CN117532346A - 立卧七轴五联动车铣复合加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明涉及组合加工机床技术领域，具体公开一种立卧七轴五联动车铣复合加工中心，包括：床体、车铣转台、主轴卡盘以及车铣机构，其中，车铣转台安装于所述床体并能够绕Z轴方向转动；主轴卡盘安装于所述床体并能够绕X轴方向转动；车铣机构包括X轴进给组件、Y轴进给组件、Z轴进给组件、转动组件以及电主轴。通过上述方案，转动组件能够带动电主轴转动以调节进刀角度，其中，车铣转台适用于安装盘状零件，主轴卡盘适用于安装轴状零件，通过车铣机构调整电主轴，使其既能够沿竖向对车铣转台上的盘状零件进行加工，又能够沿水平向对安装于主轴卡盘上的轴状零件进行加工，车铣复合加工中心能够加工的零件种类更多，适用范围更广。

Description

立卧七轴五联动车铣复合加工中心

技术领域

本发明涉及组合加工机床技术领域，特别涉及一种立卧七轴五联动车铣复合加工中心。

背景技术

车铣复合加工中心多种多样，常见的有五轴联动式，是指在三个直线坐标运动的基础上，加上两个角度坐标运动，可在计算机数控系统的控制下同时协调运动，实现铣床与需要加工的零件实现五轴相对联动，从而使刀头的切削刃部分始终沿着所需加工的曲面的切面方向移动，使曲面加工达到理想的切削状态，并实现零件任意角度的加工。

但现有的车铣复合加工中心仅能够针对盘状零件或轴状零件进行加工，适用的零件种类较为单一，适用范围较小。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种立卧七轴五联动车铣复合加工中心，旨在提高车铣复合加工中心的适用性。

为实现上述目的，本发明提出的一种立卧七轴五联动车铣复合加工中心，包括：

床体；

车铣转台，安装于所述床体并能够绕Z轴方向转动；

主轴卡盘，安装于所述床体并能够绕X轴方向转动；以及

车铣机构，包括X轴进给组件、Y轴进给组件、Z轴进给组件、转动组件以及电主轴，所述X轴进给组件连接所述Y轴进给组件，并能够驱动所述Y轴进给组件沿X轴方向直线运动，所述Y轴进给组件连接所述Z轴进给组件，并能够驱动所述Z轴进给组件沿Y轴方向直线运动，所述Z轴进给组件连接所述转动组件，并能够驱动所述转动组件沿Z轴方向运动，所述转动组件连接所述电主轴，并能够带动所述电主轴绕Y轴方向转动，所述电主轴用于对所述车铣转台和所述主轴卡盘上的工件进行车铣加工。

在本发明的一些实施例中，所述床体包括床身以及第一轴箱，所述主轴卡盘安装于所述第一轴箱，所述第一轴箱可活动安装于床身，以带动所述主轴卡盘沿平行于X轴方向运动。

在本发明的一些实施例中，所述主轴卡盘设置有两个，所述床体还包括第二轴箱，所述第二轴箱安装于所述床身，两所述主轴卡盘同轴且相对设置并相间隔。

在本发明的一些实施例中，所述第一轴箱与所述第二轴箱分别位于所述车铣转台的相对两侧，两所述主轴卡盘的轴线与所述车铣转台的台面在Z轴方向上错位设置。

在本发明的一些实施例中，安装于所述第二轴箱的主轴卡盘在X轴方向上与所述车铣转台相间隔。

在本发明的一些实施例中，所述床身的前侧面设置为安装斜面，所述安装斜面在床身的前侧至床身的后侧方向上逐渐朝上倾斜，所述安装斜面设置有第一台阶以及第二台阶，所述第一台阶与所述第二台阶沿平行于X轴方向相间隔；

所述第二轴箱安装于所述第一台阶的顶面，所述车铣转台安装于所述第二台阶的顶面，所述第一轴箱滑动安装于所述安装斜面。

在本发明的一些实施例中，所述第一轴箱的底面设置有至少两滑座，至少两所述滑座沿垂直于所述第一轴箱的滑动方向间隔设置，每一所述滑座的底面设置有滑槽，所述滑槽沿平行于X轴方向延伸，所述安装斜面设置有两导轨，一所述滑座通过滑槽与一所述导轨滑动配合。

