CN214292132U - 一种动柱式龙门加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械加工技术领域，具体公开了一种动柱式龙门加工设备，包括机床、刀库、刀库底架、X轴驱动组件、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件和加工装置；X轴驱动组件设置在机床上并与Y轴驱动组件连接，X轴驱动组件带动Y轴驱动组件沿X轴方向与机床可移动连接；Y轴驱动组件与Z轴驱动组件连接，Y轴驱动组件带动Z轴驱动组件沿Y轴方向移动；Z轴驱动组件与加工装置连接，Z轴驱动组件带动加工装置沿Z轴方向移动；刀库底架平行设置在机床侧部，刀库可沿刀库底架的长度方向与刀库底架可移动连接，实现刀库可随着加工装置同方向移动。该动柱式龙门加工设备可随时进行换刀工序，大大缩短换刀时间，从而提高生产加工效率。

Description

一种动柱式龙门加工设备

技术领域

本实用新型涉及机械加工技术领域，更具体地说，涉及一种动柱式龙门加工设备。

背景技术

加工中心是一种带有刀库和自动换刀装置的一种高度自动化的多功能数控机床，数控机床改变了传统以人为主的生产方式，借由电脑程序的控制，可以完成各种不同的加工需求，如铣削、钻孔、镗孔、攻牙等，大幅缩短加工时程，降低生产成本，这是数控机床的最大特点。数控机床的刀库主要是提供储刀位置，并能依程式的控制，正确选择刀具加以定位，以进行刀具交换。

目前，加工中心衍伸出龙门加工中心，在底座上横跨固定龙门架，龙门架上安装可横向移动和升降的立轴加工部件，从而适应大型工件加工需要。而现有的数控龙门加工中心刀库，大多固定安装在机床导轨的侧面或者安装在横梁的上面。这样的安装方式使得龙门架需往返刀库与加工工位之间进行换刀加工，甚至有的还需要增加额外部件才能达到换刀目的，导致龙门架移动行程增大，换刀时间长，大大影响生产加工的效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种动柱式龙门加工设备，该加工设备在加工过程中可随时进行换刀工序，大大缩短换刀时间，从而提高生产加工效率。本实用新型还提供一种可提高轴类零件定位稳定性的动柱式龙门加工设备。

为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：一种动柱式龙门加工设备，其特征在于：包括机床、刀库、刀库底架、X轴驱动组件、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件和用于对轴类零件进行加工的加工装置；所述X轴驱动组件设置在机床上并与Y轴驱动组件连接，X轴驱动组件带动Y轴驱动组件沿X轴方向与机床可移动连接；所述Y轴驱动组件与Z轴驱动组件连接，Y轴驱动组件带动Z轴驱动组件沿Y轴方向移动；所述Z轴驱动组件与加工装置连接，Z轴驱动组件带动加工装置沿Z轴方向移动；其中，X轴为机床的长度方向，Y轴为机床的宽度方向，Z轴为机床的高度方向；所述刀库底架平行设置在机床侧部，刀库可沿刀库底架的长度方向与刀库底架可移动连接，实现加工装置在X轴方向移动加工时，刀库可随着加工装置同方向移动。

在上述方案中，本实用新型动柱式龙门加工设备通过控制X轴驱动组件、Y轴驱动组件和Z轴驱动组件移动，可实现加工装置对轴类零件进行联动加工。另外，加工装置在X轴方向移动加工时，刀库可随着加工装置同方向移动，可使得加工过程中随时进行换刀工序，大大缩短换刀时间，解决现有技术的刀库固定安装在某一点，导致换刀时加工装置需往返刀库与加工工位之间进行换刀加工等效率低的技术问题，从而提高生产加工效率。

所述刀库可沿刀库底架的长度方向与刀库底架可移动连接是指：还包括刀库移动组件；所述刀库底架设置有刀库移动线轨和刀库移动传动齿条；所述刀库移动组件包括刀库移动支架和安装有刀库移动传动齿轮的刀库移动电机；所述刀库设置在刀库移动支架上，刀库移动支架与刀库移动线轨滑动连接；所述刀库移动电机设置在刀库移动支架上并通过刀库移动传动齿轮与刀库移动传动齿条啮合连接，实现驱动刀库移动支架上的刀库沿刀库底架的长度方向移动。

