CN118003137A - 一种多轴加工数控机床及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多轴加工数控机床及操作方法，涉及机床加工技术领域，包括基座，所述基座的顶部固定安装有机架，所述机架的内部设置有工作间；所述工作间内壁的底面转动安装有送料转盘，所述送料转盘的中部开设有若干个放置槽，若干个所述放置槽的内部均设置有若干个用于放置工件的承托环；若干个所述承托环的下方均设置有用于对工件进行移位的升降移位机构，所述升降移位机构包括升降组件以及内支撑组件；本发明通过设置升降移位机构带动工件进行升降移动，配合限位座和内支撑组件对工件进行限位支撑，由于内支撑组件的高度和工件自身的高度活动可调，使得本装置可在不同的高度位置实现对工件的稳定限位支撑。

Description

一种多轴加工数控机床及操作方法

技术领域

本发明涉及机床加工技术领域，具体是一种多轴加工数控机床及操作方法。

背景技术

多轴加工数控机床是一种具有多个移动和旋转坐标轴的数控机床，可以用来加工各种复杂的零件和产品。这种机床可以实现高效、精确的加工，是制造业中不可或缺的重要设备之一。

在实际生产过程中，由机床加工的工件常包括多个可相互配合的部分，对于某些需要进行内外套设配合的工件（如环形或管形工件）来说，常需要对其内壁进行加工。现有的机床在对此类工件进行工件加工时，普遍是先对工件底部进行固定，在刀头伸入工件内部进行加工，这种加工方式，对于具有一定高度的管状工件来说，刀头伸入内部加工带来的抵推作用力，在作用于工件较高位置时易推动工件移动；同时在进行内部加工时，产生的碎屑和热量会积存于工件内部，对加工操作带来干扰，同时导致加工精度降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多轴加工数控机床及操作方法，以解决上述背景技术中提出的现有技术的加工方式，刀头伸入工件内部加工会推动工件移动；同时产生的碎屑和热量会积存于工件内部，对加工操作带来干扰，同时导致加工准确性下降问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多轴加工数控机床，包括基座，所述基座的顶部固定安装有机架，所述机架的内部设置有工作间，所述工作间内壁的一侧设置有正向加工机构，所述工作间内壁的一端设置有侧向加工机构；

所述工作间内壁的底面转动安装有送料转盘，所述送料转盘的边沿设置有用于驱动送料转盘转动的驱动电机，所述驱动电机的输出端固定连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮与送料转盘的边沿啮合连接，以此驱动送料转盘转动，所述送料转盘的中部开设有若干个放置槽，若干个所述放置槽的内部均设置有若干个用于放置工件的承托环，所述放置槽的边沿卡合连接有限位座，所述限位座的内壁与工件外壁滑动连接；

若干个所述承托环的下方均设置有用于对工件进行移位的升降移位机构，所述升降移位机构包括用于对工件升降调节的升降组件以及用于对工件内部进行支撑的内支撑组件；

所述升降组件包括外套筒，所述外套筒的内壁滑动连接有限位环，所述限位环的顶部转动连接有转动环，所述转动环的顶部固定连接有若干个推送杆，若干个推送杆的顶部均与承托环的底部固定连接，所述限位环的下方设置有若干个升降推杆，若干个所述升降推杆的输出端均与限位环的底部固定连接；所述转动环的底部开设有转动齿槽，所述限位环的内部固定安装有转动电机，所述转动电机的输出端固定连接有转动齿轮，所述转动齿轮与转动齿槽啮合连接；

所述内支撑组件包括内支撑推杆，所述调节推杆的顶部固定连接有安装盘，所述安装盘的中部嵌设有调向电机，所述调向电机的输出端固定连接有调向管，所述调向管的顶部固定连接有中心盘，所述中心盘的边沿开设有若干个导气腔，所述导气腔的内壁滑动连接有抵推杆，所述抵推杆的一端转动连接有抵推滚轮，所述中心盘的中部固定连接有进气管，所述进气管的顶部固定连接有若干个分流管，若干个分流管分别与若干个导气腔的一端固定连接，所述进气管的底部与外接气泵的输出端固定连接；所述外套筒的底部开设有用于排出碎屑的排渣口。

