WO2015154634A1 - 一种车铣钻攻综合数控设备 - Google Patents

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司徒洪杰
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Definitions

  • a vehicle milling and drilling integrated numerical control device comprising: a base, a machining tool device, a table base, a table and a rotating spindle seat, the frame has a Z-axis driving device and a Y-axis driving device;
  • the machining tool device includes a tool holder mounted on the Y-axis driving device, the tool holder is movable along a Y-axis, and the machining tool is mounted on the tool holder;
  • the table base is mounted on the Z
  • the shaft driving device is located on one side of the machining tool device, the table base is movable along the z-axis, and the table base is further provided with an X-axis driving device;
  • the table is mounted on the X-axis driving device Upper and movable along the X axis, the table has a Y axis a rotating shaft of the direction;
  • the rotating main shaft seat is mounted on the rotating shaft and rotatable at different angles, and the rotating main shaft seat has a
  • FIG. 3 is a schematic structural view of a three-dimensional state in which a machining tool device is mounted on a machine base;
  • FIG. 5 is a schematic structural view of a three-dimensional state in which a table, a base table, and a rotating spindle holder are mounted on a base;
  • FIG. 6 is a schematic view showing a three-dimensional state structure of the internal structure of the rotating spindle holder of FIG. 5 after the cover is removed.
  • the base 1 has a Z-axis driving device 11 and a Y-axis driving device 12.
  • the tool holder 21 of the machining tool device 2 has a tool holder sleeve, and a tool spindle 22 is disposed in the tool holder sleeve and extends at two ends thereof outside the holder sleeve.
  • One end of the tool spindle 22 is provided with a milling cutter, or a boring tool, or a drill bit, or a grinding tool, and the other end is provided with a pulley which is driven by a servo motor provided on the holder 21 via a belt.
