CN213497673U - 龙门式五轴联动立车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种龙门式五轴联动立车，涉及结构件加工技术领域。所述立车包括：床身立柱、工作台、横梁、拖板、滑枕、单摆主轴；单摆主轴包括电主轴和伺服旋转机构，电主轴通过水平设置的转轴与伺服旋转机构转动连接，电主轴在伺服旋转机构的驱动下随转轴旋转摆动。本实用新型中，工作台在床身导轨上沿X轴方向自由滑动，拖板在横梁的导轨上沿Y轴方向自由滑动，实现了电主轴与工件的相对水平移动，滑枕在拖板上沿Z轴方向自由滑动，便于电主轴深入工件内部，伺服旋转机构驱动电主轴摆动，电主轴的钻铣角度的自由可控，实现了立车既可以用来车削工件的内外圆和端面，又可以对工件内部孔和平面的加工，避免二次装夹，提高了工件的加工精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及结构件加工技术领域，具体涉及一种龙门式五轴联动立车。
背景技术
立式车床的简称“立车”，立车主要用于加工直径大、长度短的大型、重型工件和不易在卧式车床上装夹的工件，回转直径满足的情况下，太重的工件在卧车不易装夹，由于本身自重，对加工精度有影响，采用立车可以解决上述问题。
目前市面上的普通立车可以加工圆柱及圆锥结构件的外圆、内孔、端面。
但是，现有的立车无法深入到工件内部完成工件内的孔和平面的加工。需在立车上加工完再到龙门铣上加工，二次装夹导致加工精度低。
实用新型内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种龙门式五轴联动立车，解决了立车无法加工工件内部孔和平面的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：
一种龙门式五轴联动立车，所述立车包括：床身立柱、工作台、横梁、拖板、滑枕、单摆主轴；所述床身立柱固定在地基上，所述横梁安装在床身立柱上组成龙门框，所述工作台安装在立床床身的导轨上，并由丝杠驱动机构推动着沿X轴方向自由滑动；所述拖板安装在横梁的导轨上，并由丝杠驱动机构推动着沿Y轴方向自由滑动；所述滑枕安装在拖板上，并由丝杠驱动机构推动着沿Z轴方向自由滑动；单摆主轴安装在滑枕上，所述单摆主轴包括电主轴和伺服旋转机构，所述电主轴通过水平设置的转轴与伺服旋转机构转动连接，所述电主轴在伺服旋转机构的驱动下随转轴旋转摆动。
优选的，所述伺服旋转机构包括：摆头支架、伺服电机、减速机、驱动轮、同步带、从动轮和转台轴承；所述摆头支架安装在滑枕上，所述伺服电机和减速机安装在摆头支架上，所述伺服电机的输出轴与减速机的输入轴连接，所述驱动轮与减速机的输出轴同轴固定；所述驱动轮与从动轮通过同步带传动，所述转轴通过转台轴承与摆头支架转动连接，所述转轴的一端与从动轮同轴固定，另一端与电主轴固定连接。
优选的，所述摆头支架靠近电主轴的一侧设置有自由伸缩的定位气缸杆，所述电主轴设置有多个与定位气缸杆对应的定位锥套，所述定位气缸杆拉伸插入定位锥套。
优选的，所述定位锥套设置有三个，三个所述定位锥套分别设置在电主轴摆动至0°、+45°、－45°位置时，与定位气缸杆对应的位置。
优选的，所述转台轴承与转轴之间设置有无级定位机构，所述无级定位机构包括：固定法兰、缸体、压盖、锥形锁紧套、活塞和密封圈；所述缸体的一端与固定法兰连接，另一端与压盖连接；
所述锥形锁紧套与固定法兰的内壁连接，所述固定法兰、锥形锁紧套和压盖共轴线，所述固定法兰、锥形锁紧套和压盖的共同轴线位置开设有供转轴穿过的通道，所述转轴在通道内自由旋转；
所述活塞位于缸体与锥形锁紧套之间，所述活塞两端的外壁均与缸体的内壁通过密封圈密封；所述活塞的轴线位置设置有与锥形锁紧套的锥形外壁匹配的锥形孔，所述活塞与压盖之间设置有压缩弹簧；所述压缩弹簧推动活塞，使得锥形锁紧套抱紧转轴。
优选的，所述工作台由下至上依次包括：底座、导屑槽、格栅、转台和卡爪；所述卡爪安装在转台上，所述转台转动连接在格栅上，所述转台沿其轴线自由旋转，所述格栅安装在导屑槽上，所述导屑槽安装在底座上。
优选的，所述转台为直驱转台。
优选的，所述导屑槽内设置有冲屑喷头。
优选的，所述电主轴底部设置有刀柄定位槽，所述刀柄定位槽与车刀的刀柄卡接限位。
(三)有益效果
本实用新型提供了一种龙门式五轴联动立车。与现有技术相比，具备以下有益效果：
