CN211841132U - 一种五轴四联动数控加工设备 - Google Patents

一种五轴四联动数控加工设备 Download PDF

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张鹏
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Abstract

本实用新型公开了一种五轴四联动数控加工设备,包括机床以及安装在机床上的工作主机和旋转工作区,机床两侧对称设有Y轴导轨,Y轴导轨上滑动连接有Y轴滑块,Z轴滑块上部设有Z轴伺服电机,Z轴滑块上且在Z轴伺服电机下方设有B轴伺服电机,B轴伺服电机通过B轴转轴连接有B轴转盘,B轴转盘上部设有伸缩气缸,伸缩气缸设有的伸缩臂连接在工作主轴的上部,B轴转盘通过转轴连接在工作主轴的中部,用于控制工作主轴沿伸缩气缸方向转动,且工作主轴安装刀具进行工作;本实用新型具有结构简单、功能齐全的特点,工作台采用B轴伺服电机控制工作主轴的特定角度的旋转,实现工作主轴的多维度的旋转,对工件多方位和特殊加工角度的加工。

Description

一种五轴四联动数控加工设备
技术领域
本实用新型涉及机械技术领域,具体涉及一种五轴四联动数控加工设备。
背景技术
机械加工是指通过一种机械设备对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程。按加工方式上的差别可分为切削加工和压力加工。机械加工的必备设备就是采用机床。现在随着科技信息的进步,机械加工领域也进入到一个智能化时代,数控加工设备的智能化程度也是越来越高。普通常用的三轴三联动的数控加工设备由于工作主轴上刀具的转动维度有限,只能沿着X轴、Y轴和Z轴三个维度的转动进行加工工作。因此,对工件的加工只能指向一个位置,对工件的加工工序较为单一,并且也只能携带一个刀具,更换刀具麻烦,影响加工效率。所以,现在也有多种三轴三联动以上的数控加工设备也是越来越多,例如五轴五联动的数控加工设备,但是现在这种设备的机械结构复杂,对CNC控制系统和设备的制造精度要求较高,因此,这种设备的成本较高、价格昂贵,使用的成本增加,不适合小规格生产中的普遍的大面积的使用,同时,大多也不具备携带多个刀具的功能。因此,设计一种结构简单、多刀具快速更换、功能全面的实现对工件全面加工的五轴四联动数控加工设备是需要解决的问题。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题,本实用新型的目的在于提供一种五轴四联动数控加工设备。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种五轴四联动数控加工设备,包括机床以及安装在机床上的工作主机和旋转工作区,所述机床两侧对称设有Y轴导轨,Y轴导轨上滑动连接有Y轴滑块,两侧Y轴滑块之间通过上部设有的立柱连接有横梁,横梁上靠近旋转工作区一侧设有X轴导轨,X轴导轨上滑动连接有X轴滑块,X轴滑块一侧竖向设有Z轴导轨,Z轴导轨上滑动连接有Z轴滑块,Z轴滑块上部设有Z轴伺服电机,Z轴滑块上且在Z轴伺服电机下方设有B轴伺服电机,B轴伺服电机通过B轴转轴连接有B轴转盘,B轴转盘上部设有伸缩气缸,伸缩气缸设有的伸缩臂连接在工作主轴的上部,B轴转盘通过转轴连接在工作主轴的中部,用于控制工作主轴沿伸缩气缸方向转动,且工作主轴安装刀具进行工作,Z轴伺服电机上部安装有吹尘气缸,吹尘气缸通过吹尘管连接安装在工作主轴侧下部的吹尘嘴,用于清理工作主轴工作产生的碎屑;
两侧立柱之间且在X轴滑块下部设有刀库,刀库采用板状结构,且板状结构后部设有用于推动刀库伸缩的推送电机,板状结构前部设有若干用于卡设不同型号刀具的卡具;
旋转工作区内部下部设有驱动旋转工作台的旋转伺服电机,旋转工作台上设有C轴导轨,C轴导轨上滑动连接有支撑桥和C轴滑块,支撑桥的中部安装有用于固定工件的尾座,C轴滑块上与尾座相对位置设有固定转盘的转盘固定块。
