CN206286824U - 超精密立式加工中心 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超精密立式加工中心，包括床身、龙门架、主轴、横梁导轨、滑板、滑座、主轴伺服电机、滑块、主轴头、工作台，其特征在于所述超精密立式加工中心为龙门框架式布局，结构为立式框架双立柱，包括X向进给部件、Y向进给部件、Z向进给部件、操作系统箱、配电箱、冷却装置；主轴运动部件包括主轴和主轴伺服电机；工作台和床身之间设置内防护罩；本实用新型的超精密立式加工中心设置有工作台内防护罩，让操作更安全，能实现XZ或XY二坐标轴联动、XYZ三坐标轴联动，加工工艺范围广，加工精度达到IT7级，表面粗糙度。

Description

超精密立式加工中心

技术领域

本实用新型涉及机械加工设备技术领域，尤其涉及一种超精密立式加工中心。

背景技术

目前，现有技术的金属切削加工设备通常采用的是数控加工机床。随着经济的快速发展，对各种机械的加工精度提出了更高的要求，这就要求相应的生产加工设备如加工中心，必须能满足这一精度要求。提高数控加工中心的加工精度和表面质量，成为机床生产厂家的课题之一。

关于加工中心，已有相关的文献报道，如专利号为CN103240643A的中国专利公开了一种“加工中心”，该发明公开的这种加工中心，设置有覆盖机床加工单元的外壳；在外壳正面可开闭地设置操作门；操作门具有从外壳表面沿着上下方向隆起的形状；用于开闭操作门的把手设置在操作门上。该操作门具有中间部分最高而向上下两端逐渐变低的弓形的弯曲形状。外壳上设置从外壳表面突出的半圆筒等形状的LED显示装置；操作门用碳纤维制造；解决了加工中心操作门的一些问题。

如专利号为CN102935603A的中国专利公开了一种“一种加工中心刀柄用吹气装置以及加工中心”，该发明公开的一种加工中心刀柄用吹气装置，包括吹气机构，所述吹气机构包括进气部件和吹气部件，所述进气部件与吹气部件密封连接，所述进气部件具有中心孔，所述中心孔能够与外部气源连通，所述吹气部件远离进气部件的一端的端面上设有吹气孔，所述外部气源中的气体能够从进气部件的中心孔进入，再从吹气部件的吹气孔中吹出；该吹气装置能够有效清除刀柄上的切屑；重点解决了加工中心刀柄用吹气问题。

如专利号为CN102990477A的中国专利公开了一种“带磨刀装置的加工中心”，该发明公开的带磨刀装置的加工中心，带磨刀装置的加工中心，包括床身以及置于床身上的主轴、刀库，在床身的工作台面上设有第一滑道，在第一滑道上活动连接有主轴架，主轴固定在主轴架上，在床身的顶部设有第二滑道，所述第二滑道位于刀库与主轴之间，刀库位于第二滑道的上方，所述刀库上配合有用于从刀库中取放刀具的传送爪，在第二滑道上活动连接有实现刀库与主轴之间进行刀具交换的换刀臂，在床身上铰接有机械臂，所述机械臂上传动连接有磨刀轮；其解决了现有加工中心的刀具维护过程相对麻烦的技术问题；本发明具有对加工中心的刀具刀刃进行修复的优点；重点解决了加工中心刀具的刀刃维护修复问题。

如专利号为CN103350343A的中国专利公开了一种“一种刀库与主轴复合在滑鞍的数控龙门立卧复合加工中心”，该发明公开的这种刀库与主轴复合在滑鞍的数控龙门立卧复合加工中心，其解决了机床在立式主轴、卧式主轴上都没有设置刀库，从而无法及时换刀，工作效率较低，机床结构不能适用高效精密复合节能需求的问题。

虽然上述中国专利能够解决一些零件使用加工中心进行金属切削、装备操作及维护的问题，但这些技术方案存在以下问题和缺点：

（1）已公开的专利所述数控加工中心，多采用卧式结构方案且相对复杂，或仅解决针对一些典型零件的数控加工装备问题，没考虑提高加工精度和表面加工质量的结构方案问题；（2）已公开的专利所述数控加工中心，工艺范围不宽；（3）在安全方面，工作台无防护装置，操作不安全。

基于此，有必要提出一种新型超精密的数控加工中心，解决上述问题。

发明内容

本实用新型的目的就是采用合适的加工中心布局方案、三轴伺服机构以及主轴布置结构，提高加工精度和表面加工质量，并解决工艺范围较窄、工作台安全性不高的问题，本实用新型提供了一种超精密立式加工中心。

