CN220560901U - 一种高精度卧式加工中心 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度卧式加工中心，包括：侧墙、工作台和摆头；所述工作台为卧式回转工作台，且能够装夹工件，并驱动工件绕C轴做回转运动；所述侧墙的一侧设有所述工作台和Z轴，所述摆头能够沿Z轴运动以靠近或远离所述工作台。克服了目前加工圆筒类工件通常采用龙门立式加工中心进行加工，不仅无法满足高精度的需求，排屑不便且影响工件的连续加工的问题。

Description

一种高精度卧式加工中心

技术领域

本实用新型涉及机床机械设备领域，尤其涉及一种高精度卧式加工中心。

背景技术

数控机床是装备制造业的工作母机，机床行业肩负着提供优良装备的重要使命。在我国高端装备大发展的环境下，机床行业也需要不断满足其对制造技术的苛刻要求，并逐步完成产业升级。在高端装备制造业中，涉及到的待加工工件形式多样，且对工件的加工精度、加工效率均提出了更高的要求。

目前加工圆筒类工件通常采用龙门立式加工中心进行加工，通过位于其工作台上方的龙门架上安装的主轴(即Z轴)的移动调整加工区域，通过主轴上安装的刀具对工件进行加工。在加工诸如火箭外壳一类的高精度的圆筒类工件时，由于龙门架跨距大以及工件加工时刀尖点距离龙门架距离大等原因，导致加工中心整体的刚性不足，刚性不足会导致主轴运动时容易因振动影响到刀尖点、龙门架受主轴重力影响弯曲变形等诸多影响加工中心稳定性和精度的问题，进而影响到工件加工的稳定性和精度，无法满足高精度的需求。

同时，为了最大程度的保证圆筒类工件的强度和刚性，需尽最大可能提升零部件的一体性，即通过表面去除材料的加工方法得到需要的工件形状。这会产生大量的切削屑，切削屑不能及时排掉，即会产生堆积，切削屑堆积的体积会数倍于其自身的体积，占用大量空间，也就是对加工空间的侵占，影响X轴、Y轴和Z轴的运动，产生运动干涉，进而影响加工效率和加工精度，需要中断加工并将圆筒类工件倒扣进行排屑，排屑不便且影响工件的连续加工。

发明内容

本实用新型提供一种高精度卧式加工中心，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种高精度卧式加工中心，包括：侧墙、工作台和摆头；

所述工作台为卧式回转工作台，且能够装夹工件，并驱动工件绕C轴做回转运动；

所述侧墙的一侧设有所述工作台和Z轴，所述摆头能够沿Z轴运动以靠近或远离所述工作台。

进一步的，还包括滑板、立柱和横梁，所述摆头设置在横梁靠近工作台的一端；

所述侧墙顶部设有Y轴滑块，所述滑板上设有Y轴滑轨，所述滑板沿Y轴方向往复运动；

所述滑板上设有X轴滑块，所述立柱上设有X轴滑轨，所述立柱沿X轴方向往复运动；

所述立柱上设有Z轴滑块，所述横梁上设有Z轴滑轨，所述横梁沿Z轴方向往复运动。

进一步的，还包括滑板、立柱和横梁，所述摆头设置在横梁靠近工作台的一端；

所述侧墙一侧设有Z轴滑轨，所述立柱上设有Z轴滑块，所述立柱沿Z轴方向往复运动；

所述立柱上设有X轴滑轨，所述滑板上设有X轴滑块，所述滑板沿X轴方向往复运动；

所述滑板上设有Y轴滑轨，所述横梁上设有Y轴滑块，所述横梁沿Y轴方向往复运动。

进一步的，所述工作台设于所述侧墙端部，并与所述侧墙固定连接。

进一步的，所述工作台设于侧墙一侧，所述工作台与所述侧墙为分体结构。

进一步的，所述工件为圆筒件，所述工件的轴线垂直于所述工作台的台面。

进一步的，所述摆头能够绕B轴或A轴转动。

进一步的，所述横梁远离摆头的一端设有配重块。

进一步的，还包括浮动支撑结构，所述浮动支撑结构能够沿Z轴位移，所述浮动支撑结构设有能够调节高度的浮动支撑板。

进一步的，地面上设有沿Z轴方向布置的滑轨，所述浮动支撑结构安装于所述滑轨上。

进一步的，还包括圆盘式刀库，所述圆盘式刀库位于工作台上方，所述圆盘式刀库的转动平面与Z轴、Y轴所在平面平行，所述摆头能够通过摆动、以及Y轴方向运动，使刀具轴线与所述圆盘式刀库轴线垂直相交。