在本发明的一些实施例中，还包括移动机构，所述移动机构安装于所述床身，所述移动机构用于驱动所述第一轴箱滑动。

在本发明的一些实施例中，所述安装斜面凹设有安装槽，所述安装槽沿平行于X轴方向延伸，且位于两所述导轨之间；

所述移动机构包括驱动电机、丝杆以及滑动件，所述驱动电机固定于所述安装槽延伸方向的一端，所述丝杆与所述驱动电机的输出轴同轴固定，所述滑动件开设有螺纹孔并与所述丝杆螺纹连接，所述滑动件固定于所述第一轴箱的底壁。

在本发明的一些实施例中，所述安装槽延伸至所述第二台阶的底部，所述移动机构还包括轴托，所述轴托安装于所述安装槽的底壁，且位于所述第一台阶的下方，所述丝杆的末端转动安装于所述轴托内。

本发明技术方案中的立卧七轴五联动车铣复合加工中心通过在机床床体上设置车铣转台和主轴卡盘，并在车铣机构中设置转动组件，转动组件能够带动电主轴转动以调节进刀角度，其中，车铣转台适用于安装盘状零件，主轴卡盘适用于安装轴状零件，通过车铣机构调整电主轴，使其既能够沿竖向对车铣转台上的盘状零件进行加工，又能够沿水平向对安装于主轴卡盘上的轴状零件进行加工，车铣复合加工中心能够加工的零件种类更多，适用范围更广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明立卧七轴五联动车铣复合加工中心一实施例的结构示意图；

图2为本发明立卧七轴五联动车铣复合加工中心另一实施例的结构示意图；

图3为本发明立卧七轴五联动车铣复合加工中心另一实施例中固定工作台的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅图1至图3，本发明提出的一种立卧七轴五联动车铣复合加工中心100，包括：床体10、车铣转台30、主轴卡盘50以及车铣机构70，其中，车铣转台30安装于床体10并能够绕Z轴方向转动；主轴卡盘50安装于床体10并能够绕X轴方向转动；车铣机构70包括X轴进给组件71、Y轴进给组件72、Z轴进给组件73、转动组件74以及电主轴75，X轴进给组件71连接Y轴进给组件72，并能够驱动Y轴进给组件72沿X轴方向直线运动，Y轴进给组件72连接Z轴进给组件73，并能够驱动Z轴进给组件73沿Y轴方向直线运动，Z轴进给组件73连接转动组件74，并能够驱动转动组件74沿Z轴方向直线运动，转动组件74连接电主轴75，并能够带动电主轴75绕Y轴方向转动，电主轴75用于对车铣转台30和主轴卡盘50上的工件进行车铣加工。

上述床体10一般设置有供车铣转台30安装的台座，台座可以是可拆式，在不需要时台座连带车铣转台30一起拆下，具体可拆卸固定的方式例如螺纹连接、螺接件固定等；台座也可以通过不可拆固定的方式安装于床身，例如焊接、过盈配合、一体成型等。

上述主轴卡盘50一般采用三爪卡盘，夹装方便、效率高、对中性好，床体10一般设置有轴箱，用于安装主轴卡盘50。

上述车铣机构70通过X轴进给组件71、Y轴进给组件72、Z轴进给组件73协调工作，从而调整电主轴75与工件之间的距离，通过转动组件74带动电主轴75绕Y轴旋转，从而调整进刀角度。该转动组件74一般采用伺服电机进行驱动，位置精度高，响应速度快。

本发明技术方案中的立卧七轴五联动车铣复合加工中心100通过在机床床体10上设置车铣转台30和主轴卡盘50，并在车铣机构70中设置转动组件74，转动组件74能够带动电主轴75转动以调节进刀角度，其中，车铣转台30适用于安装盘状零件，主轴卡盘50适用于安装轴状零件，通过车铣机构70调整电主轴75，使其既能够沿Z轴方向对车铣转台30上的盘状零件进行加工，又能够沿X轴方向对安装于主轴卡盘50上的轴状零件进行加工，车铣复合加工中心能够加工的零件种类更多，适用范围更广。

在本发明的一些实施例中，床体10包括床身11以及第一轴箱13，主轴卡盘50安装于第一轴箱13，第一轴箱13可活动安装于床身11，以带动主轴卡盘50沿平行于X轴方向运动。如此设置，可以根据轴类工件的加工需要移动第一箱轴，从而调整至方便加工的位置。

