专利名称：定梁龙门双主轴数控钻铣机床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械加工制造领域，特别是一种定梁龙门双主轴数控钻铣机床。
背景技术：
随着我国许多重要行业，如风电、制冷、石化、锅炉、工程机械、钢结构等行业的发展。对大型的管形、板形以及法兰零件的加工要求越来越高。这类零件不仅需要加工各平面，而且往往有许多大小不一、分布不均的的孔，以往都是先由龙门铣床进行面加工，再人工划线后，在摇臂钻床上面进行加工，不但精度差而且效率低，工人劳动强度极大。采用数控龙门钻床仅能对孔进行加工，不能进行面加工，其加工效率都不够理想。世界发达工业国家早在60年代末就已开始对多孔管、板、法兰类零件的加工进行工艺及设备的研究，数控技术和监测技术的发展使此类加工设备向着高效、高精度方面飞速发展，特别是德国、意大利、美国等国家发展最快，产品的技术水平到了相当高的水平。但是国外此类加工设备往往不仅价格昂贵、维修不方便、保养的要求高，而且还容易受到国际关系的影响。近年来，我国企业对此类设备的研发速度有了很大的增长，研发的投入也有很大增加。但是大多数企业的研发仍然以数控单轴钻、小型数控双轴钻和印刷线路板数控钻床为主。数控单轴钻一般适用于孔间距离有一定精度要求的小型零件的中小批量生产，力口工范围往往只能对孔进行加工，不能进行面加工，对多孔管、板、法兰类零件的加工效率不高。小型数控双轴钻主要应对通讯及消费电子行业零部件加工一种低成本、高效率、占地面积小的钻铣数控机床，结构简单、工作稳定可靠。由于结构限制，对大型工件无法加工。数控龙门钻床适用于大型，小批量生产，加工范围往往只能对孔进行加工，不能进行面加工， 对多孔管、板、法兰类零件的加工效率不高。
发明内容本实用新型的目的在于针对背景技术中所述的现有的龙门机床存在的应用范围有限，加工效率低等问题，提供一种定梁龙门双主轴数控钻铣机床。能够实现本实用新型的发明目的的技术方案如下一种定梁龙门双主轴数控钻铣机床，其包括床身、设置于床身两侧的立柱以及设置于立柱顶端的横梁，床身上设置有驱动工作台在X轴方向移动的X轴传动机构，工作台两侧分别设置有无心螺旋排屑器，横梁上设置有两个Y轴拖板，每个Y轴拖板上分别设置一个主轴箱，Y轴拖板与设置于横梁上的Y轴传动机构配合，Y轴拖板上设置有Z轴传动机构，主轴箱内设置有刀具驱动转速换挡机构，所述的刀具驱动转速换挡机构包括交流主轴电机、 联轴器、齿轮轴、中间滑移齿轮组、传动轴以及主轴，主轴电机通过联轴器与齿轮轴连接，中间滑移齿轮组设置于传动轴上，中间滑移齿轮组与拨叉连接，中间滑移齿轮组轴上设置有第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮与齿轮轴的齿轮啮合，主轴是空心的，在其外圆上设置有分别与第一齿轮和第二齿轮对应的第三齿轮和第四齿轮，第一齿轮为大齿轮，第二齿轮为小齿轮，第三齿轮为小齿轮，第四齿轮为大齿轮，拨叉与设置于主轴箱上的换档气缸的推杆连接。为了使定梁龙门双主轴数控钻铣机床具有自动拉刀的功能，提高加工效率，所述的主轴是空心的，其内部设置有空心的拉杆，拉杆顶端通过连接体连接打刀缸，拉杆与主轴内壁之间设置有碟形弹簧，拉杆下端连接卡爪，主轴下端设置有标准的IS050锥孔。为了节约资源，使冷却液能够回收再利用，所述的无心螺旋排屑器的末端设有金属屑提升装置，金属屑提升装置的排水口与水箱连接，水箱与冷却提升泵连接，冷却提升泵的出水口连接高压水箱，金属屑提升装置内设置有金属过滤盒，水箱内设置有多层过滤网， 高压水箱内设置精密过滤网，精密过滤网靠近高压水箱进口一侧为第一过滤室，靠近高压水箱出口一侧为第二过滤室。为了加强刀具的冷却，使冷却液能够从刀具的内部和外部同时对刀具进行冷却， 主轴与旋转接头连接，旋转接头连接高压冷却泵，高压冷却泵与高压水箱的第二过滤室连通；主轴箱下端面设置冷却喷嘴，冷却喷嘴连接外用冷却泵，外用冷却泵连接高压水箱的第