本实用新型中，工作台在床身导轨上沿X轴方向自由滑动，拖板在横梁的导轨上沿Y轴方向自由滑动，实现了电主轴与工件的相对水平移动，滑枕在拖板上沿Z轴方向自由滑动，便于电主轴深入工件内部，伺服旋转机构驱动电主轴摆动，使得电主轴的钻铣角度的自由可控，实现了立车既可以用来车削工件的内外圆和端面，又可以对工件内部孔和平面的加工，避免二次装夹，提高了工件的加工精度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例中立车的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中单摆主轴的轴测图；
图3为本实用新型实施例中单摆主轴的内部结构示意图；
图4为本实用新型实施例中无级定位机构的结构示意图；
图5为本实用新型实施例中工作台的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
本申请实施例通过提供一种龙门式五轴联动立车，解决了立车无法加工工件内部孔和平面的问题。
本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
本实用新型实施例中，工作台在床身导轨上沿X轴方向自由滑动，拖板在横梁的导轨上沿Y轴方向自由滑动，实现了电主轴与工件的相对水平移动，滑枕在拖板上沿Z轴方向自由滑动，便于电主轴深入工件内部，伺服旋转机构驱动电主轴摆动，使得电主轴的钻铣角度的自由可控，实现了立车既可以用来车削工件的内外圆和端面，又可以对工件内部孔和平面的加工，避免二次装夹，提高了工件的加工精度。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例：
如图1～3所示，本实用新型提供了一种龙门式五轴联动立车，所述立车包括：床身立柱10、工作台20、横梁30、拖板40、滑枕50、单摆主轴60；所述床身立柱10固定在地基上，所述横梁30安装在床身立柱10上组成龙门框，所述工作台20安装在立床床身的导轨上，并由丝杠驱动机构推动着沿X轴方向自由滑动；所述拖板40安装在横梁30的导轨上，并由丝杠驱动机构推动着沿Y轴方向自由滑动；所述滑枕50安装在拖板40上，并由丝杠驱动机构推动着沿Z轴方向自由滑动；单摆主轴60安装在滑枕50上，所述单摆主轴60包括电主轴70 和伺服旋转机构，所述电主轴70通过水平设置的转轴71与伺服旋转机构转动连接，所述电主轴70在伺服旋转机构的驱动下随转轴71旋转摆动。
工作台20在床身导轨上沿X轴方向自由滑动，拖板40在横梁30 的导轨上沿Y轴方向自由滑动，实现了电主轴70与工件的相对水平移动，滑枕50在拖板40上沿Z轴方向自由滑动，便于电主轴70深入工件内部，伺服旋转机构驱动电主轴70摆动，使得电主轴70的钻铣角度的自由可控，实现了立车对工件内部孔和平面的加工，避免二次装夹，提高了工件的加工精度。
如图2、图3所示，所述伺服旋转机构包括：摆头支架61、伺服电机62、减速机63、驱动轮64、同步带65、从动轮66和转台轴承67；所述摆头支架61安装在滑枕50上，所述伺服电机62和减速机63安装在摆头支架61上，所述伺服电机62的输出轴与减速机63的输入轴连接，所述驱动轮64与减速机63的输出轴同轴固定；所述驱动轮64 与从动轮66通过同步带65传动，所述转轴71通过转台轴承67与摆头支架61转动连接，所述转轴71的一端与从动轮66同轴固定，另一端与电主轴70固定连接。
启动伺服电机62即可驱动电主轴70摆动，实现所述立床钻铣角度的自由可控。
如图3所示，所述摆头支架61靠近电主轴70的一侧设置有自由伸缩的定位气缸杆68，所述电主轴70设置有多个与定位气缸杆68对应的定位锥套72，所述定位气缸杆68拉伸插入定位锥套72，加强电主轴70与摆头支架61之间的连接强度，防止电主轴70在钻铣过程中晃动影响工件的加工精度。
所述定位锥套72设置有三个，三个所述定位锥套72分别设置在电主轴70摆动至0°、+45°、－45°位置时，与定位气缸杆68对应的位置。驱动电主轴70摆动时，定位气缸杆68回缩，当电主轴70转到 0°、+45°、－45°时，定位气缸杆68插入定位锥套72，以便承受钻铣过程中产生的力。
如图4所示，所述转台轴承67与转轴71之间设置有无级定位机构，所述无级定位机构包括：固定法兰81、缸体82、压盖83、锥形锁紧套84、活塞85和密封圈86；所述缸体82的一端与固定法兰81连接，另一端与压盖83连接；