进一步地，在本发明的一些实施例中，主轴卡盘50设置有两个，床体10还包括第二轴箱14，第二轴箱14安装于床身11，两主轴卡盘50同轴且相对设置并相间隔。这样对于长度较大的轴类零件可以采用双头固定的方式，将轴两端分别固定于两主轴卡盘50内，这样在加工时工件不易晃动和扭动，可以保证加工精度。

在本发明的一些实施例中，第一轴箱13与第二轴箱14分别位于车铣转台30的相对两侧，两主轴卡盘50的轴线与车铣转台30的台面在Z轴方向上错位设置。如此设置，整体结构更加紧凑，并且主轴卡盘50与车铣转台30拆装工件过程互不妨碍，而且，在车铣机构70由加工车铣转台30的盘状零件切换至加工主轴卡盘50的轴状零件的过程中，电主轴75移动的距离较短，更加节能。

进一步地，在本发明的一些实施例中，安装于第二轴箱14的主轴卡盘50在X轴方向上与车铣转台30相间隔，以于车铣转台30上方预留出足够的盘状工件安装空间以及电主轴75加工活动空间。

在本发明的一些实施例中，床身11的前侧面设置为安装斜面111，安装斜面111在床身11的前侧至床身11的后侧方向上逐渐朝上倾斜，安装斜面111设置有第一台阶112以及第二台阶113，第一台阶112与第二台阶113沿平行于X轴方向相间隔；第二轴箱14安装于第一台阶112的顶面，车铣转台30安装于第二台阶113的顶面，第一轴箱13滑动安装于安装斜面111。

通过上述方案，在加工零件过程中，加工废屑掉落至安装斜面111后可以自然滑落，省去清扫的麻烦，此外，床身11的体积可以更小，设备重量和材料成本更低，并且，不影响车铣转台30和主轴卡盘50的承载能力。

第一轴箱13安装于床身11的方式多样，在本发明的一些实施例中，车身设置有滑槽131，第一轴箱13的底端滑动安装于滑槽131内，移动机构80安装于滑槽131的一端并传动连接第一轴箱13在X轴方向上的一侧；在本发明的另一些实施例中，第一轴箱13的底面设置有至少两滑座，至少两滑座沿垂直于第一轴箱13的滑动方向间隔设置，每一滑座的底面设置有滑槽131，滑槽131沿平行于X轴方向延伸，安装斜面111设置有两导轨114，一滑座通过滑槽131与一导轨114滑动配合。如此设置，第一箱轴通过滑座与导轨114滑动连接，第一轴箱13与安装斜面111之间形成有一定间隔，避免掉落在安装斜面111的碎屑对第一轴箱13滑动造成影响。

上述第一轴箱13滑动位置可以通过机械装置进行人工调节，也可以采用电控装置进行调节，在本发明的一些实施例中，还包括移动机构80，移动机构80安装于床身11，移动机构80用于驱动第一轴箱13滑动。采用移动机构80调节第一轴箱13的滑动位置精度高，更加高效。

上述移动机构80的具体实施方式多样，在本发明的一些实施例中，移动机构80包括摇杆、齿轮以及齿条，齿条固定于车身并沿平行于X轴方向延伸，齿轮转动安装于第一轴箱13，并与齿条啮合，摇杆的一端与齿轮同轴固定，这样通过摇动摇杆即可实现第一轴箱13相对车身滑动。

在本发明的另一些实施例中，安装斜面111凹设有安装槽1111，安装槽1111沿平行于X轴方向延伸，且位于两导轨114之间；移动机构80包括驱动电机81、丝杆82以及滑动件83，驱动电机81固定于安装槽1111延伸方向的一端，丝杆82与驱动电机81的输出轴同轴固定，滑动件83开设有螺纹孔并与丝杆82螺纹连接，滑动件83固定于第一轴箱13的底壁。

