CN205309409U - 一种高精度数控外圆铣床 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高精度数控外圆铣床，属于机床作业技术领域。包括床身和机床，所述的床身呈7字型，机床安装于床身上，所述的机床包括A机组、螺旋式排屑机、平板式排屑机和B机组，A机组位于螺旋式排屑机外端，B机组位于平板式排屑机外端，螺旋式排屑机与平板式排屑机相互垂直且两者的内端连通，且螺旋式排屑机较平板式排屑机高。将实用新型应用于曲轴连杆轴颈加工，具有成本低、精度高、加工稳定性好等优点。

Description

一种高精度数控外圆铣床

技术领域

本实用新型涉及一种高精度数控外圆铣床，属于机床作业技术领域。

背景技术

内燃机曲轴加工是一个对设备自动化程度要求高，精度要求高，生产节拍快，加工稳定性好的机械制造行业。近几年来，基于劳动力结构变化和企业成本管理等多方面的考虑，生产线操作人员精简和设备加工工序集成化已经成为了一种趋势。对于内燃机曲轴连杆轴颈工艺而言，传统的加工设备在节拍和加工质量稳定性上已经跟不上现代生产化的节奏，而国产数控车床虽然在操作上减轻了强度，但是对大多数农用内燃机曲轴加工来说机床缺乏刚性，普通的刀盘式切削加工并不适用大型曲轴的加工，而且在使用三四年后数控车床维修频率明显增大。

内燃机曲轴连杆加工设备目前主要分为三类：一类是数控内铣机床，这种机床设备价格高，单台价格在300-500万，刀具价格不便宜，维护费用高，优点是质量稳定，加工节拍快，满足汽车行业TS16949体系中CMK等硬性指标，适用乘用车类曲轴的加工，对企业来说设备费用压力较大；二类是普通数控车床，例如沈阳，海天等机床厂家生产的SUC，HTC系列车床，单台价格在80-100万，刀盘采用盘式结构，切削速度比内铣稍微慢一点，车床稳定性一般，加工产品质量稳定性一般，机床耐久性比较差，对产品毛坯硬度要求比较高，稍微硬点可能造成崩刀，刀盘式加工刚性不是很好，对轴颈较大曲轴加工难度较大；三类加工设备即为外圆铣床，通过玉米铣刀进行外圆切削，一次进给可加工两个连杆轴颈（四缸曲轴）加工刚性好，精度不高，加工节拍慢，一般用作轴颈毛加工，优点是通过更换玉米铣刀外圆可加工乘用车，农用车等各系列曲轴，制造成本低，刀具磨损后需更换整把铣刀。

基于此，做出本申请。

实用新型内容

为了克服现有铣床所存在的上述缺陷，申请人提供了一种高精度数控外圆铣床，在满足节拍、质量精度的同时，也较数控车床具有良好的稳定性。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种高精度数控外圆铣床，包括床身和机床，所述的床身呈7字型，机床安装于床身上，所述的机床包括A机组、螺旋式排屑机、平板式排屑机和B机组，A机组位于螺旋式排屑机外端，B机组位于平板式排屑机外端，螺旋式排屑机与平板式排屑机相互垂直且两者的内端连通，且螺旋式排屑机较平板式排屑机高。

进一步的，作为优选：

所述的螺旋式排屑机与平板式排屑机连通的内端为V字型。

所述的A机组包括数控面板、十字滑台和回转中心，十字滑台和回转中心分别安装于床身上，十字滑台上安装有动力头，铣刀配合夹持在动力头上；回转中心上则安装有夹持曲轴的夹具。

所述的A机组与B机组结构相同，均包括数控面板、十字滑台和回转中心，十字滑台和回转中心分别安装于床身上，十字滑台上安装有动力头，铣刀配合夹持在动力头上；回转中心上则安装有夹持曲轴的夹具。

所述的床身上与十字滑台、回转中心对应的位置分别设置有垫板一、垫板二，用于校平十字滑台和回转中心。

所述的床身上与螺旋式排屑机内端对应的位置设置有V形斜面，便于加工排屑，使切削渣基本都能自由滑落至床身下方的排屑机输送到上；床身上V形斜面所在一端为一四连杆轴颈加工工位，床身另一端为二三连杆轴颈加工工位。

所述的螺旋式排屑机横向设置，平板式排屑机纵向设置。

所述的平板式排屑机远离B机组的一端设置有Z形板，Z形板一端与平板式排屑机连接，另一端为光滑弧形结构，该弧形结构上安装有滚轴，而弧形结构下方则为存放车，用于存放和收集切屑渣。

