CN205799101U - 多主轴多工位连杆柔性加工设备 - Google Patents

Abstract

一种多主轴多工位连杆柔性加工设备，X轴的床身设置在Y轴立柱和床身(2)的一侧；X轴的主轴箱体(7)安装在X轴的床身上，平衡装置(3)安装在Y轴立柱和床身上，并与Y轴滑枕(4)相连接；Y轴滑枕通过Y轴进给驱动系统安装在Y轴立柱和床身上；带液压夹具的回转工作台(6)通过A轴回转头(5)安装于Y轴滑枕上；被加工工件的定位安装孔设置为多件且安装于带液压夹具的回转工作台上；X轴的主轴箱体内配置有多个主轴‑刀具系统(8)；带液压夹具的回转工作台可装有四组夹具，对应X轴的主轴箱体上的主轴‑刀具系统的数量，每组夹具可同时装夹多个零件同时参与切削加工；结构紧凑、实现高度自动化，可以减少人工成本。

Description

多主轴多工位连杆柔性加工设备

技术领域

本实用新型涉及一种机械加工设备，具体是一种适用于发动机连杆、轴承、盘套类、箱体类等零部件加工的多主轴多工位连杆柔性加工设备，属于机械加工技术领域。

背景技术

专用机床是一种专门适用于特定零件和特定工序加工的机床，往往是量体裁衣产品，具有高效率和性能全面的优点，是大批量生产连杆、轴承、阀板、轴套等的理想装备，而且往往是组成生产线不可或缺的机床品种，具有广阔的市场需求和应用前景。

随着生产规模化、批量小、品种变化快、多型号共线生产等特点的延伸普及，这样的专用机床就不能适应了，必须重新设计与制造。因此，此类生产技术与装备又被要求不断向柔性化和自动化方向发展，生产企业可以用此专用加工设备构成柔性制造系统以适合零件加工的不确定性，以便具有技术和成本优势；同时，采用多道工序集中加工的方案，在同一设备完成多道工序的加工，将生产线上的加工设备数量压缩至甚至一台具有复合工艺的加工设备，以减少设备数量，压缩设备投资是技术的发展趋势。

中国发明专利2008年12月10日公开的一种公开号为CN101318302A的“连杆八工位钻孔专机”，二轴活动钻模板通过导杆与二轴钻通中心油孔动力头相连，四轴活动钻模板通过导杆与四轴钻连接螺纹底孔动力头相连；

中国发明专利2013年03月20日公开的一种公开号为CN202804627U的“连杆体五工位专机”，在回转工作台上按圆周均匀设置有五个连杆定位夹具对应五个工位，其中一个工位为装夹工位，其余四个工位分别与铣削动力头、钻孔双动力头、攻丝双动力头及钻孔单动力头相对应；

中国发明专利2013年03月20日公开的一种公开号为CN202804628U的“连杆体多工位镗钻专机”，在床身顶部的左右两端分别安装有粗镗装置和精镗装置，中间设有夹紧工件的夹具；

中国发明专利2014年02月19日公开的一种公开号为CN203437684U的“一种粗镗连杆大头孔用专机”，专用于粗镗连杆大头孔用；

中国实用新型专利2006年08月30日公开的一种公开号为CN2810866U的“连杆杆盖六 工位专机”，实际上是6台机床呈圆周形状布置，中间设置有一种具有六工位的回转工作台及安装于工作台上的专用夹具；