  • the tool holder 21 is also fixedly provided with various styles of the turning tool 21-1.
  • turning processing is performed to adjust the position or angle of the Z-axis driving device 11, the X-axis driving device 31, and the rotating spindle holder 5 so that the turning tool is aligned with the front end face A, the side face E, and the inclined face C of the blank, respectively. machining.
  • the automatic tool changer 23 switches the turning tool into a milling cutter to mill the groove F on the front end face A and the groove D on the side face E.
  • the machining of the threaded hole process not only simplifies the tool path programming but also has high machining precision, because the machining of the tool motion requires real positioning of the three-dimensional coordinates of the tool, and the real positioning of the three-dimensional coordinates. This results in a low machining accuracy of the threaded holes.
  • the workpiece can be clamped to the jig 51-1 only once, and different processes can be processed by selecting different tools, thereby avoiding the number of clamping and reference conversion.
  • the resulting loss of accuracy greatly improves work efficiency and product quality, while reducing the variety and number of processing equipment, reducing factory floor space, reducing logistics length, and saving cost and space.

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Abstract

一种车铣钻攻综合数控设备，包括机座、加工刀具装置、工作台基座、工作台和旋转主轴座，机座具有Ｚ轴驱动装置和Ｙ轴驱动装置；加工刀具装置包括一安装在Ｙ轴驱动装置上可沿Ｙ轴运动的刀座，工作台基座安装在Ｚ轴驱动装置上并位于加工刀具装置的一侧，工作台基座上还设置有Ｘ轴驱动装置；工作台安装在Ｘ轴驱动装置上并可沿Ｘ轴运动，工作台具有一Ｙ轴方向的转轴；旋转主轴座安装在转轴上并可不同角度转动，旋转主轴座具有夹具主轴和驱动夹具主轴转动的主轴传动装置，夹具主轴上设置有用于装卡工件的夹具。本实用新型的优点在于在生产复杂工件时，可只一次将工件装夹于夹具上完成多种工序，极大地提高了工作效率和产品质量。

Description

说明书 发明名称：一种车铣钻攻综合数控设备 技术领域
[0001] 本发明涉及一种车銑钻攻综合数控设备。
背景技术
[0002] 在机加工中通常会遇到各种复杂的零件， 如图 1所示工件 10加工完成需要完成 如下几个工序： 1、 前端 A需要车床车削出环槽； 2、 B面要车削外螺纹； 3、 C面 为 45度斜面，要钻 6个 M10的螺丝孔； 4、 D面需銑出 6条均匀分布的槽； 5、 E处要 分度钻孔攻丝； 6、 F而要銑槽和钻孔攻丝。
[0003] 加工上述工件 10需要经过车、 銑、 钻、 攻等多道工序， 使用传统工艺加工吋可 采用车床、 銑床钻床分别加工， 加工过程中需要多个工装多次装夹来完成。 然 而由于车床、 銑床钻床各设备相互独立， 在加工吋需要多个工装多次装夹， 直 接导致了如下问题的产生： 1、 在准备刀具和工装夹具过程中既要付出经济代价 ， 还往往还会贻误商机； 2、 零件的多次装夹和基准转换， 会导致零件加工精度 走失。