本实用新型解决其技术问题的技术方案为：超精密立式加工中心，设置为龙门框架式布局结构，为立式框架双立柱；包括床身、龙门架、主轴、横梁导轨、滑板、滑座、主轴伺服电机、滑块、主轴头、工作台，其特征在于所述床身设置于水泥地面上，床身上部中间位置设置工作台；所述龙门架包括两立柱，两立柱设置在床身上部，且对称设在工作台两侧；所述龙门架包括横梁，所述横梁上设置一对横梁导轨，一对横梁导轨中间横梁滚珠丝杠，所述横梁滚珠丝杠一端设置横梁丝杠轴承座，横梁丝杠轴承座两侧的滑动座设置在横梁导轨上，横梁滚珠丝杠另一端设置横梁伺服电机底座，横梁伺服电机底座另一端设置横梁丝杠伺服电机，横梁滚珠丝杠的螺母副上设置滑座；所述滑座一侧设有直线导轨座，直线导轨座与横梁导轨组成滑动摩擦副，滑座另一侧设置滑板；所述滑板另一侧设置滑块，所述滑块另一侧设置主轴伺服电机和主轴头，且主轴伺服电机设在主轴头上面一端，主轴头内部设置主轴。

本实用新型所述的超精密立式加工中心，其特征在于所述床身包括地脚孔、床身搬运孔，通过地脚螺栓穿过地脚孔把床身固定连接在水泥地面上；所述床身上部设有Y向导轨座，Y向导轨座内设有工作台导轨。

本实用新型所述的超精密立式加工中心，其特征在于所述工作台包括Y向进给部件；所述Y向进给部件包括工作台伺服电机、工作台导轨座、丝母座、轴承座、工作台导轨、Y向滚珠丝杠螺母副、Y向伺服电机联轴器；所述工作台导轨座设置在工作台下面，且与工作台导轨组成滑动摩擦副；所述丝母座设置在工作台下面中间；所述Y向滚珠丝杠螺母副设置在对称布置的工作台导轨中间，Y向滚珠丝杠螺母副内侧一端设置轴承座且与丝母座螺栓固定连接，轴承座两侧的滑动座设置在工作台导轨上，所述Y向滚珠丝杠螺母副另一端通过Y向伺服电机联轴器连接设置工作台伺服电机。

本实用新型所述的超精密立式加工中心，其特征在于所述超精密立式加工中心包括X向进给部件；所述X向进给部件包括龙门架、横梁导轨、横梁伺服电机底座、横梁丝杠伺服电机、横梁丝杠丝母座、X向滚珠丝杠螺母副、X向伺服电机联轴器、横梁丝杠轴承座；所述横梁导轨沿横梁水平方向对称设置龙门架内侧，在所述X向滚珠丝杠螺母副包括丝杠丝母座，设置在X向直线导轨副中间；X向滚珠丝杠螺母副内侧一端设置横梁丝杠轴承座，横梁丝杠轴承座两侧的滑动座设置在横梁导轨上，所述X向滚珠丝杠螺母副另一端通过X向伺服电机联轴器连接依次设置横梁伺服电机底座、横梁丝杠伺服电机。

本实用新型所述的超精密立式加工中心，其特征在于所述超精密立式加工中心包括Z向进给部件；所述Z向进给部件包括滑座、滑座伺服电机、滑座伺服电机座、滑座丝母座、Z向直线导轨副、Z向滚珠丝杠螺母副、Z向伺服电机联轴器；所述Z向直线导轨副沿竖直方向对称设置滑座外侧；在所述Z向滚珠丝杠螺母副包括滑座丝母座，设置在Z向直线导轨副中间；Z向滚珠丝杠螺母副内侧一端设置丝杠轴承座，丝杠轴承座两侧的滑动座设置在Z向导轨副上，所述Z向滚珠丝杠螺母副另一端通过Z向伺服电机联轴器连接依次设置滑座伺服电机座、滑座伺服电机；滑座设置在横梁丝杠丝母座上。

本实用新型所述的超精密立式加工中心，其特征在于：所述超精密立式加工中心包括主轴运动部件；所述主轴运动部件包括主轴、主轴伺服电机、主轴电机座、主轴头、主轴电机联轴器；所述主轴头设置滑块一侧，主轴头内部包括主轴；所述主轴下端安装刀具，主轴上端依次设置主轴电机联轴器、主轴电机座、主轴伺服电机。

本实用新型所述的超精密立式加工中心，其特征在于：所述超精密立式加工中心包括操作系统箱、配电箱、冷却装置，操作系统箱包括计算机数控系统装置；所述计算机数控系统装置和配电箱之间电连接，且二者均与工作台横梁丝杠伺服电机、工作台伺服电机、滑座伺服电机、主轴伺服电机、冷却装置电连接。

