本发明涉及机械加工机床，尤其涉及一种可进行车、铣等多种加工的复合机床。
背景技术：
机床作为机械加工中常用的机械设备，一般可分为车床、铣床、钻床、镗床等，不同的机床具有不同的加工功能。然而，在一个工件的加工过程中，一般需要进行多个加工工序，车削、铣削、钻孔等。
相关技术中，在加工工件时，为了完成在一个工件上进行车削、铣削、钻孔加工，传统的方法通常是先通过普通车床加工后，再上铣床、钻床等设备进行二次、甚至多次装夹加工，也就是说，一般需要多台单独的机床分别对工件进行加工，然而，每次加工都需要对工件进行重新装夹，甚至需要制作专用治具进行装夹，而装夹后需要进行定位等，由此，由于多次装夹、多次定位以及治具的尺寸误差等众多因素，导致了工件经过多台设备的装夹加工后精度较低，无法满足高精度加工要求。此外，多次加工，也造成了生产效率低等问题。
为了解决上述问题，业内提出一种车铣复合机床，也就是，将普通的车床和铣床结合为一体，这种简单结合后的车铣复合机床，虽然在一定程度上使得部分车削和铣削作业能够在该车铣复合机床一次加工完成，但是，其功能相对单一，例如无法完成曲面、斜面等复杂的加工，因此，在对于复杂工件的加工时，仍然需要后续的二次甚至多次加工，因此，依然面临上述精度低、工作效率低的的问题。
技术实现要素：
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种复合机床。
为实现上述目的，根据本发明实施例的复合机床，包括：
底座；
运动机构，所述运动机构设置于所述底座上且被构造成能够在x轴、y轴及z轴方向运动；
夹持机构，所述夹持机构设置于所述底座上，用以夹持被加工工件；
铣刀单元，所述铣刀单元设置于所述运动机构上，所述铣刀单元包括铣刀头、第一驱动装置及第二驱动装置，所述铣刀头设置于所述运动机构上，所述第一驱动装置用以驱动所述铣刀头绕y轴旋转，所述第二驱动装置用以驱动所述铣刀头沿自身轴线旋转，所述铣刀头的轴线与所述y轴垂直；
车刀单元，所述车刀单元与所述铣刀单元沿z轴方向并排设置于所述运动机构。
根据本发明实施例提供的复合机床，铣刀单元设置于所述运动机构，可以随运动机构在x轴、y轴及z轴方向运动，同时，铣刀头在第一驱动装置的驱动下可绕y轴旋转，在第二驱动装置的驱动下可沿自身轴线旋转，如此，利用多轴配合，可以完成更加复杂的加工，例如曲面、斜面等铣削加工，并且，利用车刀单元可以进行车削加工，由此，该复合机床可以一次性完成车削、铣削等加工，由于一次性加工而不需要重复装夹、定位等，所以，其加工精度高，并且，加工效率高。
另外，根据本发明上述实施例的复合机床还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述运动机构包括龙门架、水平滑动座及竖向滑动座；
其中，所述龙门架通过第一滑动组件沿y方向可滑动设置于所述底座上，所述水平滑动座通过第二滑动组件沿x方向可滑动设置于所述龙门架上，所述竖向滑动座通过第三滑动组件沿z方向可滑动设置于所述水平滑动座上；
所述铣刀单元及车刀单元设置于所述竖向滑动座上。
根据本发明的一个实施例，所述铣刀单元还包括旋转座，所述旋转座绕y轴可旋转地设置于所述竖向滑动座上，所述第一驱动装置设置于所述竖向滑动座上且与所述旋转座相连，以驱动所述旋转座绕所述y轴旋转；所述第二驱动装置设置于所述旋转座上，所述铣刀头安装于所述第二驱动装置上，以通过所述第二驱动装置驱动而绕自身轴线旋转。
根据本发明的一个实施例，所述夹持机构包括：
固定座和第一卡盘，所述固定座固定设置于所述底座，所述第一卡盘设置于所述固定座上，用以夹持被加工工件。
根据本发明的一个实施例，所述夹持机构还包括：
移动座和第二卡盘，所述移动座通过第四滑动组件沿x轴方向可滑动设置于所述底座上，且所述移动座与所述固定座沿x轴方向相对；所述第二卡盘设置于所述移动座上，用以夹持被加工工件，且所述第二卡盘的中心轴线与所述第一卡盘的中心轴线重合；所述铣刀单元和车刀单元位于所述固定座和移动座之间。
根据本发明的一个实施例，所述车刀单元包括车座座及至少一个车刀，所述竖向滑动座上设置刀座位，所述车刀座安装于所述刀座位上，所述车刀安装于所述车刀座上。
根据本发明的一个实施例，还包括：
第一驱动机构，所述第一驱动机构设置于所述底座上且与所述龙门架相连，以驱动所述龙门架沿y方向滑动；
第二驱动机构，所述第二驱动机构设置于所述龙门架上且与所述水平滑动座相连，以驱动所述水平滑动座沿x方向滑动；
第三驱动机构，所述第三驱动机构设置于所述水平滑动座上且与所述竖向滑动座相连，以驱动所述竖向滑动座沿z方向滑动。
根据本发明的一个实施例，还包括第四驱动机构，所述第四驱动机构设置于所述底座上且与所述移动座相连，以驱动所述移动座沿x轴方向滑动。
根据本发明的一个实施例，所述水平滑动座包括：
水平板，所述水平板通过至少一个所述第二滑动组件滑动设置在所述龙门架的顶部；
竖向板，所述竖向板与所述水平板连接，且所述竖向板通过至少一个所述第二滑动组件滑动设置在所述龙门架的侧面。
根据本发明的一个实施例，所述第二驱动机构包括：
第二丝杆和第二丝母，所述第二丝杆可枢转设置于所述龙门架的顶部，且沿x轴方向延伸；所述第二丝母螺纹套配于所述第二丝杆上且与所述水平板固定连接；