上述公开的现有技术均是针对特定工序加工内容，其优点是可以大批量生产，但其自动化程度和柔性化生产程度不高，其涉及到多工序的加工，如铣削、镗削、钻削、攻丝、磨削、毛刺处理多工序，还需要配套其它加工设备才能完成零件的加工。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种多主轴多工位连杆柔性加工设备，该设备结构紧凑、工序集中，使用该设备能够节约能耗、实现高度自动化，还可以减少人工成本。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种多主轴多工位连杆柔性加工设备，包括X轴进给驱动系统、Y轴进给驱动系统、Z轴进给驱动系统，X轴的床身设置在Y轴立柱和床身的一侧；X轴的主轴箱体安装在X轴的床身上，并通过X轴进给驱动系统驱动；平衡装置安装于Y轴立柱和床身上，并与Y轴滑枕相连接；Y轴滑枕通过Y轴进给驱动系统安装在Y轴立柱和床身上；带液压夹具的回转工作台通过A轴回转头安装于Y轴滑枕上，并由A轴回转头的驱动来实现带液压夹具的回转工作台的回转和变换工位；被加工工件的定位安装孔设置为多件且安装于带液压夹具的回转工作台上；电器柜和液压站布置于Y轴立柱和床身的后侧；X轴的主轴箱体内配置有多个主轴-刀具系统；带液压夹具的回转工作台可装有四组夹具，分别安装在90°、180°、270°和360°四个标准方向，形成四个工位；对应X轴的主轴箱体上的主轴-刀具系统的数量，每组夹具可同时装夹多个零件同时参与切削加工。

进一步，所述主轴-刀具系统多排并列设置地在X轴的主轴箱体内。

进一步，还包括X1轴的床身，所述的X1轴的床身与X轴的床身对称设置在Y轴立柱和床身的另一侧，X1轴的主轴箱体安装在X1轴的床身上，并通过与X轴进给驱动系统对称地设置的X1轴进给驱动系统驱动；X1轴的主轴箱体内配置有多个并列的主轴-刀具系统，其刀尖点方向与X轴的主轴箱体上的主轴-刀具系统的刀尖点方向相对。

进一步，每一排并列的主轴-刀具系统上配置相同的刀具，不同排的主轴-刀具系统上设置不同的刀具。

进一步，X轴的主轴箱体上的主轴-刀具系统依次为第一排主轴-刀具系统、第二排主轴-刀具系统、第三排主轴-刀具系统、第四排主轴-刀具系统，X1轴的主轴箱体的上的主轴-刀具系统依次为第五排主轴-刀具系统、第六排主轴-刀具系统、第七排主轴-刀具系统、第八排主轴-刀具系统，分别对应配备第一排进给驱动系统、第二排进给驱动系统、第三排进给驱动系统、第四排进给驱动系统、第五排进给驱动系统、第六排进给驱动系统、第七排进给驱动系 统、第八排进给驱动系统。

进一步，带液压夹具的回转工作台为一体化设计制造，采用中空结构设计。

进一步，平衡装置为一组或多组平衡气缸、平衡油缸、平衡配重。

进一步，还包括切屑料斗和排屑器，所述切屑料斗和排屑器平行布置于整机下部的中间位置，并穿过Y轴立柱和床身的下部。

本实用新型采用多主轴、多工位、工序集中的柔性加工设备，配合复合刀具，集成专用机床和通用加工设备的多项优点，可用于连杆、轴承、阀板、轴套类零件加工，适度更改夹具、刀具也可以开展针对变速器液压阀板类、变速器壳体、电动汽车电机壳体等零部件的加工。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1.采用模块化设计、制造，集成专用机床与加工设备的优点，易重组、可重构，通过更换夹具和刀具就可以改变为适用于多品种零部件加工的专用机床。

2.将需要多台单个设备加工的工序集中到一台柔性加工设备上完成，避免重复定位误差，减化工艺，满足零件高效率、高精度的加工要求，适应多品种、批量生产。

3.该加工设备可以缩短零部件生产线的长度，减少设备投资和设备占地面积，节约能耗，实现高度自动化减少人工成本。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图；

图2是图1的P向视图。

图中：1、Y轴进给驱动系统，2、Y轴立柱和床身，3、平衡装置，4、Y轴滑枕，5、A轴回转头，6、带液压夹具的回转工作台，7、X轴的主轴箱体，8、主轴-刀具系统，9、X轴进给驱动系统，10、X轴的床身，11、接切屑料斗，12、X1轴进给驱动系统，13、Z轴进给驱动系统，14、X1轴的床身，15、X1轴的主轴箱体，16、被加工工件，17、排屑器，18、电器柜和液压站，8-1、第一排主轴-刀具系统，8-2、第二排主轴-刀具系统，8-3、第三排主轴-刀具系统，8-4、第四排主轴-刀具系统，8-5、第五排主轴-刀具系统，8-6、第六排主轴-刀具系统，8-7、第七排主轴-刀具系统，8-8、第八排主轴-刀具系统，13-1、第一排进给驱动系统，13-2、第二排进给驱动系统，13-3、第三排进给驱动系统，13-4、第四排进给驱动系统，13-5、第五排进给驱动系统，13-6、第六排进给驱动系统，13-7、第七排进给驱动系统，13-8、第八排进给驱动系统。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。