本实用新型所述的超精密立式加工中心，其特征在于所述超精密立式加工中心的工作台和床身之间设置内防护罩。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：本实用新型所述超精密立式加工中心，包括床身、龙门架、主轴、横梁导轨、滑板、滑座、主轴伺服电机、滑块、主轴头、工作台，其特征在于所述超精密立式加工中心为龙门框架式布局，结构为立式框架双立柱；所述超精密立式加工中心包括X向进给部件、Y向进给部件、Z向进给部件、操作系统箱、配电箱、冷却装置；主轴运动部件包括主轴和主轴伺服电机；工作台和床身之间设置内防护罩；本实用新型的超精密立式加工中心设置有工作台内防护罩，让操作更安全，能实现XZ或XY二坐标轴联动、XYZ三坐标轴联动，加工工艺范围广，加工精度达到IT7级，表面粗糙度。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图。

图2 为本实用新型的左视结构示意图。

附图中：1.床身，2.地脚孔，3.龙门架，4.主轴，5.横梁导轨，6.横梁伺服电机底座，7.横梁丝杠伺服电机，8.滑板，9.横梁滚珠丝杠，10.横梁丝杠轴承座，11.滑座，12.滑座伺服电机，13.主轴伺服电机，14.滑块，15.主轴头，16.横梁，17.直线导轨座，18.内防护罩，19.工作台伺服电机，20.工作台，21.床身搬运孔，22.工作台导轨座，23.丝母座，24.轴承座，25.工作台导轨,26.滑座伺服电机座。

具体实施方式

结合图1、图2和实施例对本实用新型进一步详细描述，以便公众更好地掌握本实用新型的实施方法，本实用新型具体的实施方案为：

如图 1、图2所示，本实用新型所述的超精密立式加工中心，设置为龙门框架式布局结构，为立式框架双立柱；包括床身1、龙门架3、主轴4、横梁导轨5、滑板8、滑座11、主轴伺服电机13、滑块14、主轴头15、工作台20，其特征在于所述床身1设置于水泥地面上，床身1上部中间位置设置工作台20；所述龙门架3包括两立柱，两立柱设置在床身1上部，且对称设在工作台20两侧；所述龙门架3包括横梁16，所述横梁16上设置一对横梁导轨5，一对横梁导轨5中间横梁滚珠丝杠9，所述横梁滚珠丝杠9一端设置横梁丝杠轴承座10，横梁丝杠轴承座10两侧的滑动座设置在横梁导轨5上，横梁滚珠丝杠9另一端设置横梁伺服电机底座6，横梁伺服电机底座6另一端设置横梁丝杠伺服电机7，横梁滚珠丝杠9的螺母副上设置滑座11；所述滑座11一侧设有直线导轨座17，直线导轨座17与横梁导轨5组成滑动摩擦副，滑座11另一侧设置滑板8；所述滑板8另一侧设置滑块14，所述滑块14另一侧设置主轴伺服电机13和主轴头15，且主轴伺服电机13设在主轴头15上面一端，主轴头15内部设置主轴4。

如图 2所示，本实用新型所述的超精密立式加工中心，其特征在于所述床身1包括地脚孔2、床身搬运孔21，通过地脚螺栓穿过地脚孔2把床身1固定连接在水泥地面上；所述床身1上部设有Y向导轨座，Y向导轨座内设有工作台导轨25。

如图 1、图 2所示，本实用新型所述的超精密立式加工中心，其特征在于所述工作台20包括Y向进给部件；所述Y向进给部件包括工作台伺服电机19、工作台导轨座22、丝母座23、轴承座24、工作台导轨25、Y向滚珠丝杠螺母副、Y向伺服电机联轴器；所述工作台导轨座22设置在工作台20下面，且与工作台导轨25组成滑动摩擦副；所述丝母座23设置在工作台20下面中间；所述Y向滚珠丝杠螺母副设置在对称布置的工作台导轨25中间，Y向滚珠丝杠螺母副内侧一端设置轴承座24且与丝母座23螺栓固定连接，轴承座24两侧的滑动座设置在工作台导轨25上，所述Y向滚珠丝杠螺母副另一端通过Y向伺服电机联轴器连接设置工作台伺服电机19。

