CN215509952U - 一种五轴加工中心 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种五轴加工中心，该五轴加工中心的X轴、Y轴和Z轴均采用直线电机驱动，通过Z轴直线电机、X轴直线电机和Y轴直线电机驱动主轴进行三轴移动，再配合五轴摇篮双回转的工作台驱动工件进行回转运动，实现了工件与所述主轴之间的五轴联动；此外，当所述主轴移动至特定位置时，刀盘可以将所需规格的刀具旋转至所述主轴的下方，便于所述主轴下行，使主轴上的刀柄夹取刀具实现自动换刀，该结构设计合理，不仅实现了工件与刀具之间的在空间直角坐标系内的相对运动；还可以对小型且需多面加工的复杂工件进行定位加工操作，适用范围较广，有利于提高机床的加工精度。

Description

一种五轴加工中心

技术领域

本实用新型涉及数控机床设备技术领域，特别是涉及一种五轴加工中心。

背景技术

机床(英文名称:machine tool)是指制造机器的机器，亦称工作母机或工具机，习惯上简称机床。一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等。现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。

车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。

机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用，随着社会的不断发展，科学水平的不断进步，人们对机床的加工精度上的要求越来越高，而现有的加工中心一般是具有x轴、y轴、z轴，从而实现工件与刀具之间的在空间直角坐标系内的相对运动，无法对小型且需多面加工的复杂工件进行定位加工操作，适用范围有限，进而影响了机床的加工精度。

实用新型内容

基于此，有必要针对机床在现有技术中存在的问题，提供一种五轴加工中心。

一种五轴加工中心，包括底座组、立柱组、横梁组、滑座组和机头组，所述机头组沿Z轴方向与所述滑座组的一侧滑动连接，所述滑座组的另一侧沿Y轴方向与所述横梁组的内侧滑动连接，所述横梁组的底部沿X轴方向与所述立柱组的顶部滑动连接，所述立柱组与所述底座组X轴方向的一端垂直固定连接，

所述底座组包括底座、工作台和可旋转的刀盘，所述刀盘通过支架滑动连接在所述底座上，所述底座设有漏料区，所述工作台固定在所述漏料区上，且位于所述刀盘的一侧，

所述工作台上设有五轴摇篮，所述五轴摇篮包括支撑座和摇篮架，所述支撑座与所述摇篮架转动连接，所述支撑座固定在所述工作台上，

所述摇篮架包括第一转台和第二转台，所述第一转台通过所述摇篮架与所述第二转台转动连接。

在其中一个实施例中，所述立柱组包括第一线轨、第二线轨、第一定子和立柱本体，所述立柱本体通过螺栓与所述底座X轴方向的一端垂直固定连接，所述第一线轨和所述第二线轨平行固定于所述立柱本体的顶部，所述第一定子沿X轴方向固定于所述立柱本体的顶部，并位于所述第一线轨和所述第二线轨之间。

在其中一个实施例中，所述横梁组包括第三线轨、第四线轨、第二定子和横梁本体，所述第三线轨和所述第四线轨沿Y轴方向平行固定于所述横梁本体的内侧，所述第二定子沿Y轴方向固定于所述横梁本体的内侧，并位于所述第三线轨和所述第四线轨之间，

所述横梁本体的底部设有第一滑块组、第二滑块组和第一转子，所述第一滑块组、所述第二滑块组和所述第一转子沿X轴方向平行固定于所述横梁本体的底部，且所述第一转子位于所述第一滑块组与所述第二滑块组之间，所述第一滑块组与所述第一线轨连接，所述第二滑块组与所述第二线轨连接，所述第一转子与所述第一定子连接。

在其中一个实施例中，所述滑座组包括滑座本体、第三滑块组、第四滑块组、第二转子、第五滑块组、第六滑块组和第三转子，所述第三滑块组、所述第四滑块组和所述第二转子沿Y轴方向平行固定于所述滑座本体的一侧，且所述第二转子位于所述第三滑块组与所述第四滑块组之间，所述第三滑块组与所述第三线轨连接，所述第四滑块组与所述第四线轨连接，所述第二转子与所述第二定子连接，

