CN201950213U - 高精度数控车床 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于自动加工设备技术领域，涉及一种高精度数控车床。它解决了现有技术工作效率较低等技术问题。床身上设有主轴箱，主轴箱中设有水平布置的主轴，主轴与旋转动力机构相连接，主轴上设有定位结构，床身上设有刀具给进机构，刀具给进机构上设有竖直设置且位于主轴单侧的刀具座，刀具给进机构能够带动刀具座沿着X轴方向、Y轴方向和Z轴方向移动，刀具座上能够固定若干刀具且各刀具在竖直方向分布。其优点在于：1、刀具给进机构设置在主轴单侧且刀具座竖直设置，布局合理，结构简单紧凑，操作使用方便，工作效率高。2、设置了位于主轴单侧的中心架，提高加工精度，且中心架通过可拆卸结构安装，适用范围广泛，使用灵活方便。

Description

高精度数控车床

技术领域

本实用新型属于自动加工设备技术领域，尤其是涉及一种高精度数控车床。

背景技术

数控车床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工的设备。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入操作指令的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成，处理生成的微观指令传送给伺服驱动装置驱动电机或液压执行元件带动设备运行。现有技术中，数控车床的刀具给进机构的设计和布置不够合理，通常采用旋转换刀的方式，因此换刀速度慢，工作效率不高。另一方面，难以适应高精度零部件、异型零部件和长条形零部件等工件的加工。此外，在加工较长的工件时，由于缺乏支承机构，在加工过程中容易造成工件扰动，从而影响工件的精度，甚至无法对工件进行加工。

为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种数控车床[申请号：CN200920236572.4]，包括床身、主轴箱及数控装置，其中，主轴箱设置于床身，主轴穿设于主轴箱的主轴弹性夹头，并由主轴箱支撑，设置有刀具安装板，刀具安装板垂直设置于主轴箱，刀具安装板设置有沿Y坐标轴方向往复移动的第一切削工具，在主轴的两侧设置有沿Z坐标轴方向和X坐标轴方向往复移动的第二切削工具以及沿Z坐标轴方向和X坐标轴方向往复移动的第三切削工具，在与主轴相对的位置设置有用于对主轴夹持的工件进行打中心、钻孔或者攻牙动作的三轴座，三轴座与设置于床身的尾轴组件和攻牙机驱动连接，对主轴夹持的工件进行打中心、钻孔或者攻牙的动作。该方案在切削同时可打中心、钻孔或者攻牙，实现对较复杂的产品同步加工。

上述方案在一定程度上改进了现有技术，提高了加工精度。但是，仍然存在着刀具给进机构设计和布置不够合理的问题，工作效率不高，且在加工较为细长的零部件时仍然存在着精度不够高，适用范围不够广泛的问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种刀具给进机构布局合理，结构简单，操作使用方便，工作效率高的高精度数控车床。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本高精度数控车床，包括床身，在床身上设有主轴箱，在主轴箱中设有水平布置的主轴，该主轴与能够带动其转动的旋转动力机构相连接，在主轴上设有用于将工件定位的定位结构，其特征在于，所述的床身上设有刀具给进机构，在刀具给进机构上设有竖直设置且位于主轴单侧的刀具座，该刀具给进机构能够带动刀具座沿着X轴方向、Y轴方向和平行于主轴中心线的Z轴方向移动，所述的刀具座上能够固定若干刀具且各刀具在竖直方向分布。

这里的Z轴与主轴中心线平行设置，X轴方向即水平移动方向，Y轴方向即竖直移动方向。由于刀具给进机构设置在主轴单侧，因此布局非常合理，刀具的给进和更换速度快，有效提高工作效率。

在上述的高精度数控车床中，所述的刀具给进机构上设有位于主轴单侧的悬臂式中心架，且该中心架能在刀具给进机构的带动下沿着Z轴方向移动，在中心架上设有供工件穿过且能够随着工件旋转的弹性夹头，所述的弹性夹头与主轴的中心线位于同一直线上。