一过滤室。为了平衡主轴箱的重量，使主轴箱沿着Y轴拖板上的矩形滑动导轨副平稳升降， 所述的立柱的后侧面上设置有蓄压钢瓶，蓄压钢瓶通过液压管连接设置于Y轴拖板上的液压缸，液压缸的活塞杆采用浮动连接机构与主轴箱连结。为了使工作台能够在X方向平稳地移动，所述的X轴传动机构为X方向的滚珠丝杠副，设置于工作台两侧的直线导轨滑块与床身两侧的X轴方向的导轨相配合，X方向的滚珠丝杠副的丝杠与设置于机床尾部的X轴伺服电机连接。为了使Y轴拖板能够沿着横梁平稳地移动，所述的Y轴拖板通过直线导轨滑块安装在横梁上，所述的Y轴传动机构为Y方向的滚珠丝杠副，其通过设置于横梁上的Y轴伺服电机驱动。为了防止两个Y轴拖板在工作状态下发生碰撞，所述的Y轴拖板上均设置有用于防止两托板发生碰撞的互锁行程开关。为了使主轴箱能够在Y轴拖板上进行平稳地升降，所述的Z轴传动机构为Z方向的滚珠丝杠副，主轴箱通过Z方向的矩形滑动导轨副安装在Y轴拖板上，Z方向的滚珠丝杠副通过设置于Y轴拖板上的Z轴伺服电机驱动。为了实现定梁龙门双主轴数控钻铣机床的自动化控制，所述的横梁上设置有电控柜、操控柜、和数控柜等数字化控制装置。本实用新型的有益效果在于因为本实用新型的定梁龙门双主轴数控钻铣机床的工作台通过X方向的滚珠丝杠副传动，丝杠在X轴伺服电机的带动下转动，工作台则沿着床身进行X方向的水平移动，通过这种设置使工作台及工件的移动更加平稳，有利于提高工件加工精度。在横梁上设置两个Y轴拖板，Y轴拖板分别通过直线导轨滑块安装在横梁上， 并通过Y轴伺服电机带动Y方向的滚珠丝杠副的丝杠进行传动，进而带动Y轴拖板沿着横梁进行Y方向的移动。在每个Y轴拖板上设置有一个主轴箱，主轴箱通过Z方向的矩形滑动导轨副安装在Y轴拖板上，通过设置在Y轴拖板上的Z轴伺服电机带动Z方向的滚珠丝杠副的丝杠进行传动，进而带动主轴箱沿着Y轴拖板进行竖直方向的移动。每个主轴箱内设置刀具驱动转速换挡机构，通过以上设置，使定梁龙门双主轴数控钻铣机床不仅具有双主轴，而且主轴的转速可以根据工况进行切换和选择，当拨叉在气缸推杆带动下向上移动时，第一齿轮和第三齿轮啮合，主轴处于高速转动状态，主要进行快速精加工，当拨叉在气缸推杆带动下向下移动时，第二齿轮和第三齿轮啮合，主轴处于低速转动状态，主要进行强力切屑、刚性攻丝等加工。通过这种设置，扩展了定梁龙门双主轴数控钻铣机床的应用范围。
图1为本实用新型的示意图；图2为图1的俯视图；图3为图1的左视图；图4为图中的A部放大示意图；图5为图4中的A-A向示意图；图6为图4中B-B向示意图；图7为冷却液循环示意图；图中，1为床身，2为立柱，3为横梁，4为工作台，5为无心螺旋排屑器，6为Y轴拖板，7为主轴箱，8为交流主轴电机，9为联轴器，10为齿轮轴，11为中间滑移齿轮组，12为传动轴，13为主轴，14为拨叉，15为第一齿轮，16为第二齿轮，17为第三齿轮，18为第四齿轮， 19为X方向的滚珠丝杠副，20为Y方向的滚珠丝杠副，21为Z方向的滚珠丝杠副，22为拉杆，23为打刀缸，24为碟形弹簧，25为卡爪，26为连接体，27为换档气缸，28为金属屑提升装置，29为水箱，30为冷却提升泵，31为高压水箱，32为磁性分离器，33为金属过滤盒，34 为精密过滤网，35为旋转接头，36为高压冷却泵，37为第一过滤室，38为冷却喷嘴，39为第二过滤室，40为外用冷却泵，41为蓄压缸，42为互锁行程开关，43为数字化控制装置。
