CN117020750A - 一种阀体加工专用车铣复合机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车铣复合机床技术领域，尤其涉及一种阀体加工专用车铣复合机床，主要由床身、工件主轴、自动分度夹具、直线导轨、滚珠丝杠、立柱、氮气瓶、平衡缸、铣头主轴滑鞍、铣头主轴、转塔刀库和主轴电机组成；工件主轴上安装有可自动分度旋转的夹具，安装在该夹具内工件可以自动旋转多个角度完成各个面的加工；铣头主轴一方面带有自动换刀机构，可移动到刀库位置换取指定刀具，另一方面内置有定向锁死机构，可在指定角度锁死固定，从而实现车铣功能；本发明通过一体装夹避免了现有技术中由于反复装夹导致的阀体加工精度低的问题，提高了定位准确度和阀体加工精度。

Description

一种阀体加工专用车铣复合机床

技术领域

本发明涉及车铣复合机床技术领域，尤其涉及一种阀体加工专用车铣复合机床。

背景技术

复合加工是机械加工领域目前国际上最流行的加工工艺之一，是一种先进制造技术，主要应用在能源、航天、航空、舰船及军工等行业一些关键零件及模具的加工制造。车铣复合机床主要包括底座、主轴和刀塔，主轴转动连接于底座，主轴用于供夹持工件的卡盘安装，刀塔设有车刀和铣刀并用于加工工件。在传统的生产工艺中，对同一零部件进行车、铣两个步骤需要在两台机床上加工，需要两次装夹，加工精度不高，效率也较低。尤其对于阀体而言，车铣机床在加工各个阀口时，需要反复定位装夹，定位难度和精度无法得到有效控制，加工精度无法保证。

中国专利公开号：CN107052802A公开了一种车铣复合机床，包括床身、布置在床身上的尾台、旋转轴B轴以及设置于旋转轴B轴上的主轴箱，所述主轴箱上设有主轴，所述旋转轴B轴和主轴的中心轴相互垂直，所述床身上设有倾斜面，所述倾斜面上设有Z轴导轨和能在Z轴导轨上滑动的滑板，所述滑板上设有X轴导轨和能在X轴导轨上滑动的立柱，所述立柱上设有Y轴导轨和能在Y轴导轨上滑动的滑块，所述滑块上设有动力刀塔。该发明所述的车铣复合机床通过一次装夹即可实现复杂曲面的加工，并能实现对工件的径向或轴向的车削、铣削与钻削，大大提高生产效率及零件精度，而且对普通斜床身机床进行改进即可实现，付出较低成本即可实现生产效率和精度的大幅度提高；由此可见，上述车铣复合机床通过一次装夹提高了生产效率和零件加工精度，但存在以下问题：未考虑加工时铣头主轴的振动情况对加工效率和精度的影响。

发明内容

为此，本发明提供一种阀体加工专用车铣复合机床，用以克服现有技术中阀体加工由于车铣复合机床由于其立式结构特点导致的加工精度低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种阀体加工专用车铣复合机床，包括：床身、铣头主轴、工件主轴、自动分度夹具和转塔刀库，其特征在于，所述铣头主轴与工件主轴均竖直设置；

所述床身前部的加工区域设置有工件主轴和转塔刀库，工件主轴上端安装有自动分度夹具，用以定位并夹紧工件以及与工件通过可转动连接，以调整工件的定位角度，所述转塔刀库设置有若干刀具库位，用以储存若干把加工刀具；

所述床身前部设置有排屑槽，所述排屑槽位于工件主轴和转塔刀库之间并通向所述机床床身后部，所述床身后部设有与排屑槽连通的排屑口；

所述床身上部靠近床身后部的区域设置有沿左右横向设置在第一高度的第一导轨和设置在第二高度的第二导轨，所述第一导轨与所述第二导轨平行，且，第一导轨和第二导轨均水平放置，其中，第一导轨距离所述工件主轴的水平距离小于第二导轨距离工件主轴的水平距离，且，第一高度低于第二高度；

所述铣头主轴通过立柱安装在所述第一导轨和第二导轨上方并与所述第一导轨及所述第二导轨滑动相连；

所述立柱靠近所述工件主轴且与所述第一导轨平行的侧面上设置有第三导轨和第四导轨，所述铣头主轴滑动安装第三导轨和第四导轨上，以使铣头主轴在第三导轨和第四导轨进行竖直方向移动，以及，通过立柱在所述第一导轨和所述第二导轨上的进行水平方向移动；