所述锥形锁紧套84与固定法兰81的内壁连接，所述固定法兰81、锥形锁紧套84和压盖83共轴线，所述固定法兰81、锥形锁紧套84 和压盖83的共同轴线位置开设有供转轴71穿过的通道，所述转轴71 在通道内自由旋转；
所述活塞85位于缸体82与锥形锁紧套84之间，所述活塞85两端的外壁均与缸体82的内壁通过密封圈86密封；所述活塞85的轴线位置设置有与锥形锁紧套84的锥形外壁匹配的锥形孔，所述活塞85 与压盖83之间设置有压缩弹簧87；所述压缩弹簧87推动活塞85，使得锥形锁紧套84抱紧转轴71达到锁紧效果，实现转轴71的无级定位，以此实现电主轴70无论摆动到什么角度都能被定位锁紧，使立车可以在任意角度下钻孔和铣面。当转轴71需要转动时，向缸体82与活塞 85之间的气缸腔88内注气，使得活塞85与锥形锁紧套84脱离，锥形锁紧套84松开转轴71即可。
如图5所示，所述工作台20由下至上依次包括：底座21、导屑槽 22、格栅23、转台24和卡爪25；所述卡爪25安装在转台24上，用于装夹工件；所述转台24转动连接在格栅23上，所述转台24沿其轴线自由旋转，实现工件在钻铣过程中高速旋转，所述格栅23安装在导屑槽22上，所述导屑槽22安装在底座21上，所述格栅23便于切削屑通过，落入导屑槽22，同时为操作员提供站立的平台。
所述转台24为直驱转台，可以满足车削所需的高转速，也可以满足铣面所需的高刚性和定位精度，更可以满足五轴联动所需的高响应性。
所述导屑槽22内设置有冲屑喷头(图中未示出)，所述冲屑喷头将切削屑从导屑槽22的斜面上冲下来。
如图2所示，所述电主轴70底部设置有刀柄定位槽73，所述刀柄定位槽73与车刀的刀柄卡接限位，防止车刀在车削过程中转动。
综上所述，与现有技术相比，本实用新型具备以下有益效果：
本实用新型实施例中，工作台在床身导轨上沿X轴方向自由滑动，拖板在横梁的导轨上沿Y轴方向自由滑动，实现了电主轴与工件的相对水平移动，滑枕在拖板上沿Z轴方向自由滑动，便于电主轴深入工件内部，伺服旋转机构驱动电主轴摆动，使得电主轴的钻铣角度的自由可控，实现了立车既可以用来车削工件的内外圆和端面，又可以对工件内部孔和平面的加工，避免二次装夹，提高了工件的加工精度。且龙门式的结构刚性好，直角三坐标的运动在钻孔的编程时也方便。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种龙门式五轴联动立车，其特征在于，所述立车包括：床身立柱(10)、工作台(20)、横梁(30)、拖板(40)、滑枕(50)、单摆主轴(60)；所述床身立柱(10)固定在地基上，所述横梁(30)安装在床身立柱(10)上组成龙门框，所述工作台(20)安装在立床床身的导轨上，并由丝杠驱动机构推动着沿X轴方向自由滑动；所述拖板(40)安装在横梁(30)的导轨上，并由丝杠驱动机构推动着沿Y轴方向自由滑动；所述滑枕(50)安装在拖板(40)上，并由丝杠驱动机构推动着沿Z轴方向自由滑动；单摆主轴(60)安装在滑枕(50)上，所述单摆主轴(60)包括电主轴(70)和伺服旋转机构，所述电主轴(70)通过水平设置的转轴(71)与伺服旋转机构转动连接，所述电主轴(70)在伺服旋转机构的驱动下随转轴(71)旋转摆动。
2.如权利要求1所述的龙门式五轴联动立车，其特征在于，所述伺服旋转机构包括：摆头支架(61)、伺服电机(62)、减速机(63)、驱动轮(64)、同步带(65)、从动轮(66)和转台轴承(67)；所述摆头支架(61)安装在滑枕(50)上，所述伺服电机(62)和减速机(63)安装在摆头支架(61)上，所述伺服电机(62)的输出轴与减速机(63)的输入轴连接，所述驱动轮(64)与减速机(63)的输出轴同轴固定；所述驱动轮(64)与从动轮(66)通过同步带(65)传动，所述转轴(71)通过转台轴承(67)与摆头支架(61)转动连接，所述转轴(71)的一端与从动轮(66)同轴固定，另一端与电主轴(70)固定连接。
3.如权利要求2所述的龙门式五轴联动立车，其特征在于，所述摆头支架(61)靠近电主轴(70)的一侧设置有自由伸缩的定位气缸杆(68)，所述电主轴(70)设置有多个与定位气缸杆(68)对应的定位锥套(72)，所述定位气缸杆(68)拉伸插入定位锥套(72)。
