主轴加工角度可调式双面卧式加工中心及调整方法与流程

本发明涉及机械设备，是为汽车后桥类零部件加工开发的主轴加工角度可调的双面卧式加工中心。

技术背景

汽车行业中主要零部件(如曲轴、后桥、凸轮轴、缸体缸盖及连杆)的加工制造体现了国家装备制造业水平的高低。汽车后桥(扭力梁)是汽车底盘行驶系悬架部分重要零件之一。

后桥在金属切削过程中主要工序为铣面、钻孔、攻丝等。由于后桥法兰端面与中轴线存在两个微小夹角，即前束角ⅰ和外倾角ⅱ，这两个夹角使得机床加工坐标系与工件坐标系在两个方向上存在不同的角度要求。传统的三坐标单元的卧式加工中心无法实现小角度需求。

根据汽车车型的不同，后桥种类以及前束角和外倾角各有不同。在现有的汽车行业中，传统的机加设备采用分序加工，机床的前束角ⅰ和外倾角ⅱ不可调整，不具备任何柔性，且调整繁琐，难以保证加工精度。

随着汽车行业的发展，对汽车汽车零部件的加工从加工精度、加工效率、柔性化等方面有了更高的要求，因此亟需一套完美的汽车后桥机加解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种主轴加工角度可调式双面卧式加工中心及调整方法，是针对汽车后桥类零件金属切削机加专门开发的数控机床，实现后桥的高效、高柔性的加工。

本发明主轴加工角度可调式双面卧式加工中心，包括左、右三座标单元的床身、立柱、主轴箱，其特征在于结构：底板上两侧安装完全对称的左三坐标单元和右三坐标单元、中间固定夹具单元，各三坐标单元均安装前束角调整单元、外倾角调整单元，各调整单元的铰链结构相同，各自铰链结构是两套；前束角调整单元置于底板上，床身底座通过铰链结构、前束角调整螺钉及微调垫铁与底板连接，外倾角调整单元置于前束角调整单元之上，床身通过调整铰链轴、外倾角调整螺钉及微调垫铁与床身底座连接。

调整双面卧式加工中心主轴两个加工角度的操作方法：通过设在机床尾部的前束角调整螺钉将床身底座顶起到所需角度，人工对加工主轴沿水平轴a和垂直轴b分别进行回转调整，前束角ⅰ调整范围0-2°，最小调整角度0.5′，调整好前束角ⅰ后由锁紧支架锁紧固定；调整外倾角ⅱ时松开锁紧螺钉，通过设在机床尾部的外倾角调整螺钉将床身相对于床身底座分别顶开一定的角度，调整范围±2°，最小调整角度0.5′；由三坐标单元实现换刀、铣面、钻孔、攻丝等加工功能。

本发明在三坐标机床的传统结构上，采用双面卧式加工结构布局，可同时对汽车后桥的两个端面同时加工。加工主轴可沿水平轴a和垂直轴b分别进行回转调整，以满足汽车后桥前束角ⅰ和外倾角ⅱ的柔性加工。双面卧式加工中心彻底克服了传统专机的缺点，该机床具有后桥的高效、高柔性加工能力，且换产快、适用所有后桥类加工特点、设备占地小等优势，为汽车行业提供了不二选择的精品设备。尽管调节角度操作是手工操作，但只是在更换汽车后桥型号时才需要调整两个角的角度，一般专业加工会持续长期不换型号。

附图说明

图1为双面卧式加工中心的主视图；

图2为双面卧式加工中心的左视图；

图3为双面卧式加工中心的俯视图；

图4为双面卧式加工中心的前束角度调整结构图；

图5为双面卧式加工中心的外倾角度调整结构图；

图6为前束角度调整铰接轴结构图；

图7a为汽车后桥零件外倾角ⅱ示意图；

图7b为汽车后桥零件前束角ⅰ示意图。

具体实施方式

本发明的主轴加工角度可调式双面卧式加工中心，包括左三座标单元9、右三座标单元10、床身4、滑鞍5、立柱6、主轴箱7、刀库8，其特征在于结构：底板1上两侧安装完全对称的左三坐标单元9和右三坐标单元10、中间固定夹具单元12，各三坐标单元均安装前束角调整单元2、外倾角调整单元3，各调整单元的铰链结构相同，各自铰链结构是两套；前束角调整单元2置于底板1上、床身底座20通过铰链结构、前束角调整螺钉14及微调垫铁15与底板1连接，外倾角调整单元3置于前束角调整单元2之上，床身通过调整铰链结构、外倾角调整螺钉17及微调垫铁15与床身底座20连接。