作为本发明进一步的方案：所述正向加工机构包括升降导轨，所述升降导轨的内壁滑动安装有水平导轨，所述水平导轨的内壁滑动安装有横移导轨，所述横移导轨的内壁滑动安装有上加工刀具，所述侧向加工机构包括侧向推送导轨，所述侧向推送导轨的内壁滑动安装有侧加工刀具，所述上加工刀具和侧加工刀具均包括有刀轴，所述刀轴的一端固定安装有刀头，所述刀轴的外壁套设有用于对刀头进行清理的清理组件。

作为本发明进一步的方案：所述清理组件包括清理套环以及用于对清理套环进行移位的移位组件，所述清理套环的内壁底部固定连接有封闭环，所述封闭环与清理套环的内壁围合构成空腔，所述清理套环外壁的边沿开设有若干个排气口，若干个所述排气口均与空腔连通；所述空腔的底部固定连接有进气管。

作为本发明进一步的方案：所述清理套环的内壁顶部固定连接有分流盘，所述分流盘的一侧固定连接有若干个雾化喷头，所述分流盘的另一侧固定连接有注油管。

作为本发明进一步的方案：所述移位组件包括座板，所述座板的内壁固定安装有调节推杆，所述调节推杆的输出端固定连接有活动板，所述活动板的一侧固定连接有连接套管，所述连接套管的一端与清理套环固定连接，所述注油管和进水管均设置于连接套管内，通过外接注油泵对注油管供给润滑油，通过外接气泵对进气管送出空气。

一种多轴加工数控机床的操作方法，包括下列步骤：

步骤一：将待加工的工件放置于承托环上，由送料转盘转动，带动工件转动移位；

步骤二：通过侧向加工机构和正向加工机构对工件进行加工，配合升降组件带动工件升降运动，并由内支撑组件由工件内部对其进行支撑，保持工件位置稳定；

步骤三：通过清理组件送出气流，对加工刀具进行降温并清理加工产生的碎屑；

步骤四：通过清理组件对的刀具和工件喷涂润滑油；

步骤五：通过送料转盘将完成加工的工件送回起始位置，并由人工取下工件。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设置升降移位机构带动工件进行升降移动，配合限位座和内支撑组件对工件进行限位支撑，由于内支撑组件的高度和工件自身的高度活动可调，使得本装置可在不同的高度位置实现对工件的稳定限位与支撑，进而保证工件在加工过程中的稳定，降低工件因支撑不足产生的加工误差；

由于设置有用于从内部支撑工件的内支撑组件，常规的排屑装置并不能起到较好的作用，本发明通过在刀轴的外壁套设清理组件，使清理组件本身随刀轴进行移动，保证对刀头的清理效果；通过若干个排气口送出气流的方式，在加工过程中在刀头周围形成风幕，提高刀头周围的空气流速，进而实现对刀头的降温，同时对加工产生的碎屑进行清理；并由若干个雾化喷头送出雾化后的润滑油实现对刀头的降温，同时对刀头和工件进行润滑，延长刀头使用寿命。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的截面图；

图3为本发明升降移位机构的立体图；

图4为本发明清理组件的立体图；

图5为本发明清理组件的截面图；

图6为本发明操作方法流程图。

图中：1、基座；2、机架；3、正向加工机构；4、侧向加工机构；5、送料转盘；6、清理组件；601、清理套环；602、雾化喷头；603、分流盘；604、封闭环；605、排气口；606、连接套管；607、座板；608、调节推杆；609、活动板；7、承托环；8、工件；9、外套筒；10、限位环；11、转动环；12、限位座；13、升降推杆；14、安装盘；15、调向管；16、内支撑推杆；17、中心盘；18、抵推杆；19、导气腔；20、抵推滚轮。