所述第五滑块组、所述第六滑块组和所述第三转子沿Z轴方向平行固定于所述滑座本体的另一侧，且所述第三转子位于所述第五滑块组与所述第六滑块组之间。

在其中一个实施例中，所述滑座本体包括第一油缸和第二油缸，所述第一油缸和所述第二油缸平行固定于所述滑座本体的两侧，且所述第一油缸和所述第二油缸通过管道均连接有氮气储气罐。

在其中一个实施例中，所述机头组包括机架、主轴、刀柄、油缸支撑座、第五线轨、第六线轨和第三定子，所述刀柄安装在所述主轴上，所述主轴固定于所述机架内，所述第五线轨、所述第六线轨和所述第三定子沿Z轴方向平行固定于所述机架的一侧，且所述第三定子位于所述第五线轨和第六线轨之间，所述第五线轨与所述第五滑块组连接，所述第六线轨与所述第六滑块组连接，所述第三定子与所述第三转子连接，

所述油缸支撑座包括第一油缸支撑座和第二油缸支撑座，所述第一油缸支撑座与所述第二油缸支撑座平行固定于所述机架的顶部，所述第一油缸支撑座与所述第一油缸连接，所述第二油缸支撑座与所述第二油缸连接。

在其中一个实施例中，所述刀盘包括若干刀槽，所述刀槽在所述刀盘的外周呈圆形阵列分布。

在其中一个实施例中，所述漏料区的下方设有可移动的废料筐，所述废料筐的底部设有排料管。

在其中一个实施例中，所述X轴、所述Y轴和所述Z轴均采用直线电机驱动。

在其中一个实施例中，所述底座设有若干个可上下调节的支脚。

上述一种五轴加工中心，包括底座组、立柱组、横梁组、滑座组和机头组，所述机头组沿Z轴方向与所述滑座组的一侧滑动连接，所述滑座组的另一侧沿Y轴方向与所述横梁组的内侧滑动连接，所述横梁组的底部沿X轴方向与所述立柱组的顶部滑动连接，所述立柱组与所述底座组X轴方向的一端垂直固定连接，并且所述X轴、所述Y轴和所述Z轴均采用直线电机驱动，通过Z轴直线电机、X轴直线电机和Y轴直线电机驱动所述主轴进行三轴移动，再配合所述五轴摇篮双回转的工作台驱动工件进行回转运动，实现了工件与所述主轴之间的五轴联动；此外，当所述主轴移动至特定位置时，所述刀盘可以将所需规格的刀具旋转至所述主轴的下方，便于所述主轴下行，使所述刀柄夹取刀具实现自动换刀，该结构设计合理，不仅实现了工件与刀具之间的在空间直角坐标系内的相对运动；还可以对小型且需多面加工的复杂工件进行定位加工操作，适用范围较广，有利于提高机床的加工精度。

附图说明

图1为本实用新型一种五轴加工中心的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种五轴加工中心的爆炸结构示意图；

图3为本实用新型一种五轴加工中心的局部结构示意图。

1、底座组，11、底座，111、漏料区，12、工作台，13、刀盘，131、刀槽，1311、弹性卡扣，14、支架，15、五轴摇篮，151、支撑座，152、摇篮架，1521、第一转台，1522、第二转台，2、立柱组，21、第一线轨，22、第二线轨，23、第一定子，24、立柱本体，3、横梁组，31、第三线轨，32、第四线轨，33、第二定子，34、横梁本体，4、滑座组，41、第三滑块组，42、第四滑块组，43、第二转子，44、第五滑块组，45、第六滑块组，46、第三转子，47、滑座本体，471、第一油缸，472、第二油缸，5、机头组，51、机架，52、油缸支撑座，521、第一油缸支撑座，522、第二油缸支撑座，53、主轴，54、刀柄，55、第五线轨，56、第六线轨，57、第三定子，6、支脚。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的”。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图3所示，一种五轴加工中心，包括底座组1、立柱组2、横梁组3、滑座组4和机头组5，所述机头组5沿Z轴方向与所述滑座组4的一侧滑动连接，所述滑座组4的另一侧沿Y轴方向与所述横梁组3的内侧滑动连接，所述横梁组3的底部沿X轴方向与所述立柱组2的顶部滑动连接，所述立柱组2与所述底座组1X轴方向的一端垂直固定连接，通过X轴、Y轴及Z轴的移动来实现工件与刀具之间的在空间直角坐标系内的相对运动，从而对零件进行加工。