4.如权利要求3所述的龙门式五轴联动立车，其特征在于，所述定位锥套(72)设置有三个，三个所述定位锥套(72)分别设置在电主轴(70)摆动至0°、+45°、－45°位置时，与定位气缸杆(68)对应的位置。
5.如权利要求2～4任一所述的龙门式五轴联动立车，其特征在于，所述转台轴承(67)与转轴(71)之间设置有无级定位机构，所述无级定位机构包括：固定法兰(81)、缸体(82)、压盖(83)、锥形锁紧套(84)、活塞(85)和密封圈(86)；所述缸体(82)的一端与固定法兰(81)连接，另一端与压盖(83)连接；
所述锥形锁紧套(84)与固定法兰(81)的内壁连接，所述固定法兰(81)、锥形锁紧套(84)和压盖(83)共轴线，所述固定法兰(81)、锥形锁紧套(84)和压盖(83)的共同轴线位置开设有供转轴(71)穿过的通道，所述转轴(71)在通道内自由旋转；
所述活塞(85)位于缸体(82)与锥形锁紧套(84)之间，所述活塞(85)两端的外壁均与缸体(82)的内壁通过密封圈(86)密封；所述活塞(85)的轴线位置设置有与锥形锁紧套(84)的锥形外壁匹配的锥形孔，所述活塞(85)与压盖(83)之间设置有压缩弹簧(87)；所述压缩弹簧(87)推动活塞(85)，使得锥形锁紧套(84)抱紧转轴(71)。
6.如权利要求1所述的龙门式五轴联动立车，其特征在于，所述工作台(20)由下至上依次包括：底座(21)、导屑槽(22)、格栅(23)、转台(24)和卡爪(25)；所述卡爪(25)安装在转台(24)上，所述转台(24)转动连接在格栅(23)上，所述转台(24)沿其轴线自由旋转，所述格栅(23)安装在导屑槽(22)上，所述导屑槽(22)安装在底座(21)上。
7.如权利要求6所述的龙门式五轴联动立车，其特征在于，所述转台(24)为直驱转台。
8.如权利要求6或7所述的龙门式五轴联动立车，其特征在于，所述导屑槽(22)内设置有冲屑喷头。
9.如权利要求1所述的龙门式五轴联动立车，其特征在于，所述电主轴(70)底部设置有刀柄定位槽(73)，所述刀柄定位槽(73)与车刀的刀柄卡接限位。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113828871A (zh) * | 2021-10-27 | 2021-12-24 | 苏州亚马森机床有限公司 | 一种龙门式自动斜孔穿孔机 |
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2020
- 2020-09-23 CN CN202022112251.2U patent/CN213497673U/zh active Active
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| CN113828871A (zh) * | 2021-10-27 | 2021-12-24 | 苏州亚马森机床有限公司 | 一种龙门式自动斜孔穿孔机 |
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| Date | Code | Title | Description |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Room 304, Building 4, No. 288 Development Avenue, Economic Development Zone (Gaoqiao Street), Tongxiang City, Jiaxing City, Zhejiang Province, 314500 Patentee after: Iberg (Zhejiang) Machinery Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 3f-a632, Zone C, innovation building, software park, high tech Zone, Xiamen City, Fujian Province, 361000 Patentee before: Xiamen Zhongke iberg Machinery Co.,Ltd. Country or region before: China |