专利名称：立卧式加工中心的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种立卧式加工中心，是一种集立式、卧式加工 中心所有功能于一体的加工中心，属于机电一体化技术领域。
背景技术：
在工业领域，零件加工日趋复杂，很多零件的顶面及多个侧面都 需要加工，目前国内机床市场具备立卧自动转换功能的加工中心以中、
大型为主，其工作台都在630mmX630mm及以上，或者以龙门加工中心 配置五面头或五轴头来实现立卧转换。而国外小型立卧式加工中心多 以工作台立卧转换为主，且价格昂贵。
现有的立卧式加工中心主轴头结构有以下两种，1)采用电主轴结 构作为主传动，用力矩电机或液压实现主轴头的立卧转换，目前力矩 电机驱动的技术国内尚未掌握，且因电主轴国内技术尚未成熟，国外 电主轴价格昂贵，因此这种立卧转换结构主要用于高档加工中心；2) 主传动由主电机通过两对45°伞齿轮传动，主电机水平或者垂直放置， 其结构复杂，主轴头的体积也较大，配置在小型机床上很困难，为了 提高主轴转速伞齿轮一般为磨制螺旋伞齿轮，相应成本较高。这种立 卧转换头一般用于配备滑枕的龙门加工中心和大型卧式加工中心上实 现五面，多面加工。由于主轴头的质量较大，主轴头回转一般无法用 主电机实现，多采用液压驱动。
具备立卧转换功能的主轴头国内主要依靠进口，近年来国内部分 厂家通过努力也开发出具备此项功能的主轴头，但其结构复杂成本很 高。在小型低价位，普及型加工中心上还没有得到应用。因此需要开
发出一种简单、实用、成本低廉的具备立卧转换功能的加工中心。
发明内容
本实用新型的目的是针对国外小型立卧式加工中心多以工作台立 卧攀换为主，且价格昂贵的不足，以及主轴头国内主要依靠进口的现 状，提供可实现简单、实用、成本低廉，有利于提高效率，减少装夹 次数，提高加工精度的一种立卧式加工中心。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的， 一种立卧式加工 中心为十字滑鞍床身结构，包括具有底座、滑鞍、工作台、刀库、立 柱，以及包括主轴头体、主轴头体内的主轴、拉杆、碟簧和松刀油缸 的主轴头，其特征是所述立柱的上滑鞍上固有包括主电机、传动组件 和主轴头的主轴箱；主电机倾斜状固定在传动组件的主轴箱体上，主 电机的输出经同步带驱动传动组件中的传动轴；所述传动组件由主轴 箱体、主轴箱体内的传动轴、定位装置和主轴头拉紧装置构成；所述 主轴头中的主轴上套固螺旋伞齿轮，主轴上的螺旋伞齿轮与传动组件 中传动轴一端连固的螺旋伞齿轮啮合。
所述的主电机相对水平向呈45。斜置固定在主轴箱体上。
所述的传动轴的两端置于主轴箱体内相应处的轴承座和轴套中， 传动轴由主传动轴和经花键连接的从动传动轴组成，主电机经同步带 传动固定在主传动轴上的同步带轮，与主轴上螺旋伞齿轮啮合的传动 组件中的螺旋伞齿轮固定在从动传动轴的端部。
所述的定位装置由相互啮合的定位齿盘构成，定位齿盘的一侧与 主轴箱体的端部固定，另一侧与对应的主轴头体的端部固定。
所述的主轴头拉紧装置由主轴头拉紧油缸、碟型弹簧、可啮合的 齿轮、轴套和拉紧盘构成，可啮合齿轮的外齿设置在靠近主传动轴的 从动传动轴端部，拉紧盘套置在可啮合齿轮外，碟型弹簧套置在拉紧 盘外，轴套套置在拉紧盘以下的从动传动轴上，轴套的上端与拉紧盘连固，轴套的下端与主轴头体连固，主轴头拉紧油缸与轴套外的主轴 箱体固定。
所述传动轴的主传动轴上端部连接位置编码器。
所述滑鞍上的工作台由小型分度及其两侧的T型槽工作面组成。