如图1和图2所示，一种多主轴多工位连杆柔性加工设备，包括X轴进给驱动系统9、Y轴进给驱动系统1、Z轴进给驱动系统13，整机结构布局为稳定的ㄇ型，X轴的床身10设置在Y轴立柱和床身2的一侧；X轴的主轴箱体7安装在X轴的床身10上，并通过X轴进给驱动系统9驱动；平衡装置3安装于Y轴立柱和床身2上，并与Y轴滑枕4相连接；Y轴滑枕4通过Y轴进给驱动系统1安装在Y轴立柱和床身2上；带液压夹具的回转工作台6通过A轴回转头5安装于Y轴滑枕4上，并由A轴回转头5的驱动来实现带液压夹具的回转工作台6的回转和变换工位；被加工工件16的定位安装孔设置为多件且安装于带液压夹具的回转工作台6上；电器柜和液压站18布置于Y轴立柱和床身2的后侧；X轴的主轴箱体7内配置有多个主轴-刀具系统8；带液压夹具的回转工作台6可装有四组夹具，分别安装在90°、180°、270°和360°四个标准方向，形成四个工位；对应X轴的主轴箱体7上的主轴-刀具系统8的数量，每组夹具可同时装夹多个零件同时参与切削加工，所述的Y轴进给驱动系统1、A轴回转头5及Z轴进给驱动系统13采用“箱中箱”布局；X轴进给驱动系统9、X1轴进给驱动系统12、Y轴进给驱动系统1、Z轴进给驱动系统13均为丝杠螺母、直线电机或导轨等；

结合现实工艺需要，可以由用户调整主轴、刀具数量和分布方式，本实用新型为了提高加工工件的生产效率，优选的，所述主轴-刀具系统8多排并列设置地在X轴的主轴箱体7内。

本实用新型为了提高加工工件的生产效率，优选还包括X1轴的床身14，所述的X1轴的床身14与X轴的床身10对称设置地在Y轴立柱和床身2的另一侧，X1轴的主轴箱体15安装在X1轴的床身14上，并通过与X轴进给驱动系统9对称设置的X1轴进给驱动系统12驱动；X1轴的主轴箱体15内配置有多个并列的主轴-刀具系统8，其刀尖点方向与X轴的主轴箱体7上的主轴-刀具系统8的刀尖点方向相对；为了提高整机的稳定性，将X1轴的床身14、X1轴的主轴箱体15、X1轴进给驱动系统12均对应与X轴的床身10、X轴的主轴箱体7、X轴进给驱动系统9对称设置。

优选的，每一排并列的主轴-刀具系统8上配置相同的刀具，如既可以配置有铣刀、钻头、丝锥和砂轮进行铣削、钻削、攻丝和磨削，也可以配置安装有去毛刺头进行高效去毛刺工作，不同排的主轴-刀具系统8上设置不同的刀具。

优选的，X轴的主轴箱体7上的主轴-刀具系统8依次为第一排主轴-刀具系统8-1、第二排主轴-刀具系统8-2、第三排主轴-刀具系统8-3、第四排主轴-刀具系统8-4，X1轴的主轴箱 体15的上的主轴-刀具系统8依次为第五排主轴-刀具系统8-5、第六排主轴-刀具系统8-6、第七排主轴-刀具系统8-7、第八排主轴-刀具系统8-8，分别对应配备具有独立运动功能的第一排进给驱动系统13-1、第二排进给驱动系统13-2、第三排进给驱动系统13-3、第四排进给驱动系统13-4、第五排进给驱动系统13-5、第六排进给驱动系统13-6、第七排进给驱动系统13-7、第八排进给驱动系统13-8。

