CN212443280U - 一种数控卧式加工中心用主轴头及卧式加工中心 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种数控卧式加工中心用主轴头及卧式加工中心，头座；主轴头主体，包括固定头圈和设置在所述固定头圈内并与所述固定头圈相匹配的活动头圈；所述固定头圈固定安装在所述头座上，所述活动头圈为可伸缩的活动头圈，所述活动头圈的一端裸露在所述头座外用于与刀具连接。相比于现有技术，本主轴头采用可伸缩的主轴头设计，一方面可以辅助短刀具向外延伸，使其能够到达回转工作台中心，不仅增加了短刀具的使用率，也有助于对工件的加工；另一方面在主轴头不工作时，活动头圈伸缩在头座中，大大减少了加工中心的占用空间，更加适用于工业上的应用。

Description

一种数控卧式加工中心用主轴头及卧式加工中心

技术领域

本实用新型涉及卧式加工中心领域，具体涉及一种数控卧式加工中心用主轴头及卧式加工中心。

背景技术

随着科技的发展，数控技术得到广泛的应用，技术领域不断的提高，由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床成为目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。它的综合加工能力较强，工件一次装夹后能完成较多的加工内容，加工精度较高，就中等加工难度的批量工件，其效率是普通设备的5～10倍，特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工，对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。它把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。但现有的数控加工中心的主轴头是稳固在主轴头座上，在利用短刀具对工件加工时，短刀具往往不能延伸到回转工作台中心，导致短刀具无法得到有效利用，大大限制了短刀具的使用。

有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。

实用新型内容

本实用新型的一目的在于：提供一种数控卧式加工中心用主轴头，解决了目前的主轴头只能固定设置的问题，通过本主轴头的使用，使得短刀具加工可以延伸至回转工作台中心，大大增加了短刀具的使用率。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种数控卧式加工中心用主轴头，包括：

头座；

主轴头主体，包括固定头圈和设置在所述固定头圈内并与所述固定头圈相匹配的活动头圈；所述固定头圈固定安装在所述头座上，所述活动头圈为可伸缩的活动头圈，所述活动头圈的一端裸露在所述头座外用于与刀具连接。

优选的，述活动头圈背向所述头座向外伸展的距离为1～250mm。

优选的，所述活动头圈至少包括第一活动头圈和第二活动头圈，所述第二活动头圈设置在所述第一活动头圈内，所述第一活动头圈和所述第二活动头圈的同一端均裸露在所述头座外用于与刀具连接。

优选的，所述第一活动头圈和所述第二活动头圈均为可伸缩的活动头圈。

优选的，所述第二活动头圈、所述第一活动头圈和所述固定头圈沿W轴方向依次向靠近所述头座的位置设置。

本实用新型的另一目的在于，提供一种数控卧式加工中心，包括控制端、柱体、驱动装置、回转工作台和上述任一项所述的主轴头；所述主轴头设置在所述柱体上，所述主轴头与所述驱动装置电连接，所述驱动装置与所述控制端电连接；所述回转工作台用于放置工件，所述主轴头用于加工所述工件。

优选的，所述回转工作台沿Z轴的长度为560～600mm。

优选的，所述主轴头主体安装在所述柱体中心。

优选的，所述驱动装置包括第一驱动件、第二驱动件和第三驱动件；所述第一驱动件和所述第二驱动件配合使用用于驱动所述主轴头沿Y轴运动，所述第三驱动件用于驱动所述主轴头沿W轴运动。

优选的，所述第一驱动件与所述头座电连接用于驱动所述头座沿Y轴运动；所述第二驱动件与所述主轴头主体连接用于配合所述主轴头主体随所述头座的运动；所述第三驱动件与所述活动头圈电连接用于驱动所述活动头圈沿W轴运动。