具体的是,所述B轴转盘中部通过固定块连接转轴的底座,转轴的轴头转动连接在工作主轴上。
具体的是,所述Y轴滑块侧面设有驱动Y轴滑块水平移动的Y轴伺服电机。
具体的是,所述X轴滑块与Z轴伺服电机相对一侧设有X轴伺服电机,X轴伺服电机用于驱动X轴滑块横向移动。
具体的是,所述旋转工作台采用圆型结构,且旋转工作台通过轴承安装在旋转伺服电机上,旋转伺服电机通过底座固定到旋转工作区下部。
具体的是,所述C轴滑块采用龙门结构,且在C轴滑块两侧设有驱动C轴滑块移动的C轴驱动电机。
具体的是,所述转盘固定块上设有驱动转盘转动的C轴旋转电机,转盘上靠近尾座一侧设有若干凸起,用于配合尾座夹紧工件。
具体的是,所述机床上设有放置工件的工作台,工作台一侧设有对工件定位的定位条,且工作台下部设有电磁吸附装置,用于对工件吸附定位。
本实用新型具有以下有益效果:
本实用新型设计的五轴四联动数控加工设备具有结构简单、功能齐全的特点,分为四轴四联动工作台和旋转工作区,四轴四联动工作台采用B轴伺服电机控制工作主轴的特定角度的旋转,同时设计的伸缩气缸和转轴控制工作主轴的特定角度的旋转,实现工作主轴的多维度的旋转,对工件多方位和特殊加工角度的加工;设计的旋转工作区设计的旋转伺服电机和C轴旋转主机实现对工件的两个方向的旋转完成全方位的加工;设计的能前后推送的刀库,安装多种刀具,实现对工件的不同规格的加工,更换刀具更加方便快捷,对工件的加工效率更高;设计的带有凸起的转盘和尖状的尾座,实现对工件的夹紧,同时对工件的准确定位,使加工更加精确;设计的工作台上部的定位条和下部电磁吸附装置实现对工件的准确定位和固定,使加工更加精确;设计的吹尘嘴实现对工作产生碎屑的清理,避免加工中对工件的损坏,同时避免被刀具高速转动带起对工作人员造成伤害;本实用新型利用简单的结构设计实现复杂的机械加工要求,实用性强。
附图说明
图1是五轴四联动数控加工设备的局部透视结构示意图。
图2是图1的右视图。
图3是图1的俯视图。
图4是五轴四联动数控加工设备的工作主机结构示意图。
图中:1-机床;2-工作主机;3-旋转工作区;101-Y轴导轨;102-Y轴伺服电机;103-Y轴滑块;104-工作台;105-立柱;106-横梁;107-刀库;108-推送电机;109-卡具;201-工作主轴;202-刀具;203-X轴伺服电机;204-X轴导轨;205-X轴滑块;206-Z轴伺服电机;207-Z轴导轨;208-Z轴滑块;209-B轴伺服电机;210-B轴转轴;211-B轴转盘;212-伸缩气缸;213-固定块;214-转轴;215-吹尘气缸;216-吹尘嘴;217-吹尘管;301-旋转工作台;302-旋转伺服电机;303-C轴导轨;304-C轴驱动电机;305-C轴旋转电机;306-转盘;307-支撑桥;308-尾座;309-C轴滑块;310-转盘固定块。
具体实施方式
以下将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
如图1-4所示,一种五轴四联动数控加工设备,包括机床1以及安装在机床1上的工作主机2和旋转工作区3,机床1两侧对称设有Y轴导轨101,Y轴导轨101横跨在机床的两侧且贯穿旋转工作区3,实现工作主轴移动到旋转工作区3上方完成对工件的加工,Y轴导轨101上滑动连接有Y轴滑块103,Y轴滑块103侧面设有驱动Y轴滑块103水平移动的Y轴伺服电机102,用于带动整个工作主机2前后移动。两侧Y轴滑块103之间通过上部设有的立柱105连接有横梁106,横梁106上靠近旋转工作区3一侧设有X轴导轨204,X轴导轨204上滑动连接有X轴滑块205,X轴滑块205一侧设有X轴伺服电机203,X轴伺服电机203用于驱动X轴滑块205横向移动,用于带动整个工作主机2左右移动。