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。

请参阅图1-图6，本发明实施例中，一种多轴加工数控机床，请参阅图1，包括基座1，基座1的顶部固定安装有机架2，机架2的内部设置有工作间，工作间内壁的一侧设置有正向加工机构3，工作间内壁的一端设置有侧向加工机构4；通过设置两个加工机构，配合对工件8的升降操作，使得本装置能够在不同方向位置，同时对工件8进行不同的加工操作，以此提高加工效率；

请参阅图1-2，工作间内壁的底面转动安装有送料转盘5，送料转盘5的边沿设置有用于驱动送料转盘5转的驱动电机，驱动电机的输出端固定连接有驱动齿轮，驱动齿轮与送料转盘5的边沿啮合连接，以此驱动送料转盘5转动，送料转盘5的中部开设有若干个放置槽，若干个放置槽内均转动连接有用于放置工件8的承托环7；放置槽的边沿卡合连接有限位座12，限位座12的内壁与工件8外壁滑动连接，且限位座12的内壁形状与工件8外壁形状一致，在具体实施时，可根据工件8的外壁形状选择合适的限位座12对进行使用；

请参阅图2，若干个承托环7的下方均设置有用于对工件8进行移位的升降移位机构，升降移位机构包括用于对工件8升降调节的升降组件以及用于对工件8内部进行支撑的内支撑组件；本发明通过设置升降移位机构带动工件8进行升降移动，配合限位座12支撑组件对工件8外部进行限位支撑，由于内支撑组件的高度和工件8自身的高度活动可调，使得本装置可在不同的高度位置实现对工件8的稳定限位支撑，进而保证工件8在加工过程中的稳定性；

升降组件包括外套筒9，外套筒9的内壁滑动连接有限位环10，限位环10的顶部转动连接有转动环11，转动环11的顶部固定连接有若干个推送杆，若干个推送杆的顶部均与承托环7的底部固定连接，限位环10的下方设置有若干个升降推杆13，若干个升降推杆13均与限位环10的底部固定连接；转动环11的底部开设有转动齿槽，限位环10的内部固定安装有转动电机，转动电机的输出端固定连接有转动齿轮，转动齿轮与转动齿槽啮合连接，通过转动电机带动转动环11转动，进而带动推送杆和承托环7转动，实现对工件8的转动；

请参阅图3，内支撑组件包括内支撑推杆16，内支撑推杆16的输出端固定连接有安装盘14，安装盘14的中部嵌设有调向电机，调向电机的输出端固定连接有调向管15，调向管15的顶部固定连接有中心盘17，中心盘17的边沿开设有若干个导气腔19，导气腔19的内壁滑动连接有抵推杆18，抵推杆18的一端转动连接有抵推滚轮20，中心盘17的中部固定连接有进气管，进气管的顶部固定连接有若干个分流管，若干个分流管分别与若干个导气腔19的一端固定连接，进气管的底部与外接气泵的输出端固定连接；外套筒9的底部开设有用于排出碎屑的排渣口。

请参阅图1，正向加工机构3包括升降导轨，升降导轨的内壁滑动安装有水平导轨，水平导轨的内壁滑动安装有横移导轨，横移导轨的内壁滑动安装有上加工刀具，侧向加工机构4包括侧向推送导轨，侧向推送导轨的内壁滑动安装有侧加工刀具，上加工刀具在升降导轨、水平导轨和横移导轨驱动下，可实现多自由度调节移位，侧加工刀具在推送导轨带动下进行水平的横移，配合工件8的旋转和升降运动，实现对工件8外壁的加工，上加工刀具和侧加工刀具均包括有刀轴，刀轴的一端固定安装有刀头；

在使用机床对工件8内部进行加工时，会产生大量的金属碎屑，同时在刀头位置产生高温，而通过固定点位设置风扇或其他冷却装置的情况，难以做到将碎屑及时送出刀头与工件8的接触位置，碎屑的存在又会对刀头的行进和后续的加工造成影响，因此本申请在刀轴的外壁套设有用于对刀头进行清理的清理组件6，清理组件6本身随刀轴进行移动，保证对刀头的清理效果。