所述的铣刀为玉米铣刀。

本申请采用单动力头两轴控制、两种排屑机的综合运用，使本数控外圆铣床可进行多品种产品的加工的广泛适应性以及类别机床组件之间的协调应用，其中，数控控制面板控制着本台机床的PLC系统，机床各项参数的调节都在控制面板上进行；A机组、B机组各有一个独立的控制面板，方便灵活调节；铣刀通过和动力头一样莫氏锥度配合夹持在动力头上，动力头安装在十字滑台上实现横向和纵向运动。设备左右两侧的回转中心通过夹具带动曲轴的低速360°转动，实现曲轴外圆的360°切削；一组机床配一个螺旋式排屑机和平板式排屑机，螺旋式排屑机横向放置，平板式排屑机纵向放置，螺旋式排屑机略高于平板式排屑机，螺旋式排屑机将加工1-4曲轴连杆轴颈的切屑渣排放至平板式排屑机上，平板式排屑机则将螺旋式排屑机排放的切屑渣以及2-3曲轴连杆轴颈外圆的切屑渣一并运送至存放车里。

加工过程：操作人员将曲轴水平放置在回转中心上的夹具内，按动机床启动按钮，回转中心带动夹具360°转动，曲轴随即以连杆中心线为回转中心转动，动力头带动铣刀旋转，并对连杆轴颈外圆进行铣削，一个加工完成后动力头纵向退出，到安全距离后再随着十字滑台横向移动到下一个加工轴颈位置，再纵向进给铣削轴颈外圆；当需加工轴颈铣削完成后回到原始位置，即可进行下一个产品的加工。

与常规三类加工设备相比，本申请所提供的高精度数控外圆铣床的工作原理及有益效果如下：

（1）成本低，精度高。本申请所提供数控外圆铣床造价较低（15万左右），但加工节拍可媲美数控车床，加工精度稳定（外圆尺寸，外圆跳动等质量指标），产品适应性好，产品换型只需更换夹具和铣刀即可；机床床体占地面积小，安放简单；动力头采用100宽钻轴箱刚性好，铣刀为玉米铣刀结构，其采用一体刀片焊制，因此整体因采用单动力头、一体式铣刀设计，加工刚性好，在加工连杆轴颈时，还可同时加工连杆轴颈台阶外圆，并使机床在加工过程中的噪音得到有效地降低，优化了车间生产环境。

（2）本申请中，床身采用20mm钢板焊制，加工方便，自重轻，占地面积小等特点；并在床身上与回转中心、十字滑台对应的位置焊接六块安装垫板，以实现水平校平；在铣削头进给上采用数控十字滑台，横向纵向可通过系统自由调节，刚性稳定性得到保障；机床头尾架采用数控转台，一致性较自制专机高；机床的控制面板采用西门子数控系统控制，系统稳定性好，同时具备了一二类机床的刀补功能，在刀具微量磨损时候通过调节系统设置继续加工，控制运行稳定。

（3）机床床身结构采用7字布局，加工1-4连杆轴颈的为一组，加工2-3连杆轴颈的为第二组，对应的机床上A机组、B机组也分别焊接，焊接完成后通过连接螺丝固定成一体，使机床也组成7字布局，单人可同时操作两台机床，同时加工四个连杆轴颈，因此，操作人员在一个工作区域就可方便操作一组（2台）这样的数控铣床，有效的降低的操作人员工作强度；同时，可在机床四侧安装吊钩，便宜机床搬迁运输。

（4）机床排屑采用螺旋式排屑机，能同时对一套机床进行排屑；螺旋式排屑机的内端设置为V字型，对应的曲轴加工位置下方开口安装V型斜面，便于加工排屑，切削渣基本能自由滑落至床身下方安装的排屑机传输带上。

本款机床经过近两年来的使用具有产品适应性好，故障率低，机床稳定性和节拍较普通机床有明显的提高；在加工的一系列动作都由控制面板进行数控控制，加工稳定性和加工精度有保证，导轨磨损较小，整体运行也能达到很顺畅的效果；优化刀具后在曲轴轴颈毛加工中能达到数控车床加工出来的效果。

附图说明

图1为本申请中床身的俯视图；

图2为本申请中机床的整体结构示意图；

图3为本申请中机床的正面结构示意图；

图4为本申请中机床的俯视图。

图中标号：1.床身；1a.一四连杆轴颈加工工位；1b.二三连杆轴颈加工工位；11.垫板一；12.垫板二；13.垫板三；14.垫板四；15.V形斜面；16.吊钩；2.A机组；21.控制面板一；22.十字滑台一；23.回转中心一；24.动力头一；25.铣刀一；3.螺旋式排屑机；31.内端；4.平板式排屑机；5.B机组；51.控制面板二；52.十字滑台二；53.回转中心二；54.动力头二；55.铣刀二；6.Z形板；61.弧形结构；7.存放车；8.滚轴。