进一步的，还包括链式刀库，所述链式刀库位于侧墙上方，所述链式刀库的转动平面与Z轴、Y轴所在平面平行。

本实用新型的有益效果：

不同于传统的龙门立式加工中心在大跨度的龙门架结构上设置Z轴，本实用新型公开的一种高精度卧式加工中心，通过在侧墙的一侧直接设置卧式回转工作台和Z轴，通过沿Z轴运动的摆头安装刀具，利用摆头转动，调整刀具姿态，降低X轴、Y轴及Z轴的动作量，减少加工行程，配合工作台的转动，实现铣削、车削等加工；

通过工作台装夹工件和驱动工件转动，调整工件的待加工位置，使工件待加工位置在周向上的空间位置不变，减小刀具的空间位置变化，减少加工行程，加工行程的减少不仅提高了加工效率，而且降低了X轴、Y轴及Z轴动作时所需移动的行程，相应的减小了加工中心自身结构的跨距，从而提高了加工中心自身的刚性，进而提高了工件加工的稳定性和精度；

由于整体结构采用卧式设计，使得工件在加工过程中的切削屑，在重力作用和切削液的冲刷下，不会堆积在工件自身、侧墙或者工作台上，避免切削屑影响加工效率和加工精度。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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1中公开的一种高精度卧式加工中心的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2中公开的一种高精度卧式加工中心的结构示意图；

图3为本实用新型公开的一种高精度卧式加工中心的侧墙与工作台为分体结构的示意图；

图4为本实用新型公开的一种高精度卧式加工中心的侧墙与工作台固定连接的示意图；

图5为本实用新型公开的一种高精度卧式加工中心的摆头绕A轴转动的示意图；

图6为本实用新型公开的一种高精度卧式加工中心的摆头绕B轴转动的示意图；

图7为本实用新型公开的一种高精度卧式加工中心的侧墙、浮动支撑结构与工作台位置示意图；

图8为本实用新型公开的一种高精度卧式加工中心采用链式刀库的示意图；

图9为本实用新型公开的一种高精度卧式加工中心采用圆盘式刀库的示意图。

图中：

1、侧墙；2、工作台；3、摆头；4、滑板；5、立柱；6、横梁；7、浮动支撑结构；8、圆盘式刀库；9、链式刀库；10、滑台。

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，下面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。

实施例1

本实施例公开了一种高精度卧式加工中心，如图1所示，包括：侧墙1、工作台2和摆头3；

所述工作台2为卧式回转工作台，且能够装夹工件，并驱动工件绕C轴做回转运动；

所述侧墙1的一侧设有所述工作台2和Z轴，所述摆头3能够沿Z轴运动以靠近或远离所述工作台2；

不同于传统的龙门立式加工中心在大跨度的龙门架结构上设置Z轴，本实施例公开的一种高精度卧式加工中心，通过在侧墙1的一侧直接设置卧式回转工作台和Z轴，通过沿Z轴运动的摆头3安装刀具，利用摆头3转动，调整刀具姿态，降低X轴、Y轴及Z轴的动作量，减少加工行程，配合工作台2的转动，实现铣削、车削等加工；

通过工作台2装夹工件和驱动工件转动，调整工件的待加工位置，使工件待加工位置在周向上的空间位置不变，减小刀具的空间位置变化，减少加工行程，加工行程的减少不仅提高了加工效率，而且降低了X轴、Y轴及Z轴动作时所需移动的行程，相应的减小了加工中心自身结构的跨距，从而提高了加工中心自身的刚性，进而提高了工件加工的稳定性和精度；

由于整体结构采用卧式设计，使得工件在加工过程中的切削屑，在重力作用和切削液的冲刷下，不会堆积在工件自身、侧墙1或者工作台2上，避免切削屑影响加工效率和加工精度。

在具体实施例中，如图1所示，还包括滑板4、立柱5和横梁6，所述摆头3设置在横梁6靠近工作台2的一端；

所述侧墙1顶部设有Y轴滑块，所述滑板4上设有Y轴滑轨，所述滑板4沿Y轴方向往复运动；

所述滑板4上设有X轴滑块，所述立柱5上设有X轴滑轨，所述立柱5沿X轴方向往复运动；

所述立柱5上设有Z轴滑块，所述横梁6上设有Z轴滑轨，所述横梁6沿Z轴方向往复运动；

在本实施例中，侧墙1顶部固定有滑台10，所述滑台10上设有Y轴滑块，所述滑板4相对设置在侧墙1顶部，减少了对侧墙1设有工作台2的一侧的空间占用，工件排屑不易被阻挡，有利于零件大切削量的排屑；