问题的解决方案
技术解决方案
[0004] 为了解决上述的问题， 本发明的目的是提供一种车銑钻攻综合数控设备， 具有 效率高、 刚性强、 性能稳定、 切削力大、 寿命长、 结构简单、 易于维修、 价格 低廉等优点。
[0005] 为实现上述目的， 本发明采用以下技术方案：
[0006] 一种车銑钻攻综合数控设备， 包括： 机座、 加工刀具装置、 工作台基座、 工作 台和旋转主轴座， 所述机座具有 Z轴驱动装置和 Y轴驱动装置； 所述加工刀具装 置包括一安装在所述 Y轴驱动装置上的刀座， 所述刀座可沿 Y轴运动， 所述刀座 上安装有加工刀具； 所述工作台基座安装在所述 Z轴驱动装置上并位于所述加工 刀具装置的一侧， 工作台基座可沿 z轴运动， 工作台基座上还设置有 X轴驱动装 置； 所述工作台安装在所述 X轴驱动装置上并可沿 X轴运动， 工作台具有一 Y轴 方向的转轴； 所述旋转主轴座安装在所述转轴上并可不同角度转动， 旋转主轴 座具有夹具主轴和驱动夹具主轴转动的主轴传动装置， 所述夹具主轴上设置有 用于装卡工件的夹具。
[0007] 在生产复杂工件吋， 可只一次将工件装夹于夹具上， 通过选择不同的刀具可加 工完成不同的工序， 避免了由于多少装夹、 基准转换所产生的精度走失， 极大 地提高了工作效率和产品质量， 同吋减少了加工设备的种类和数量、 减少工厂 占地面积、 缩减物流长度， 节约了成本及空间。 特别地， 对于加工斜面上的螺 丝孔更具有优势。
[0008] 本发明可通过如下方案进行改进：
[0009] 所述机座上设置有 Y向导轨， 所述刀座底部与 Y向导轨滑动配合连接， 所述 Y轴 驱动装置包括 Y向固定安装在所述机座上的 Y向传动丝杆和驱动 Y向传动丝杆传 动的电机， Y向传动丝杆套设有可沿 Y向滑动的 Y向螺母座， Y向螺母座与所述刀 座连接。
[0010] 所述机座上设置有 Z向导轨， 所述工作台基座之底部与 Z向导轨滑动配合连接， 所述 Z轴驱动装置包括 Z向固定安装在所述机座上的 Z向传动丝杆和驱动 Z向传动 丝杆传动的电机， Z向传动丝杆套设有可沿 Z向滑动的 Z向螺母座， Z向螺母座与 所述工作台基座连接。
[0011] 所述工作台基座上设置有 X向导轨， 所述工作台之底部与 X向导轨滑动配合连 接， 所述 X轴驱动装置包括 X向固定安装在所述工作台基座上的 X向传动丝杆和 驱动 X向传动丝杆传动的电机， X向传动丝杆套设有可沿 X向滑动的 X向螺母座， X向螺母座与所述工作台连接。
[0012] 所述旋转主轴座上安装有主轴套， 所述夹具主轴套装在主轴套内且其两端分别 延伸出主轴套外侧， 所述夹具主轴朝向所述加工刀具装置的一端设置所述夹具 ， 另一端设置有皮带轮， 所述皮带轮通过皮带与设置在旋转主轴座上的伺服电 机驱接。
[0013] 通过伺服电机、 皮带及皮带轮以驱动夹具主轴， 可使加工过程中噪音显著减少
， 工作更平稳， 加工精度更高。
[0014] 所述主轴传动装置还包括一刹车装置， 所述刹车装置包括一固定连接于所述夹 具主轴上并与该夹具主轴同轴的刹车碟及置于所述刹车碟两侧用于制动所述刹 车碟的刹车片。
[0015] 在旋转主轴座上并于所述刹车碟两侧各对应设置有液压缸， 所述液压缸各具有 一推杆， 两根所述推杆为所述的刹车片。
[0016] 所述加工刀具装置之刀座具有一刀座轴套， 有一刀具主轴套装在所述刀座轴套 内且其两端分别延伸出刀座轴套外侧， 所述刀具主轴的一端装卡有銑刀、 或镗 刀、 或钻头， 或磨具， 另一端设置有皮带轮， 所述皮带轮通过皮带与设置在刀 座上的伺服电机驱接。
[0017] 通过伺服电机、 皮带及皮带轮以驱动刀具主轴， 可使加工过程中噪音显著减少
， 工作更平稳， 加工精度更高。
[0018] 所述加工刀具装置还包括一自动换刀装置， 所述自动换刀装置包括一放置各式 样刀具的刀库及一可将所述刀库里刀具安装在所述刀具主轴上或对刀具主轴上 的刀具进行替换。
对附图的简要说明
附图说明
[0019] 图 1是加工完成工件的示意图；
[0020] 图 2是本发明的整体结构的三维状态结构示意图；
[0021] 图 3是加工刀具装置安装在机座的三维状态结构示意图；
[0022] 图 4是图 3的基础上安装有自动换刀装置的三维状态结构示意图；
[0023] 图 5是工作台、 基座工作台和旋转主轴座安装在机座的三维状态结构示意图；
[0024] 图 6是图 5中旋转主轴座去除外罩后显示内部结构的三维状态结构示意图。
[0025] 图 7是夹具主轴与刹车装置的三维状态结构示意图。
本发明的实施方式
[0026] 如图 1所示的一种车銑钻攻综合数控设备， 包括： 机座 1、 加工刀具装置 2、 工 作台基座 3、 工作台 4和旋转主轴座 5。
[0027] 所述机座 1具有 Z轴驱动装置 11和 Y轴驱动装置 12。