本实用新型通过在传统十字滑鞍床身结构的卧加上配备立卧转换
头及4>400小型分度回转工作台，采用主电机45。斜置，通过一同步 齿型带带动主轴或主轴头运动，立卧转换时，主轴先在转换位置定向， 主轴头拉紧油缸松开定位齿盘脱开，同时内外齿轮啮合，使主电机与 主轴头体联结，主电机带动主轴头旋转180°到另一工作位，到位信 号由编码器检测，自动换刀可在立式位置实现，将主电机斜置式立卧 转换头后，大大简化了传动结构，使主轴头的小型化得以实现，也大 大降低了生产成本，本实用新型使我国立卧转换加工中心的生产难度 降低，解决了国内小型零件的高效、高精度加工难题，填补了国内空 白。
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图1为本实用新型主轴头立式时的结构示意图2为本实用新型主轴头卧式时的结构示意图3为本实用新型中立卧转换头在主轴头为立式时的结构示意
图4为本实用新型中立卧转换头在主轴头为卧式时的结构示意
图中，l底座，2滑鞍，3工作台，4刀库，5立柱，6主轴箱，7 立卧转换头，8主轴，9螺旋伞齿轮，IO定位齿盘，ll主轴拉紧油缸， 12松刀油缸，13齿轮，14碟型弹簧，15同步带，16位置编码器，17 主电机，18主传动轴，19从动传动轴，20同步带轮，21上轴承座， 22轴套，23主轴箱体，24主轴头体，25螺旋伞齿轮，26拉紧盘。
具体实施方式
结合附图和实施例进一步说明本实用新型，如图1、图2所示， 本实用新型以十字滑鞍床身结构为基础，主轴头分别在立式，卧式时 的结构，主要包括底座1、滑鞍2、工作台3、刀库4、立柱5，以及 主轴箱6和立卧转换头7;需要立式加工时，主轴头转换成立式状态， 此时因配备辅助T型槽工作台面，工作台面积800X360，而且还可以 换刀，完全可以作为小型立加用。转换成卧式状态时，可相当于配有 4>400分度回转工作台的小型卧加。
如图3、图4所示，主轴箱6包括主电机17、传动组件和主轴头； 主电机17呈45°倾斜状固定在传动组件的主轴箱体上，主电机17的 输出经同步带15驱动传动组件中的主传动轴18;传动组件由主轴箱 体23、主轴箱体23内的传动轴、定位装置和主轴头拉紧装置构成； 主轴头中的主轴8上套固螺旋伞齿轮25，主轴8上的螺旋伞齿轮25 与传动组件中传动轴一端连固的螺旋伞齿轮9啮合。
传动轴的两端置于主轴箱体23内的上轴承座21和和轴套中，传 动轴由主传动轴18和经花键连接的从动传动轴19组成，主电机17 经同步带15传动固定在主传动轴18上的同步带轮20，与主轴8上螺 旋伞齿轮26啮合的传动组件中的螺旋伞齿轮9固定在从动传动轴19 的端部。
定位装置由相互啮合的定位齿盘10构成，定位齿盘10的一侧与 主轴箱体23的端部固定，另一侧与对应的主轴头体24的端部固定。
主轴头拉紧装置由主轴头拉紧油缸11、碟型弹簧14、可啮合齿轮 13、轴套22和拉紧盘26构成，可啮合齿轮13的外齿设置在靠近主传 动轴18的从动传动轴19端部，拉紧盘26套置在可啮合齿轮13外， 碟型弹簧14套置在拉紧盘26外，轴套22套置在拉紧盘26以下的从 动传动轴19上，轴套22的上端与拉紧盘26连固，轴套22的下端与
主轴头体24连固，主轴头拉紧油缸11与轴套22外的主轴箱体23固定。
如图3、图4所示，在主轴头立卧状态下加工零件时，均为主电 机17通过同步带15、同步带轮20、主传动轴18、从动传动轴19、螺 旋伞齿轮9和螺旋伞齿轮25带动主轴8旋转，此时内外齿轮13脱开， 主轴拉紧油缸ll拉紧，定位齿盘10闭合。