其中，所述铣头主轴设置有自动换刀机构和定向锁死机构，以更换使用指定刀具，所述工件主轴上端设置有所述自动分度夹具，用以对阀体位置进行限定，并绕指定轴旋转阀体。

进一步地，所述立柱整体呈三角形结构，立柱下端通过滑槽与所述第一导轨以及所述第二导轨相连，立柱上端面为从立柱前部向立柱后部向床身方向倾斜的斜面，且，在远离工件主轴的后部设置为中空结构，以安装平衡缸的氮气瓶。

进一步地，所述立柱在所述第一导轨和所述第二导轨上的移动路径至少包括第一位置和第二位置；

所述第一位置为使所述铣头主轴与所述工件主轴重合的位置，所述第二位置为使所述铣头主轴与所述转塔刀库对应进行刀具更换的位置。

进一步地，所述铣头主轴下部设置有自动换刀机构，以与所述转塔刀库配合换取指定刀具，所述铣头主轴内部安装有定向锁死机构，用以在指定角度锁定铣头主轴以使铣头主轴连接的刀具的位置固定，从而实现车床功能。

进一步地，所述排屑槽包括两个斜面和一个倾斜的矩形通道；

其中，第一斜面和第二斜面均位于所述床身前部，其中，所述第一斜面通过第一连接面与床身连接，并与所述矩形通道通过第一连接部相连；

所述第二斜面通过第二连接面与床身连接，且与所述矩形通道通过第二连接部连接；

所述第一斜面与所述工件主轴的外侧面相连，所述第二斜面与所述转塔刀库的转轴外侧面相连，且，所述第一连接面的高度大于所述第一连接部，所述第二连接面的高度大于所述第二连接部；

所述矩形通道连接床身前部与床身后部，并且矩形通道与床身前部连接位置的高度高于与床身后部连接位置的高度；

所述矩形通道在与床身后部连接位置的最低处的床身上设置有排屑口，排屑口连接有安装排屑器和冷却水箱。

进一步地，所述阀体加工专用车铣复合机床还包括：

检测模块，其用以检测所述工件主轴与所述铣头主轴的位置关系、所述第三导轨与水平面的位置关系、氮气瓶的重量，以及，检测铣头主轴的振动信息和工件主轴的振动信息；

负重平衡模块，其通过伸缩结构连接在所述立柱上并位于立柱远离所述第三导轨的侧面上，用以通过调整载重块的位置和/或重量调整工件加工时立柱的振动幅度；

平衡控制模块，其分别与所述检测模块以及所述负重平衡模块相连，用以根据氮气瓶的重量计算所述载重块的伸缩长度，并根据所述铣头主轴的振动信息确定工件的加工稳定度，在第一稳定度条件下，调整所述负重平衡模块的载重块位置或重量，以使工件的加工稳定度提高；

所述第一稳定度条件为工件的加工稳定度小于加工稳定度标准。

进一步地，所述导轨内部设置有用以固定导轨滑动位置的停止机构，停止机构用以通过增大滑轨与轨道槽之间的摩擦力以固定导轨位置。

进一步地，所述停止机构包括设置在滑轨上凸起部和设置在所述轨道槽上的配合部，其中：

所述凸起部设置在所述导轨的滑轨与轨道槽相对的侧面，凸起部为可伸缩结构，所述凸起部由弹性材料制成，在所述轨道的外侧面设置有控制所述凸起部伸缩的旋钮，当随立柱移动的铣头主轴移动到要求位置时，打开所述旋钮伸出凸起部，以增加滑槽与导轨之间的摩擦力，进而锁紧与滑槽连接的立柱，以及铣头主轴；

所述配合部与所述凸起部相对设置，表面设有增大摩擦力的表面纹理，用以增大配合部与凸起部的滑动摩擦力；

在锁紧状态下，凸起部的弹性表面与轨道槽的配合部表面接触并压紧；

在自由状态下，凸起部的弹性表面与轨道槽的配合部表面不接触。

进一步地，所述平衡控制模块根据检测模块检测到所述铣头主轴在单位时间内的平均振动频率f和振动幅度a确定工件的加工稳定度H，并在第一稳定度条件下，根据工件的加工稳定度H调整所述负重平衡模块的载重块位置，以使工件的加工稳定度提高；

设定加工稳定度H＝F+A，

其中，f0为预设标准振动频率，a0为预设标准振动幅度；

所述平衡控制模块设有预设加工稳定度标准误差范围[h1，h2]，当所述检测模块检测到单位时间内铣头主轴的平均振动频率f、向氮气瓶方向振动的最大幅度a1和向工件主轴方向振动的最大幅度a2后，计算单位时间内的加工稳定度H1和H2，

