CN115488641A - 立卧式五轴车铣加工中心结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种立卧式五轴车铣加工中心结构，包括：底座，所述底座上设置有立柱、旋转工作台以及刀库；所述滑座沿第一水平方向滑动设置在所述立柱上；所述摆头沿竖直方向滑动设置在所述滑座上；所述旋转工作台沿第二水平方向滑动设置在所述底座上；所述立柱、所述旋转工作台以及所述刀库沿所述第二水平方向依次设置在所述底座上；所述滑座上设置有氮气平衡缸，所述氮气平衡缸驱动所述摆头移动。本发明结构合理、加工精度高、刚性更好、变形及布局完全对称的结构，能够应用于双交换托盘立卧式五轴车铣加工中心。

Description

立卧式五轴车铣加工中心结构

技术领域

本发明涉及加工设备技术领域，具体地，涉及一种立卧式五轴车铣加工中心结构，尤其是一种带托盘交换立卧式五轴车铣加工中心的结构。

背景技术

目前，在现代化设备，尤其是适应现代化机床的精度与速度的更高要求，越来越多的各类先进的机床，尤其是用于高速加工运行的立卧式五轴车铣加工中心，更多的采用立柱在床身上移动，以达到减轻机床的重量、提高运动速度、减少热变形的目的，但这种结构由于各轴离得相对较远，对装配工艺要求比较高，所以精度保持性不好。现有机床加工设备中还存在如下问题：(1)技术产品由于采用单工作台结构形式，无法实现自动化上下料功能；(2)工作台为铣削工作台，由于铣削工作台转速低、精度低，无法车削功能要求工作台需要有高转速、高精度；(3)立柱在床身上移动，这种结构对装配工艺要求高，精度保持性不好。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种立卧式五轴车铣加工中心结构。。

根据本发明提供的一种立卧式五轴车铣加工中心结构，包括：底座，所述底座上设置有立柱、旋转工作台以及刀库；

所述滑座沿第一水平方向滑动设置在所述立柱上；所述摆头沿竖直方向滑动设置在所述滑座上；所述旋转工作台沿第二水平方向滑动设置在所述底座上；

所述立柱、所述旋转工作台以及所述刀库沿所述第二水平方向依次设置在所述底座上；

所述滑座上设置有氮气平衡缸，所述氮气平衡缸驱动所述摆头移动。

优选的，所述立柱上设置有X轴进给组件，所述滑座通过所述有X轴进给组件进行水平移动；

所述滑座上设置有Y轴进给组件，所述摆头通过所述Y轴进给组件进行垂直移动；

所述底座上设置有Z轴进给组件，所述旋转工作台通过Y轴进给组件进行前后移动。

优选的，所述底座上设置有Y轴防护罩，所述Y轴防护罩用于防护加工的铁屑和切削液。

优选的，所述底座上设置有180度转台；

所述旋转工作台移动回转工位后，所述180度转台旋转180度将所述交换转台和所述旋转工作台上端的工作台进行交换。

优选的，所述底座上设置有集中润滑系统；

所述集中润滑系统用于给所述X轴进给组件、所述Y轴进给组件以及所述Z轴进给组件的进行润滑。

优选的，所述底座上设置有气动系统；

所述气动系统用于给所述摆头的内部提供气密封以及旋转主轴夹紧/放松。

优选的，所述底座上设置有水冷机；

所述水冷机用于给所述摆头的内部电机以及电主轴进行冷却。

优选的，所述底座上设置有液压站；

所述液压站用于给所述摆头的电主轴松拉刀供油以及给所述旋转工作台进行定位。

优选的，所述底座上设置有螺旋式排屑器和带水箱链板排屑器；

所述螺旋式排屑器用于将铁屑以及冷却液通过所述底座输送到所述带水箱链板排屑器的内部。

优选的，所述底座上设置有光栅尺；

所述光栅尺用来补偿各传动轴的精度偏差。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明为解决现有公知技术中存在的技术问题，提供了一类结构合理、加工精度高、刚性更好、变形及布局完全对称的结构，应用于双交换托盘立卧式五轴加工中心，根据本发明，机床在设计之初，即可最大程度的满足全对称设计理念，且无需分体或避让设计；