具体地，所述底座组1包括底座11、工作台12和可旋转的刀盘13，所述刀盘13通过支架14滑动连接在所述底座11上，且所述刀盘13包括若干刀槽131，所述刀槽131在所述刀盘13的外周呈圆形阵列分布，所述刀槽131内设有弹性卡扣1311，所述弹性卡扣1311内可安装不同的刀具，在进行加工时，方便更换刀具，提高加工效率。

进一步地，所述底座11设有漏料区111，所述漏料区111的下方设有可移动的废料筐，所述废料筐的底部设有排料管，避免废料堆积且不易清理的情况，有利于提高加工精度，延长设备的使用寿命；此外，所述底座11设有若干个可上下调节的支脚6，用于调节所述底座11的高度，从而调节该五轴加工中心的整体高度，便于加工操作。

进一步地，所述工作台12固定在所述漏料区上，且位于所述刀盘13的一侧，所述工作台12上设有五轴摇篮15，所述五轴摇篮15包括支撑座151和摇篮架152，所述支撑座151与所述摇篮架152转动连接，所述支撑座151固定在所述工作台12上，有利于提高加工时整体的稳定性；所述摇篮架152包括第一转台1521和第二转台1522，所述第一转台1521通过所述摇篮架152与所述第二转台1522转动连接，所述第一转台1521和所述第二转台1522均设有电机，所述第一转台1521通过电机驱动所述摇篮架152，进行上下转动；所述第二转台1522通过电机驱动，使其绕X轴方向进行旋转，从而实现工件加工时的两轴回转，即工作台上的五轴摇篮和工件一起摆动与转动。

进一步地，所述立柱组2包括第一线轨21、第二线轨22、第一定子23和立柱本体24，所述立柱本体24通过螺栓与所述底座11X轴方向的一端垂直固定连接，增强连接的牢固性；所述第一线轨21和所述第二线轨22平行固定于所述立柱本体24的顶部，所述第一定子23沿X轴方向固定于所述立柱本体24的顶部，并位于所述第一线轨21和所述第二线轨22之间。

进一步地，所述横梁组3包括第三线轨31、第四线轨32、第二定子33和横梁本体34，所述第三线轨31和所述第四线轨32沿Y轴方向平行固定于所述横梁本体34的内侧，所述第二定子33沿Y轴方向固定于所述横梁本体34的内侧，并位于所述第三线轨31和所述第四线轨32之间，

所述横梁本体34的底部设有第一滑块组、第二滑块组和第一转子，所述第一滑块组、所述第二滑块组和所述第一转子沿X轴方向平行固定于所述横梁本体34的底部，且所述第一转子位于所述第一滑块组与所述第二滑块组之间，所述第一滑块组与所述第一线轨21连接，所述第二滑块组与所述第二线轨22连接，所述第一转子与所述第一定子23连接，便于所述横梁组3在所述立柱组2上沿X轴来回移动。

