CN207139266U - 双摆头式五轴数控机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双摆头式五轴数控机床，包括机床本体、X轴移动组件、Y轴移动组件、Z轴移动组件、A轴摆动组件和C轴摆动组件，所述机床本体包括横梁、立柱和底座，所述Y轴移动组件沿Y轴方向滑设于所述底座，所述Y轴移动组件上固定有工作台，所述X轴移动组件沿X轴方向滑设于所述横梁上，所述Z轴移动组件通过Z轴连接板呈十字型与X轴移动组件连接并且Z轴移动组件能够相对于X轴移动组件在Z轴方向移动，所述Z轴移动组件通过ZC连接板连接有C轴摆动组件，所述C轴摆动组件通过AC连接板连接有A轴摆动组件。本实用新型双摆头式五轴数控机床可以进行数控加工、数控机床安装与调试等相关的实验、实训教学和技术技能培训，让学生亲身体会到桌面级五轴机床不仅可以带到课堂的便利。

Description

双摆头式五轴数控机床

技术领域

本实用新型属于数控机床技术领域，特别是涉及一种双摆头式五轴数控机床。

背景技术

机械装备制造产业是对产品研制加工生产的一种方式，其通过对制造技术的依赖为主导。作为一个国家工业发展成长的基石，机械装备在新兴的产业研究中以及近现代产业的完善和制作过程中提供更为重要的技术手段，是非常重要的战略支柱性产业。做为机械制造产业的工业母机，数控加工制造装备作为典型产品代表着全球的数控加工制造装备进入了数字化制造时代。普通数控机械加工设备随着数控机床的普及而被淘汰，作为现代制造产业主流装备的数控机床，其为市场的热门制造装备。我国的数控机床在经历几十年的成长发展，现已经具有一定的规模，机床的的种类现在也发展到拥有高精密机床、特种加工机床、超重型机床等领域。

随着工业发展，高速切削加工技术及五轴加工技术都得到了较为广泛的发展以及应用，五轴联动数控机床在某种意义上反应了一个国家的工业发展水平状况。五轴数控机床相比一般的机床来说具有对复杂曲面加工效率高、精度好、自动化程度高等特点。特别是在加工一些重要零部件方面具有不可替代的优势。例如航空发动机叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等。五轴加工技术对一个国家的军事、科研、精密器械、高精医疗设备、航空航天等行业产生重大影响。

本领域需要提供一种低成本、适用于小型轻载的应用场合的高精度、可靠的五轴数控机床，不仅可以进行数控加工、参数设置与数控编程、数控机床安装与调试等数控加工技术相关的实验、实训教学和技术技能培训，可以让学生亲身体会到桌面级五轴机床不仅可以带到课堂的便利，也能让学生真实感受到知识能触手可及，激发学生的兴趣以及增强动手研究能力。同时，也可以满足市场上的雕铣需求，不仅可以保证对佛珠等装饰品的加工精度，也可以提高装饰品的附加值。同时弥补了只有少数技术精湛人员能操作五轴数控机床的缺陷，让五轴数控加工更加大众化。

发明内容

为了更好解决上述现有技术中所存在的问题，本使用新型提供一种双摆头式五轴数控机床。

为了实现上述发明目的，本实用新型的技术方案是：一种双摆头式五轴数控机床，包括机床本体、X轴移动组件、Y轴移动组件、Z轴移动组件、A轴摆动组件和C轴摆动组件，其中X轴、Y轴以及Z轴为移动轴，A轴为刀具绕与所述X轴平行的轴摆动的摆动轴，C轴为刀具绕与所述Z轴平行的轴摆动的摆动轴，所述机床本体包括横梁、立柱和底座，所述底座为方形框架，所述底座上设置有左、右龙门立柱，所述左、右龙门立柱设有连接于左、右龙门立柱的上、下横梁，所述Y轴移动组件沿Y轴方向滑设于所述底座，所述Y轴移动组件上固定有工作台，所述X轴移动组件沿X轴方向滑设于所述上、下横梁上，所述Z轴移动组件通过Z轴连接板呈十字型与X轴移动组件连接并且Z轴移动组件能够相对于X轴移动组件在Z轴方向移动，所述Z轴移动组件通过ZC连接板连接有C轴摆动组件，所述C轴摆动组件通过AC连接板连接有A轴摆动组件，所述A轴摆动组件连接有刀具。

所述Y轴移动组件包括伺服电机、联轴器、电机座、滚珠丝杠螺母副、导轨和滑块，所述工作台与所述滚珠丝杠螺母副的螺母副和滑块固定连接，所述滚珠丝杠螺母副的丝杠两端通过轴承固定在所述底座上。