由于设置了中心架，当加工长型工件时，工件穿设在中心架的弹性夹头中，从而对工件起到有效的支撑。因此，工件的扰动较少，能够有效提高加工精度。

在上述的高精度数控车床中，所述的刀具给进机构包括Z轴移动体、X轴移动体和Y轴移动体，在Z轴移动体和床身之间设有能带动Z轴移动体沿着Z轴方向移动的Z轴驱动机构，在Z轴移动体和X轴移动体之间设有能带动X轴移动体沿着X轴方向移动的X轴驱动机构，在X轴移动体和Y轴移动体之间设有能带动Y轴移动体沿着Y轴方向移动的Y轴驱动机构，在Y轴移动体上固定有至少一个用于安装刀具的所述的刀具座。

这里的Z轴驱动机构、X轴驱动机构和Y轴驱动机构可以采用多种多样的结构，例如伺服电机驱动、步进电机驱动、液压气压缸驱动。Z轴移动体、X轴移动体和Y轴移动体的形状也可以根据需要设计。Z轴驱动机构能够带动刀具座沿着与主轴中心线平行的方向移动；X轴驱动机构能够带动刀具座沿着水平方向移动；Y轴驱动机构能够带动刀具座沿着竖直方向移动。

在上述的高精度数控车床中，所述的Z轴驱动机构包括Z轴丝杆、Z轴螺套和Z轴电机，所述的Z轴电机固定在床身上且Z轴电机的输出轴与Z轴丝杆固连，所述的Z轴螺套固定在Z轴移动体上，所述的Z轴丝杆与Z轴螺套螺纹连接。

在上述的高精度数控车床中，所述的X轴驱动机构包括X轴丝杆、X轴螺套和X轴电机，所述的X轴电机固定在Z轴移动体上且X轴电机的输出轴与X轴丝杆固连，所述的X轴螺套固定在X轴移动体上，所述的X轴丝杆与X轴螺套螺纹连接。

在上述的高精度数控车床中，所述的Y轴驱动机构包括Y轴丝杆、Y轴螺套和Y轴电机，所述的Y轴电机固定在X轴移动体上且Y轴电机的输出轴与Y轴丝杆固连，所述的Y轴螺套固定在Y轴移动体上，所述的Y轴丝杆与Y轴螺套螺纹连接。

在上述的高精度数控车床中，所述的Z轴移动体上固定有所述的中心架，该中心架通过可拆卸结构与Z轴移动体固连。

由于中心架是可以拆卸的，因此当加工较细长的工件时将中心架安装起来；而当加工较短的工件且不使工件被中心架干扰时，即可将中心架拆下。中心架可以通过螺钉等紧固件进行拆装。

在上述的高精度数控车床中，所述的床身上设有槽体，所述的主轴位于槽体的正上方，所述的刀具给进机构位于槽体的一侧。由于设置了槽体，方便存储加工时产生的切屑。

在上述的高精度数控车床中，所述的槽体的底部自靠近主轴一端向远离主轴一端倾斜设置；所述的旋转动力机构为主轴电机。即，这里的主轴电机的电机轴即为主轴。由于槽体的底部倾斜设置，因此，能够方便切屑等废料集中。

在上述的高精度数控车床中，所述的刀具座为能够安装若干刀具的排刀座或能够安装若干钻头的钻头座。

与现有的技术相比，本高精度数控车床的优点在于：1、由于刀具给进机构设置在主轴单侧并且刀具座坚直设置，因此布局合理，结构简单紧凑，操作使用方便，工作效率高。2、由于设置了位于主轴单侧的中心架，能够有效提高加工精度，且中心架通过可拆卸结构安装，因此适用范围广泛，使用起来灵活方便。

附图说明

图1是本实用新型提供的立体结构示意图。

图2是本实用新型提供的另一视角的立体结构示意图。

图3是本实用新型提供的第三视角的立体结构示意图。

图中，床身1、槽体11、主轴箱2、主轴3、刀具给进机构4、Z轴移动体41、Z轴丝杆411、Z轴电机412、X轴移动体42、X轴丝杆421、X轴电机422、Y轴移动体43、Y轴丝杆431、Y轴电机432、刀具座5、中心架6、弹性夹头61。

具体实施方式

如图1-3所示，本高精度数控车床包括床身1，在床身1上设有主轴箱2，在主轴箱2中设有水平布置的主轴3，该主轴3与能够带动其转动的旋转动力机构相连接。在主轴3上设有用于将工件定位的定位结构。本实施例中的旋转动力机构为主轴电机，即主轴电机的电机轴即为主轴3。这里的定位结构可以采用多种各样的结构，只要能将工件固定并能随着主轴3旋转即可。

