滑台座上的装配空腔，装配空腔设有支撑座体，且支撑座体两侧与装配空腔内壁相连，移动滑台底部设有与支撑座体对应设置的滑动限位框体，且滑动限位框体底部卡接在支撑座体上，滑动限位框体周向内壁与支撑座体外壁之间相互贴合。互动支撑结构的设置不仅能够对移动滑台的横向滑动进行限位，而且能够保持移动滑台在滑动过程中的稳定性。
在上述的高柔性精密16轴CNC加工组合机床中，滑动升降结构包括竖直设置在升降滑台上的升降滑轨，升降座体一端设有升降联动板架，且升降联动板架远离升降座体的一端设有滑动设置在升降滑轨上的卡接滑块，升降滑台上端设有升降驱动电机，且升降驱动电机输出端与升降联动板架相连。当检测到工件入位后，升降驱动电机立即工作控制联动板架下降，安装有加工刀具的升降座体同步下降，联动性佳。
在上述的高柔性精密16轴CNC加工组合机床中，转动驱动组件包括设置在升降座体上端的转动驱动电机，转动驱动电机通过齿轮驱动结构与设置在升降座体内腔中用于安装加工刀具的刀具转动连接座相连。齿轮驱动结构的设置能够使同一个加工刀具组内的加工刀具同时工作。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：设计合理、结构简单，不仅能够同时对位位于夹具装配横杆上的多个工件进行同时加工，而且根据需要可以在不同加工刀具组内设置不同规格的加工刀具，使工件经过一道工序几个实现若干不同规格的钻孔需求，有效提高了加工效率，使用效果好。
附图说明
图1是本发明的整体结构正视图；
图2是本发明的侧剖图；
图3是本发明中的局部结构剖视图。
图中，加工台座1、升降滑台11、滑轨12、滑动升降结构2、升降滑轨21、升降联动板架22、卡接滑块23、升降驱动电机24、升降座体3、转动驱动组件4、转动驱动电机41、齿轮驱动结构 42、刀具转动连接座43、加工刀座5、加工刀具51、加工刀具组 52、工件位置调节装置6、滑台座61、移动滑台62、横杆转动连接座63、横杆转动驱动座64、夹具装配横杆65、工件夹具66、转动盘体67、角度调节电机68、横杆安装工位69、横向滑动安装结构7、移动滑轨71、滑动卡接件72、滑动支撑结构8、装配空腔81、支撑座体82、滑动限位框体83。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1-3所示，本高柔性精密16轴CNC加工组合机床，包括加工台座1，加工台座1一端上侧设有呈竖直设置的升降滑台11，且升降滑台11上通过滑动升降结构2连接有与加工台座1呈平行设置的升降座体3，升降座体3上通过转动驱动组件4设有至少四组呈矩阵设置加工刀座5，且每个加工刀座5上设有至少四个加工刀具51，加工台座1上通过滑轨12滑动连接有工件位置调节装置6。通过对工件位置调节装置6的移动实现工件的前后移动和水平移动，利用设置在加工刀座5上的加工刀具51对工件进行依次加工，通过设置前后排不同规格的加工刀具51依次对前移的工件进行加工，从而实现对工件不同规格的钻孔，通过移动工件位置调节装置6切换工件，且保持升降座体3的位置稳定，能够提高加工精确度。
其中，加工刀座5上的加工刀具51呈矩阵设置，且位于同一横排的加工刀座5上的加工刀具51自远离滑动升降结构2的方向至靠近滑动升降结构2的方向依次形成若干位于同一轴线的加工刀具组52。相同一个加工刀具组52内的加工刀具51之间的距离相同且高度位置相同。
可见地，位于相同一个加工刀具组52内的加工刀具51规格相同，且位于不同加工刀具组52的加工刀具51规格各不相同。根据同一工件上不同的钻孔加工需求可以在不同加工刀具组52 内设置不同规格的加工刀具51以满足一道工序即可对工件实现不同规格的钻孔需求。
显然地，工件位置调节装置6包括滑动设置在滑轨12上的滑台座61，滑台座61上通过横向滑动安装结构7连接有移动滑台 62，且移动滑台62一侧上端设有横杆转动连接座63，移动滑台 62另一侧上端设有横杆转动驱动座64，横杆转动驱动座64与横杆转动连接座63之间设有夹具装配横杆65，且夹具装配横杆65 上设有若干与加工刀具51一一对应设置的工件夹具66。夹具装配横杆65上的工件夹具66的数量可以根据需要进行增减。