具体实施方式
以下结合附图1至附图7对本实用新型的实施方式进行进一步的阐述实施例1—种双主轴13数控龙门钻铣机床，其包括床身1、设置于床身1两侧的立柱2以及设置于立柱2顶端的横梁3，床身1上设置有驱动工作台4在X轴方向移动的X轴传动机构，工作台4两侧分别设置有无心螺旋排屑器5，横梁3上设置有两个Y轴拖板6，每个Y轴拖板6上分别设置一个主轴箱7，Y轴拖板6与设置于横梁3上的Y轴传动机构配合，Y轴拖板6上设置有Z轴传动机构，主轴箱7内设置有刀具驱动转速换挡机构，所述的刀具驱动转速换挡机构包括交流主轴电机8、联轴器9、齿轮轴、中间滑移齿轮组、传动轴12以及主轴 13，主轴电机通过联轴器9与齿轮轴10连接，中间滑移齿轮组11设置于传动轴12上，中间滑移齿轮组11与拨叉14连接，中间滑移齿轮组轴10上设置有第一齿轮15和第二齿轮16， 第一齿轮15与齿轮轴10的齿轮啮合，主轴13是空心的，在其外圆上设置有分别与第一齿轮15和第二齿轮16对应的第二齿轮16和第四齿轮18，第一齿轮15为大齿轮，第二齿轮16 为小齿轮，第二齿轮16为小齿轮，第四齿轮18为大齿轮，拨叉14与设置于主轴箱7上的换档气缸27的推杆连接。通过以上设置，使定梁龙门双主轴数控钻铣机床不仅具有双主轴， 而且主轴13的转速可以根据工况进行切换和选择，当拨叉14在气缸推杆带动下向上移动时，第一齿轮15和第二齿轮16啮合，主轴13处于高速转动状态，主要进行快速精加工，当拨叉14在气缸推杆带动下向下移动时，第二齿轮16和第三齿轮啮合，主轴13处于低速转动状态，主要进行强力切屑、刚性攻丝等加工。通过这种设置，扩展了定梁龙门双主轴数控钻铣机床的应用范围。实施例2在实施例1的基础上，为了使工作台4能够在X方向平稳地移动，所述的X轴传动机构为X方向的滚珠丝杠副19，设置于工作台4两侧的直线导轨滑块与床身1两侧的X轴方向的导轨相配合，X方向的滚珠丝杠副19的丝杠与设置于机床尾部的X轴伺服电机连接。为了使Y轴拖板6能够沿着横梁3平稳地移动，所述的Y轴拖板6通过直线导轨滑块安装在横梁3上，所述的Y轴传动机构为Y方向的滚珠丝杠副20，其通过设置于横梁3 上的Y轴伺服电机驱动。为了使主轴箱7能够在Y轴拖板6上进行平稳地升降，所述的Z轴传动机构为Z 方向的滚珠丝杠副21，主轴箱7通过Z方向的矩形滑动导轨副安装在Y轴拖板6上，Z方向的滚珠丝杠副21通过设置于Y轴拖板6上的Z轴伺服电机驱动。实施例3在实施例1的基础上，为了使定梁龙门双主轴数控钻铣机床具有自动拉刀的功能，提高加工效率，所述的主轴13是空心的，其内部设置有空心的拉杆22，拉杆22顶端通过连接体26连接打刀缸23，拉杆22与主轴13内壁之间设置有碟形弹簧M，拉杆22下端连接卡爪25，主轴13下端设置有标准的IS050锥孔。当需要换刀具时，打刀缸23的活塞带动连接体沈和拉杆22向下移动，同时压缩碟形弹簧M，拉杆22下部卡爪25下移至主轴大内孔处，卡爪25张开，同时拉杆22前端顶到刀柄上的拉钉，把刀具松开，刀具可取出；再当刀具刀柄装入主轴13锥孔后，打刀缸23活塞带动连接体沈上移，碟形弹簧M复位，带动拉杆22向上移动，拉杆22下部卡爪25上移，卡爪25进入主轴13小孔处，卡爪25收缩，卡住拉钉的锥面，抓紧刀具刀柄，完成自动拉刀。