2、本发明通过带托盘交换工作台设计，可实现机床自动化上下料，节省上下料时间；

3、本发明的立柱与底座结合面采用注胶形式，高精度定位胶能有效防止加工震动，该工艺对结合面的加工要求较低，而且对装配难度降低，通过螺钉将精度调整到合适后进行注胶，将内部真空的地方用高精度定位胶灌满，静置48小时；

4、本发明采用车铣工作台形式，工作台采用力矩电机结构形式，既带有铣削功能，也带有高速车削功能，这样对复杂零部件不需要进行铣削后将工件换至另一台机床上进行车削加工，这样能达到一次加工成型，有效的节省了加工节拍；

5、本发明采用圆弧形罩实现整机防护，托盘交换位置采用圆弧形防护罩设计，外形美观，防护门采用电动形式，自动化上下料时电动门自动开启进行上料；

6、本发明的装置既带有五轴铣削功能，也带有车削功能。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的立卧式五轴车铣加工中心结构的三视图；

图2为本发明的立卧式五轴车铣加工中心结构的俯视图；

图3为本发明的立卧式五轴车铣加工中心结构的侧视图；

图4为本发明的立卧式五轴车铣加工中心结构的光栅尺图；

图5为本发明的立卧式五轴车铣加工中心结构的整体防护罩图。

图中示出：

底座1 滑座11

车铣旋转工作台2 Y轴防护罩12

立柱3 集中润滑系统13

摆头4 气动系统14

180度转台 水冷机15

刀库6 液压站16

交换转台7 Y轴进给17

Z轴进给8 螺旋式排屑器18

X轴进给9 带水箱链板排屑器19

氮气平衡缸10 光栅尺20

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1：

如图1～5所示，本实施例提供一种立卧式五轴车铣加工中心结构，包括：底座1，底座1上设置有立柱3、旋转工作台2以及刀库6，滑座11沿第一水平方向滑动设置在立柱3上，摆头4沿竖直方向滑动设置在滑座11上，旋转工作台2沿第二水平方向滑动设置在底座1上，立柱3、旋转工作台2以及刀库6沿第二水平方向依次设置在底座1上，滑座11上设置有氮气平衡缸10，氮气平衡缸10驱动摆头4移动。

所述底座1上设置有气动系统14，气动系统14用于给摆头4的内部提供气密封以及旋转主轴夹紧/放松。所述底座1上设置有水冷机15，水冷机15用于给摆头4的内部电机以及电主轴进行冷却。所述底座1上设置有液压站16，液压站16用于给摆头4的电主轴松拉刀供油以及给旋转工作台2进行定位。

所述底座1上设置有180度转台5，旋转工作台2移动回转工位后，180度转台5旋转180度将交换转台7和旋转工作台2上端的工作台进行交换。

所述底座1上设置有集中润滑系统13，集中润滑系统13用于给X轴进给组件9、Y轴进给组件17以及Z轴进给组件8的进行润滑。

所述底座1上设置有螺旋式排屑器18和带水箱链板排屑器19，螺旋式排屑器18用于将铁屑以及冷却液通过底座1输送到带水箱链板排屑器19的内部。所述底座1上设置有光栅尺20，光栅尺20用来补偿各传动轴的精度偏差。

立柱3上设置有X轴进给组件9，滑座11通过有X轴进给组件9进行水平移动，滑座11上设置有Y轴进给组件17，摆头4通过Y轴进给组件17进行垂直移动，底座1上设置有Z轴进给组件8，旋转工作台2通过Y轴进给组件17进行前后移动。底座1上设置有Y轴防护罩12，Y轴防护罩12用于防护加工的铁屑和切削液。

实施例2：

本领域技术人员可以将本实施例理解为实施例1的更为具体的说明。

本实施例提供一种应用于带托盘交换立卧式五轴车铣加工中心的结构形式，包括底座1、旋转工作台2、立柱3、摆头4、180度转台5、刀库6、交换转台7、Z轴进给组件8、X轴进给组件9、氮气平衡缸10、滑座11、Y轴防护罩12、集中润滑系统13、气动系统14、水冷机15、液压站16、Y轴进给组件17、螺旋式排屑器18、带水箱链板排屑器19以及光栅尺20。旋转工作台2为车铣旋转工作台，螺旋式排屑器18为双列螺旋式排屑器。