本实用新型的有益效果在于：

1)本实用新型提供了一种数控卧式加工中心用主轴头，头座；主轴头主体，包括固定头圈和设置在所述固定头圈内并与所述固定头圈相匹配的活动头圈；所述固定头圈固定安装在所述头座上，所述活动头圈为可伸缩的活动头圈，所述活动头圈的一端裸露在所述头座外用于与刀具连接。相比于现有技术，本主轴头采用可伸缩的主轴头设计，一方面可以辅助短刀具向外延伸，使其能够到达回转工作台中心，不仅增加了短刀具的使用率，也有助于对工件的加工；另一方面在主轴头不工作时，活动头圈伸缩在头座中，大大减少了加工中心的占用空间，更加适用于工业上的应用。

2)本实用新型还提供了一种数控卧式加工中心，该加工中心采用上述所述可伸缩主轴头，利用驱动装置控制主轴头的伸缩功能，通过驱动使得主轴头可以实现上下、前后的移动，根据加工工件的形状、大小等的不同进行灵活调整刀具的方向、位置等，实现了对各种加工刀具的灵活控制。

附图说明

图1为本实用新型数控卧式加工中心的结构示意图之一。

图2为图1中A的放大图。

图3为本实用新型数控卧式加工中心的结构示意图之二。

图4为本实用新型数控卧式加工中心的左视图。

图中：1-主轴头；11-头座；12-主轴头主体；121-固定头圈；122-活动头圈；1221-第一活动头圈；1222-第二活动头圈；2-柱体；3-驱动装置；31-第一驱动件；32-第二驱动件；4-回转工作台。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式和说明书附图，对本实用新型及其有益效果作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

实施例1

如图2所示，一种数控卧式加工中心用主轴头1，包括头座11，该头座11安装在加工中心上，头座11的整体可采用方形设计，将主轴头主体12设置在头座11的近中心位置，头座11两边的背面可设置与加工中心匹配的滑道，如此可通过头座11的上下运动进而带动主轴头主体12的上下运动，以匹配工件的不同加工要求，使得整个数控加工中心更加灵活。

该主轴头1还包括主轴头主体12，主轴头主体12包括固定头圈121和设置在固定头圈121内并与固定头圈121相匹配的活动头圈122；固定头圈121固定安装在头座11上，活动头圈122为可伸缩的活动头圈，活动头圈122的一端裸露在头座11外用于与刀具连接。该固定头圈121可采用四面钉螺丝钉的方式将其固定安装在头座11上，一方面起到保护活动头圈122的作用，另一方面也可为活动头圈122提供伸缩的辅助位。固定头圈121和活动头圈122为圆形匹配，当活动头圈122做伸缩移动时，圆形设计之间的摩擦力最小，更有利于活动头圈122的伸缩活动。

进一步地，活动头圈122背向头座11向外伸展的距离为1～250mm，对应的，头座11内容纳活动头圈122的距离为大于或等于1～250mm，以保证活动头圈122不工作时可伸缩回头座11内，以最大程度地减少加工中心的占用空间。具体的，活动头圈122至少包括第一活动头圈1221和第二活动头圈1222，第二活动头圈1222设置在第一活动头圈1221内，第一活动头圈1221和第二活动头圈1222的同一端均裸露在头座11外用于与刀具连接。更进一步地，第一活动头圈1221和第二活动头圈1222均为可伸缩的活动头圈。第一活动头圈1221与固定头圈121为圆形匹配，第二活动头圈1222与第一活动头圈1221同样为圆形匹配，固定头圈121、第一活动头圈1221和第二活动头圈1222可采用同心圆的设计。第二活动头圈1222、第一活动头圈1221和固定头圈121沿W轴方向依次向靠近头座11的位置设置，即在加工中心不工作的情形下，W轴方向，第二活动头圈1222、第一活动头圈1221和固定头圈121为依次向内的设置。因第二活动头圈1222的外圈直径小于第一活动头圈1221的外圈直径，则第二活动头圈1222可用于安装连接头较小的刀具，而对于连接头较大的刀具可与第一活动头圈1221连接。当第二活动头圈1222与连接头较小刀具连接时，第一活动头圈1221可保持原状态不变，只需移动第二活动头圈1222进行伸缩运动即可；而如果是第一活动头圈1221与连接头较大刀具连接时，则需将第二活动头圈1222伸缩进头座11中，以避免第二活动头圈1222对第一活动头圈1221与刀具的连接产生影响。本实用新型现采用的伸缩主轴头1，即使是加工长工件，也可采用短刀具进行加工，通过对伸缩主轴头1的伸缩移动控制，短刀具同样可以移动至回转工作台4的中心，以更加精准的对工件进行加工。此外，本实用新型的卧式加工中心还满足了长工件但需要短刀具加工的要求，增加了对于工件加工的范围，同时增加刀具的使用范围和利用率，在实际生产中则可适当减少备用刀具的数量，减少生产成本。