所述X轴移动组件和Z轴移动组件均包括伺服电机、联轴器、电机座、滚珠丝杠螺母副、导轨和滑块，所述X轴移动组件中的导轨固定在所述上、下横梁上，所述X轴移动组件中的滚珠丝杠螺母副丝杠两端通过轴承分别固定在所述左、右龙门立柱上，所述Z轴连接板与X轴移动组件中的螺母副和滑块上固定连接，所述Z轴移动组件中的滑块和螺母副与所述Z轴连接板固定连接，所述轴移动组件中滚珠丝杆螺母副中的丝杆通过所述联轴器与所述伺服电机连接，所述伺服电机通过所述电机座固定在电机架板上，所述电机架板下面连接有导轨和ZC连接板，所述滚珠丝杆螺母副中的丝杆通过轴承固定在ZC连接板上。

所述C轴摆动组件包括伺服电机、减速机卡盘和减速机和CZ连接件，所述伺服电机通过所述减速机卡盘与减速机连接在一起，所述CZ连接件包括固定在一起的横板和竖板，所述横板与所述减速机的输出轴可转动连接在一起，所述竖板位于C轴摆动组件后侧并与所述ZC连接板下端固定连接并使得所述横板在所述ZC连接板下端面下方。

所述A轴摆动组件包括伺服电机、减速机卡盘、减速机、电主轴和电主轴夹具，所述AC连接板为倒L形，所述AC连接板上端与所述C轴摆动组件中的减速机输出轴固定，所述减速机通过所述减速机卡盘与伺服电机连接并与所述AC连接板可转动连接，所述电主轴夹具包括匹配使用的主轴上压板和主轴下压板，所述主轴上压板和主轴下压板固定在一起夹持所述电主轴，所述减速机输出轴与主轴下压板固定。

所述减速机为谐波减速机。

所述X轴、Y轴和Z轴移动组件的导轨均采用双线性滚珠导轨。

所述C轴旋转角度为360°，所述A轴旋转角度为±60°。

所述X轴方向行程为300mm，Y轴方向行程为300mm，Z轴方向行程为400mm。

所述轴承为角接触轴承。

有益效果：

1、本实用新型双摆头式五轴数控机床不仅可以进行数控加工、数控机床安装与调试等数控加工技术相关的实验、实训教学和技术技能培训，可以让学生亲身体会到桌面级五轴机床不仅可以带到课堂的便利，也能让学生真实感受到知识能触手可及，激发学生的兴趣以及增强动手研究能力

2、本实用新型双摆头式五轴数控机床也可以满足市场上的雕铣需求，不仅可以保证对佛珠等装饰品的加工精度，也可以提高装饰品的附加值。同时弥补了只有少数技术精湛人员能操作五轴数控机床的缺陷，让五轴数控加工更加大众化。

3、本实用新型双摆头式五轴数控机床中双摇头的拆装方便适应性强，机械结构紧凑，操作维护方便。在原来的三个直线轴基础上加装AC双摇头摆动组件就可以实现五轴加工，满足加工要求的同时节省成本，非常适合教学拆装和雕刻加工，可以实现三轴机床的五轴化改造，实现五轴加工用于教学演示，切削金属、代木、塑料等材料。

4. 本实用新型双摆头式五轴数控机床施工工艺步骤简单，价格便宜，可操作性强，易于实施和推广。在于原数控系统控制功能兼容的前提下，在原来Z轴上加装AC双摇头摆动组件，满足五轴联控的运动和行程要求，使机床具有四轴五轴功能，加工精度提高，适应性强，可操作性强，故障率较低，易于实施和推广，并方便观察加工过程，双摇头的拆装方便，机械结构紧凑，便于操作使用与维护。

附图说明

图1是实施例中双摆头式五轴数控机床的主视部分剖视图；

图2是实施例中双摆头式五轴数控机床的右视部分剖视图；

图3是实施例中双摆头式五轴数控机床的主视图；

图4是实施例中A轴摆动组件和C轴摆动组件连接示意图；

图5是实施例A轴摆动组件和C轴摆动组件连接爆炸示意图；

在图中：机床本体1、X轴移动组件2、Y轴移动组件3、Z轴移动组件4、A轴摆动组件5、C轴摆动组件6、底座7、左右龙门立柱8、右龙门立柱9、上、横梁10、下横梁11、工作台12、Z轴连接板13、ZC连接板14、竖板15、AC连接板16、横板17、伺服电机18、滚珠丝杠19、螺母副20、导轨21、滑块22、电机架板23、减速机卡盘25、减速机26、电主轴27、主轴上压板28、主轴下压板29。