床身1上设有刀具给进机构4，在刀具给进机构4上设有竖直设置且位于主轴3单侧的刀具座5。该刀具给进机构4能够带动刀具座5沿着X轴方向、Y轴方向和平行于主轴中心线的Z轴方向移动。刀具座5上能够固定若干刀具且各刀具在竖直方向分布。刀具给进机构4包括Z轴移动体41、X轴移动体42和Y轴移动体43。在Z轴移动体41和床身1之间设有能带动Z轴移动体41沿着Z轴方向移动的Z轴驱动机构。在Z轴移动体41和X轴移动体42之间设有能带动X轴移动体42沿着X轴方向移动的X轴驱动机构。在X轴移动体42和Y轴移动体43之间设有能带动Y轴移动体43沿着Y轴方向移动的Y轴驱动机构。

在Y轴移动体43上固定有至少一个用于安装刀具的刀具座5。本实施例中，刀具座5的数量为两个，且这两个刀具座5分别为能够安装若干刀具的排刀座或能够安装若干钻头的钻头座。这里的Z轴与主轴3中心线平行设置，X轴方向即水平移动方向，Y轴方向即竖直移动方向。由于刀具给进机构4设置在主轴3单侧，因此布局非常合理，刀具的给进和更换速度快，有效提高工作效率。

Z轴驱动机构包括Z轴丝杆411、Z轴螺套和Z轴电机412。Z轴电机412固定在床身1上且Z轴电机412的输出轴与Z轴丝杆411固连，Z轴螺套固定在Z轴移动体41上，Z轴丝杆411与Z轴螺套螺纹连接。当Z轴电机412工作时能够带动Z轴丝杆411旋转，从而使Z轴螺套带动Z轴移动体41移动，即沿着平行于主轴3方向移动。

X轴驱动机构包括X轴丝杆421、X轴螺套和X轴电机422。X轴电机422固定在Z轴移动体41上且X轴电机422的输出轴与X轴丝杆421固连。X轴螺套固定在X轴移动体42上，X轴丝杆421与X轴螺套螺纹连接。当X轴电机422工作时能够带动X轴丝杆421旋转，从而使X轴螺套带动X轴移动体42移动，即在水平方向移动。

Y轴驱动机构包括Y轴丝杆431、Y轴螺套和Y轴电机432。Y轴电机432固定在X轴移动体42上且Y轴电机432的输出轴与Y轴丝杆431固连。Y轴螺套固定在Y轴移动体43上，Y轴丝杆431与Y轴螺套螺纹连接。当Y轴电机432工作时能够带动Y轴丝杆431旋转，从而使Y轴螺套带动Y轴移动体43移动，即在竖直方向移动。

刀具给进机构4上设有位于主轴3单侧的悬臂式中心架6，且该中心架6能在刀具给进机构4的带动下沿着Z轴方向移动。在中心架6上设有供工件穿过且能够随着工件旋转的弹性夹头61，弹性夹头61与主轴3的中心线位于同一直线上。更具体地说，Z轴移动体41上固定有中心架6，该中心架6通过可拆卸结构与Z轴移动体41固连。由于设置了中心架6，当加工长型工件时，工件穿设在中心架6的弹性夹头61中，从而对工件起到有效的支撑，工件的扰动较少，能够有效提高加工精度。由于中心架6是可以拆卸的，因此当加工较细长的工件时将中心架6安装起来；而当加工较短的工件且不使工件被中心架6干扰时，即可将中心架6拆下。中心架6可以通过螺钉等紧固件7进行拆装。

床身1上设有槽体11，主轴3位于槽体11的正上方，刀具给进机构4位于槽体11的一侧。槽体11的底部自靠近主轴3一端向远离主轴一端倾斜设置。由于设置了槽体11，方便存储加工时产生的切屑。由于槽体11的底部倾斜设置，因此，能够方便切屑等废料集中。