具体实施方式

实施例1

本实施例一种高精度数控外圆铣床，结合图1，包括床身1和机床，结合图1，床身1呈7字型，床身1上设置有垫板一11、垫板二12、垫板三13、垫板四14和V形斜面15；有垫板一11、垫板二12、V形斜面15所在一端为一四连杆轴颈加工工位1a，床身另一端即垫板三13、垫板四14所在一端为二三连杆轴颈加工工位1b。

机床安装于床身上，结合图2、图3和图4，机床包括A机组2、螺旋式排屑机3、平板式排屑机4和B机组5。

其中，A机组2包括数控面板一21、十字滑台一22和回转中心一23，十字滑台一22通过垫板一11安装于床身1上，回转中心一23通过垫板二12安装于床身1上，十字滑台一22上安装有动力头一24，铣刀一25配合夹持在动力头一24上；回转中心一23上则安装有夹持曲轴的夹具。

B机组5结构与A机组2相同，包括数控面板二51、十字滑台二52和回转中心二53，十字滑台二52和回转中心二53分别通过垫板三13、垫板四14安装于床身1上，十字滑台二52上安装有动力头二54，铣刀二55配合夹持在动力头二54上；回转中心二53上则安装有夹持曲轴的夹具。

螺旋式排屑机3横向设置，平板式排屑机4纵向设置，螺旋式排屑机3与平板式排屑机4相互垂直且两者的内端连通，且螺旋式排屑机3较平板式排屑机4高，A机组2位于螺旋式排屑机3外端，B机组6位于平板式排屑机4外端；螺旋式排屑机3与平板式排屑机4连通的内端31为V字型，该内端41位于V形斜面15上方，V字型内端31与V形斜面15配合，便于加工排屑，切削渣基本都能自由滑落到床身下方的排屑机传输带上。

平板式排屑机4远离B机组5的一端设置有Z形板6，其下方设置有存放车7，用于存放和收集切屑渣，Z形板6一端与平板式排屑机4连接，另一端则向外伸至存放车7上端，且位于存放车7上端的一端为光滑弧形结构61，该弧形结构61上安装有滚轴8。

铣刀一25和铣刀二55均为玉米铣刀。

本申请采用单动力头两轴控制、两种排屑机的综合运用，使本数控外圆铣床可进行多品种产品的加工的广泛适应性以及类别机床组件之间的协调应用，其中，数控控制面板控制着本台机床的PLC系统，机床各项参数的调节都在控制面板上进行；A机组2、B机组5的控制面板一21和控制面板二51相互独立，方便灵活调节；铣刀一25通过和动力头一24相同的莫氏锥度配合夹持在动力头一24上，动力头一24安装在十字滑台一22上实现横向和纵向运动；铣刀二55通过和动力头二54相同的莫氏锥度配合夹持在动力头二54上，动力头二54安装在十字滑台二52上实现横向和纵向运动。铣刀一25左右两侧的回转中心一23、铣刀二55左右两侧的回转中心二53分别通过自身的夹具带动相应的曲轴低速360°转动，实现曲轴外圆的360°切削。

本申请所提供的铣床配置有一个螺旋式排屑机3和一个平板式排屑机4，螺旋式排屑机3横向放置，平板式排屑机4纵向放置，螺旋式排屑机3略高于平板式排屑机4，一四连杆轴颈加工工位1a上加工1-4曲轴连杆轴颈的切屑渣经螺旋式排屑机3排放至平板式排屑机4上，平板式排屑机4则将螺旋式排屑机3排放的切屑渣以及二三连杆轴颈加工工位1b处加工2-3曲轴连杆轴颈外圆的切屑渣一并运送至存放车7里。

加工过程：操作人员将曲轴水平放置在回转中心上的夹具内，通过控制面板上的启动按钮，回转中心带动夹具360°转动，曲轴即以连杆中心线为回转中心转动，动力头带动铣刀旋转，并对连杆轴颈外圆进行铣削，一个加工完成后动力头一纵向退出，到安全距离后再随着十字滑台横向移动到下一个加工轴颈位置，再纵向进给铣削轴颈外圆；当需加工轴颈铣削完成后回到原始位置，即可进行下一个产品的加工。

与常规三类加工设备相比，本申请所提供的高精度数控外圆铣床的工作原理及有益效果如下：

（1）成本低，精度高。本申请所提供数控外圆铣床造价较低（15万左右），但加工节拍可媲美数控车床，加工精度稳定（外圆尺寸，外圆跳动等质量指标），产品适应性好，产品换型只需更换夹具和铣刀即可；机床床体占地面积小，安放简单；动力头一24、动力头二54采用100宽钻轴箱刚性好，铣刀一25、铣刀二55均为玉米铣刀结构，其采用一体刀片焊制，因此整体因采用单动力头、一体式铣刀设计，加工刚性好，在加工连杆轴颈时，还可同时加工连杆轴颈台阶外圆，并使机床在加工过程中的噪音得到有效地降低，优化了车间生产环境。