请参阅图4，清理组件6包括清理套环601以及用于对清理套环601进行移位的移位组件，清理套环601的内壁底部固定连接有封闭环604，封闭环604与清理套环601的内壁围合构成空腔，清理套环601外壁的边沿开设有若干个排气口605，若干个排气口605均与空腔连通，若干个排气口605的内壁倾斜设置，使得送出的气流方向朝向刀头，空腔的底部固定连接有进气管，通过若干个排气口605送出气流的方式，在加工过程中在刀头周围形成风幕，提高刀头周围的空气流速，进而实现对刀头的降温，同时对加工产生的碎屑进行清理，由于清洁组件套设于刀轴外壁，因此清洁组件整体跟随刀轴运动，进而可以实现清理套环601伸入工件8内部，通过排气口605由清理套环601侧边送出空气的方式，能够使得送出的空气直接吹向工件8内壁，实现对附着于工件8内壁的碎屑和多余润滑油的吹送清理。

为进一步实现对刀头的降温，同时对刀头和工件8进行润滑，清理套环601的内壁顶部固定连接有分流盘603，分流盘603的一侧固定连接有若干个雾化喷头602，分流盘603的另一侧固定连接有注油管。

请参阅图5，为使得清理套环601与刀头之间的间距适当，以保证清理效果，移位组件包括座板607，座板607的内壁固定安装有调节推杆608，调节推杆608的输出端固定连接有活动板609，活动板609的一侧固定连接有连接套管606，连接套管606的一端与清理套环601固定连接，注油管和进水管均设置于连接套管606内，上述连接套管606为硬质管，注油管和进水管均为柔性管，通过外接注油泵对注油管供给润滑油，通过外接气泵对进气管送出空气。

工作原理：

请参阅图1，首先将待加工的工件8放置于承托环7上，由送料转盘5转动，带动工件8转动移位；通过侧向加工机构4和正向加工机构3驱动刀轴和加工刀具移动，对工件8的内壁和外壁进行加工；请参阅图4-5，清理组件6跟随刀轴移动，在加工过程中，通过外接气泵由进气管送气，再由若干个排气口605送出气流的方式，对刀头和工件8进行降温，同时对加工产生的碎屑进行清理；

请参阅图2，当需要对抬升工件8高度时，由若干个升降推杆13，带动限位环10抬升，进而带动推送杆和承托环7抬升，进而带动工件8抬升，此时由内支撑推杆16带动中心盘17伸入工件8内，再由外接气泵启动，由进气管送入气流，气流进入各个导气腔19，推送抵推杆18移动，带动抵推杆18移动，使得抵推滚轮20与工件8内壁接触，由工件8内部对其进行支撑，提高工件8在加工过程中的稳定性，在进行工件8内壁的加工时，由侧向加工机构4和正向加工机构3驱动刀轴和加工刀具伸入工件8内，同时通过内支撑推杆16的输出行程实现对中心盘17位置的调整，以此对刀具的加工移动产生避让，适应对工件8内壁的加工进程；在需要对工件8内壁靠近底端的一部分进行加工时，可由内支撑推杆16带动中心盘17结构完全退出，此时由限位座12对工件8进行支撑，以此避免中心盘17的存在对内壁加工的阻碍；

在加工过程中，注油泵启动，请参阅图5，通过若干个雾化喷头602向刀具和工件8喷涂润滑油，减小刀具磨损，同时利用润滑油对工件8表面进行保护；

在加工完成后，由进气管上外接的排气阀打开，将进气管和各导气腔19内的气流排出，气流排出后，对各抵推杆18的推送作用力消失，抵推杆18和抵推滚轮20处于松弛状态，抵推滚轮20不再与工件8内壁紧密抵紧，而后由内支撑推杆16的回缩，带动中心盘17下移，进而带动各个抵推杆18和抵推滚轮20下移，并与工件8脱离，以此方便工件8取出；最后通过送料转盘5的转动将完成加工的工件8送回起始位置，并由人工取下。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种多轴加工数控机床，其特征在于，包括基座（1），所述基座（1）的顶部固定安装有机架（2），所述机架（2）的内部设为工作间；所述工作间的底面转动安装有送料转盘（5），所述送料转盘（5）的中部开设有若干个放置槽，若干个所述放置槽的内部均设置有若干个用于放置工件（8）的承托环（7），所述放置槽的边沿卡合连接有限位座（12）；