所述X轴驱动组件包括左立柱、右立柱、两个X轴驱动电机、X轴移动线轨、X轴移动传动齿条和X轴移动传动齿轮；所述X轴移动线轨和X轴移动传动齿条均设置在机床上，左立柱和右立柱分别与X轴移动线轨可滑动连接；所述Y轴驱动组件架设在左立柱和右立柱上；两个X轴驱动电机分别设置在左立柱和右立柱上，两个X轴驱动电机分别连接有X轴移动传动齿轮；工作时，两个X轴驱动电机分别通过X轴移动传动齿轮和X轴移动传动齿条啮合连接，实现驱动Y轴驱动组件沿X轴方向移动。

所述Y轴驱动组件包括横梁、Y轴驱动电机、Y轴丝杆、Y轴螺母、Y轴滑座和设置在横梁上的Y轴线轨；所述横梁与X轴驱动组件连接；所述Y轴滑座与Y轴线轨滑动连接并与Z轴驱动组件连接；所述Y轴螺母套设在Y轴丝杆上并与Y轴滑座连接；所述Y轴驱动电机设置在横梁上并与Y轴丝杆连接，实现驱动Y轴丝杆转动以带动Z轴驱动组件沿Y轴方向在横梁上移动。

所述Z轴驱动组件包括滑鞍、Z轴驱动电机、Z轴丝杆、Z轴螺母、Z轴滑座和设置在滑鞍上的Z轴线轨；所述滑鞍与Y轴驱动组件可移动连接；所述Z轴滑座与Z轴线轨滑动连接并与加工装置连接；所述Z轴螺母套设在Z轴丝杆上并与Z轴滑座连接；所述Z轴驱动电机设置在滑鞍上并与Z轴丝杆连接，实现驱动Z轴丝杆转动以带动加工装置沿Z轴方向在滑鞍上移动。

所述加工装置包括主轴箱、主轴电机和用于安装刀具的主轴；所述主轴箱与Z轴驱动组件可移动连接；所述主轴电机设置在主轴箱内并与主轴连接，实现驱动主轴转动，对轴类零件进行加工。

本实用新型还包括用于固定轴类零件并控制轴类零件转动的数控转台；所述数控转台可调节设置在机床上。

本实用新型还包括用于对数控转台上的轴类零件进行定位的中心架；所述中心架设置在机床上；

所述中心架包括底座、夹持臂、与夹持臂数量相等的滑座和用于驱动两个夹持臂同步运动的驱动机构；所述夹持臂通过滑座滑动安装在底座上，两个夹持臂之间为夹持工位；所述驱动机构设置在底座内部并与滑座连接，实现驱动滑座带动夹持臂同步张合运动；

两个所述夹持臂分别设置有用于对工件进行稳定定位的定位件；所述定位件为两个以上的可滚动结构，并设置在两个夹持臂的相对面；工作时，两个夹持臂通过四个以上的定位件对工件进行稳定定位。

本实用新型中心架通过夹持臂同步张合运动可对工件进行自定心夹紧，可提高加工效率。另外，两个夹持臂通过四个以上的定位件对工件进行定位，不仅可大大提高该夹具的定位精度以及增强夹具定位的稳定性，而且多个定位点可使得该夹具适用于尺寸形状各异的工件，从而提高通用性。同时，该定位件为可滚动结构，可对工件的表面起到保护作用，降低夹持工件的刮花机率。

两个以上定位件沿夹持臂的高度方向排列设置在夹持臂的相对面上；所述夹持臂开设有安装槽；所述定位件包括轴和至少一个轴承；所述轴承通过轴安装在安装槽内，轴承的外圈面突出于夹持臂的相对面。本实用新型可根据夹持臂的宽度或工件的尺寸来设置轴承的数量。

所述驱动机构包括正反牙丝杆、第一螺母和第二螺母；所述正反牙丝杆穿设在底座内部并通过圆锥滚子轴承与底座连接，第一螺母和第二螺母分别套设在正反牙丝杆上；

所述正反牙丝杆设置有正螺旋纹和反螺旋纹；所述第一螺母与正螺旋纹螺纹连接并与其中一个滑座连接；所述第二螺母与反螺旋纹螺纹连接并与另一个滑座连接。在使用时，可通过外部驱动件驱动正反牙丝杆转动，从而通过第一螺母和第二螺母带动夹持臂同步张合运动。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点与有益效果：