实施例2

如图1～4所示，一种数控卧式加工中心，包括控制端，该控制端可对加工中心的整体情况进行控制、调节，常规操作下，工作人员只需通过控制端的参数调整即可实现对于加工中心的整体把控，方便了实际生产的操作，提供了工作效率。

该加工中心还包括柱体2，该柱体2为加工中心上部分的整体框架，以支撑主轴头1、驱动装置3等的设置。具体的，该柱体2可设置为拱形状，优选的可将主轴头1安装在该拱形位置，即柱体2的中心，可以使得加工更加充分。在柱体2与主轴头1连接的区域设置轨道，该轨道与主轴头1头座11中的滑道相匹配，使得主轴头1可以在Y轴方向上下移动，以匹配不同加工工件的加工要求。

该加工中心还包括驱动装置3，驱动装置3与控制端电连接；主轴头1与驱动装置3电连接，驱动装置3包括第一驱动件31、第二驱动件32和第三驱动件33；第一驱动件31和第二驱动件32配合使用用于驱动主轴头1沿Y轴运动，第三驱动件33用于驱动主轴头1沿W轴运动。优选的，第一驱动件31与头座11电连接用于驱动头座11沿Y轴运动；第二驱动件32与主轴头主体12连接用于配合主轴头主体12随头座11的运动；第三驱动件33与活动头圈122电连接用于驱动活动头圈122沿W轴运动。第一驱动件31可视为主驱动件，第二驱动件32为辅助驱动件，第二驱动件32辅助配合第一驱动件31的运作。当主轴头1向上运动时第二驱动件32的驱动方向与第一驱动件32的驱动方向相同，即当第一驱动件31要控制头座11向上运动时，则第二驱动件32给予主轴头主体12一个向上的拉力，使得主轴头主体12可以跟随头座11的运动而运动，而不单单是头座11拉动主轴头主体12向上运动，缓解了第一驱动件31的负载，可有效减少第一驱动件31的工作瓦数和电流。同样的，当主轴头1向上运动时第二驱动件32的驱动方向与第一驱动件31的驱动方向相反；即当第一驱动件31要控制头座11向下运动时，第二驱动件32给予主轴头主体12一个向上的拉力，避免主轴头主体12随头座11下落的速度过快，导致主轴头主体12受损；当然在向下运动过程中，第二驱动件32也可给予主轴头主体12一个向下的拉力，使之可以随头座11而下落，具体的第二驱动件32的驱动力方向可根据第一驱动件31的功率大小来确定。

具体的，该第一驱动件31可为伺服电机，通过传动丝杆来拉动头座11以实现头座11沿Y轴的上下运动，伺服电机可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制主轴头1的运动，具有反应快速、位置精度准确等优点；而第二驱动件32可为氮气缸，氮气缸是一种以高压氮气为工作介质的新型弹性组件，具有体积小、弹力大、形成长、工作平稳等优点。氮气缸与活动头圈122或者固定头圈121连接，通过氮气缸拉住主轴头主体12的上下运动，一方面可减少伺服电机的驱动压力，在伺服电机只具有较小瓦数的情形下也可实现主轴头1整体的上下运动，另一方面也可以减少伺服电机的电流。其中，活动头圈122沿W轴方向运动的同时主轴头1整体也可沿Y轴上下运动，即活动头圈122的上下、前后运动相互之间不受影响，可同时运动，以提高工作效率。