实施例4在实施例1的基础上，为了节约资源，使冷却液能够回收再利用，所述的无心螺旋排屑器5的末端连接金属屑提升装置观，金属屑提升装置观的排水口与水箱四连接，水箱 29与冷却提升泵30连接，冷却提升泵30的出水口连接高压水箱31，金属屑提升装置观内设置有金属过滤盒33，水箱四内设置有多层过滤网，高压水箱31内设置磁性分离器32和精密过滤网34，精密过滤网34靠近高压水箱31进口一侧为第一过滤室37，靠近高压水箱 31出口一侧为第二过滤室39。为了加强刀具的冷却，使冷却液能够从刀具的内部和外部同时对刀具进行冷却，主轴13与旋转接头35连接，旋转接头35连接高压冷却泵36，高压冷却泵36与高压水箱31的第二过滤室39连通，主轴13上设置冷却喷嘴38，冷却喷嘴38连接外用冷却泵40，外用冷却泵40连接高压水箱31的第一过滤室37。由无心螺旋排屑器5排出的金属屑和冷却液通过设置在床身1末端的金属屑提升装置观排到集屑小车中；冷却液经金属屑提升装置观的排水口流出，并经水箱四及提升装置内设置的金属过滤盒33进行一级过滤，然后流到水箱四内；水箱四设置有多层过滤网进行进一步过滤，再由安装在水箱四上的冷却提升泵30输送到高压水箱31中。冷却液再经磁性分离器32进行进一步过滤，分离出的微小颗粒切屑，高压水箱31设置有精密过滤网34，过滤网将冷却箱分隔成第一过滤室37和第二过滤室39 ；第二过滤室39内的冷却液是经过精密过滤网34过滤的更纯净的冷却液，第二过滤室39内的冷却液用于对刀具进行内部冷却，通过高压冷却泵36将第二过滤室39中的冷却液输送至旋转接头35，通过拉杆22的空腔输送到主轴13的前端， 再通过带内孔的拉钉进入刀具内冷却孔，在刀具工作时，对刀具进行冷却，并将切削的碎屑冲到无心螺旋排屑器5中。第一过滤室37的冷却水主要是用于对刀具进行外部冷却，第一冷却室通过外用冷却泵40连接到主轴13的冷却喷嘴38上，对刀具进行外部的冷却，并将碎屑冲到无心螺旋排屑器5中。实施例5在实施例1的基础上，为了平衡主轴箱7的重量，使主轴箱7沿着Y轴拖板6上的矩形滑动导轨副平稳升降，所述的立柱2的侧面上设置有蓄压钢瓶，蓄压钢瓶通过液压管连接设置于Y轴拖板6上的液压缸，液压缸的活塞杆采用浮动连接机构与主轴箱7连结。通过调节蓄压缸41的压力，进而控制液压缸，配合Z轴伺服电机控制主轴箱7上下移动的速度，平衡主轴箱7的重量，使工件的加工更加精确。实施例6在实施例1的基础上，为了防止两个Y轴拖板6在工作状态下发生碰撞，所述的Y 轴拖板6上均设置有用于防止两托板发生碰撞的互锁行程开关42。当两主轴头间距小于给定距离时，互锁行程开关42触发，即发出减速及停止运动信号，控制系统发出紧急停止信号，Y轴伺服电机停止工作，避免两个主轴13发生碰撞。实施例7在实施例1的基础上，为了实现定梁龙门双主轴数控钻铣机床的自动化控制，所述的横梁3上设置有电控柜、操控柜、和数控柜等数字化控制装置43。
权利要求1.一种定梁龙门双主轴数控钻铣机床，其特征在于其包括床身、设置于床身两侧的立柱以及设置于立柱顶端的横梁，床身上设置有驱动工作台在X轴方向移动的X轴传动机构，工作台两侧分别设置有无心螺旋排屑器，横梁上设置有两个Y轴拖板，每个Y轴拖板上分别设置一个主轴箱，Y轴拖板与设置于横梁上的Y轴传动机构配合，Y轴拖板上设置有Z 轴传动机构，主轴箱内设置有刀具驱动转速换挡机构，所述的刀具驱动转速换挡机构包括交流主轴电机、联轴器、齿轮轴、中间滑移齿轮组、传动轴以及主轴，主轴电机通过联轴器与齿轮轴连接，中间滑移齿轮组设置于传动轴上，中间滑移齿轮组与拨叉连接，中间滑移齿轮组轴上设置有第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮与齿轮轴的齿轮啮合，主轴是空心的，在其外圆上设置有分别与第一齿轮和第二齿轮对应的第三齿轮和第四齿轮，第一齿轮为大齿轮， 第二齿轮为小齿轮，第三齿轮为小齿轮，第四齿轮为大齿轮，拨叉与设置于主轴箱上的换档气缸的推杆连接。