进一步地，所述滑座组4包括滑座本体、第三滑块组41、第四滑块组42、第二转子43、第五滑块组44、第六滑块组45和第三转子46，所述第三滑块组41、所述第四滑块组42和所述第二转子43沿Y轴方向平行固定于所述滑座本体的一侧，且所述第二转子43位于所述第三滑块组41与所述第四滑块组42之间，所述第三滑块组41与所述第三线轨31连接，所述第四滑块组42与所述第四线轨32连接，所述第二转子43与所述第二定子33连接，便于所述滑座组4沿Y轴方向来回移动；所述第五滑块组44、所述第六滑块组45和所述第三转子46沿Z轴方向平行固定于所述滑座本体47的另一侧，且所述第三转子46位于所述第五滑块组44与所述第六滑块组45之间。

进一步地，所述滑座本体47包括第一油缸471和第二油缸472，所述第一油缸471和所述第二油缸472平行固定于所述滑座本体47的两侧，且所述第一油缸471和所述第二油缸472通过管道均连接有氮气储气罐。

进一步地，所述机头组5包括机架51和油缸支撑座52，所述油缸支撑座52包括第一油缸支撑座521和第二油缸支撑座522，所述第一油缸支撑座521与所述第二油缸支撑座522平行固定于所述机架51的顶部，所述第一油缸471通过螺栓与所述第一油缸支撑座521的顶部固定连接，所述第二油缸472通过螺栓与所述第二油缸支撑座522的顶部固定连接，在进行加工时，通过氮气使所述机头组5在Z轴上下移动反应灵敏，减少冲击力，实现配重，保证了刀具在进行加工时保持平衡，增强稳固性，有效提高对工件加工的表面光洁度和技工精度。

进一步地，所述机头组5还包括主轴53、刀柄54、第五线轨55、第六线轨56和第三定子57，所述第五线轨55、所述第六线轨56和所述第三定子57沿Z轴方向平行固定于所述机架51的一侧，且所述第三定子57位于所述第五线轨55和第六线轨56之间，所述第五线轨55与所述第五滑块组44连接，所述第六线轨56与所述第六滑块组45连接，所述第三定子57与所述第三转子46连接，在进行加工时，便于所述机架51组沿Z轴方向进行上下移动，从而调节所述主轴53的位置，以便进行加工；所述刀柄54安装在所述主轴53上，所述主轴53固定于所述机架51内，在需要更换刀具时，所述刀盘13通过电机驱动将所需规格的刀具旋转至所述主轴53的下方，便于所述主轴53下行，使所述刀柄54夹取刀具实现自动换刀。

进一步地，在本实用新型中，所述X轴、所述Y轴和所述Z轴均采用直线电机驱动，通过X轴直线电机和Y轴直线电机驱动所述主轴53的工作位置，使所述主轴53沿X、Y轴方向自如移动，最大限度地扩大了作业方位和作业区域，实现产品多工位加工以及多种刀具切换加工，提高生产效率。

上述一种五轴加工中心，通过Z轴直线电机、X轴直线电机和Y轴直线电机驱动所述主轴进行三轴移动，再配合所述五轴摇篮双回转的工作台驱动工件进行回转运动，实现了工件与所述主轴之间的五轴联动；此外，当所述主轴移动至特定位置时，所述刀盘可以将所需规格的刀具旋转至所述主轴的下方，便于所述主轴下行，使所述刀柄夹取刀具实现自动换刀。

本实用新型的结构设计合理，不仅实现了工件与刀具之间的在空间直角坐标系内的相对运动；还可以对小型且需多面加工的复杂工件进行定位加工操作，适用范围较广，有利于提高机床的加工精度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种五轴加工中心，包括底座组、立柱组、横梁组、滑座组和机头组，其特征在于，所述机头组沿Z轴方向与所述滑座组的一侧滑动连接，所述滑座组的另一侧沿Y轴方向与所述横梁组的内侧滑动连接，所述横梁组的底部沿X轴方向与所述立柱组的顶部滑动连接，所述立柱组与所述底座组X轴方向的一端垂直固定连接，