带液压夹具的回转工作台6为一体化设计制造，为了减轻整机重量，本实用新型优选将带液压夹具的回转工作台6选用中空结构设计。

平衡装置3为平衡气缸、平衡油缸、平衡配重，为了提高工作台系统沿Y轴进给驱动系统1运动的稳定性，以及切削过程的稳定性，本实用新型优选将平衡装置3为一组或多组平衡气缸、平衡油缸、平衡配重。

加工过程中产生的废料可以通过操作工人自行清理，也可以通过机器自动化清理干净，本实用新型优选还包括切屑料斗11和排屑器17，所述切屑料斗11和排屑器17平行布置于整机下部的中间位置，并穿过Y轴立柱和床身2的下部，通过设置的切屑料斗11和排屑器17对废料进行清理。

工作过程一：首先，Y轴滑枕4带动A轴回转头5到达工件装卸位置，将被加工工件16(如齿轮，螺母，连杆，转向节等)，用带液压夹具的回转工作台6的定位与夹紧，然后A轴回转头5转动90°将被加工工件16的加工面对准刀具开始进行工序Ⅰ加工：Y轴滑枕4移动达到加工位置并对准第一排主轴-刀具系统8-1，第一排进给驱动系统13-1驱动第一排主轴-刀具系统8-1的Z向进给，同时第一排主轴-刀具系统8-1参与工件的切削运动，加工完成后，第一排主轴-刀具系统8-1退出加工位置，然后，第二排进给驱动系统13-2驱动第二排主轴-刀具系统8-2的Z向进给，同时第二排主轴-刀具系统8-2参与工件的切削运动，加工完成后，第二排主轴-刀具系统8-2退出加工位置；以此类推，顺序完成其它工序Ⅱ、工序Ⅲ和工序Ⅳ的加工；然后A轴回转头5转动1800将被加工工件16加工面对准刀具开始进行工序Ⅴ加工，Y轴滑枕4移动达到加工位置并对准第五排主轴-刀具系统8-5，第五排进给进给驱动系统13-5驱动第五排主轴-刀具系统8-5的Z向进给，同时第五排主轴-刀具系统8-5参与工件的切削运动，加工完成后，第五排主轴-刀具系统8-5退出加工位置，然后，第六排进给驱动系统13-6驱动第六排主轴-刀具系统8-6的Z向进给，同时第六排主轴-刀具系统8-6参与工件的切削运动，加工完成后，第六排主轴-刀具系统8-6退出加工位置；以此类推，顺序完成其它工序Ⅵ、工序Ⅶ和工序Ⅷ的加工。最后，Y轴滑枕4带动A轴回转头5到达工件装卸位置，将被加工工件16从带液压夹具的回转工作台6 上卸下。

工作过程二：首先，Y轴滑枕4带动A轴回转头5到达工件装卸位置，将被加工工件16(如齿轮，螺母，连杆，转向节等)，用带液压夹具的回转工作台6的定位与夹紧，然后A轴回转头5转动90°将被加工工件16加工面对准刀具开始进行工序Ⅰ加工：Y轴滑枕4移动达到加工位置并同时对准第一排主轴-刀具系统8-1和第五排主轴-刀具系统8-5；第一排进给驱动系统13-1驱动第一排主轴-刀具系统8-1的Z向进给，与此同时，第五排进给驱动系统13-5驱动第五排主轴-刀具系统8-5的Z向进给，第二排主轴-刀具系统8-2和第六排主轴-刀具系统8-6在左右方向同时参与工件的切削运动，加工完成后，第二排主轴-刀具系统8-2和第六排主轴-刀具系统8-6同时退出加工位置；第二排进给驱动系统13-2驱动第二排主轴-刀具系统8-2的Z向进给，与此同时，第六排进给驱动系统13-6驱动第六排主轴-刀具系统8-6的Z向进给，第二排主轴-刀具系统8-2和第六排主轴-刀具系统8-6在左右方向同时参与工件的切削运动，加工完成后，第二排主轴-刀具系统8-2和第六排主轴-刀具系统8-6同时退出加工位置；以此类推，顺序完成其它工序Ⅱ，工序Ⅲ和工序Ⅳ的加工；最后，Y轴滑枕4带动A轴回转头到达工件装卸位置，将被加工工件16从带液压夹具的回转工作台6上卸下。