在本实施例中，滑板4、立柱5和横梁6的运动均采用伺服电机与滚珠丝杠驱动机构进行驱动。

在具体实施例中，如图4所示，所述工作台2设于所述侧墙1端部，并与所述侧墙1固定连接，工作台2与侧墙1固定在一起，使得两者的相对位置精度得到保证，每次使用时无需重新调整两者的相对位置，同时能够使加工中心整体结构更紧凑，刚性更强。

在具体实施例中，所述工件为圆筒件，所述工件的轴线垂直于所述工作台2的台面；

具体的说，所述工件为薄壁圆筒件，为了实现减轻重量的同时，保证工件强度，需要对圆筒件的内壁进行加工，通过铣削形成若干阵列排布的槽，槽与槽之间形成加强结构，既保证了工件的强度和刚性，又能够减轻工件重量。

优选地，如图5所示，所述摆头3能够绕A轴转动，摆头3绕A轴转动，能够使工件加工时，刀尖点指向侧墙1，使刀尖点接近提供支撑的侧墙1，即能够减小滑板4相对侧墙1伸出的悬臂长度，以通过缩短受力时的力臂从而减小力矩，从而提高整体的刚性，进而提高工件加工的稳定性和精度。

优选地，如图6所示，所述摆头3能够绕B轴转动，摆头3绕B轴转动，能够使工件加工时，刀尖点竖直向上，使刀尖点远离下方的切削屑，最大限度地避免切削屑对刀具造成影响。

在具体实施例中，所述横梁6远离摆头3的一端设有配重块，通过配重块平衡横梁6两端受力，从而保证机床加工精度。

在具体实施例中，如图7所示，还包括浮动支撑结构7，所述浮动支撑结构7能够沿Z轴位移，所述浮动支撑结构7设有能够调节高度的浮动支撑板，浮动支撑结构7用于支撑工件的外壁，防止大尺寸工件弯曲变形；

本实施例中，浮动支撑结构7还包括可沿Z轴方向运动的浮动支架，浮动支架上设有浮动支撑板，浮动支撑板可通过上下调整螺丝和左右调整螺丝进行调整。通过调整螺丝调整浮动支撑板的位置为现有技术，此处不再赘述其具体结构。

优选地，地面上设有沿Z轴方向布置的滑轨，所述浮动支撑结构7上设有安装于所述滑轨上的滑块，在本实施例中，滑块设在前述浮动支架上，浮动支撑结构7通过固定在地面上的滑轨配合滑块实现沿Z轴方向的位置调整，以支撑不同尺寸的工件。

除上述结构外，浮动支撑结构7的浮动支架还可以直接放置在地面上，操作人员根据工件大小调整浮动支架的实际摆放位置，使得整体的空间布局更易调整。

在具体实施例中，还包括刀库。

优选地，如图9所示，所述刀库为圆盘式刀库8，所述圆盘式刀库8位于工作台2上方，所述圆盘式刀库8的转动平面与Z轴、Y轴所在平面平行，所述摆头3能够通过摆动、以及Y轴方向运动，使刀具轴线与所述圆盘式刀库8轴线垂直相交，摆头3通过X轴、Y轴和Z轴运动至刀库所在高度，将刀具送入刀库，并从刀库取出需要的刀具，实现换刀，刀库设在工作台2上方，使得换刀更加高效便捷。

优选地，如图8所示，所述刀库为链式刀库9，所述链式刀库9位于侧墙1上方，所述链式刀库9的转动平面与Z轴、Y轴所在平面平行；

摆头3通过X轴、Y轴和Z轴运动至刀库所在高度，且处于合适的换刀位置，通过机械手进行换刀，刀库设在侧墙1上方，换刀时不易干涉，空间布局更紧凑。

实施例2

本实施例提供了一种高精度卧式加工中心，如图2所示，本实施例的工作原理及主要结构与实施例1类同，本实施例与实施例1的区别在于如下几点：

在实施例1中，如图1所示，还包括滑板4、立柱5和横梁6，所述摆头3设置在横梁6靠近工作台2的一端；

所述侧墙1顶部设有Y轴滑块，所述滑板4上设有Y轴滑轨，所述滑板4沿Y轴方向往复运动；

所述滑板4上设有X轴滑块，所述立柱5上设有X轴滑轨，所述立柱5沿X轴方向往复运动；

所述立柱5上设有Z轴滑块，所述横梁6上设有Z轴滑轨，所述横梁6沿Z轴方向往复运动。

而在本实施例中，如图2所示，还包括滑板4、立柱5和横梁6，所述摆头3设置在横梁6靠近工作台2的一端；

所述侧墙1一侧设有Z轴滑轨，所述立柱5上设有Z轴滑块，所述立柱5沿Z轴方向往复运动；

所述立柱5上设有X轴滑轨，所述滑板4上设有X轴滑块，所述滑板4沿X轴方向往复运动；

所述滑板4上设有Y轴滑轨，所述横梁6上设有Y轴滑块，所述横梁6沿Y轴方向往复运动；

在本实施例中，侧墙1侧面固定有滑台10，所述滑台10上设有Z轴滑轨，所述滑板4、立柱5和横梁6全部设置在侧墙1一侧，相比于实施例1，整体结构更紧凑，不仅刚性更强，而且减少了所需的加工行程，提高了加工效率。