加工较细长的工件时，定位结构将工件固定在主轴3上，工件穿过中心架6上的弹性夹头61，从而对工件进行有力的支撑，避免出现扰动。然后，旋转动力机构带动主轴3转动。刀具给进机构4能够方便从主轴3的单侧将刀具移动至工作位置，从而对工件进行加工。当加工完成时，也能方便地实现退刀。加工较短的工件时，为了避免中心架6对工件造成干涉，可以方便地将中心架6拆卸，从而进行加工。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型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，但并不会偏离本实用新型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床身1、槽体11、主轴箱2、主轴3、刀具给进机构4、Z轴移动体41、Z轴丝杆411、Z轴电机412、X轴移动体42、X轴丝杆421、X轴电机422、Y轴移动体43、Y轴丝杆431、Y轴电机432、刀具座5、中心架6、弹性夹头61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实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种高精度数控车床，包括床身(1)，在床身(1)上设有主轴箱(2)，在主轴箱(2)中设有水平布置的主轴(3)，该主轴(3)与能够带动其转动的旋转动力机构相连接，在主轴(3)上设有用于将工件定位的定位结构，其特征在于，所述的床身(1)上设有刀具给进机构(4)，在刀具给进机构(4)上设有竖直设置且位于主轴(3)单侧的刀具座(5)，该刀具给进机构(4)能够带动刀具座(5)沿着X轴方向、Y轴方向和平行于主轴中心线的Z轴方向移动，所述的刀具座(5)上能够固定若干刀具且各刀具在竖直方向分布。

2.根据权利要求1所述的高精度数控车床，其特征在于，所述的刀具给进机构(4)上设有位于主轴(3)单侧的悬臂式中心架(6)，且该中心架(6)能在刀具给进机构(4)的带动下沿着Z轴方向移动，在中心架(6)上设有供工件穿过且能够随着工件旋转的弹性夹头(61)，所述的弹性夹头(61)与主轴(3)的中心线位于同一直线上。

3.根据权利要求2所述的高精度数控车床，其特征在于，所述的刀具给进机构(4)包括Z轴移动体(41)、X轴移动体(42)和Y轴移动体(43)，在Z轴移动体(41)和床身(1)之间设有能带动Z轴移动体(41)沿着Z轴方向移动的Z轴驱动机构，在Z轴移动体(41)和X轴移动体(42)之间设有能带动X轴移动体(42)沿着X轴方向移动的X轴驱动机构，在X轴移动体(42)和Y轴移动体(43)之间设有能带动Y轴移动体(43)沿着Y轴方向移动的Y轴驱动机构，在Y轴移动体(43)上固定有至少一个用于安装刀具的所述的刀具座(5)。

4.根据权利要求3所述的高精度数控车床，其特征在于，所述的Z轴驱动机构包括Z轴丝杆(411)、Z轴螺套和Z轴电机(412)，所述的Z轴电机(412)固定在床身(1)上且Z轴电机(412)的输出轴与Z轴丝杆(411)固连，所述的Z轴螺套固定在Z轴移动体(41)上，所述的Z轴丝杆(411)与Z轴螺套螺纹连接。

5.根据权利要求3所述的高精度数控车床，其特征在于，所述的X轴驱动机构包括X轴丝杆(421)、X轴螺套和X轴电机(422)，所述的X轴电机(422)固定在Z轴移动体(41)上且X轴电机(422)的输出轴与X轴丝杆(421)固连，所述的X轴螺套固定在X轴移动体(42)上，所述的X轴丝杆(421)与X轴螺套螺纹连接。

6.根据权利要求3所述的高精度数控车床，其特征在于，所述的Y轴驱动机构包括Y轴丝杆(431)、Y轴螺套和Y轴电机(432)，所述的Y轴电机(432)固定在X轴移动体(42)上且Y轴电机(432)的输出轴与Y轴丝杆(431)固连，所述的Y轴螺套固定在Y轴移动体(43)上，所述的Y轴丝杆(431)与Y轴螺套螺纹连接。

7.根据权利要求3-6中任意一项所述的高精度数控车床，其特征在于，所述的Z轴移动体(41)上固定有所述的中心架(6)，该中心架(6)通过可拆卸结构与Z轴移动体(41)固连。

8.根据权利要求1-6中任意一项所述的高精度数控车床，其特征在于，所述的床身(1)上设有槽体(11)，所述的主轴(3)位于槽体(11)的正上方，所述的刀具给进机构(4)位于槽体(11)的一侧。

9.根据权利要求8所述的高精度数控车床，其特征在于，所述的槽体(11)的底部自靠近主轴(3)一端向远离主轴一端倾斜设置；所述的旋转动力机构为主轴电机。

10.根据权利要求3所述的高精度数控车床，其特征在于，所述的刀具座(5)为能够安装若干刀具的排刀座或能够安装若干钻头的钻头座。

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