1、本实用新型动柱式龙门加工设备在加工过程中可随时进行换刀工序，大大缩短换刀时间，从而提高生产加工效率。

2、本实用新型动柱式龙门加工设备能够自定心夹紧工件，具有定位精度高和定位稳定性强的特点，可广泛适用于数控加工机械中使用。

附图说明

图1是本实用新型动柱式龙门加工设备的示意图一；

图2是本实用新型动柱式龙门加工设备的示意图二；

图3是图1中A处放大图；

图4是本实用新型动柱式龙门加工设备的中心架示意图；

图5是本实用新型动柱式龙门加工设备的中心架内部示意图；

其中，1为机床、2为刀库、3为刀库底架、4为数控转台、5为刀库移动线轨、6为刀库移动传动齿条、7为刀库移动支架、8为刀库移动电机、9为左立柱、10为右立柱、11为X轴驱动电机、12为X轴移动线轨、13为X轴移动传动齿条、14为横梁、15为Y轴驱动电机、16为Y轴丝杆、17为Y轴线轨、18为滑鞍、19为Z轴驱动电机、21为Z轴线轨、22为主轴箱、23为主轴电机、24为刀具、25为中心架、25.1为底座、25.2为夹持臂、25.3为滑座、25.4为轴、25.5为轴承、25.6为正反牙丝杆、25.7为第一螺母、25.8为第二螺母、25.9为圆锥滚子轴承、26为主轴。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例

如图1至图5所示，本实用新型动柱式龙门加工设备包括机床1、刀库2、刀库底架3、X轴驱动组件、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件、用于对轴类零件进行加工的加工装置和用于固定轴类零件并控制轴类零件转动的数控转台4，其中，X轴驱动组件设置在机床1上并与Y轴驱动组件连接，X轴驱动组件带动Y轴驱动组件沿X轴方向与机床1可移动连接；Y轴驱动组件与Z轴驱动组件连接，Y轴驱动组件带动Z轴驱动组件沿Y轴方向移动；Z轴驱动组件与加工装置连接，Z轴驱动组件带动加工装置沿Z轴方向移动；其中，X轴为机床1的长度方向，Y轴为机床1的宽度方向，Z轴为机床1的高度方向。本实用新型的刀库底架3平行设置在机床1侧部，刀库2可沿刀库底架3的长度方向与刀库底架3可移动连接，实现加工装置在X轴方向移动加工时，刀库2可随着加工装置同方向移动。

具体地说，刀库2可沿刀库底架3的长度方向与刀库底架3可移动连接是指：刀库底架3设置有刀库移动线轨5和刀库移动传动齿条6；还包括刀库移动组件，该刀库移动组件包括刀库移动支架7和安装有刀库移动传动齿轮的刀库移动电机8，刀库2设置在刀库移动支架7上，刀库移动支架7与刀库移动线轨5滑动连接，刀库移动电机8设置在刀库移动支架7上并通过刀库移动传动齿轮与刀库移动传动齿条6啮合连接，实现驱动刀库移动支架7上的刀库2沿刀库底架3的长度方向移动。

本实用新型的X轴驱动组件包括左立柱9、右立柱10、两个X轴驱动电机11、X轴移动线轨12、X轴移动传动齿条13和X轴移动传动齿轮，其中，X轴移动线轨12和X轴移动传动齿条13均设置在机床1上，左立柱9和右立柱10分别与X轴移动线轨12可滑动连接，而Y轴驱动组件架设在左立柱9和右立柱10上；两个X轴驱动电机11分别设置在左立柱9和右立柱10上，两个X轴驱动电机11分别连接有X轴移动传动齿轮；工作时，两个X轴驱动电机11分别通过X轴移动传动齿轮和X轴移动传动齿条13啮合连接，实现驱动Y轴驱动组件沿X轴方向移动。

本实用新型Y轴驱动组件包括横梁14、Y轴驱动电机、Y轴丝杆、Y轴螺母、Y轴滑座和设置在横梁14上的Y轴线轨17，其中，横梁14与X轴驱动组件连接，Y轴滑座与Y轴线轨17滑动连接并与Z轴驱动组件连接，Y轴螺母套设在Y轴丝杆16上并与Y轴滑座连接，Y轴驱动电机15设置在横梁14上并与Y轴丝杆16连接，实现驱动Y轴丝杆16转动以带动Z轴驱动组件沿Y轴方向在横梁14上移动。