2.根据权利要求1所述的定梁龙门双主轴数控钻铣机床，其特征在于所述的主轴是空心的，其内部设置有空心的拉杆，拉杆顶端通过连接体连接打刀缸，拉杆与主轴内壁之间设置有碟形弹簧，拉杆下端连接卡爪，主轴下端设置有标准的IS050锥孔。
3.根据权利要求1所述的定梁龙门双主轴数控钻铣机床，其特征在于所述的无心螺旋排屑器的末端设有金属屑提升装置，金属屑提升装置的排水口与水箱连接，水箱与冷却提升泵连接，冷却提升泵的出水口连接高压水箱，金属屑提升装置内设置有金属过滤盒，水箱内设置有多层过滤网，高压水箱内设置精密过滤网，精密过滤网靠近高压水箱进口一侧为第一过滤室，靠近高压水箱出口一侧为第二过滤室。
4.根据权利要求3所述的定梁龙门双主轴数控钻铣机床，其特征在于主轴与旋转接头连接，旋转接头连接高压冷却泵，高压冷却泵与高压水箱的第二过滤室连通；主轴箱下端面设置冷却喷嘴，冷却喷嘴连接外用冷却泵，外用冷却泵连接高压水箱的第一过滤室。
5.根据权利要求1所述的定梁龙门双主轴数控钻铣机床，其特征在于所述的立柱的后侧面上设置有蓄压钢瓶，蓄压钢瓶通过液压管连接设置于Y轴拖板上的液压缸，液压缸的活塞杆采用浮动连接机构与主轴箱连结。
6.根据权利要求1所述的定梁龙门双主轴数控钻铣机床，其特征在于所述的X轴传动机构为X方向的滚珠丝杠副，设置于工作台两侧的直线导轨滑块与床身两侧的X轴方向的导轨相配合，X方向的滚珠丝杠副的丝杠与设置于机床尾部的X轴伺服电机连接。
7.根据权利要求1所述的定梁龙门双主轴数控钻铣机床，其特征在于所述的Y轴拖板通过直线导轨滑块安装在横梁上，所述的Y轴传动机构为Y方向的滚珠丝杠副，其通过设置于横梁上的Y轴伺服电机驱动。
8.根据权利要求1所述的定梁龙门双主轴数控钻铣机床，其特征在于所述的Y轴拖板上均设置有用于防止两托板发生碰撞的互锁行程开关。
9.根据权利要求1所述的定梁龙门双主轴数控钻铣机床，其特征在于所述的Z轴传动机构为Z方向的滚珠丝杠副，主轴箱通过Z方向的矩形滑动导轨副安装在Y轴拖板上，Z 方向的滚珠丝杠副通过设置于Y轴拖板上的Z轴伺服电机驱动。
10.根据权利要求1所述的定梁龙门双主轴数控钻铣机床，其特征在于所述的横梁上设置有电控柜、操控柜、和数控柜等数字化控制装置，在数控柜上设置防尘除湿降温空调装置。
专利摘要本实用新型公开了一种定梁龙门双主轴数控钻铣机床，其包括床身、设置于床身两侧的立柱以及设置于立柱顶端的横梁，床身上设置有驱动工作台在X轴方向移动的X轴传动机构，工作台两侧分别设置有无心螺旋排屑器，横梁上设置有两个Y轴拖板，每个Y轴拖板上分别设置一个主轴箱，Y轴拖板与设置于横梁上的Y轴传动机构配合，Y轴拖板上设置有Z轴传动机构，主轴箱内设置有刀具驱动转速换挡机构，本实用新型的龙定梁龙门双主轴数控钻铣机床加工效率高、应用范围广，性能更好。
文档编号B23B19/00GK202219395SQ20112027042
公开日2012年5月16日 申请日期2011年7月28日 优先权日2011年7月28日
发明者唐德威, 姚元兴, 孔亚庆, 朱佩庆, 童璐, 高力 申请人:常州昌隆机床制造有限公司