在主轴头立卧转换时，主轴先在转换位置定向，系统在检测到信 号后，主轴头拉紧油缸11通过油压使定位齿盘10脱开，同时内外齿 轮13啮合，使主电机17通过同步带15、同步带轮20、主传动轴18、 内外齿轮13、拉紧盘26、轴套22与主轴头体24连接，当检测到主轴 头拉紧油缸11松开到位后，主电机17带动主轴头旋转180°到另一 工作位，到位信号由编码器16检测，然后主轴头拉紧油缸11拉紧， 使内外齿轮13脱开，定位齿盘10啮合，主轴头定位到设定的位置， 进入零件加工状态。
权利要求1、一种立卧式加工中心，为十字滑鞍床身结构，包括具有底座、滑鞍、工作台、刀库、立柱，以及包括主轴头体、主轴头体内的主轴、拉杆、碟簧和松刀油缸的主轴头，其特征是所述立柱的上滑鞍上固有包括主电机、传动组件和主轴头的主轴箱；主电机倾斜状固定在传动组件的主轴箱体上，主电机的输出经同步带驱动传动组件中的传动轴；所述传动组件由主轴箱体、主轴箱体内的传动轴、定位装置和主轴头拉紧装置构成；所述主轴头中的主轴上套固螺旋伞齿轮，主轴上的螺旋伞齿轮与传动组件中传动轴一端连固的螺旋伞齿轮啮合。
2、 根据权利要求1所述的立卧式加工中心，其特征是所述的主 电机相对水平向呈45。斜置固定在主轴箱体上。
3、 根据权利要求1所述的立卧式加工中心，其特征是所述的传 动轴的两端置于主轴箱体内相应处的轴承座和轴套中，传动轴由主传 动轴和经花键连接的从动传动轴组成，主电机经同步带传动固定在主 传动轴上的同步带轮，与主轴上螺旋伞齿轮啮合的传动组件中的螺旋 伞齿轮固定在从动传动轴的端部。
4、 根据权利要求1所述的立卧式加工中心，其特征是所述的定 位装置由相互啮合的定位齿盘构成，定位齿盘的一侧与主轴箱体的端 部固定，另一侧与对应的主轴头体的端部固定。
5、 根据权利要求1所述的立卧式加工中心，其特征是所述的主 轴头拉紧装置由主轴头拉紧油缸、碟型弹簧、可啮合内外齿轮、轴套 和拉紧盘构成，可啮合内外齿轮的外齿设置在靠近主传动轴的从动传 动轴端部，拉紧盘套置在可啮合齿轮外，碟型弹簧套置在拉紧盘外， 轴套套置在拉紧盘以下的从动传动轴上，轴套的上端与拉紧盘连固， 轴套的下端与主轴头体连固，主轴头拉紧油缸与轴套外的主轴箱体固定。
6、 根据权利要求1或3所述的立卧式加工中心，其特征是所述传动轴的主传动轴上端部连接位置编码器。
7、 根据权利要求1所述的立卧式加工中心，其特征是所述滑鞍 上的工作台由小型分度及其两侧的T型槽工作面组成。
专利摘要本实用新型涉及一种立卧式加工中心，属于机电一体化技术领域，本实用新型通过在传统十字滑鞍床身结构的卧加上配备立卧转换头及φ400小型分度回转工作台，采用主电机45°斜置，通过一同步齿型带带动主轴或主轴头运动，立卧转换时，主轴先在转换位置定向，主轴头拉紧油缸松开定位齿盘脱开，同时内外齿轮啮合，使主电机与主轴头体联结，主电机带动主轴头旋转180°到另一工作位，到位信号由编码器检测，自动换刀可在立式位置实现，将主电机斜置式立卧转换头后，大大简化了传动结构，使主轴头的小型化得以实现，也大大降低了生产成本，本实用新型使我国立卧转换加工中心的生产难度降低，解决了国内小型零件的高效、高精度加工难题，填补了国内空白。
文档编号B23Q5/20GK201070723SQ200720041219
公开日2008年6月11日 申请日期2007年8月1日 优先权日2007年8月1日
发明者唐存凯, 夏春铭, 孔庆善, 张海滨, 章海齐, 雍元超 申请人:扬州力创机床有限公司