X轴滑块205一侧竖向设有Z轴导轨207,Z轴导轨207上滑动连接有Z轴滑块208,Z轴滑块208上部设有Z轴伺服电机206,Z轴伺服电机206带动工作主轴201沿着Z轴导轨207上下移动,Z轴滑块208上且在Z轴伺服电机206下方设有B轴伺服电机209,B轴伺服电机209通过B轴转轴210连接有B轴转盘211,B轴转盘211上部设有伸缩气缸212,伸缩气缸212设有的伸缩臂连接在工作主轴201的上部,B轴转盘211通过转轴214连接在工作主轴201的中部,B轴转盘211中部通过固定块213连接转轴214的底座,转轴214的轴头转动连接在工作主轴201上,用于控制工作主轴201沿伸缩气缸212方向转动。工作主轴201安装刀具202进行工作,B轴伺服电机206控制通过B轴转轴210带动B轴转盘211转动,同时控制工作主轴201的特定角度的旋转,同时伸缩气缸212设有的伸缩壁控制工作主轴201上部远离或靠近伸缩气缸212,同时工作主轴201在转轴214的控制下实现特定角度的旋转,实现工作主轴201的多维度的旋转,对工件多方位和特殊加工角度的加工。
Z轴伺服电机206上部安装有吹尘气缸215,吹尘气缸215通过吹尘管217连接安装在工作主轴201侧下部的吹尘嘴216,用于清理工作主轴201工作产生的碎屑,避免加工中对工件的损坏,同时避免被刀具202高速转动带起对工作人员造成伤害。
两侧立柱105之间且在X轴滑块205下部设有刀库107,刀库107采用板状结构,且板状结构后部设有用于推动刀库107伸缩的推送电机108,板状结构前部设有若干用于卡设不同型号刀具202的卡具109,实现工作主轴201在刀库107被推送出来以后,完成对安装的刀具卡设到空闲的卡具109上,同时对需要的刀具进行吸附安装;工作主轴201先到达空闲的卡具位置,Y轴滑块103带动工作主轴201向后移动,完成安装的刀具202的卡设,然后工作主轴201沿Z轴导轨207方向向上移动,然后工作主轴201沿X轴导轨移动到需要的刀具202位置,沿Z轴导轨207方向向下移动,完成对刀具202的吸附安装,然后沿Y轴导轨101移动正常工作;设备能安装多种刀具202,实现对工件的不同规格的加工,更换刀具202更加方便快捷,对工件的加工效率更高。
旋转工作区3内侧下部设有驱动旋转工作台301的旋转伺服电机302,旋转工作台301采用圆型结构,且旋转工作台301通过轴承安装在旋转伺服电机302上,旋转伺服电机302通过底座固定到旋转工作区3下部,实现旋转工作台301的平面旋转;旋转工作台301上设有C轴导轨303,C轴导轨303上滑动连接有支撑桥307和C轴滑块309,支撑桥307的中部安装有用于固定工件的尾座308,C轴滑块309采用龙门结构,且在C轴滑块309两侧设有驱动C轴滑块309移动的C轴驱动电机304,用于驱动C轴滑块309移动实现对工件的夹紧。C轴滑块309上与尾座308相对位置设有固定转盘306的转盘固定块310,转盘固定块310上设有驱动转盘306转动的C轴旋转电机305,用于带动工件在立式方向上旋转,实现工件的全方位的加工;转盘306上靠近尾座308一侧设有若干凸起,用于配合尾座夹紧工件;旋转工作区3在对工件普通加工的基础上,实现对工件的两个方向的旋转完成全方位的加工。
机床1上设有放置工件的工作台104,工作台104一侧设有对工件定位的定位条,且工作台104下部设有电磁吸附装置,且工作台104采用无磁绝缘材料,电磁吸附装置为电磁铁,用于隔着工作台104完成对工件的吸附定位,用于对工件吸附定位。带有凸起的转盘306和尖状的尾座308,实现对工件的夹紧,同时对工件的准确定位,定位条和电磁吸附装置实现对工件的准确定位和固定,使加工更加精确;本实用新型利用简单的结构设计实现复杂的机械加工要求,实用性强。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (8)