[0028] 如图 3所示， 所述加工刀具装置 2包括一安装在所述 Y轴驱动装置 12上的刀座 21 ， 所述刀座 21可沿 Y轴运动， 所述刀座 21上安装有加工刀具。 所述机座 1上设置 有 Υ向导轨 14， 所述刀座 21底部与 Υ向导轨 14滑动配合连接。 所述 Υ轴驱动装置 1 2包括 Υ向固定安装在所述机座 1上的 Υ向传动丝杆 12-1和驱动 Υ向传动丝杆 12-1传 动的电机 12-2， Υ向传动丝杆 12-1套设有可沿 Υ向滑动的 Υ向螺母座 12-3， Υ向螺 母座 12-3与所述刀座 21连接。
[0029] 所述加工刀具装置 2之刀座 21具有一刀座轴套， 一刀具主轴 22刀具主轴 22套装 在所述刀座轴套内且其两端分别延伸出刀座轴套外侧， 所述刀具主轴 22的一端 装卡有銑刀、 或镗刀、 或钻头， 或磨具， 另一端设置有皮带轮， 所述皮带轮通 过皮带与设置在刀座 21上的伺服电机驱接。 通过伺服电机、 皮带及皮带轮以驱 动刀具主轴 22， 可使加工过程中噪音显著减少， 工作更平稳， 加工精度更高。
[0030] 所述刀座 21上还固定设置有各种款式的车刀 21-1。
[0031] 如图 4所示， 所述加工刀具装置 2还包括一自动换刀装置 23， 所述自动换刀装置 23包括一放置各式样刀具的刀库 23- 1及一可将所述刀库 23- 1里刀具安装在所述刀 具主轴 22上或对刀具主轴 22上的刀具进行替换。
[0032] 如图 5所示， 所述工作台基座 3安装在所述 Ζ轴驱动装置 11上并位于所述加工刀 具装置 2的一侧， 工作台基座 3可沿 Ζ轴运动， 工作台基座 3上还设置有 X轴驱动装 置 31。 所述机座 1上设置有 Ζ向导轨 13， 所述工作台基座 3之底部与 Ζ向导轨 13滑 动配合连接。 其中， 所述 Ζ轴驱动装置 11包括 Ζ向固定安装在所述机座 1上的 Ζ向 传动丝杆 11-1和驱动 Ζ向传动丝杆 11-1传动的电机 11-2， Ζ向传动丝杆 11-1套设有 可沿 Ζ向滑动的 Ζ向螺母座 11-3， Ζ向螺母座 11-3与所述工作台基座 3连接。
[0033] 所述工作台 4安装在所述 X轴驱动装置 31上并可沿 X轴运动。 所述工作台基座 3 上设置有 X向导轨 32， 所述工作台 4之底部与 X向导轨 32滑动配合连接。 其中， 所 述 X轴驱动装置 31包括 X向固定安装在所述工作台基座 3上的 X向传动丝杆 31-1和 驱动 X向传动丝杆 31-1传动的电机 31-2， X向传动丝杆 31-1套设有可沿 X向滑动的 X向螺母座 31-3， X向螺母座 31-3与所述工作台 4连接。
[0034] 所述工作台 4具有一 Υ轴方向的转轴， 所述旋转主轴座 5安装在所述转轴上并可 绕转轴的中心轴 33可不同角度转动， 特别需要指出的是， 该旋转主轴座 5可以 36 0度旋转和在任意角度刹车定位。 旋转主轴座 5具有夹具主轴 51和驱动夹具主轴 5 1转动的主轴传动装置 52， 所述夹具主轴 51上设置有用于装卡工件的夹具 51-1。 所述旋转主轴座 5上安装有主轴套， 所述夹具主轴 51套装在主轴套内且其两端分 别延伸出主轴套外侧， 所述夹具主轴 51朝向所述加工刀具装置 2的一端设置所述 夹具 51-1， 另一端设置有皮带轮 52-1， 所述皮带轮 52-1通过皮带 52-2与设置在旋 转主轴座 5上的伺服电机 52-3驱接。 通过伺服电机 52-3、 皮带 52-2及皮带轮 52-1以 驱动夹具主轴 51， 可使加工过程中噪音显著减少， 工作更平稳， 加工精度更高
[0035] 所述主轴传动装置 52还包括一刹车装置 52-4， 所述刹车装置 52-4包括一固定连 接于所述夹具主轴 51上并与该夹具主轴 51同轴的刹车碟 52-41及置于所述刹车碟 5 2-41两侧用于制动所述刹车碟 52-41的刹车片。 在本实施例中， 在旋转主轴座 5上 并于所述刹车碟 52-41两侧各对应设置有液压缸 52-42， 所述液压缸 52-42各具有 一推杆 52-42-1， 两根所述推杆 52-42-1为所述的刹车片。
[0036] 在本设备上可以设置触控屏和控制电路， 通过触控屏和控制电路实现对设备的 数字控制， 实现自动化加工， 提高工作效率。
[0037] 利用本发明进行加工如图 1所示的工件 10吋， 可只一次将工件 10装夹于所述夹 具 51-1上并依照 CAD或 CAM编制好的刀路进行加工。
[0038] 首先进行车削加工， 调节 Z轴驱动装置 11、 X轴驱动装置 31和旋转主轴座 5的位 置或角度使车刀分别对准坯件的前端面 A、 侧面 E和倾斜面 C进行切削加工。
[0039] 其次， 通过自动换刀装置 23将车刀换成銑刀对位于前端面 A上的槽 F、 侧面 E上 的槽 D进行銑制。
[0040] 再次， 调整旋转主轴座 5的转动角度并利用刀具加工螺纹 B。