（2）本申请中，床身1采用20mm钢板焊制，加工方便，自重轻，占地面积小等特点；A机组2、B机组5对应的床身1处各焊接六块安装垫板，即垫板一11为两块，垫板三13为两块，垫板一11处安装十字滑台一22，垫板三13处安装十字滑台二52；垫板二12、垫板四14均为四块，分别安装回转中心一23、回转中心二53，通过垫板一11、垫板二12、垫板三13、垫板四14来实现十字滑台一22、回转中心一23、十字滑台二52、回转中心二53的水平校平；在铣削头进给上采用数控十字滑台，横向纵向可通过系统自由调节，刚性稳定性得到保障；机床头尾架采用数控转台，一致性较自制专机高；机床的控制面板一21、控制面板二51采用西门子数控系统控制，系统稳定性好，同时具备了一二类机床的刀补功能，在刀具微量磨损时候通过调节系统设置继续加工，控制运行稳定。

（3）机床床身1结构采用7字布局，加工1-4连杆轴颈的为一组，加工2-3连杆轴颈的为第二组，对应的机床上A机组2、B机组5也分别焊接，焊接完成后通过连接螺丝固定成一体，使机床也组成7字布局，单人可同时操作两台机床，同时加工四个连杆轴颈，因此，操作人员在一个工作区域就可方便操作一组（2台）这样的数控铣床，有效的降低的操作人员工作强度；同时，可在机床四侧安装吊钩16，便宜机床搬迁运输。

（4）机床排屑采用螺旋式排屑机3，能同时对一套机床进行排屑；螺旋式排屑机3的内端31设置为V字型，对应的曲轴加工位置下方开口安装V型斜面15，便于加工排屑，切削渣基本能自由滑落至床身下方安装的排屑机传输带上。

本款机床经过近两年来的使用，具有产品适应性好、故障率低、机床稳定性和节拍较普通机床有明显的提高；在加工的一系列动作都由控制面板进行数控控制，加工稳定性和加工精度有保证，导轨磨损较小，整体运行也能达到很顺畅的效果；优化刀具后在曲轴轴颈毛加工中能达到数控车床加工出来的效果。

Claims (9)

1.一种高精度数控外圆铣床，包括床身和机床，其特征在于：所述的床身呈7字型，机床安装于床身上，所述的机床包括A机组、螺旋式排屑机、平板式排屑机和B机组，A机组位于螺旋式排屑机外端，B机组位于平板式排屑机外端，螺旋式排屑机与平板式排屑机相互垂直且两者的内端连通，且螺旋式排屑机较平板式排屑机高。

2.如权利要求1所述的一种高精度数控外圆铣床，其特征在于：所述的螺旋式排屑机与平板式排屑机连通的内端为V字型。

3.如权利要求1所述的一种高精度数控外圆铣床，其特征在于：所述的A机组包括数控面板、十字滑台和回转中心，十字滑台和回转中心分别安装于床身上，十字滑台上安装有动力头，铣刀配合夹持在动力头上；回转中心上则安装有夹持曲轴的夹具。

4.如权利要求1所述的一种高精度数控外圆铣床，其特征在于：所述的A机组与B机组结构相同，均包括数控面板、十字滑台和回转中心，十字滑台和回转中心分别安装于床身上，十字滑台上安装有动力头，铣刀配合夹持在动力头上；回转中心上则安装有夹持曲轴的夹具。

5.如权利要求3或4所述的一种高精度数控外圆铣床，其特征在于：所述的床身上与十字滑台、回转中心对应的位置分别设置有垫板一、垫板二，用于校平十字滑台和回转中心。

6.如权利要求3或4所述的一种高精度数控外圆铣床，其特征在于：所述的床身上与螺旋式排屑机内端对应的位置设置有V形斜面，便于加工排屑，使切削渣基本都能自由滑落至床身下方的排屑机输送到上；床身上V形斜面所在一端为一四连杆轴颈加工工位，床身另一端为二三连杆轴颈加工工位。

7.如权利要求1所述的一种高精度数控外圆铣床，其特征在于：所述的螺旋式排屑机横向设置，平板式排屑机纵向设置。

8.如权利要求1所述的一种高精度数控外圆铣床，其特征在于：所述的平板式排屑机远离B机组的一端设置有Z形板，Z形板一端与平板式排屑机连接，另一端为光滑弧形结构，该弧形结构上安装有滚轴，而弧形结构下方则为存放车。

9.如权利要求3或4所述的一种高精度数控外圆铣床，其特征在于：所述的铣刀为玉米铣刀。