Claims (8)

1.一种多主轴多工位连杆柔性加工设备，包括X轴进给驱动系统(9)、Y轴进给驱动系统(1)、Z轴进给驱动系统(13)，其特征在于：X轴的床身(10)设置在Y轴立柱和床身(2)的一侧；X轴的主轴箱体(7)安装在X轴的床身(10)上，并通过X轴进给驱动系统(9)驱动；平衡装置(3)安装于Y轴立柱和床身(2)上，并与Y轴滑枕(4)相连接；Y轴滑枕(4)通过Y轴进给驱动系统(1)安装在Y轴立柱和床身(2)上；带液压夹具的回转工作台(6)通过A轴回转头(5)安装于Y轴滑枕(4)上，并由A轴回转头(5)的驱动来实现带液压夹具的回转工作台(6)的回转和变换工位；被加工工件(16)的定位安装孔设置为多件且安装于带液压夹具的回转工作台(6)上；电器柜和液压站(18)布置于Y轴立柱和床身(2)的后侧；X轴的主轴箱体(7)内配置有多个主轴-刀具系统(8)；带液压夹具的回转工作台(6)可装有四组夹具，分别安装在90°、180°、270°和360°四个标准方向，形成四个工位；对应X轴的主轴箱体(7)上的主轴-刀具系统(8)的数量，每组夹具可同时装夹多个零件同时参与切削加工。

2.根据权利要求1所述的一种多主轴多工位连杆柔性加工设备，其特征在于，所述主轴-刀具系统(8)多排并列设置地在X轴的主轴箱体(7)内。

3.根据权利要求1或2所述的一种多主轴多工位连杆柔性加工设备，其特征在于，还包括X1轴的床身(14)，所述的X1轴的床身(14)与X轴的床身(10)对称地设置在Y轴立柱和床身(2)的另一侧，X1轴的主轴箱体(15)安装在X1轴的床身(14)上，并通过与X轴进给驱动系统(9)对称设置的X1轴进给驱动系统(12)驱动；X1轴的主轴箱体(15)内配置有多个并列的主轴-刀具系统(8)，其刀尖点方向与X轴的主轴箱体(7)上的主轴-刀具系统(8)的刀尖点方向相对。

4.根据权利要求3所述的一种多主轴多工位连杆柔性加工设备，其特征在于，每一排并列的主轴-刀具系统(8)上配置相同的刀具，不同排的主轴-刀具系统(8)上设置不同的刀具。

5.根据权利要求4所述的一种多主轴多工位连杆柔性加工设备，其特征在于，X轴的主轴箱体(7)上的主轴-刀具系统(8)依次为第一排主轴-刀具系统(8-1)、第二排主轴-刀具系统(8-2)、第三排主轴-刀具系统(8-3)、第四排主轴-刀具系统(8-4)，X1轴的主轴箱体(15)的上的主轴-刀具系统(8)依次为第五排主轴-刀具系统(8-5)、第六排主轴-刀具系统(8-6)、第七排主轴-刀具系统(8-7)、第八排主轴-刀具系统(8-8)，分别对应配备第一排进给驱动系统(13-1)、第二排进给驱动系统(13-2)、第三排进给驱动系统(13-3)、第四排进给驱动系统(13-4)、第五排进给驱动系统(13-5)、第六排进给驱动系统(13-6)、第七排进给驱动系统(13-7)、第八排进给驱动系统(13-8)。

6.根据权利要求5所述的一种多主轴多工位连杆柔性加工设备，其特征在于，带液压夹具的回转工作台(6)为一体化设计制造，采用中空结构设计。

7.根据权利要求6所述的一种多主轴多工位连杆柔性加工设备，其特征在于，平衡装置(3)为一组或多组平衡气缸、平衡油缸、平衡配重。

8.根据权利要求7所述的一种多主轴多工位连杆柔性加工设备，其特征在于，还包括切屑料斗(11)和排屑器(17)，所述切屑料斗(11)和排屑器(17)平行布置于整机下部的中间位置，并穿过Y轴立柱和床身(2)的下部。