一种立式车铣复合加工中心的制作方法

本实用新型涉及一种数控加工中心，具体是一种立式车铣复合加工中心。

背景技术：

随着现代零件的加工精度要求越来越高，零件加工前的装夹精度显得尤为重要。一个零件若要经过数台设备的加工，必将进行多次装夹，而每一次的装夹势必影响零件的最终精度。

为解决零件多次装夹造成的精度问题，出现了立式车铣复合加工中心。常见的立式车铣复合加工中心以车削加工为主，铣削只是作为辅助功能，不仅功能有限，而且加工精度远不及龙门铣床。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种具有优异的车削和铣削加工功能的立式车铣复合加工中心，在零件一次装夹后，能够完成各种平面、曲面零件的车、铣、钻、攻丝的高效率、高质量加工，可以有效解决因多次装夹对零件精度的影响，从而提高零件最终加工精度。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种立式车铣复合加工中心，包括旋转工作台、移动工作台、加工中心床身、龙门框架、横梁、滑枕、滑鞍、车刀库和铣刀库，所述的移动工作台通过Y轴丝杠驱动机构可滑动地安装在所述的加工中心床身上，所述的旋转工作台轴接在所述的移动工作台的上侧，所述的旋转工作台的下部安装在一大齿圈上，所述的大齿圈同时与两个多级齿轮传动机构的输出端相连，每个所述的多级齿轮传动机构的输入端与一主轴驱动电机的输出端相连，所述的主轴驱动电机安装在所述的移动工作台上，所述的龙门框架横跨安装在所述的加工中心床身的两侧，所述的横梁可上下滑动地安装在所述的龙门框架上，所述的滑鞍可左右滑动地安装在所述的横梁上，所述的滑枕可上下滑动地安装在所述的滑鞍上，所述的滑枕的底端安装有刀座，所述的车刀库和所述的铣刀库分别设置在所述的龙门框架的两侧。

本实用新型公开的立式车铣复合加工中心工作时，主轴驱动电机工作，经多级齿轮传动机构带动大齿圈转动，进而带动旋转工作台旋转；或者，Y轴丝杠驱动机构工作，带动移动工作台沿加工中心床身滑动，进而带动旋转工作台直线运动。

本实用新型公开的立式车铣复合加工中心是一款带有移动工作台的立式车铣复合加工中心，该复合加工中心结合了传统立式车铣加工中心和龙门铣床的特点，其工作台不仅具有立式加工中心的旋转功能和C轴分度功能，而且具有龙门铣床的直线运动功能，因此该复合加工中心具有优异的车削和铣削加工功能，在零件一次装夹后，能够完成各种平面、曲面零件的车、铣、钻、攻丝的高效率、高质量加工，可以有效解决因多次装夹对零件精度的影响，从而提高零件最终加工精度。

所述的Y轴丝杠驱动机构包括两个Y轴丝杠驱动单元，每个所述的Y轴丝杠驱动单元包括Y轴伺服电机、Y轴丝杠和Y轴丝母，所述的Y轴伺服电机安装在所述的加工中心床身上，所述的Y轴伺服电机的输出端经第一减速器和第一联轴器与所述的Y轴丝杠连接，所述的Y轴丝母安装在所述的Y轴丝杠上，所述的移动工作台安装在所述的Y轴丝母上，所述的加工中心床身上安装有并行的多根滑动线轨，所述的移动工作台可滑动地安装在所述的多根滑动线轨上。Y轴丝杠驱动机构工作时，两个Y轴伺服电机分别驱动相应的Y轴丝杠旋转，Y轴丝母沿Y轴丝杠直线运动，从而实现移动工作台的直线运动功能（即Y轴功能），旋转工作台随移动工作台一同实现直线运动功能。

所述的加工中心床身上安装有与所述的多根滑动线轨并行的直线光栅尺。直线光栅尺的设置，有利于实现Y轴的高精度直线运动。

每个所述的多级齿轮传动机构的输出端安装有第一齿轮，所述的第一齿轮与所述的大齿圈相啮合，所述的大齿圈与一交叉滚子轴承的外环相连，所述的交叉滚子轴承安装在一轴承座上，所述的轴承座安装在所述的移动工作台的上部，所述的多级齿轮传动机构的输入端安装有第二齿轮，所述的主轴驱动电机的输出端安装有第三齿轮，所述的第二齿轮和所述的第三齿轮上绕设有第一同步带。交叉滚子轴承具有良好的力学性能，使旋转工作台能够实现高的跳动精度以及优异的精度保持性。

所述的龙门框架包括连接梁和两根立柱，所述的两根立柱对称安装在所述的连接梁的两端，所述的两根立柱上分别安装有钢导轨，所述的横梁横跨安装在两条所述的钢导轨上，所述的连接梁上安装有一个双轴伸的W轴驱动电机，所述的W轴驱动电机的输出端分别依次经第二减速器和连接轴与第二联轴器相连，所述的第二联轴器与一蜗轮蜗杆升降机的蜗杆相连，所述的蜗轮蜗杆升降机的蜗轮上连接有T型丝杠，所述的蜗轮蜗杆升降机安装在一根所述的立柱上，所述的T型丝杠的尾端安装在所述的横梁上。横梁安装在立柱上的钢导轨上，具有垂直直线运动功能。工作时，W轴驱动电机通过第二减速器驱动连接轴，连接轴通过第二联轴器驱动蜗轮蜗杆升降机，蜗轮蜗杆升降机里的蜗杆驱动蜗轮旋转，带动T型丝杠上下直线运动，最终使横梁实现W轴上下移动。