当H1＞h1且H2≤h2时，所述平衡控制模块判定加工稳定度不符合预设标准且铣头主轴向氮气瓶方向偏离，所述平衡控制模块控制缩短载重块的伸出长度；

当H2＞h2且H1≤h1时，所述平衡控制模块判定加工稳定度不符合预设标准且铣头主轴向工件主轴方向偏离，所述平衡控制模块控制增长载重块的伸出长度；

其中，所述第一稳定度条件为工件的加工稳定度超出预设加工稳定度误差范围；

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过设置有自动分度夹具能够实现阀体的一体定位，避免反复装夹造成定位精度损失，通过横向导轨水平放置在不同高度的设置，减小了立柱垂直向下的力，并且，所述导轨设置有导轨锁紧机构，使得滚珠丝杠的受力减小，以提高滚珠丝杠的使用寿命；

进一步地，用于立柱配重的氮气瓶，提高了立柱上下升降时的稳定性和牢固度，并且，提高了上下升降的精度，使其满足精加工要求；

进一步地，通过排屑槽的导屑设置，便于切屑的清理，通过设置有铣头主轴内置定向锁死机构，在指定角度锁死固定，从而实现车铣功能。

进一步地，所述检测模块、负重平衡模块和平衡控制模块互相配合增加了阀体加工的稳定性，以增加其加工精确度。

进一步地，本发明针对阀体加工特点设置的一体自动分度夹具，有效的减少装夹次数，提高了定位精度和加工精度。

附图说明

图1为本发明阀体加工专用车铣复合机床的正面结构示意图；

图2为本发明阀体加工专用车铣复合机床的背面结构示意图；

图中：1，床身；2，工件主轴；3，自动分度夹具；4，直线导轨；5，滚珠丝杠；6，立柱；7，氮气瓶；8，平衡缸；9，铣头主轴滑鞍；10，铣头主轴；11，转塔刀库；12，排屑槽；13，主轴电机；14，排屑口。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1及图2所示，其分别为本发明阀体加工专用车铣复合机床的正面和背面的结构示意图。本发明所述阀体加工专用车铣复合机床，包括：

床身1、铣头主轴10、工件主轴2、自动分度夹具3和转塔刀库11，所述铣头主轴10与工件主轴2均竖直设置，

所述床身1前部的加工区域设置有工件主轴2和转塔刀库11，工件主轴2上端安装有自动分度夹具3，用以定位并夹紧工件以及与工件通过可转动连接，以调整工件的定位角度，所述转塔刀库11设置有若干刀具库位，用以储存若干把加工刀具；

所述床身1前部设置有排屑槽12，所述排屑槽12位于工件主轴2和转塔刀库11之间并通向所述机床床身1后部，所述床身1后部设有与排屑槽12联通的排屑口14；

所述床身1上部靠近床身1后部的区域设置有沿左右横向设置在第一高度的第一导轨4和设置在第二高度的第二导轨4，所述第一导轨4与所述第二导轨4平行，且，第一导轨4和第二导轨4均水平放置，其中，第一导轨4距离所述工件主轴2的水平距离小于第二导轨4距离工件主轴2的水平距离，且，第一高度低于第二高度；

所述铣头主轴10通过立柱6安装在所述第一导轨4和第二导轨4上方并与所述第一导轨4及所述第二导轨4滑动相连；

所述立柱6靠近所述工件主轴2且与所述第一导轨4平行的侧面上设置有第三导轨4和第四导轨4，所述铣头主轴10滑动安装第三导轨4和第四导轨4上，以使铣头主轴10在第三导轨4和第四导轨4进行竖直方向移动，以及，通过立柱6在所述第一导轨4和所述第二导轨4上的进行水平方向移动；

其中，所述铣头主轴10设置有自动换刀机构和定向锁死机构，以更换使用指定刀具，所述工件主轴2上端设置有所述自动分度夹具3，用以对阀体位置进行限定，并绕指定轴旋转阀体。

具体而言，本发明由自动分度夹具3、转塔刀库11、排屑槽12、直线导轨4、铣头主轴10和工件主轴2组成了所述阀体加工专用车铣复合机床的基本结构，工件主轴2上的自动分度夹具3定位、夹紧工件且通过可转动连接带动工件一起旋转，可以对阀体位置进行限定，并绕指定轴旋转阀体，方便加工操作和加工工艺的调整，铣头主轴10上的自动换刀机构和定向锁死机构可以更换和使用指定的刀具，提供了更多加工选项和灵活性，便于加工操作、调整工件的定位角度，以提高工件的加工精度和效率，通过转塔刀库11储存多把加工刀具，提供了多种加工选项以及提高了工艺流程的灵活性，通过位于工件主轴2和转塔刀库11之间的排屑槽12，以及，通向机床床身1后部的排屑口14，将加工过程中产生的废屑和切屑及时拍走，以保持加工现场的清洁和整洁，直线导轨4的设置提供了铣头主轴10的水平和/或竖直滑动轨道，使得铣头主轴10可以在不同位置进行水平和/或竖直方向的移动，以适应不同部位的加工需求，通过以上的设置，可以提高加工效率，确保加工精度和稳定性，同时提供更多加工选项和灵活性，满足不同工件的加工需求。