具体实施方式

下面结合附图、通过具体实施例对本发明作进一步详述。以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

实施例1

参见图1-图5，一种双摆头式五轴数控机床，包括机床本体1、X轴移动组件2、Y轴移动组件3、Z轴移动组件4、A轴摆动组件5和C轴摆动组件6，其中X轴、Y轴以及Z轴为移动轴，A轴为刀具绕与所述X轴平行的轴摆动的摆动轴，C轴为刀具绕与所述Z轴平行的轴摆动的摆动轴，机床本体1包括横梁、立柱和底座7，所述底座7为方形框架，所述底座7上设置有左、右龙门立柱8、9，所述左、右龙门立柱8、9设有连接于左、右龙门立柱8、9的上、下横梁10、11，所述Y轴移动组件3沿Y轴方向滑设于所述底座7，所述Y轴移动组件3上固定有工作台12，所述X轴移动组件2沿X轴方向滑设于所述上、下横梁10、11上，所述Z轴移动组件4通过Z轴连接板13呈十字型与X轴移动组件2连接并且Z轴移动组件4能够相对于X轴移动组件2在Z轴方向移动，所述Z轴移动组件4通过ZC连接板14连接有C轴摆动组件6，所述C轴摆动组6件通过AC连接板16连接有A轴摆动组件5，所述A轴摆动组件5连接有刀具。

所述Y轴移动组件3包括伺服电机18、联轴器、电机座、滚珠丝杠19、螺母副20、导轨21和滑块22，所述工作台12与螺母副20和滑块22固定连接，所述滚珠丝杠19两端通过角接触轴承固定在所述底座7上，所述伺服电机18转动带动滚珠丝杠19转动从而带动固定在螺母副20和滑块22上的工作台12在Y轴上做往复运动。

所述X轴移动组件2和Z轴移动组件4均包括伺服电机18、联轴器、电机座、滚珠丝杠19、螺母副20、导轨21和滑块22，所述X轴移动组件2中的导轨21固定在所述上、下横梁10、11上，所述X轴移动组件2中的滚珠丝杠19两端通过角接触轴承分别固定在所述左、右龙门立柱8、9上，所述Z轴连接板13与X轴移动组件2中的螺母副20和滑块22上固定连接，所述Z轴移动组件4中的滑块22和螺母副20固定在所述Z轴连接板13上，所述Z轴移动组件4中滚珠丝杆19通过所述联轴器与所述伺服电机18连接，所述Z轴移动组件4中伺服电机18通过所述电机座固定在电机架板23上，所述电机架板23下面连接有导轨21和ZC连接板14，所述滚珠丝杆19通过角接触轴承固定在ZC连接板14上，所述导轨21与所述ZC连接板14固定连接。

参见图4、图5，所述C轴摆动组件6包括伺服电机18、减速机卡盘25和减速机26和CZ连接件，所述伺服电机18通过所述减速机卡盘25与减速机26连接在一起，当伺服电机18转动时驱动减速机26实现C轴的转动，所述CZ连接件包括固定在一起的横板17和竖板15，所述横板17与所述减速机26的输出轴可转动连接在一起，本实施例中横板17与所述减速机26的输出轴通过轴承连接在一起，所述竖板15位于C轴摆动组件6后侧并与所述ZC连接板14下端固定连接，所述横板17与所述ZC连接板14下端面固定连接，所述A轴摆动组件5的伺服电机功率为100W、电机速度应不高于 100r/min、减速比1:100。

参见图4、图5，所述A轴摆动组件5包括伺服电机18、减速机卡盘25、减速机26、电主轴27和电主轴夹具，所述AC连接板16为倒L形，所述AC连接板16上端与所述C轴摆动组件6中的减速机26输出轴固定，从而使得整个A轴摆动组件5在C轴摆动组件6中伺服电机18的驱动下在C轴方向转动，所述A轴摆动组件5中的减速机26通过所述减速机卡盘25与伺服电机18连接并与所述AC连接板16可转动连接，本实施例中的减速机26输出轴通过轴承与所述AC连接板16连接，所述电主轴夹具包括匹配使用的主轴上压板28和主轴下压板29，所述主轴上压板28和主轴下压板29固定在一起夹持所述电主轴27，所述减速机26输出轴与主轴下压板29固定，从而使得在电机驱动下带动电主轴27转动，所述A轴摆动组件5的伺服电机功率为100W、电机速度应不高于 100r/min、减速比1:100。

所述减速机26为谐波减速机。

所述X轴、Y轴和Z轴移动组件的导轨21均采用双线性滚珠导轨。

所述C轴旋转角度为360°，所述A轴旋转角度为±60°。

所述X轴方向行程为300mm，Y轴方向行程为300mm，Z轴方向行程为400mm。

本实用新型提供的双摆头式五轴数控机床本实用新型双摆头式五轴数控机床不仅可以进行数控加工、数控机床安装与调试等数控加工技术相关的实验、实训教学和技术技能培训，可以让学生亲身体会到桌面级五轴机床不仅可以带到课堂的便利，也能让学生真实感受到知识能触手可及，激发学生的兴趣以及增强动手研究能力；也可以满足市场上的雕铣需求，不仅可以保证对佛珠等装饰品的加工精度，也可以提高装饰品的附加值。同时弥补了只有少数技术精湛人员能操作五轴数控机床的缺陷，让五轴数控加工更加大众化。