若干个所述承托环（7）的下方均设置有用于对工件（8）进行移位的升降移位机构，所述升降移位机构包括用于对工件（8）升降调节的升降组件以及用于对工件（8）内部进行支撑的内支撑组件；

所述升降组件包括外套筒（9），所述外套筒（9）的内壁滑动连接有限位环（10），所述限位环（10）的顶部转动连接有转动环（11），所述转动环（11）的顶部固定连接有若干个推送杆，若干个推送杆的顶部均与承托环（7）的底部固定连接，所述限位环（10）的下方设置有若干个升降推杆（13）；

所述内支撑组件包括内支撑推杆（16），所述内支撑推杆（16）的顶部固定连接有安装盘（14），所述安装盘（14）的中部嵌设有调向电机，所述调向电机的输出端固定连接有调向管（15），所述调向管（15）的顶部固定连接有中心盘（17），所述中心盘（17）的边沿开设有若干个导气腔（19），所述导气腔（19）的内壁滑动连接有抵推杆（18），所述抵推杆（18）的一端转动连接有抵推滚轮（20），所述中心盘（17）的中部固定连接有进气管。

2.根据权利要求1所述的一种多轴加工数控机床，其特征在于，所述工作间内壁的一侧设置有正向加工机构（3），所述工作间内壁的一端设置有侧向加工机构（4），所述正向加工机构（3）包括上加工刀具，所述侧向加工机构（4）包括侧加工刀具，所述上加工刀具和侧加工刀具均设置有刀轴，所述刀轴的一端固定安装有刀头，所述刀轴的外壁套设有用于对刀头进行清理的清理组件（6）。

3.根据权利要求2所述的一种多轴加工数控机床，其特征在于，所述清理组件（6）包括清理套环（601）以及用于对清理套环（601）进行移位的移位组件，所述清理套环（601）的内壁底部固定连接有封闭环（604），所述封闭环（604）与清理套环（601）的内壁围合构成空腔，所述清理套环（601）外壁的边沿开设有若干个排气口（605），若干个所述排气口（605）均与空腔连通；所述空腔的底部固定连接有进气管。

4.根据权利要求3所述的一种多轴加工数控机床，其特征在于，所述清理套环（601）的内壁顶部固定连接有分流盘（603），所述分流盘（603）的一侧固定连接有若干个雾化喷头（602），所述分流盘（603）的另一侧固定连接有注油管。

5.根据权利要求4所述的一种多轴加工数控机床，其特征在于，所述移位组件包括座板（607），所述座板（607）的内壁固定安装有调节推杆（608），所述调节推杆（608）的输出端固定连接有活动板（609），所述活动板（609）的一侧固定连接有连接套管（606），所述连接套管（606）的一端与清理套环（601）固定连接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种多轴加工数控机床的操作方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤一：将待加工的工件（8）放置于承托环（7）上，由送料转盘（5）转动，带动工件（8）转动移位；

步骤二：通过侧向加工机构（4）和正向加工机构（3）对工件（8）进行加工，配合升降组件带动工件（8）升降运动，并由内支撑组件由工件（8）内部对其进行支撑；

步骤三：通过清理组件（6）送出气流，对加工刀具进行降温并清理加工产生的碎屑；

步骤四：通过清理组件（6）对的刀具和工件（8）喷涂润滑油；

步骤五：通过送料转盘（5）将完成加工的工件（8）送回起始位置，并由人工取下。