本发明所述阀体加工专用车铣复合机床中立柱6整体呈三角形结构，立柱6下端通过滑槽与所述第一导轨4以及所述第二导轨4相连，立柱6上端面为从立柱6前部向立柱6后部向床身1方向倾斜的斜面，且，在远离工件主轴2的后部设置为中空结构，以安装平衡缸8的氮气瓶7。

具体而言，本发明中立柱6的三角形结构使立柱6具有较高的强度和稳定性，能够承受较大的压力和切削力，立柱6上端的斜面设计可以减少氮气瓶7与立柱6之间的干涉，并提供更大的操作空间方便更换氮气缸，立柱6后部用来安装平衡缸8的氮气瓶7的中空结构，使得该区域不会对工件加工和操作产生干涉或阻碍，同时为平衡和稳定加工操作提供支持，立柱6的设计和结构可以提供更好的加工空间和操作空间，提高加工精度和稳定性，并为支持平衡和稳定加工操作提供便利。

本发明中立柱6在第一导轨4和第二导轨4上的移动路径至少包括第一位置和第二位置；

所述第一位置为使所述铣头主轴与所述工件主轴2重合的位置，所述第二位置为使所述铣头主轴与所述转塔刀库11对应进行刀具更换的位置。

具体而言，本发明中立柱6的移动路径包括第一位置和第二位置，第一位置使铣头主轴与工件主轴2重合，实现切削加工的精准对位。通过将立柱6移动到第一位置，可确保铣刀对工件进行精确的切削操作，提高加工精度和表面质量，第二位置使铣头主轴与转塔刀库11对应，方便进行刀具更换，转塔刀库11可以存放多个刀具，当需要使用不同形状或尺寸的刀具进行加工时，立柱6移动到第二位置可以将铣头主轴与转塔刀库11对齐，方便快捷地更换刀具，提高生产效率，通过在移动路径中设置第一位置和第二位置，可以满足不同加工需求下的精准操作和刀具更换，提高加工效率和质量，增加生产灵活性。

本发明中铣头主轴10下部设置有自动换刀机构，以与所述转塔刀库11配合换取刀具，所述铣头主轴10内部安装有定向锁死机构，用以在指定角度锁定铣头主轴10以使铣头主轴10连接的刀具的位置固定，从而实现车床功能。

具体而言，本发明中铣头主轴10内部的定向锁死机构可以在指定角度锁定铣头主轴10，稳定刀具的位置，这种功能使得车床能够通过选择不同的锁定角度，实现多种形式的加工，比如斜面加工、螺旋加工等。这样，车床的加工能力得到了扩展，提高了工件的加工质量和加工精度，并且，自动换刀机构与转塔刀库11配合使用，可以提高生产效率、降低人工干预、增加刀具容量，且，实现多功能加工，使得车床系统更加灵活高效，适用于阀体的高速、高精度加工需求。

本发明中排屑槽12包括两个斜面和一个倾斜的矩形通道；

其中，第一斜面和第二斜面均位于所述床身1前部，所述第一斜面通过第一连接面与床身1连接，并与所述矩形通道通过第一连接部相连；

所述第二斜面通过第二连接面与床身1连接，且与所述矩形通道通过第二连接部连接；

所述第一斜面与所述工件主轴2的外侧面相连，所述第二斜面与所述转塔刀库11的转轴外侧面相连，且，所述第一连接面的高度大于所述第一连接部，所述第二连接面的高度大于所述第二连接部；

所述矩形通道连接床身1前部与床身1后部，并且矩形通道与床身1前部连接位置的高度高于与床身1后部连接位置的高度；

所述矩形通道在与床身1后部连接位置的最低处的床身1上设置有排屑口14，排屑口14连接有安装排屑器和冷却水箱。

具体而言，本发明中排屑槽12包括两个斜面和一个倾斜的矩形通道，能够引导加工过程中产生的切屑和废屑顺利排出，第一斜面连接到工件主轴2的外侧面，可将切屑从工件上引导到排屑槽12中，通过倾斜的矩形通道，可以防止切屑在加工过程中堆积在车床床身1上，以使切屑被有效地导向到排屑口14处，方便集中处理，排屑口14的最低处安装排屑器和冷却水箱，集中的切屑可以通过排屑器将其移出车床，并且，冷却水箱在加工过程中有冷却刀具和工件的作用和冲洗切屑作用，以延长刀具寿命、改善工件表面质量、保持工件加工的几何精度和尺寸稳定性，以及，保持机床的运行稳定性和寿命。