左三坐标单元9和右三坐标单元10由床身4、滑鞍5、立柱6、主轴箱7、刀库8等部分组成，除此之外，还有自动排屑冷却系统、润滑系统、液压系统、气动系统、内外防护部分等组成。由三坐标单元实现换刀、铣面、钻孔、攻丝等加工功能。

见图4，前束角调整单元2置于底板1上，床身4及床身底座20通过铰链结构、锁紧支架13、调整螺钉14及微调垫铁15与底板1连接。前束角调整螺钉14外侧设有前束角角度刻度板19。

外倾角ⅱ与前束角ⅰ调整单元中的铰链结构相同，各自铰链结构是两套。铰链轴16通过背帽22、轴承24、隔套25安装在铰接支座21内，前束角ⅰ的铰链结构中是由端盖23垂直于铰接支座21，用螺栓紧固封口。

见图5，外倾角调整单元3置于前束角调整单元2上、靠外侧，左右床身4通过铰链结构、外倾角调整螺钉17及锁紧螺钉11与床身底座20连接。床身底座20通过铰链轴16、前束角调整螺钉14及微调垫铁15与底板1连接。外倾角ⅱ调整螺钉17上方设有外倾角角度刻度板18，外倾角ⅱ铰链结构与前束角ⅰ铰链结构相同，唯一区别是端盖23垂直于铰接支座21安装，上端盖26水平安装在外倾角ⅱ铰链结构上口，两种端盖都是防尘作用。

外倾角调整单元3、夹具单元12可根据后桥的加工工艺设计成卧式、立式等形式，满足不同产品的加工要求，图1为立式夹具单元12。

对上述双面卧式加工中心调整主轴两个加工角度的操作方法：

调整前束角ⅰ时松开图1中正面的微调垫铁15的地脚螺栓，前束角ⅰ调整螺钉14将床身底座20顶起到所需角度，参见前束角角度刻度板19，前束角ⅰ调整范围0-2°，最小调整角度0.5′，调整好前束角ⅰ后由锁紧支架13锁紧固定；调整外倾角ⅱ时松开锁紧螺钉11，通过设在机床尾部的外倾角ⅱ调整螺钉17将床身4相对于床身底座20分别顶开一定的角度，参见外倾角角度刻度板18，调整范围±2°，最小调整角度0.5′。

技术特征：

技术总结
主轴加工角度可调式双面卧式加工中心及调整方法，其特征在于结构：底板上两侧安装左、右三坐标单元、中间固定夹具单元，各三坐标单元均安装前束角调整单元、外倾角调整单元，各调整单元的铰链结构相同，各有两套；前束角调整单元置于底板上，外倾角调整单元置于前束角调整单元之上，床身底座由铰链结构、调整螺钉及微调垫铁与底板连接。调整角度的操作：通过调整螺钉将床身底座顶起到所需角度，人工对加工主轴沿A轴和B轴B分别回转调整，前束角Ⅰ调整范围0‑2°，最小调整角度0.5′，调整外倾角Ⅱ时松开锁紧螺钉，通过设在机床尾部的外倾角调整螺钉将床身相对于床身底座分别顶开一定的角度，调整范围±2°，最小调整角度0.5′。

技术研发人员：李亚聪;张忠民;陈祥安;史金波;王锐;谢春轶;王萌;韩珊珊;孙博文
受保护的技术使用者：沈阳机床成套设备有限责任公司
技术研发日：2017.06.14
技术公布日：2017.08.22