进一步地，横杆转动连接座63内壁通过轴承设有转动盘体 67，夹具装配横杆65一端设置在转动盘体67上，另一端与设置在横杆转动驱动座64上的角度调节电机68输出端连接。利用角度调节电机68可以转动夹具装配横杆65的角度，从而实现对工件不同的位置进行加工。
具体地，转动盘体67及横杆转动驱动座64上对应设有若干横杆安装工位69，滑轨12之间滑动限位挡板8，且滑台座61底部设有能够对滑动限位挡板8抵靠设置从而限制滑台座61滑动行程的定位挡块81。定位挡块81用于防止滑台座61从滑轨12滑出。
更进一步地，横向滑动安装结构7包括沿滑台座61横向设置的移动滑轨71，移动滑台62底部设有卡接在移动滑轨71上的滑动卡接件72，且移动滑台62与滑台座61之间且位于移动滑轨71 之间设有用于维持移动滑台62稳定的滑动支撑结构8。横向滑动安装结构7的设置用于对工件进行水平移动，可以在夹具装配横杆65设置多于同一加工刀具组52内的加工刀具51的数量，加工完对应数量后进行水平移动从而对未加工的工件进行对位加工。
更具体地，滑动支撑结构8包括设置在滑台座61上的装配空腔81，装配空腔81设有支撑座体82，且支撑座体82两侧与装配空腔81内壁相连，移动滑台62底部设有与支撑座体82对应设置的滑动限位框体83，且滑动限位框体83底部卡接在支撑座体82 上，滑动限位框体83周向内壁与支撑座体82外壁之间相互贴合。这里的相互贴合是指滑动限位框体83两侧与支撑座体82外壁两侧贴合，这样可以确保移动滑台62在移动的过程中保持直线运动，避免左右偏差造成的加工误差。
详细地，滑动升降结构2包括竖直设置在升降滑台11上的升降滑轨21，升降座体3一端设有升降联动板架22，且升降联动板架22远离升降座体3的一端设有滑动设置在升降滑轨21上的卡接滑块23，升降滑台11上端设有升降驱动电机24，且升降驱动电机24输出端与升降联动板架22相连。
优选地，转动驱动组件4包括设置在升降座体3上端的转动驱动电机41，转动驱动电机41通过齿轮驱动结构42与设置在升降座体3内腔中用于安装加工刀具51的刀具转动连接座43相连。升降座体3上设有红外感应装置，且齿轮驱动结构42用于驱动所有加工刀具51同步转动，位于不同加工刀具组52内的加工刀具 51之间具有高度差，因此，当加工刀具51对工件进行加工时，相邻的加工刀具51的转动对工件不产生影响。
综上所述，本实施例的原理在于：加工时，将工件装夹至工件夹具66上，利用工件位置调节装置6移动工件，滑动升降结构 2对升降座体3进行升降使加工刀具51落位，实现对工件的加工，当第一排加工刀具组52加工完成后，工件移动至第二排加工刀具组52下侧，并且角度调节电机68对夹具装配横杆65进行转动，调节好加工角度后，第二排加工刀具组52落刀加工，直至第四排加工刀具组52加工完毕。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了加工台座1、升降滑台11、滑轨12、滑动升降结构2、升降滑轨21、升降联动板架22、卡接滑块23、升降驱动电机24、升降座体3、转动驱动组件4、转动驱动电机 41、齿轮驱动结构42、刀具转动连接座43、加工刀座5、加工刀具51、加工刀具组52、工件位置调节装置6、滑台座61、移动滑台62、横杆转动连接座63、横杆转动驱动座64、夹具装配横杆 65、工件夹具66、转动盘体67、角度调节电机68、横杆安装工位69、横向滑动安装结构7、移动滑轨71、滑动卡接件72、滑动支撑结构8、装配空腔81、支撑座体82、滑动限位框体83等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种高柔性精密16轴CNC加工组合机床，包括加工台座(1)，所述的加工台座(1)一端上侧设有呈竖直设置的升降滑台(11)，且升降滑台(11)上通过滑动升降结构(2)连接有与加工台座(1)呈平行设置的升降座体(3)，其特征在于，所述的升降座体(3)上通过转动驱动组件(4)设有至少四组呈矩阵设置加工刀座(5)，且每个加工刀座(5)上设有至少四个加工刀具(51)，所述的加工台座(1)上通过滑轨(12)滑动连接有工件位置调节装置(6)。