本发明所述阀体加工专用车铣复合机床，还包括：

检测模块，其用三坐标测量机、激光干涉仪、精密测量传感器、设计和制造专用夹具和标定工具或者其组合以检测所述工件主轴2与所述铣头主轴10的位置关系和所述第三导轨4与水平面的位置关系、用称重传感器或气体充装与测量系统氮气瓶7的重量，以及，检测铣头主轴10的振动信息和工件主轴2的振动信息；

负重平衡模块，其通过伸缩结构如可伸缩金属杆、可伸缩框架结构和弹簧加载系统等连接在所述立柱6上并位于立柱6远离所述第三导轨4的侧面上，用以通过调整载重块的位置或重量调整工件加工时立柱6的振动幅度；

平衡控制模块，其分别与所述检测模块以及所述负重平衡模块相连，用以根据氮气瓶7的重量计算负重所述载重块的伸缩长度，根据所述铣头主轴10的振动信息确定工件的加工稳定度，并在第一稳定度条件下，调整所述负重平衡模块的载重块位置或重量，以使工件的加工稳定度提高；

平衡控制模块的设计可能包括使用微控制器、传感器和执行机构等元件，这些元件可用于采集、处理和分析各种输入数据，并控制负载平衡模块的操作；

所述第一稳定度条件为工件的加工稳定度小于加工稳定度标准。

具体而言，本发明通过设置有检测模块、负重平衡模块和平衡控制模块，通过检测模块可以准确测量工件主轴2与铣头主轴10之间的位置关系和第三导轨4与水平面的位置关系，以确保工件和铣头之间的对准度，以及机床部件的准确性和稳定性，还可以监测铣头主轴10和工件主轴2的振动信息及时发现和诊断问题，并采取相应的措施进行调整和改进，负重平衡模块通过调整载重块的位置或重量，可以调节工件加工过程中铣头主轴10的振动，以优化该阀体加工专用车铣复合机床的稳定性和精度，提高加工质量和效率，通过平衡控制模块与检测模块和负重平衡模块相连，利用检测到的信息和氮气瓶7的重量来计算负重和载重块的伸缩长度，根据铣头主轴10的振动信息确定工件的加工稳定度，并在满足第一稳定度条件下，调整负重平衡模块以提高工件的加工稳定度，这样可以确保在加工过程中工件的稳定性达到预定的标准。

本发明所述阀体加工专用车铣复合机床中导轨4内部设置有用以固定导轨4滑动位置的停止机构，停止机构用以通过增大滑轨与轨道槽之间的摩擦力以固定导轨4位置，所述停止机构包括设置在滑轨上凸起部和设置在所述轨道槽上的配合部，其中：

所述凸起部设置在所述导轨4与滑槽内的两侧连接处设置有可伸缩的凸起部，所述凸起部由弹性材料制成，在滑槽外侧设置有控制所述凸起部伸缩的旋钮，当随立柱6移动的铣头主轴10移动到要求位置时，打开所述旋钮伸出凸起部，以增加滑槽与导轨4之间的摩擦力，进而锁紧与滑槽连接的立柱6，以及铣头主轴10；

所述配合部与所述凸起部相对设置，表面设有增大摩擦力的表面纹理，用以增大表面摩擦力；

在锁紧状态下，凸起部的弹性表面与轨道槽的配合部表面接触并压紧；

在自由状态下，凸起部的弹性表面与轨道槽的配合部表面不接触。

停止机构包括以下结构：凸起部、配合部和控制旋钮。其功能是提供滑轨锁定机制，使铣头主轴10能够在要求位置上停止移动。

具体而言，在该实施例中，凸起部位于导轨4与滑槽的连接处，并有可伸缩的凸起部。凸起部由弹性材料如弹簧钢、橡胶等制成，而且在滑槽外侧有一个控制旋钮，用于控制凸起部的伸缩。当铣头主轴10随立柱6移动到所需位置时，旋钮被打开以伸出凸起部，从而增加滑槽与导轨4之间的摩擦力。这样可以锁紧连接在滑槽上的立柱6和铣头主轴10。