所述底座组包括底座、工作台和可旋转的刀盘，所述刀盘通过支架滑动连接在所述底座上，所述底座设有漏料区，所述工作台固定在所述漏料区上，且位于所述刀盘的一侧，

所述工作台上设有五轴摇篮，所述五轴摇篮包括支撑座和摇篮架，所述支撑座与所述摇篮架转动连接，所述支撑座固定在所述工作台上，

所述摇篮架包括第一转台和第二转台，所述第一转台通过所述摇篮架与所述第二转台转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种五轴加工中心，其特征在于，所述立柱组包括第一线轨、第二线轨、第一定子和立柱本体，所述立柱本体通过螺栓与所述底座X轴方向的一端垂直固定连接，所述第一线轨和所述第二线轨平行固定于所述立柱本体的顶部，所述第一定子沿X轴方向固定于所述立柱本体的顶部，并位于所述第一线轨和所述第二线轨之间。

3.根据权利要求2所述的一种五轴加工中心，其特征在于，所述横梁组包括第三线轨、第四线轨、第二定子和横梁本体，所述第三线轨和所述第四线轨沿Y轴方向平行固定于所述横梁本体的内侧，所述第二定子沿Y轴方向固定于所述横梁本体的内侧，并位于所述第三线轨和所述第四线轨之间，

所述横梁本体的底部设有第一滑块组、第二滑块组和第一转子，所述第一滑块组、所述第二滑块组和所述第一转子沿X轴方向平行固定于所述横梁本体的底部，且所述第一转子位于所述第一滑块组与所述第二滑块组之间，所述第一滑块组与所述第一线轨连接，所述第二滑块组与所述第二线轨连接，所述第一转子与所述第一定子连接。

4.根据权利要求3所述的一种五轴加工中心，其特征在于，所述滑座组包括滑座本体、第三滑块组、第四滑块组、第二转子、第五滑块组、第六滑块组和第三转子，所述第三滑块组、所述第四滑块组和所述第二转子沿Y轴方向平行固定于所述滑座本体的一侧，且所述第二转子位于所述第三滑块组与所述第四滑块组之间，所述第三滑块组与所述第三线轨连接，所述第四滑块组与所述第四线轨连接，所述第二转子与所述第二定子连接，

所述第五滑块组、所述第六滑块组和所述第三转子沿Z轴方向平行固定于所述滑座本体的另一侧，且所述第三转子位于所述第五滑块组与所述第六滑块组之间。

5.根据权利要求4所述的一种五轴加工中心，其特征在于，所述滑座本体包括第一油缸和第二油缸，所述第一油缸和所述第二油缸平行固定于所述滑座本体的两侧，且所述第一油缸和所述第二油缸通过管道均连接有氮气储气罐。

6.根据权利要求5所述的一种五轴加工中心，其特征在于，所述机头组包括机架、主轴、刀柄、油缸支撑座、第五线轨、第六线轨和第三定子，所述刀柄安装在所述主轴上，所述主轴固定于所述机架内，所述第五线轨、所述第六线轨和所述第三定子沿Z轴方向平行固定于所述机架的一侧，且所述第三定子位于所述第五线轨和第六线轨之间，所述第五线轨与所述第五滑块组连接，所述第六线轨与所述第六滑块组连接，所述第三定子与所述第三转子连接，

所述油缸支撑座包括第一油缸支撑座和第二油缸支撑座，所述第一油缸支撑座与所述第二油缸支撑座平行固定于所述机架的顶部，所述第一油缸支撑座与所述第一油缸连接，所述第二油缸支撑座与所述第二油缸连接。

7.根据权利要求1所述的一种五轴加工中心，其特征在于，所述刀盘包括若干刀槽，所述刀槽在所述刀盘的外周呈圆形阵列分布。

8.根据权利要求1所述的一种五轴加工中心，其特征在于，所述漏料区的下方设有可移动的废料筐，所述废料筐的底部设有排料管。

9.根据权利要求1所述的一种五轴加工中心，其特征在于，所述X轴、所述Y轴和所述Z轴均采用直线电机驱动。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种五轴加工中心，其特征在于，所述底座设有若干个可上下调节的支脚。

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