如图 1、图 2所示，本实用新型所述的超精密立式加工中心，其特征在于所述超精密立式加工中心包括X向进给部件；所述X向进给部件包括龙门架3、横梁导轨5、横梁伺服电机底座6、横梁丝杠伺服电机7、横梁丝杠丝母座、X向滚珠丝杠螺母副、X向伺服电机联轴器、横梁丝杠轴承座10；所述横梁导轨5沿横梁水平方向对称设置龙门架3内侧，在所述X向滚珠丝杠螺母副包括丝杠丝母座，设置在X向直线导轨副中间；X向滚珠丝杠螺母副内侧一端设置横梁丝杠轴承座10，横梁丝杠轴承座10两侧的滑动座设置在横梁导轨5上，所述X向滚珠丝杠螺母副另一端通过X向伺服电机联轴器连接依次设置横梁伺服电机底座6、横梁丝杠伺服电机7。

如图 1、图 2所示，本实用新型所述的超精密立式加工中心，其特征在于所述超精密立式加工中心包括Z向进给部件；所述Z向进给部件包括滑座11、滑座伺服电机12、滑座伺服电机座26、滑座丝母座、Z向直线导轨副、Z向滚珠丝杠螺母副、Z向伺服电机联轴器；所述Z向直线导轨副沿竖直方向对称设置滑座11外侧；在所述Z向滚珠丝杠螺母副包括滑座丝母座，设置在Z向直线导轨副中间；Z向滚珠丝杠螺母副内侧一端设置丝杠轴承座，丝杠轴承座两侧的滑动座设置在Z向导轨副上，所述Z向滚珠丝杠螺母副另一端通过Z向伺服电机联轴器连接依次设置滑座伺服电机座26、滑座伺服电机12；滑座11设置在横梁丝杠丝母座上。

如图 1、图 2所示，本实用新型所述的超精密立式加工中心，其特征在于所述超精密立式加工中心包括主轴运动部件；所述主轴运动部件包括主轴4、主轴伺服电机13、主轴电机座、主轴头15、主轴电机联轴器；所述主轴头15设置滑块14一侧，主轴头15内部包括主轴4；所述主轴4下端安装刀具，主轴4上端依次设置主轴电机联轴器、主轴电机座、主轴伺服电机13。

如图 1、图 2所示，本实用新型所述的超精密立式加工中心，其特征在于所述超精密立式加工中心包括操作系统箱、配电箱、冷却装置，操作系统箱包括计算机数控系统装置；所述计算机数控系统装置和配电箱之间电连接，且二者均与工作台横梁丝杠伺服电机7、工作台伺服电机19、滑座伺服电机12、主轴伺服电机13、冷却装置电连接。

如图 1、图 2所示，本实用新型所述的超精密立式加工中心，其特征在于所述超精密立式加工中心的工作台20和床身1之间设置内防护罩18。

实施例1

如图 1所示，当进行超精密立式加工中心数控铣削作业时，通过操作系统箱内部的计算机数控系统装置设置XYZ轴联动数控铣削工作模式；工作台20上设置铣削夹具，铣削夹具上安装工件毛坯；主轴4端头安装相应铣削刀具；启动数控加工程序后开始数控铣削加工。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：本实用新型所述超精密立式加工中心，包括床身、龙门架、主轴、横梁导轨、滑板、滑座、主轴伺服电机、滑块、主轴头、工作台，其特征在于所述超精密立式加工中心为龙门框架式布局，结构为立式框架双立柱；所述超精密立式加工中心包括X向进给部件、Y向进给部件、Z向进给部件、操作系统箱、配电箱、冷却装置；主轴运动部件包括主轴和主轴伺服电机；工作台和床身之间设置内防护罩；本实用新型的超精密立式加工中心设置有工作台内防护罩，让操作更安全，能实现XZ或XY二坐标轴联动、XYZ三坐标轴联动，加工工艺范围广，加工精度达到IT7级，表面粗糙度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.超精密立式加工中心，设置为龙门框架式布局结构，为立式框架双立柱；包括床身（1）、龙门架(3)、主轴（4）、横梁导轨（5）、滑板（8）、滑座（11）、主轴伺服电机（13）、滑块（14）、主轴头（15）、工作台（20），其特征在于：所述床身（1）设置于水泥地面上，床身（1）上部中间位置设置工作台（20）；所述龙门架(3)包括两立柱，两立柱设置在床身（1）上部，且对称设在工作台（20）两侧；所述龙门架(3)包括横梁（16），所述横梁（16）上设置一对横梁导轨（5），一对横梁导轨（5）中间横梁滚珠丝杠（9），所述横梁滚珠丝杠（9）一端设置横梁丝杠轴承座（10），横梁丝杠轴承座（10）两侧的滑动座设置在横梁导轨（5）上，横梁滚珠丝杠（9）另一端设置横梁伺服电机底座（6），横梁伺服电机底座（6）另一端设置横梁丝杠伺服电机（7），横梁滚珠丝杠（9）的螺母副上设置滑座（11）；所述滑座（11）一侧设有直线导轨座（17），直线导轨座（17）与横梁导轨（5）组成滑动摩擦副，滑座（11）另一侧设置滑板（8）；所述滑板（8）另一侧设置滑块（14），所述滑块（14）另一侧设置主轴伺服电机（13）和主轴头（15），且主轴伺服电机（13）设在主轴头（15）上面一端，主轴头（15）内部设置主轴（4）。