配合部位于凸起部相对的位置，并在表面上设有增加摩擦力的纹理。这些纹理被用来增加表面之间的摩擦力。在锁紧状态下，凸起部的弹性表面与轨道槽的配合部表面接触并压紧。而在自由状态下，凸起部的弹性表面与轨道槽的配合部表面没有接触。

停止机构通过控制旋钮的转动来实现锁定和释放滑轨的功能。当旋钮打开时，凸起部伸出，增加摩擦力，从而锁紧滑轨和铣头主轴10。当旋钮关闭时，凸起部收回，解除锁定，允许滑轨和铣头主轴10自由移动。

本发明中所述导轨4内部设置有用于固定导轨4滑动位置的停止机构，可以提供导轨4稳定性、加工稳定性的改善，并简化操作过程，方便维护保养，以提高机床的性能和可靠性。

本发明所述阀体加工专用车铣复合机床通过以下公式进行计算：L＝-(L’×F’/ΔF)，L’为载重块的当前伸出长度，L为调整后的载重块的伸出长度，F’为前次测量的氮气瓶7重量。

根据这个公式，当L＞0时，平衡控制模块判定载重块需要伸长；当L＜0时，平衡控制模块判定载重块需要缩短。这样，通过监测氮气瓶7重量的变化并根据公式计算出载重块长度的调整量，可以实现对载重块长度的自动控制，以保持系统的平衡状态。可以理解的是，L＝0，无需对载重块的伸出长度进行调整。

ΔF表示当前氮气瓶7重量与前次测量的氮气瓶7重量之间的差值，ΔF＝F-F’，其中F表示当前氮气瓶7重量。通过计算ΔF，并结合公式进行计算，平衡控制模块能够根据实时的氮气瓶7重量变化来调整载重块的伸缩长度，以实现平衡控制。

具体而言，本实施例中的平衡控制模块是为了确保载重块的长度与氮气瓶7重量之间的关系符合系统平衡的要求。通过实时监测和调整，可以使机械系统保持平衡状态，提高机床的加工稳定性能和可靠性。

本发明所述平衡控制模块根据检测模块检测到所述铣头主轴10在单位时间内的平均振动频率f和/或振动幅度a确定工件的加工稳定度H，并在第一稳定度条件下，调整所述负重平衡模块的载重块位置，以使工件的加工稳定度提高；

设定加工稳定度H＝F+A，其中f0为预设标准振动频率，a0为预设标准振动幅度，所述平衡控制模块设有预设加工稳定度标准误差范围[h1，h2]，误差范围由加工工件的标准公差、机床自身的精度和加工的参数决定，当所述检测模块检测到单位时间内铣头主轴10的平均振动频率f、向氮气瓶7方向振动的最大幅度a1和向工件主轴2方向振动的最大幅度a2后，计算出对应振动频率的变化量F，以及，振动幅度的变化量A1和A2，以确定该单位时间内的加工稳定度H1和H2，

当h1≤H1且H2≤h2时，所述平衡控制模块判定加工稳定度符合预设标准，所述平衡控制模块不改变载重块的位置，L＝L’；

当H1＞h1且H2≤h2时，所述平衡控制模块判定加工稳定度不符合预设标准，所述平衡控制模块改变载重块的位置，L＝L’×α，α<1；

当H2＞h2且H1≤h1时，所述平衡控制模块判定加工稳定度不符合预设标准，所述平衡控制模块改变载重块的位置，L＝L’×β，β>1；

当H2＞h2且H1＞h2时，所述平衡控制模块判定加工稳定度不符合预设标准且铣头主轴10的加工稳定度超出调整偏差，此时，通过调整铣头主轴10的转速或更换刀具进行加工稳定度调整；α为单次缩短调整的伸出长度系数，β为单次伸长调整的伸出长度系数，可以理解的是，使用α、β对载重块的位置的调整仅作为位置调整的一种实现方式，不用于限定本发明改变载重块的位置的技术方案，α以及β的取值能够根据实际的载重块调整装置进行设定，优选的α取0.95，β取1.05。

其中，所述第一稳定度条件为工件的加工稳定度超出预设加工稳定度误差范围；

具体而言，所述平衡控制模块根据铣头主轴10的振动频率和振动幅度来评估工件的加工稳定度，并通过调整负重平衡模块的载重块位置来提高稳定度。

首先设定了预设的标准振动频率f0和振动幅度a0作为参考值。

平衡控制模块中设定了预设加工稳定度标准误差范围[h1，h2]，其中h1表示铣头主轴10向氮气瓶7方向振动的加工稳定度的最大幅度，h2表示铣头主轴10向工件主轴2方向振动的加工稳定度的最大幅度；当检测模块检测到铣头主轴10在单位时间内的平均振动频率f，以及向氮气瓶7方向振动的最大幅度a1和向工件主轴2方向振动的最大幅度a2后，因此，可以计算出频率的变化量F，以及向两个方向振动幅度的变化量A1和A2；根据这些测量值可以确定该单位时间内的加工稳定度H1和H2；