刀库6连接在底座1上，交换转台7连接在底座1上，Z轴进给组件8连接在滑座11上，X轴进给组件9连接在底座1上，氮气平衡缸10连接在滑座11上。

如图1所示，本实施例提供的一种新型带托盘交换立卧式五轴车铣加工中心结构，包括立柱3以及旋转工作台2以及刀库6连接在底座1上；滑座11连接在立柱3上；摆头4连接在滑座11上；氮气平衡缸10连接在滑座11以及摆头4上端，用来平衡摆头80％的重量；X轴进给组件9连接在立柱3上；滑座11通过X轴进给组件9进行水平移动；Z轴进给组件8连接在滑座11上；滑座11通过Z轴进给组件8带动摆头4进行垂直移动；Y轴进给组件17连接在底座1上；旋转工作台2通过Y轴进给组件17进行旋转工作台2前后移动；Y轴防护罩12连接在底座1上用来防护加工的铁屑以及切削液；180度转台5以及交换转台7连接在底座1上；旋转工作台2移动回转工位后，180度转台5旋转180度将交换转台7以及旋转工作台2上端的工作台进行交换；刀库6用来加工零部件自动更换其他刀具使用；集中润滑系统13连接在整机防护罩上，用来给X轴进给组件9、Y轴进给组件17、Z轴进给组件8组件润滑使用；气动系统14用来给摆头4内部主轴提供气密封以及旋转主轴夹紧放松；水冷机15用来给摆头4内部电机以及电主轴进行冷却；液压站16用来给摆头4电主轴松拉刀供油以及旋转工作台2定位用；螺旋式排屑器18将铁屑以及冷却液通过底座1输送到带水箱链板排屑器19内部；光栅尺20用来补偿各传动轴的精度偏差。

底座1：即属于铸件箱型结构，即带有两条直线导轨以及中间滚珠丝杠驱动的布置方式，底座两侧通过螺旋形排屑器18将铁屑输送到前端，将铁屑排入到带水箱链板排屑器19内部。