2.根据权利要求1所述的超精密立式加工中心，其特征在于：所述床身（1）包括地脚孔（2）、床身搬运孔（21），通过地脚螺栓穿过地脚孔（2）把床身（1）固定连接在水泥地面上；所述床身（1）上部设有Y向导轨座，Y向导轨座内设有工作台导轨（25）。

3.根据权利要求1所述的超精密立式加工中心，其特征在于：所述工作台（20）包括Y向进给部件；所述Y向进给部件包括工作台伺服电机（19）、工作台导轨座（22）、丝母座（23）、轴承座（24）、工作台导轨（25）、Y向滚珠丝杠螺母副、Y向伺服电机联轴器；所述工作台导轨座（22）设置在工作台（20）下面，且与工作台导轨（25）组成滑动摩擦副；所述丝母座（23）设置在工作台（20）下面中间；所述Y向滚珠丝杠螺母副设置在对称布置的工作台导轨（25）中间，Y向滚珠丝杠螺母副内侧一端设置轴承座（24）且与丝母座（23）螺栓固定连接，轴承座（24）两侧的滑动座设置在工作台导轨（25）上，所述Y向滚珠丝杠螺母副另一端通过Y向伺服电机联轴器连接设置工作台伺服电机（19）。

4.根据权利要求1所述的超精密立式加工中心，其特征在于：还包括X向进给部件；所述X向进给部件包括龙门架（3）、横梁导轨（5）、横梁伺服电机底座（6）、横梁丝杠伺服电机（7）、横梁丝杠丝母座、X向滚珠丝杠螺母副、X向伺服电机联轴器、横梁丝杠轴承座(10)；所述横梁导轨（5）沿横梁水平方向对称设置龙门架（3）内侧，在所述X向滚珠丝杠螺母副包括丝杠丝母座，设置在X向直线导轨副中间；X向滚珠丝杠螺母副内侧一端设置横梁丝杠轴承座(10)，横梁丝杠轴承座(10)两侧的滑动座设置在横梁导轨（5）上，所述X向滚珠丝杠螺母副另一端通过X向伺服电机联轴器连接依次设置横梁伺服电机底座（6）、横梁丝杠伺服电机（7）。

5.根据权利要求1所述的超精密立式加工中心，其特征在于：还包括Z向进给部件；所述Z向进给部件包括滑座（11）、滑座伺服电机（12）、滑座伺服电机座（26）、滑座丝母座、Z向直线导轨副、Z向滚珠丝杠螺母副、Z向伺服电机联轴器；所述Z向直线导轨副沿竖直方向对称设置滑座（11）外侧；在所述Z向滚珠丝杠螺母副包括滑座丝母座，设置在Z向直线导轨副中间；Z向滚珠丝杠螺母副内侧一端设置丝杠轴承座，丝杠轴承座两侧的滑动座设置在Z向导轨副上，所述Z向滚珠丝杠螺母副另一端通过Z向伺服电机联轴器连接依次设置滑座伺服电机座（26）、滑座伺服电机（12）；滑座（11）设置在横梁丝杠丝母座上。

6.根据权利要求1所述的超精密立式加工中心，其特征在于：还包括主轴运动部件；所述主轴运动部件包括主轴（4）、主轴伺服电机（13）、主轴电机座、主轴头（15）、主轴电机联轴器；所述主轴头（15）设置滑块（14）一侧，主轴头（15）内部包括主轴（4）；所述主轴（4）下端安装刀具，主轴（4）上端依次设置主轴电机联轴器、主轴电机座、主轴伺服电机（13）。

7.根据权利要求1所述的超精密立式加工中心，其特征在于：还包括操作系统箱、配电箱、冷却装置，操作系统箱包括计算机数控系统装置；所述计算机数控系统装置和配电箱之间电连接，且二者均与工作台横梁丝杠伺服电机（7）、工作台伺服电机（19）、滑座伺服电机（12）、主轴伺服电机(13)、冷却装置电连接。

8.根据权利要求1所述的超精密立式加工中心，其特征在于：所述工作台（20）和床身（1）之间设置内防护罩（18）。