然后，根据第一稳定度条件，即工件的加工稳定度超出预设加工稳定度误差范围，执行以下操作：

如果h1≤H1且H2≤h2，表示加工稳定度符合预设标准，此时平衡控制模块不需要改变载重块的位置，保持初始位置L不变，即L’＝L；

如果H1＞h1且H2≤h2时，表示实际载重块配重大于所需载重块的配重，加工稳定度不符合预设标准，在这种情况下，平衡控制模块通过缩短载重块与立柱6之间的距离调整系统的负载；

如果H2＞h2且H1≤h1，表示实际载重块配重小于所需载重块的配重，加工稳定度不符合预设标准，在这种情况下，平衡控制模块通过增加载重块与立柱6之间的距离调整系统的负载；

本实施例通过根据加工稳定度的检测结果和预设标准误差范围的判定，平衡控制模块可以自动调整负重平衡模块的载重块位置，以使系统降低振动带来的影响，从而改善工件的加工质量，减少加工误差和表面粗糙度，还能提高铣削速度和刀具寿命，从而提高生产效率。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阀体加工专用车铣复合机床，包括床身、铣头主轴、工件主轴、自动分度夹具和转塔刀库，其特征在于，所述铣头主轴与工件主轴均竖直设置；

所述床身前部的加工区域设置有工件主轴和转塔刀库，工件主轴上端安装有自动分度夹具，用以定位并夹紧工件以及与工件通过可转动连接，以调整工件的定位角度，所述转塔刀库设置有若干刀具库位，用以储存若干把加工刀具；

所述床身前部设置有排屑槽，所述排屑槽位于工件主轴和转塔刀库之间并通向机床床身后部，所述床身后部设有与排屑槽连通的排屑口；

所述床身上部靠近床身后部的区域设置有沿左右横向设置在第一高度的第一导轨和设置在第二高度的第二导轨，所述第一导轨与所述第二导轨平行，且，第一导轨和第二导轨均水平放置，其中，第一导轨距离所述工件主轴的水平距离小于第二导轨距离工件主轴的水平距离，且，第一高度低于第二高度；

所述铣头主轴通过立柱安装在所述第一导轨和第二导轨上方并与所述第一导轨及所述第二导轨滑动相连；

所述立柱靠近所述工件主轴且与所述第一导轨平行的侧面上设置有第三导轨和第四导轨，所述铣头主轴滑动安装第三导轨和第四导轨上，以使铣头主轴在第三导轨和第四导轨进行竖直方向移动，以及，通过立柱在所述第一导轨和所述第二导轨上的进行水平方向移动；

其中，所述铣头主轴设置有自动换刀机构和定向锁死机构，以更换使用指定刀具，所述工件主轴上端设置有所述自动分度夹具，用以对阀体位置进行限定，并绕指定轴旋转阀体。

2.根据权利要求1所述的阀体加工专用车铣复合机床，其特征在于，所述立柱整体呈三角形结构，立柱下端通过滑槽与所述第一导轨以及所述第二导轨相连，立柱上端面为从立柱前部向立柱后部向床身方向倾斜的斜面，且，在远离工件主轴的后部设置为中空结构，以安装平衡缸的氮气瓶。

3.根据权利要求2所述的阀体加工专用车铣复合机床，其特征在于，所述立柱在所述第一导轨和所述第二导轨上的移动路径至少包括第一位置和第二位置；

所述第一位置为使所述铣头主轴与所述工件主轴重合的位置，所述第二位置为使所述铣头主轴与所述转塔刀库对应进行刀具更换的位置。

4.根据权利要求3所述的阀体加工专用车铣复合机床，其特征在于，所述铣头主轴下部设置有自动换刀机构，以与所述转塔刀库配合换取刀具，所述铣头主轴内部安装有定向锁死机构，用以在指定角度锁定铣头主轴以使铣头主轴连接的刀具的位置固定，从而实现车床功能。

5.根据权利要求4所述的阀体加工专用车铣复合机床，其特征在于，所述排屑槽包括两个斜面和一个倾斜的矩形通道；

其中，第一斜面和第二斜面均位于所述床身前部，所述第一斜面通过第一连接面与床身连接，并与所述矩形通道通过第一连接部相连；

所述第二斜面通过第二连接面与床身连接，且与所述矩形通道通过第二连接部连接；

所述第一斜面与所述工件主轴的外侧面相连，所述第二斜面与所述转塔刀库的转轴外侧面相连，且，所述第一连接面的高度大于所述第一连接部，所述第二连接面的高度大于所述第二连接部；