2.根据权利要求1所述的高柔性精密16轴CNC加工组合机床，其特征在于，所述的加工刀座(5)上的加工刀具(51)呈矩阵设置，且位于同一横排的加工刀座(5)上的加工刀具(51)自远离滑动升降结构(2)的方向至靠近滑动升降结构(2)的方向依次形成若干位于同一轴线的加工刀具组(52)。
3.根据权利要求2所述的高柔性精密16轴CNC加工组合机床，其特征在于，位于相同一个加工刀具组(52)内的加工刀具(51)规格相同，且位于不同加工刀具组(52)的加工刀具(51)规格各不相同。
4.根据权利要求1所述的高柔性精密16轴CNC加工组合机床，其特征在于，所述的工件位置调节装置(6)包括滑动设置在滑轨(12)上的滑台座(61)，所述的滑台座(61)上通过横向滑动安装结构(7)连接有移动滑台(62)，且移动滑台(62)一侧上端设有横杆转动连接座(63)，移动滑台(62)另一侧上端设有横杆转动驱动座(64)，所述的横杆转动驱动座(64)与横杆转动连接座(63)之间设有夹具装配横杆(65)，且夹具装配横杆(65)上设有若干与加工刀具(51)一一对应设置的工件夹具(66)。
5.根据权利要求4所述的高柔性精密16轴CNC加工组合机床，其特征在于，所述的横杆转动连接座(63)内壁通过轴承设有转动盘体(67)，所述的夹具装配横杆(65)一端设置在转动盘体(67)上，另一端与设置在横杆转动驱动座(64)上的角度调节电机(68)输出端连接。
6.根据权利要求5所述的高柔性精密16轴CNC加工组合机床，其特征在于，所述的转动盘体(67)及横杆转动驱动座(64)上对应设有若干横杆安装工位(69)，所述的滑轨(12)之间滑动限位挡板(8)，且滑台座(61)底部设有能够对滑动限位挡板(8)抵靠设置从而限制滑台座(61)滑动行程的定位挡块(81)。
7.根据权利要求4所述的高柔性精密16轴CNC加工组合机床，其特征在于，所述的横向滑动安装结构(7)包括沿滑台座(61)横向设置的移动滑轨(71)，所述的移动滑台(62)底部设有卡接在移动滑轨(71)上的滑动卡接件(72)，且移动滑台(62)与滑台座(61)之间且位于移动滑轨(71)之间设有用于维持移动滑台(62)稳定的滑动支撑结构(8)。
8.根据权利要求7所述的高柔性精密16轴CNC加工组合机床，其特征在于，所述的滑动支撑结构(8)包括设置在滑台座(61)上的装配空腔(81)，所述的装配空腔(81)设有支撑座体(82)，且支撑座体(82)两侧与装配空腔(81)内壁相连，所述的移动滑台(62)底部设有与支撑座体(82)对应设置的滑动限位框体(83)，且滑动限位框体(83)底部卡接在支撑座体(82)上，所述的滑动限位框体(83)周向内壁与支撑座体(82)外壁之间相互贴合。
9.根据权利要求1所述的高柔性精密16轴CNC加工组合机床，其特征在于，所述的滑动升降结构(2)包括竖直设置在升降滑台(11)上的升降滑轨(21)，所述的升降座体(3)一端设有升降联动板架(22)，且升降联动板架(22)远离升降座体(3)的一端设有滑动设置在升降滑轨(21)上的卡接滑块(23)，所述的升降滑台(11)上端设有升降驱动电机(24)，且升降驱动电机(24)输出端与升降联动板架(22)相连。
10.根据权利要求1所述的高柔性精密16轴CNC加工组合机床，其特征在于，所述的转动驱动组件(4)包括设置在升降座体(3)上端的转动驱动电机(41)，所述的转动驱动电机(41)通过齿轮驱动结构(42)与设置在升降座体(3)内腔中用于安装加工刀具(51)的刀具转动连接座(43)相连。
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