1.一种五轴四联动数控加工设备,其特征在于:包括机床以及安装在机床上的工作主机和旋转工作区,所述机床两侧对称设有Y轴导轨,Y轴导轨上滑动连接有Y轴滑块,两侧Y轴滑块之间通过上部设有的立柱连接有横梁,横梁上靠近旋转工作区一侧设有X轴导轨,X轴导轨上滑动连接有X轴滑块,X轴滑块一侧竖向设有Z轴导轨,Z轴导轨上滑动连接有Z轴滑块,Z轴滑块上部设有Z轴伺服电机,Z轴滑块上且在Z轴伺服电机下方设有B轴伺服电机,B轴伺服电机通过B轴转轴连接有B轴转盘,B轴转盘上部设有伸缩气缸,伸缩气缸设有的伸缩臂连接在工作主轴的上部,B轴转盘通过转轴连接在工作主轴的中部,用于控制工作主轴沿伸缩气缸方向转动,且工作主轴安装刀具进行工作,Z轴伺服电机上部安装有吹尘气缸,吹尘气缸通过吹尘管连接安装在工作主轴侧下部的吹尘嘴,用于清理工作主轴工作产生的碎屑;
两侧立柱之间且在X轴滑块下部设有刀库,刀库采用板状结构,且板状结构后部设有用于推动刀库伸缩的推送电机,板状结构前部设有若干用于卡设不同型号刀具的卡具;
旋转工作区内部下部设有驱动旋转工作台的旋转伺服电机,旋转工作台上设有C轴导轨,C轴导轨上滑动连接有支撑桥和C轴滑块,支撑桥的中部安装有用于固定工件的尾座,C轴滑块上与尾座相对位置设有固定转盘的转盘固定块。
2.根据权利要求1所述的五轴四联动数控加工设备,其特征在于:所述B轴转盘中部通过固定块连接转轴的底座,转轴的轴头转动连接在工作主轴上。
3.根据权利要求1所述的五轴四联动数控加工设备,其特征在于:所述Y轴滑块侧面设有驱动Y轴滑块水平移动的Y轴伺服电机。
4.根据权利要求1所述的五轴四联动数控加工设备,其特征在于:所述X轴滑块与Z轴伺服电机相对一侧设有X轴伺服电机,X轴伺服电机用于驱动X轴滑块横向移动。
5.根据权利要求1所述的五轴四联动数控加工设备,其特征在于:所述旋转工作台采用圆型结构,且旋转工作台通过轴承安装在旋转伺服电机上,旋转伺服电机通过底座固定到旋转工作区下部。
6.根据权利要求1所述的五轴四联动数控加工设备,其特征在于:所述C轴滑块采用龙门结构,且在C轴滑块两侧设有驱动C轴滑块移动的C轴驱动电机。
7.根据权利要求1所述的五轴四联动数控加工设备,其特征在于:所述转盘固定块上设有驱动转盘转动的C轴旋转电机,转盘上靠近尾座一侧设有若干凸起,用于配合尾座夹紧工件。
8.根据权利要求1所述的五轴四联动数控加工设备,其特征在于:所述机床上设有放置工件的工作台,工作台一侧设有对工件定位的定位条,且工作台下部设有电磁吸附装置,用于对工件吸附定位。
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GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
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Denomination of utility model: A five axis four linkage NC machining equipment

Effective date of registration: 20220211

Granted publication date: 20201103

Pledgee: Branches of Jinan Rural Commercial Bank Co.,Ltd.

Pledgor: Jinan Nuotai Numerical Control Technology Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980001467