本实用新型Z轴驱动组件包括滑鞍18、Z轴驱动电机19、Z轴丝杆、Z轴螺母、Z轴滑座和设置在滑鞍18上的Z轴线轨21，其中，滑鞍18与Y轴驱动组件可移动连接，Z轴滑座与Z轴线轨21滑动连接并与加工装置连接，Z轴螺母套设在Z轴丝杆上并与Z轴滑座连接，Z轴驱动电机19设置在滑鞍18上并与Z轴丝杆连接，实现驱动Z轴丝杆转动以带动加工装置沿Z轴方向在滑鞍18上移动。

本实用新型的加工装置包括主轴箱22、主轴电机23和用于安装刀具24的主轴26，该主轴箱22与Z轴驱动组件可移动连接，主轴电机23设置在主轴箱22内并与主轴26连接，实现驱动主轴26上的刀具24转动，对轴类零件进行加工。

本实用新型动柱式龙门加工设备还包括用于对数控转台4上的轴类零件进行定位的中心架25，该中心架25设置在机床1上，并包括底座25.1、夹持臂25.2、与夹持臂25.2数量相等的滑座25.3和用于驱动两个夹持臂25.2同步运动的驱动机构，其中，夹持臂25.2通过滑座25.3滑动安装在底座25.1上，驱动机构设置在底座25.1内部并与滑座25.3连接，实现驱动滑座25.3带动夹持臂25.2同步张合运动。

本实用新型的两个夹持臂25.2分别设置有用于对工件进行稳定定位的定位件，该定位件为两个可滚动结构，并设置在两个夹持臂25.2的相对面；工作时，两个夹持臂25.2通过四个定位件对工件进行稳定定位。为了增加工件夹持时的定位点，两个定位件沿夹持臂25.2的高度方向排列设置在夹持臂2的相对面上，从而进一步提高工件定位的稳定性。具体地说，夹持臂25.2开设有安装槽，定位件包括轴25.4和两个轴承25.5，轴承25.5通过轴25.4安装在安装槽内，轴承25.5的外圈面突出于夹持臂25.2的相对面。本实用新型可根据夹持臂25.2的宽度或工件的尺寸来设置轴承25.5的数量和定位件的数量。

本实用新型的驱动机构包括正反牙丝杆25.6、第一螺母25.7和第二螺母25.8，其中，正反牙丝杆25.6穿设在底座1内部并通过圆锥滚子轴承25.9与底座连接，正反牙丝杆25.6设置有正螺旋纹和反螺旋纹，第一螺母25.7与正螺旋纹螺纹连接并与其中一个滑座25.3连接，第二螺母25.8与反螺旋纹螺纹连接并与另一个滑座25.3连接。在使用时，可通过外部驱动件驱动正反牙丝杆25.6转动，从而通过第一螺母25.7和第二螺母25.8带动夹持臂25.2同步张合运动。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动柱式龙门加工设备，其特征在于：包括机床、刀库、刀库底架、X轴驱动组件、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件和用于对轴类零件进行加工的加工装置；所述X轴驱动组件设置在机床上并与Y轴驱动组件连接，X轴驱动组件带动Y轴驱动组件沿X轴方向与机床可移动连接；所述Y轴驱动组件与Z轴驱动组件连接，Y轴驱动组件带动Z轴驱动组件沿Y轴方向移动；所述Z轴驱动组件与加工装置连接，Z轴驱动组件带动加工装置沿Z轴方向移动；其中，X轴为机床的长度方向，Y轴为机床的宽度方向，Z轴为机床的高度方向；所述刀库底架平行设置在机床侧部，刀库可沿刀库底架的长度方向与刀库底架可移动连接，实现加工装置在X轴方向移动加工时，刀库可随着加工装置同方向移动。

2.根据权利要求1所述的动柱式龙门加工设备，其特征在于：所述刀库可沿刀库底架的长度方向与刀库底架可移动连接是指：还包括刀库移动组件；所述刀库底架设置有刀库移动线轨和刀库移动传动齿条；所述刀库移动组件包括刀库移动支架和安装有刀库移动传动齿轮的刀库移动电机；所述刀库设置在刀库移动支架上，刀库移动支架与刀库移动线轨滑动连接；所述刀库移动电机设置在刀库移动支架上并通过刀库移动传动齿轮与刀库移动传动齿条啮合连接，实现驱动刀库移动支架上的刀库沿刀库底架的长度方向移动。