[0041] 最后换刀以对位于前端面 A上、 倾斜面 C上和侧面 E上的各个螺纹孔进行加工， 在该加工过程中， 先调整旋转主轴座 5的转动角度使坯件要加工的面垂直于钻头 、 或螺纹孔的长度方向与钻头的方向一致并对准加工点， 再驱动 Z轴驱动装置 11 使坯件朝钻头的方向前面作直线运动加工上述和各个螺纹孔。 相较刀具前进进 行加工螺纹孔来说， 这种加工螺纹孔工艺不但刀路编程简化而且加工精度高， 因为使刀具运动进行加工需要对刀具的三维坐标进行实吋定位， 三维坐标的实 吋定位导致了螺纹孔的加工精度低下。 [0042] 因此， 在利用本发明在生产复杂工件吋， 可只一次将工件装夹于夹具 51-1上， 通过选择不同的刀具可加工完成不同的工序， 避免了由于多少装夹、 基准转换 所产生的精度走失， 极大地提高了工作效率和产品质量， 同吋减少了加工设备 的种类和数量、 减少工厂占地面积、 缩减物流长度， 节约了成本及空间。 特别 地， 对于加工斜面上的螺纹孔更具有优势。
[0043] 上述实施例为本发明的较佳实施方式， 但本发明的实施方式不限于此， 其他任 何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、 修饰、 替代、 组合、 简化， 均为等效的置换方式， 都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书
[权利要求 1] 一种车銑钻攻综合数控设备， 包括：
机座， 具有 Z轴驱动装置和 Y轴驱动装置；
加工刀具装置， 包括一安装在所述 Y轴驱动装置上的刀座， 所述刀座 可沿 Y轴运动， 所述刀座上安装有加工刀具；
工作台基座， 安装在所述 Z轴驱动装置上并位于所述加工刀具装置的 一侧， 工作台基座可沿 Z轴运动， 工作台基座上还设置有 X轴驱动装 置；
工作台， 安装在所述 X轴驱动装置上并可沿 X轴运动， 工作台具有一 Y轴方向的转轴；
旋转主轴座， 安装在所述转轴上并可不同角度转动， 旋转主轴座具有 夹具主轴和驱动夹具主轴转动的主轴传动装置， 所述夹具主轴上设置 有用于装卡工件的夹具。
[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的一种车銑钻攻综合数控设备， 其特征在于： 所 述机座上设置有 Y向导轨， 所述刀座底部与 Y向导轨滑动配合连接， 所述 Y轴驱动装置包括 Y向固定安装在所述机座上的 Y向传动丝杆和 驱动 Y向传动丝杆传动的电机， Y向传动丝杆套设有可沿 Y向滑动的 Y 向螺母座， Y向螺母座与所述刀座连接。
[权利要求 3] 根据权利要求 1所述的一种车銑钻攻综合数控设备， 其特征在于： 所 述机座上设置有 Z向导轨， 所述工作台基座之底部与 Z向导轨滑动配 合连接， 所述 z轴驱动装置包括 Z向固定安装在所述机座上的 Z向传动 丝杆和驱动 Z向传动丝杆传动的电机， Z向传动丝杆套设有可沿 Z向滑 动的 Z向螺母座， Z向螺母座与所述工作台基座连接。
[权利要求 4] 根据权利要求 1所述的一种车銑钻攻综合数控设备， 其特征在于： 所 述工作台基座上设置有 X向导轨， 所述工作台之底部与 X向导轨滑动 配合连接， 所述 X轴驱动装置包括 X向固定安装在所述工作台基座上 的 X向传动丝杆和驱动 X向传动丝杆传动的电机， X向传动丝杆套设 有可沿 X向滑动的 X向螺母座， X向螺母座与所述工作台连接。 根据权利要求 1所述的一种车銑钻攻综合数控设备， 其特征在于： 所 述旋转主轴座上安装有主轴套， 所述夹具主轴套装在主轴套内且其两 端分别延伸出主轴套外侧， 所述夹具主轴朝向所述加工刀具装置的一 端设置所述夹具， 另一端设置有皮带轮， 所述皮带轮通过皮带与设置 在旋转主轴座上的伺服电机驱接。
根据权利要求 5所述的一种车銑钻攻综合数控设备， 其特征在于： 所 述主轴传动装置还包括一刹车装置， 所述刹车装置包括一固定连接于 所述夹具主轴上并与该夹具主轴同轴的刹车碟及置于所述刹车碟两侧 用于制动所述刹车碟的刹车片。
根据权利要求 6所述的一种车銑钻攻综合数控设备， 其特征在于： 在 旋转主轴座上并于所述刹车碟两侧各对应设置有液压缸， 所述液压缸 各具有一推杆， 两根所述推杆为所述的刹车片。
根据权利要求 1至 7任一所述的一种车銑钻攻综合数控设备， 其特征在 于： 所述加工刀具装置之刀座具有一刀座轴套， 有一刀具主轴套装在 所述刀座轴套内且其两端分别延伸出刀座轴套外侧， 所述刀具主轴的 一端装卡有銑刀、 或镗刀、 或钻头， 或磨具， 另一端设置有皮带轮， 所述皮带轮通过皮带与设置在刀座上的伺服电机驱接。
根据权利要求 6所述的一种车銑钻攻综合数控设备， 其特征在于： 所 述加工刀具装置还包括一自动换刀装置， 所述自动换刀装置包括一放 置各式样刀具的刀库及一可将所述刀库里刀具安装在所述刀具主轴上 或对刀具主轴上的刀具进行替换。
根据权利要求 6所述的一种车銑钻攻综合数控设备， 其特征在于： 所 述刀座上还固定设置有车刀。
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