Claims (10)

1.一种双摆头式五轴数控机床，包括机床本体、X轴移动组件、Y轴移动组件、Z轴移动组件、A轴摆动组件和C轴摆动组件，其中X轴、Y轴以及Z轴为移动轴，A轴为刀具绕与所述X轴平行的轴摆动的摆动轴，C轴为刀具绕与所述Z轴平行的轴摆动的摆动轴，其特征在于：所述机床本体包括横梁、立柱和底座，所述底座为方形框架，所述底座上设置有左、右龙门立柱，所述左、右龙门立柱设有连接于左、右龙门立柱的上、下横梁，所述Y轴移动组件沿Y轴方向滑设于所述底座，所述Y轴移动组件上固定有工作台，所述X轴移动组件沿X轴方向滑设于所述上、下横梁上，所述Z轴移动组件通过Z轴连接板呈十字型与X轴移动组件连接并且Z轴移动组件能够相对于X轴移动组件在Z轴方向移动，所述Z轴移动组件通过ZC连接板连接有C轴摆动组件，所述C轴摆动组件通过AC连接板连接有A轴摆动组件，所述A轴摆动组件连接有刀具。

2.如权利要求1所述的双摆头式五轴数控机床，其特征在于：所述Y轴移动组件包括伺服电机、联轴器、电机座、滚珠丝杠螺母副、导轨和滑块，所述工作台与所述滚珠丝杠螺母副的螺母副和滑块固定连接，所述滚珠丝杠螺母副的丝杠两端通过轴承固定在所述底座上。

3.如权利要求1所述的双摆头式五轴数控机床，其特征在于：所述X轴移动组件和Z轴移动组件均包括伺服电机、联轴器、电机座、滚珠丝杠螺母副、导轨和滑块，所述X轴移动组件中的导轨固定在所述上、下横梁上，所述X轴移动组件中的滚珠丝杠螺母副丝杠两端通过轴承分别固定在所述左、右龙门立柱上，所述Z轴连接板与X轴移动组件中的螺母副和滑块上固定连接，所述Z轴移动组件中的滑块和螺母副与所述Z轴连接板固定连接，所述Z轴移动组件中滚珠丝杆螺母副中的丝杆通过所述联轴器与所述伺服电机连接，所述伺服电机通过所述电机座固定在电机架板上，所述电机架板下面连接有导轨和ZC连接板，所述滚珠丝杆螺母副中的丝杆通过轴承固定在ZC连接板上。

4.如权利要求1所述的双摆头式五轴数控机床，其特征在于：所述C轴摆动组件包括伺服电机、减速机卡盘和减速机和CZ连接件，所述伺服电机通过所述减速机卡盘与减速机连接在一起，所述CZ连接件包括固定在一起的横板和竖板，所述横板与所述减速机的输出轴可转动连接在一起，所述竖板位于C轴摆动组件后侧并与所述ZC连接板下端固定连接并使得所述横板在所述ZC连接板下端面下方。

5.如权利要求1所述的双摆头式五轴数控机床，其特征在于：所述A轴摆动组件包括伺服电机、减速机卡盘、减速机、电主轴和电主轴夹具，所述AC连接板为倒L形，所述AC连接板上端与所述C轴摆动组件中的减速机输出轴固定，所述减速机通过所述减速机卡盘与伺服电机连接并与所述AC连接板可转动连接，所述电主轴夹具包括匹配使用的主轴上压板和主轴下压板，所述主轴上压板和主轴下压板固定在一起夹持所述电主轴，所述减速机输出轴与主轴下压板固定。

6.如权利要求4或5所述的双摆头式五轴数控机床，其特征在于：所述减速机为谐波减速机。

7.如权利要求2或3所述的双摆头式五轴数控机床，其特征在于：所述X轴、Y轴和Z轴移动组件的导轨均采用双线性滚珠导轨。

8.如权利要求4所述的双摆头式五轴数控机床，其特征在于：所述C轴旋转角度为360°，所述A轴旋转角度为±60°。

9.如权利要求1所述的双摆头式五轴数控机床，其特征在于：所述X轴方向行程为300mm，Y轴方向行程为300mm，Z轴方向行程为400mm。

10.如权利要求2或3所述的双摆头式五轴数控机床，其特征在于：所述轴承为角接触轴承。