3.根据权利要求1所述的动柱式龙门加工设备，其特征在于：所述X轴驱动组件包括左立柱、右立柱、两个X轴驱动电机、X轴移动线轨、X轴移动传动齿条和X轴移动传动齿轮；所述X轴移动线轨和X轴移动传动齿条均设置在机床上，左立柱和右立柱分别与X轴移动线轨可滑动连接；所述Y轴驱动组件架设在左立柱和右立柱上；两个X轴驱动电机分别设置在左立柱和右立柱上，两个X轴驱动电机分别连接有X轴移动传动齿轮；工作时，两个X轴驱动电机分别通过X轴移动传动齿轮和X轴移动传动齿条啮合连接，实现驱动Y轴驱动组件沿X轴方向移动。

4.根据权利要求1所述的动柱式龙门加工设备，其特征在于：所述Y轴驱动组件包括横梁、Y轴驱动电机、Y轴丝杆、Y轴螺母、Y轴滑座和设置在横梁上的Y轴线轨；所述横梁与X轴驱动组件连接；所述Y轴滑座与Y轴线轨滑动连接并与Z轴驱动组件连接；所述Y轴螺母套设在Y轴丝杆上并与Y轴滑座连接；所述Y轴驱动电机设置在横梁上并与Y轴丝杆连接，实现驱动Y轴丝杆转动以带动Z轴驱动组件沿Y轴方向在横梁上移动。

5.根据权利要求1所述的动柱式龙门加工设备，其特征在于：所述Z轴驱动组件包括滑鞍、Z轴驱动电机、Z轴丝杆、Z轴螺母、Z轴滑座和设置在滑鞍上的Z轴线轨；所述滑鞍与Y轴驱动组件可移动连接；所述Z轴滑座与Z轴线轨滑动连接并与加工装置连接；所述Z轴螺母套设在Z轴丝杆上并与Z轴滑座连接；所述Z轴驱动电机设置在滑鞍上并与Z轴丝杆连接，实现驱动Z轴丝杆转动以带动加工装置沿Z轴方向在滑鞍上移动。

6.根据权利要求1所述的动柱式龙门加工设备，其特征在于：所述加工装置包括主轴箱、主轴电机和用于安装刀具的主轴；所述主轴箱与Z轴驱动组件可移动连接；所述主轴电机设置在主轴箱内并与主轴连接，实现驱动主轴转动，对轴类零件进行加工。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的动柱式龙门加工设备，其特征在于：还包括用于固定轴类零件并控制轴类零件转动的数控转台；所述数控转台可调节设置在机床上。

8.根据权利要求7所述的动柱式龙门加工设备，其特征在于：还包括用于对数控转台上的轴类零件进行定位的中心架；所述中心架设置在机床上；

所述中心架包括底座、夹持臂、与夹持臂数量相等的滑座和用于驱动两个夹持臂同步运动的驱动机构；所述夹持臂通过滑座滑动安装在底座上，两个夹持臂之间为夹持工位；所述驱动机构设置在底座内部并与滑座连接，实现驱动滑座带动夹持臂同步张合运动；

两个所述夹持臂分别设置有用于对工件进行稳定定位的定位件；所述定位件为两个以上的可滚动结构，并设置在两个夹持臂的相对面；工作时，两个夹持臂通过四个以上的定位件对工件进行稳定定位。

9.根据权利要求8所述的动柱式龙门加工设备，其特征在于：两个以上定位件沿夹持臂的高度方向排列设置在夹持臂的相对面上；所述夹持臂开设有安装槽；所述定位件包括轴和至少一个轴承；所述轴承通过轴安装在安装槽内，轴承的外圈面突出于夹持臂的相对面。

10.根据权利要求8所述的动柱式龙门加工设备，其特征在于：所述驱动机构包括正反牙丝杆、第一螺母和第二螺母；所述正反牙丝杆穿设在底座内部并通过圆锥滚子轴承与底座连接，第一螺母和第二螺母分别套设在正反牙丝杆上；

所述正反牙丝杆设置有正螺旋纹和反螺旋纹；所述第一螺母与正螺旋纹螺纹连接并与其中一个滑座连接；所述第二螺母与反螺旋纹螺纹连接并与另一个滑座连接。

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