通过上述方案，利用驱动电机81带动丝杆82转动，从而驱动滑动件83沿丝杆82轴向移动，结构简单，噪音较小，调节精度高。

进一步地，考虑到丝杆82的稳定性，一般在丝杆82的端部设置有轴托，在本发明的一些实施例中，安装槽1111延伸至第二台阶113的底部，移动机构80还包括轴托，轴托安装于安装槽1111的底壁，且位于第一台阶112的下方，丝杆82的末端转动安装于轴托内。如此设置，轴托既不会限制第一轴箱13的活动范围，又不会由于距离驱动电机81太远而导致丝杆82需要增加额外的不必要长度。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种立卧七轴五联动车铣复合加工中心，其特征在于，包括：

床体；

车铣转台，安装于所述床体并能够绕Z轴方向转动；

主轴卡盘，安装于所述床体并能够绕X轴方向转动；以及

车铣机构，包括X轴进给组件、Y轴进给组件、Z轴进给组件、转动组件以及电主轴，所述X轴进给组件连接所述Y轴进给组件，并能够驱动所述Y轴进给组件沿X轴方向直线运动，所述Y轴进给组件连接所述Z轴进给组件，并能够驱动所述Z轴进给组件沿Y轴方向直线运动，所述Z轴进给组件连接所述转动组件，并能够驱动所述转动组件沿Z轴方向直线运动，所述转动组件连接所述电主轴，并能够带动所述电主轴绕Y轴方向转动，所述电主轴用于对所述车铣转台和所述主轴卡盘上的工件进行车铣加工。

2.如权利要求1所述的立卧七轴五联动车铣复合加工中心，其特征在于，所述床体包括床身以及第一轴箱，所述主轴卡盘安装于所述第一轴箱，所述第一轴箱活动安装于床身，所述第一轴箱能够带动所述主轴卡盘沿平行于X轴方向运动。

3.如权利要求2所述的立卧七轴五联动车铣复合加工中心，其特征在于，所述主轴卡盘设置有两个，所述床体还包括第二轴箱，所述第二轴箱安装于所述床身，两所述主轴卡盘同轴且相对设置并相间隔。

4.如权利要求3所述的立卧七轴五联动车铣复合加工中心，其特征在于，所述第一轴箱与所述第二轴箱分别位于所述车铣转台的相对两侧，两所述主轴卡盘的轴线与所述车铣转台的台面在Z轴方向上错位设置。

5.如权利要求4所述的立卧七轴五联动车铣复合加工中心，其特征在于，安装于所述第二轴箱的主轴卡盘在X轴方向上与所述车铣转台相间隔。

6.如权利要求3至5中任意一项所述的立卧七轴五联动车铣复合加工中心，其特征在于，所述床身的前侧面设置为安装斜面，所述安装斜面在床身的前侧至床身的后侧方向上逐渐朝上倾斜，所述安装斜面设置有第一台阶以及第二台阶，所述第一台阶与所述第二台阶沿平行于X轴方向相间隔；

所述第二轴箱安装于所述第一台阶的顶面，所述车铣转台安装于所述第二台阶的顶面，所述第一轴箱滑动安装于所述安装斜面。

7.如权利要求6所述的立卧七轴五联动车铣复合加工中心，其特征在于，所述第一轴箱的底面设置有至少两滑座，至少两所述滑座沿垂直于所述第一轴箱的滑动方向间隔设置，每一所述滑座的底面设置有滑槽，所述滑槽沿平行于X轴方向延伸，所述安装斜面设置有两导轨，一所述滑座通过滑槽与一所述导轨滑动配合。

8.如权利要求7所述的立卧七轴五联动车铣复合加工中心，其特征在于，还包括移动机构，所述移动机构安装于所述床身，所述移动机构用于驱动所述第一轴箱滑动。

9.如权利要求8所述的立卧七轴五联动车铣复合加工中心，其特征在于，所述安装斜面凹设有安装槽，所述安装槽沿平行于X轴方向延伸，且位于两所述导轨之间；

所述移动机构包括驱动电机、丝杆以及滑动件，所述驱动电机固定于所述安装槽延伸方向的一端，所述丝杆与所述驱动电机的输出轴同轴固定，所述滑动件开设有螺纹孔并与所述丝杆螺纹连接，所述滑动件固定于所述第一轴箱的底壁。

10.如权利要求9所述的立卧七轴五联动车铣复合加工中心，其特征在于，所述安装槽延伸至所述第二台阶的底部，所述移动机构还包括轴托，所述轴托安装于所述安装槽的底壁，且位于所述第一台阶的下方，所述丝杆的末端转动安装于所述轴托内。