旋转工作台2：即属于铸件箱型结构，工作台通过力矩电机以及高精密转台轴承进行工作台的旋转分度。

立柱3：即属于铸件箱型结构，即为树脂砂铸件，带有3条水平直线导轨以及水平X轴进给结构形式，结构为四面体方箱型铸件，立柱与底座采用注胶工艺。

摆头4：即属于铸件箱型结构，摆头通过力矩电机进行主轴的摆动，通过气动夹钳进行摆头的夹紧定位，主轴形式采用电主轴。

180度转台5：用来进行工作台交换，满足零部件自动化生产需求。

刀库6：采用传动链形式将指定的刀具输送到换刀点，通过换刀臂进行刀具的换刀。

交换转台7：用来自动化上料使用，旋转工作台2在内部加工时，在外部交换转台可以人工或者自动将工件放置于转台上等待交换，这样节省工件上下料时间。

Z轴进给组件8：采用滚珠丝杠直连电机形式，动态响应快，用来做摆头4的垂直运动。

X轴进给组件9：采用滚珠丝杠直连电机形式，动态响应快，用来做摆头4的水平运动。

氮气平衡缸10：用来平衡摆头4的80％，由于摆头重量较重，Z轴进给组件负荷太大，故采用该机构。

滑座11：即属于铸件滑板，结构为四方体，正方形或矩形截面，摆头4在滑座上进行垂直方向运动。

Y轴防护罩12：采用钢板式抽屉式防护形式，相连接处带密封装置，防止铁屑以及冷却液进入防护罩内部，有效防止杂质进入内部损坏直线导轨等零部件。

集中润滑系统13：用来给各传动轴上的直线导轨、滚珠丝杠润滑使用，有效防止时间长无润滑将各精密外购件损坏。

气动系统14：用来摆头4内部主轴提供气密封、旋转主轴夹紧放松使用。

水冷机15：用来给摆头4内部力矩电机以及电主轴进行冷却。

液压站16：用来给摆头4电主轴松拉刀供油以及旋转工作台2分度定位使用。

Y轴进给组件17：采用滚珠丝杠直连电机形式，动态响应快，用来给旋转工作台2的前后运动。

螺旋式排屑器18：采用螺旋形式将底座两侧铁屑输送到带水箱链板排屑器19内部。

带水箱链板排屑器19，用来将铁屑排入到集屑车中，将冷却液经过过滤后进行反复使用。

光栅尺20，用来补偿各传动轴的位置偏差，有效的保证了各传动轴的位置精度。

本发明适用于托盘交换立卧式五轴加工结构设计使用，明显提升结构整体刚度，降低加工难度，更有利于提升设备整体加工精度及刚性，提高寿命。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种立卧式五轴车铣加工中心结构，其特征在于，包括：底座(1)，所述底座(1)上设置有立柱(3)、旋转工作台(2)以及刀库(6)；

所述滑座(11)沿第一水平方向滑动设置在所述立柱(3)上；所述摆头(4)沿竖直方向滑动设置在所述滑座(11)上；所述旋转工作台(2)沿第二水平方向滑动设置在所述底座(1)上；

所述立柱(3)、所述旋转工作台(2)以及所述刀库(6)沿所述第二水平方向依次设置在所述底座(1)上；

所述滑座(11)上设置有氮气平衡缸(10)，所述氮气平衡缸(10)驱动所述摆头(4)移动。

2.根据权利要求1所述的立卧式五轴车铣加工中心结构，其特征在于，所述立柱(3)上设置有X轴进给组件(9)，所述滑座(11)通过所述有X轴进给组件(9)进行水平移动；

所述滑座(11)上设置有Y轴进给组件(17)，所述摆头(4)通过所述Y轴进给组件(17)进行垂直移动；

所述底座(1)上设置有Z轴进给组件(8)，所述旋转工作台(2)通过Y轴进给组件(17)进行前后移动。

3.根据权利要求2所述的立卧式五轴车铣加工中心结构，其特征在于，所述底座(1)上设置有Y轴防护罩(12)，所述Y轴防护罩(12)用于防护加工的铁屑和切削液。

4.根据权利要求1所述的立卧式五轴车铣加工中心结构，其特征在于，所述底座(1)上设置有180度转台(5)和交换转台(7)；

所述旋转工作台(2)移动回转工位后，所述180度转台(5)旋转180度将所述交换转台(7)和所述旋转工作台(2)上端的工作台进行交换。

5.根据权利要求2所述的立卧式五轴车铣加工中心结构，其特征在于，所述底座(1)上设置有集中润滑系统(13)；

所述集中润滑系统(13)用于给所述X轴进给组件(9)、所述Y轴进给组件(17)以及所述Z轴进给组件(8)的进行润滑。

6.根据权利要求1所述的立卧式五轴车铣加工中心结构，其特征在于，所述底座(1)上设置有气动系统(14)；

所述气动系统(14)用于给所述摆头(4)的内部提供气密封以及旋转主轴夹紧/放松。

7.根据权利要求1所述的立卧式五轴车铣加工中心结构，其特征在于，所述底座(1)上设置有水冷机(15)；

所述水冷机(15)用于给所述摆头(4)的内部电机以及电主轴进行冷却。

8.根据权利要求1所述的立卧式五轴车铣加工中心结构，其特征在于，所述底座(1)上设置有液压站(16)；

所述液压站(16)用于给所述摆头(4)的电主轴松拉刀供油以及给所述旋转工作台(2)进行定位。

9.根据权利要求1所述的立卧式五轴车铣加工中心结构，其特征在于，所述底座(1)上设置有螺旋式排屑器(18)和带水箱链板排屑器(19)；

所述螺旋式排屑器(18)用于将铁屑以及冷却液通过所述底座(1)输送到所述带水箱链板排屑器(19)的内部。

10.根据权利要求1所述的立卧式五轴车铣加工中心结构，其特征在于，所述底座(1)上设置有光栅尺(20)；

所述光栅尺(20)用来补偿各传动轴的精度偏差。

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