该加工中心还包括回转工作台4，该回转工作台4位于加工中心的下部分，用于放置工件。回转工作台4沿Z轴的长度为560～600mm，优选的，回转工作台4沿Z轴的长度为600mm。因现有的加工中心对长刀具和短刀具的分工明确，长刀具用于加工长工件，短刀具用于加工短工件，所以现有的回转工作台4沿Z轴的长度一般设置为500mm，而相比于现有的回转工作台4，本实用新型将回转工作台4沿Z轴的长度设置更长，削弱了长刀具和短刀具的分工，加工长工件时也可应用短刀具进行加工。加大回转工作台4的长度一方面在对工件加工时提供给工件的支撑力更大，另一方面回转工作台4与主轴头1的距离缩短，配合伸缩式主轴头1的设计，使得主轴头1在对工件进行加工时给予柱体2的反作用力减少，减少了对柱体2的刚性破坏，延长了加工中心的整体使用寿命。本实用新型的回转工作台4沿X轴方向的长度也可进行延长，即可以采用600mm×600mm的回转工作台4。该回转工作台4的底部设置沿Z轴、X轴均设置有轨道，使得回转工作台4可以沿Z轴和X轴移动，以更好的配合主轴头1的加工。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种数控卧式加工中心用主轴头，其特征在于，包括：

头座(11)；

主轴头主体(12)，包括固定头圈(121)和设置在所述固定头圈(121)内并与所述固定头圈(121)相匹配的活动头圈(122)；所述固定头圈(121)固定安装在所述头座(11)上，所述活动头圈(122)为可伸缩的活动头圈，所述活动头圈(122)的一端裸露在所述头座(11)外，用于与刀具连接。

2.根据权利要求1所述的数控卧式加工中心用主轴头，其特征在于，所述活动头圈(122)背向所述头座(11)向外伸展的距离为1～250mm。

3.根据权利要求1所述的数控卧式加工中心用主轴头，其特征在于，所述活动头圈(122)至少包括第一活动头圈(1221)和第二活动头圈(1222)，所述第二活动头圈(1222)设置在所述第一活动头圈(1221)内，所述第一活动头圈(1221)和所述第二活动头圈(1222)的同一端均裸露在所述头座(11)外，用于与刀具连接。

4.根据权利要求3所述的数控卧式加工中心用主轴头，其特征在于，所述第一活动头圈(1221)和所述第二活动头圈(1222)均为可伸缩的活动头圈。

5.根据权利要求4所述的数控卧式加工中心用主轴头，其特征在于，所述第二活动头圈(1222)、所述第一活动头圈(1221)和所述固定头圈(121)沿W轴方向依次向靠近所述头座(11)的位置设置。

6.一种数控卧式加工中心，其特征在于，包括控制端、柱体(2)、驱动装置(3)、回转工作台(4)和权利要求1～5任一项所述的主轴头(1)；所述主轴头(1)设置在所述柱体(2)上，所述主轴头(1)与所述驱动装置(3)电连接，所述驱动装置(3)与所述控制端电连接；所述回转工作台(4)用于放置工件，所述主轴头(1)用于加工所述工件。

7.根据权利要求6所述的数控卧式加工中心，其特征在于，所述回转工作台(4)沿Z轴的长度为560～600mm。

8.根据权利要求6所述的数控卧式加工中心，其特征在于，所述主轴头主体(12)安装在所述柱体(2)中心。

9.根据权利要求6所述的数控卧式加工中心，其特征在于，所述驱动装置(3)包括第一驱动件(31)、第二驱动件(32)和第三驱动件(33)；所述第一驱动件(31)和所述第二驱动件(32)配合使用用于驱动所述主轴头(1)沿Y轴运动，所述第三驱动件(33)用于驱动所述主轴头(1)沿W轴运动。

10.根据权利要求9所述的数控卧式加工中心，其特征在于，所述第一驱动件(31)与所述头座(11)电连接用于驱动所述头座(11)沿Y轴运动；所述第二驱动件(32)与所述主轴头主体(12)连接用于配合所述主轴头主体(12)随所述头座(11)的运动；所述第三驱动件(33)与所述活动头圈(122)电连接用于驱动所述活动头圈(122)沿W轴运动。

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