一根所述的立柱上安装有与所述的刀座相适配的对刀仪。通过对刀仪测量刀具磨损值并反馈，便于加工中心自动补偿，减小刀具磨损对零件精度的影响，有利于保证零件加工精度。

所述的横梁上安装有X轴伺服电机，所述的X轴伺服电机的输出端经第二同步带与X轴丝杠连接，所述的X轴丝杠上安装有X轴丝母，所述的滑鞍安装在所述的X轴丝母上。工作时，X轴伺服电机通过第二同步带带动X轴丝杠旋转，X轴丝母沿X轴丝杠直线运动，从而实现滑鞍、滑枕及刀座的水平直线运动，实现X轴功能。

所述的滑鞍上安装有Z轴伺服电机，所述的Z轴伺服电机的输出端经第三同步带与Z轴丝杠连接，所述的Z轴丝杠上安装有Z轴丝母，所述的滑枕安装在所述的Z轴丝母上。工作时，Z轴伺服电机通过第三同步带带动Z轴丝杠旋转，Z轴丝母沿Z轴丝杠直线运动，从而实现滑枕及刀座的上下直线运动，实现Z轴功能。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型提供的立式车铣复合加工中心结合了传统立式车铣加工中心和龙门铣床的特点，其工作台不仅具有立式加工中心的旋转功能和C轴分度功能，而且具有龙门铣床的直线运动功能，因此该复合加工中心具有优异的车削和铣削加工功能，在零件一次装夹后，能够完成各种平面、曲面零件的车、铣、钻、攻丝的高效率、高质量加工，可以有效解决因多次装夹对零件精度的影响，从而提高零件最终加工精度。

附图说明

图1为实施例的立式车铣复合加工中心的外观图；

图2为实施例中旋转工作台和移动工作台在加工中心床身上安装后效果俯视图；

图3为对应于图2的结构纵剖示意图；

图4为实施例中Y轴丝杠驱动机构的俯视图；

图5为实施例中Y轴丝杠驱动单元的结构示意图；

图6为实施例中W轴升降结构示意图；

图7为实施例中X轴驱动结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例的立式车铣复合加工中心，如图1～图7所示，包括旋转工作台1、移动工作台2、加工中心床身3、龙门框架、横梁5、滑枕6、滑鞍7、车刀库81和铣刀库82，移动工作台2通过Y轴丝杠驱动机构可滑动地安装在加工中心床身3上，旋转工作台1轴接在移动工作台2的上侧，旋转工作台1的下部安装在一大齿圈11上，大齿圈11同时与两个多级齿轮传动机构12的输出端相连，每个多级齿轮传动机构12的输出端安装有第一齿轮13，第一齿轮13与大齿圈11相啮合，大齿圈11与一交叉滚子轴承14的外环相连，交叉滚子轴承14安装在一轴承座15上，轴承座15安装在移动工作台2的上部，多级齿轮传动机构12的输入端安装有第二齿轮16，移动工作台2上安装有主轴驱动电机21，主轴驱动电机21的输出端安装有第三齿轮22，第二齿轮16和第三齿轮22上绕设有第一同步带23。

龙门框架横跨安装在加工中心床身3的两侧，横梁5可上下滑动地安装在龙门框架上，滑鞍7可左右滑动地安装在横梁5上，滑枕6可上下滑动地安装在滑鞍7上，滑枕6的底端安装有刀座61，车刀库81和铣刀库82分别设置在龙门框架的两侧。

Y轴丝杠驱动机构包括两个Y轴丝杠驱动单元，每个Y轴丝杠驱动单元包括Y轴伺服电机24、Y轴丝杠25和Y轴丝母26，Y轴伺服电机24安装在加工中心床身3上，Y轴伺服电机24的输出端经第一减速器27和第一联轴器28与Y轴丝杠25连接，Y轴丝母26安装在Y轴丝杠25上，移动工作台2安装在Y轴丝母26上，加工中心床身3上安装有并行的三根滑动线轨31，移动工作台2可滑动地安装在三根滑动线轨31上，加工中心床身3上安装有与三根滑动线轨31并行的直线光栅尺32。

龙门框架包括连接梁41和两根立柱42，两根立柱42对称安装在连接梁41的两端，两根立柱42上分别安装有钢导轨43，如图6所示，横梁5横跨安装在两条钢导轨43上，连接梁41上安装有一个双轴伸的W轴驱动电机44，W轴驱动电机44的输出端分别依次经第二减速器45和连接轴46与第二联轴器47相连，第二联轴器47与一蜗轮蜗杆升降机48的蜗杆相连，蜗轮蜗杆升降机48的蜗轮上连接有T型丝杠49，蜗轮蜗杆升降机48安装在一根立柱42上，T型丝杠49的尾端安装在横梁5上；一根立柱42上安装有与刀座61相适配的对刀仪62。

如图7所示，横梁5上安装有X轴伺服电机51，X轴伺服电机51的输出端经第二同步带52与X轴丝杠53连接，X轴丝杠53上安装有X轴丝母54，滑鞍7安装在X轴丝母54上；与上述X轴的结构类似，滑鞍7上安装有Z轴伺服电机（图中未示出），Z轴伺服电机的输出端经第三同步带（图中未示出）与Z轴丝杠（图中未示出）连接，Z轴丝杠上安装有Z轴丝母（图中未示出），滑枕6安装在Z轴丝母上。

图1中箭头标示了X轴、Y轴、Z轴、C轴和W轴的方向。