所述矩形通道连接床身前部与床身后部，并且矩形通道与床身前部连接位置的高度高于与床身后部连接位置的高度；

所述矩形通道在与床身后部连接位置的最低处的床身上设置有排屑口，排屑口连接有安装排屑器和冷却水箱。

6.根据权利要求5所述的阀体加工专用车铣复合机床，其特征在于，还包括：

检测模块，其用以检测所述工件主轴与所述铣头主轴的位置关系、所述第三导轨与水平面的位置关系、氮气瓶的重量，以及，检测铣头主轴的振动信息和工件主轴的振动信息；

负重平衡模块，其通过伸缩结构连接在所述立柱上并位于立柱远离所述第三导轨的侧面上，用以通过调整载重块的位置和/或重量调整工件加工时立柱的振动幅度；

平衡控制模块，其分别与所述检测模块以及所述负重平衡模块相连，用以根据氮气瓶的重量计算所述载重块的伸缩长度，并根据所述铣头主轴的振动信息确定工件的加工稳定度，在第一稳定度条件下，调整所述负重平衡模块的载重块位置或重量，以使工件的加工稳定度提高；

所述第一稳定度条件为工件的加工稳定度小于加工稳定度标准。

7.根据权利要求6所述的阀体加工专用车铣复合机床，其特征在于，导轨内部设置有用以固定导轨滑动位置的停止机构，停止机构用以通过增大滑轨与轨道槽之间的摩擦力以固定导轨位置。

8.根据权利要求7所述的阀体加工专用车铣复合机床，其特征在于，所述停止机构包括设置在滑轨上的凸起部和设置在所述轨道槽上的配合部，其中：

所述凸起部设置在所述导轨的滑轨与轨道槽相对的侧面，凸起部为可伸缩结构，所述凸起部由弹性材料制成，在所述轨道的外侧面设置有控制所述凸起部伸缩的旋钮，当随立柱移动的铣头主轴移动到要求位置时，打开所述旋钮伸出凸起部，以增加滑槽与导轨之间的摩擦力，进而锁紧与滑槽连接的立柱，以及铣头主轴；

所述配合部与所述凸起部相对设置，表面设有增大摩擦力的表面纹理，用以增大配合部与凸起部的滑动摩擦力；

在锁紧状态下，凸起部的弹性表面与轨道槽的配合部表面接触并压紧；

在自由状态下，凸起部的弹性表面与轨道槽的配合部表面不接触。

9.根据权利要求8所述的阀体加工专用车铣复合机床，其特征在于，所述平衡控制模块根据氮气瓶重量的变化量ΔF确定载重块的伸缩长度L，其中，L＝-(L’×F’/ΔF)，L’为载重块的当前伸出长度，L为调整后的载重块的伸出长度，F’为前次测量的氮气瓶重量，

当L>0时，所述平衡控制模块判定将载重块的伸出长度调大；

当L<0时，所述平衡控制模块判定载重块缩的伸出长度调小；

其中，ΔF为当前氮气瓶重量与前次测量的氮气瓶重量差值，ΔF＝F-F’，F为当前氮气瓶重量。

10.根据权利要求9所述的阀体加工专用车铣复合机床，其特征在于，所述平衡控制模块根据检测模块检测到所述铣头主轴在单位时间内的平均振动频率f和振动幅度a确定工件的加工稳定度H，并在第一稳定度条件下，根据工件的加工稳定度H调整所述负重平衡模块的载重块位置，以使工件的加工稳定度提高；

设定加工稳定度H＝F+A，

其中，f0为预设标准振动频率，a0为预设标准振动幅度；

所述平衡控制模块设有预设加工稳定度标准误差范围[h1，h2]，当所述检测模块检测到单位时间内铣头主轴的平均振动频率f、向氮气瓶方向振动的最大幅度a1和向工件主轴方向振动的最大幅度a2后，计算单位时间内的加工稳定度H1和H2，

当H1＞h1且H2≤h2时，所述平衡控制模块判定加工稳定度不符合预设标准且铣头主轴向氮气瓶方向偏离，所述平衡控制模块控制缩短载重块的伸出长度；

当H2＞h2且H1≤h1时，所述平衡控制模块判定加工稳定度不符合预设标准且铣头主轴向工件主轴方向偏离，所述平衡控制模块控制增长载重块的伸出长度；

其中，所述第一稳定度条件为工件的加工稳定度超出预设加工稳定度误差范围；