在实施例1中，如图4所示，所述工作台2设于所述侧墙1端部，并与所述侧墙1固定连接。

在本实施例中，如图3所示，所述工作台2设于所述侧墙1一侧，所述工作台2与所述侧墙1为分体结构；

分体结构使整体的空间布局更易调整，工作台2与侧墙1可分别通过预埋螺栓固定，各自产生的振动不会叠加，工件加工时更稳定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (12)

1.一种高精度卧式加工中心，其特征在于，包括：侧墙(1)、工作台(2)和摆头(3)；

所述工作台(2)为卧式回转工作台，且能够装夹工件，并驱动工件绕C轴做回转运动；

所述侧墙(1)的一侧设有所述工作台(2)和Z轴，所述摆头(3)能够沿Z轴运动以靠近或远离所述工作台(2)。

2.根据权利要求1所述的一种高精度卧式加工中心，其特征在于，还包括滑板(4)、立柱(5)和横梁(6)，所述摆头(3)设置在横梁(6)靠近工作台(2)的一端；

所述侧墙(1)顶部设有Y轴滑块，所述滑板(4)上设有Y轴滑轨，所述滑板(4)沿Y轴方向往复运动；

所述滑板(4)上设有X轴滑块，所述立柱(5)上设有X轴滑轨，所述立柱(5)沿X轴方向往复运动；

所述立柱(5)上设有Z轴滑块，所述横梁(6)上设有Z轴滑轨，所述横梁(6)沿Z轴方向往复运动。

3.根据权利要求1所述的一种高精度卧式加工中心，其特征在于，还包括滑板(4)、立柱(5)和横梁(6)，所述摆头(3)设置在横梁(6)靠近工作台(2)的一端；

所述侧墙(1)一侧设有Z轴滑轨，所述立柱(5)上设有Z轴滑块，所述立柱(5)沿Z轴方向往复运动；

所述立柱(5)上设有X轴滑轨，所述滑板(4)上设有X轴滑块，所述滑板(4)沿X轴方向往复运动；

所述滑板(4)上设有Y轴滑轨，所述横梁(6)上设有Y轴滑块，所述横梁(6)沿Y轴方向往复运动。

4.根据权利要求1所述的一种高精度卧式加工中心，其特征在于，所述工作台(2)设于所述侧墙(1)端部，并与所述侧墙(1)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种高精度卧式加工中心，其特征在于，所述工作台(2)设于侧墙(1)一侧，所述工作台(2)与所述侧墙(1)为分体结构。

6.根据权利要求1所述的一种高精度卧式加工中心，其特征在于，所述工件为圆筒件，所述工件的轴线垂直于所述工作台(2)的台面。

7.根据权利要求1所述的一种高精度卧式加工中心，其特征在于，所述摆头(3)能够绕B轴或A轴转动。

8.根据权利要求2或3任一项所述的一种高精度卧式加工中心，其特征在于，所述横梁(6)远离摆头(3)的一端设有配重块。

9.根据权利要求1所述的一种高精度卧式加工中心，其特征在于，还包括浮动支撑结构(7)，所述浮动支撑结构(7)能够沿Z轴位移，所述浮动支撑结构(7)设有能够调节高度的浮动支撑板。

10.根据权利要求9所述的一种高精度卧式加工中心，其特征在于，地面上设有沿Z轴方向布置的滑轨，所述浮动支撑结构(7)安装于所述滑轨上。

11.根据权利要求1所述的一种高精度卧式加工中心，其特征在于，还包括圆盘式刀库(8)，所述圆盘式刀库(8)位于工作台(2)上方，所述圆盘式刀库(8)的转动平面与Z轴、Y轴所在平面平行，所述摆头(3)能够通过摆动、以及Y轴方向运动，使刀具轴线与所述圆盘式刀库(8)轴线垂直相交。

12.根据权利要求1所述的一种高精度卧式加工中心，其特征在于，还包括链式刀库(9)，所述链式刀库(9)位于侧墙(1)上方，所述链式刀库(9)的转动平面与Z轴、Y轴所在平面平行。