第二驱动电机，所述第二驱动电机安装于所述龙门架上且与所述第二丝杆相连，以驱动所述第二丝杆旋转。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明实施例复合机床的结构示意图；
图2是本发明实施例复合机床的分解图；
图3是本发明实施例复合机床中运动机构、铣刀单元的结构示意图；
图4是本发明实施例复合机床中运动机构、铣刀单元的分解图。
附图标记：
底座10；
运动机构20；
龙门架201；
水平滑动座202；
水平板2021；
竖向板2022；
竖向滑动座203；
第一滑动组件21；
第二滑动组件22；
第三滑动组件23；
夹持机构30；
固定座301；
第一卡盘302；
移动座303；
第二卡盘304；
第四滑动组件31；
铣刀单元40；
铣刀头401；
第一驱动装置402；
第二驱动装置403；
旋转座404；
刀座位50；
第一驱动机构60；
第一丝杆601；
第一丝母602；
第一驱动电机603；
第二驱动机构70；
第二丝杆701；
第二丝母702；
第二驱动电机703；
第三驱动机构80；
第三丝杆801；
第三丝母802；
第三驱动电机803；
第四驱动机构90；
第四丝杆901；
第四丝母902；
第四驱动电机903。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”“轴向”、“周向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面参照附图详细描述本发明实施例的复合机床。
参照图1至图4所示，根据本发明实施例提供的复合机床，包括底座10、运动机构20、夹持机构30、铣刀单元40及车刀单元(未图示)。
具体的，运动机构20设置于所述底座10上且被构造成能够在x轴、y轴及z轴方向运动，其中，x轴为左右方向，y轴为前后方向，z轴为上下反向，也就是说，该运动机构20可以前后、左右、上下运动。
夹持机构30设置于所述底座10上，用以夹持被加工工件。
铣刀单元40设置于所述运动机构20上，所述铣刀单元40包括铣刀头401、第一驱动装置402及第二驱动装置403，所述铣刀头401设置于所述运动机构20上，所述第一驱动装置402用以驱动所述铣刀头401绕y轴旋转，所述第二驱动装置403用以驱动所述铣刀头401沿自身轴线旋转，所述铣刀头401的轴线与所述y轴垂直。
也就是说，铣刀单元40可以随运动机构20前后、左右、上下运动，并且，该铣刀单元40主要由铣刀头401、第一驱动装置402和第二驱动装置403组成，其中，铣刀头401安装在运动机构20上，随运动机构20运动而运动，而第一驱动装置402设置运动机构20上并连接铣刀头401，以驱动铣刀头401绕y轴旋转，而通过旋转可以使得铣刀头401的轴线与被加工工件的轴线成任意角度。第二驱动装置403设置在运动机构20上并连接至铣刀头401，以驱动铣刀头401绕自身轴线旋转，如此，通过铣刀头401绕自身的轴线旋转，并配合铣刀头401绕y轴旋转，以及在运动机构20的驱动下，沿x轴、y轴和z轴运动，以此实现对被加工工件进行各种复杂的铣削加工，例如曲面、斜面等等。
车刀单元与所述铣刀单元40沿z轴方向并排设置于所述运动机构20，在图1示例中，车刀单元位于铣刀单元40的下方。也就是说，该车刀单元可以随运动机构20在x轴、y轴和z轴运动，利用该车刀单元可以对被加工工件进行车削加工。
根据本发明实施例提供的复合机床，铣刀单元40设置于所述运动机构20，可以随运动机构20在x轴、y轴及z轴方向运动，同时，铣刀头401在第一驱动装置402的驱动下可绕y轴旋转，在第二驱动装置403的驱动下可沿自身轴线旋转，如此，利用多轴配合，可以完成更加复杂的加工，例如曲面、斜面等铣削加工，并且，利用车刀单元可以进行车削加工，由此，该复合机床可以一次性完成车削、铣削等加工，由于一次性加工而不需要重复装夹、定位等，所以，其加工精度高，并且，加工效率高。
参照图1至图4所示，在本发明的一个实施例中，运动机构20包括龙门架201、水平滑动座202及竖向滑动座203，其中，所述龙门架201通过第一滑动组件21沿y方向可滑动设置于所述底座10上，所述水平滑动座202通过第二滑动组件22沿x方向可滑动设置于所述龙门架201上，所述竖向滑动座203通过第三滑动组件23沿z方向可滑动设置于所述水平滑动座202上。铣刀单元40及车刀单元设置于所述竖向滑动座203上。
也就是说，龙门架201可以沿前后方向滑动，水平滑动座202既可以随龙门架201前后运动，也可以相对于龙门架201沿左右方向滑动，而竖向滑动座203既可以随水平滑动座202前后运动，也可以随水平滑动座202左右运动，还可以相对于水平滑动座202上下滑动，而铣刀单元40和车刀单元均设置在竖向滑动座203上，因此，铣刀单元40和车刀单元即可随竖向滑动座203前后、左右、上下运动，其结构简单，运动稳定可靠。
参照图2至图4所示，在本发明的一些实施例中，铣刀单元40还包括旋转座404，所述旋转座404绕y轴可旋转地设置于所述竖向滑动座203上，所述第一驱动装置402设置于所述竖向滑动座203上且与所述旋转座404相连，以驱动所述旋转座404绕所述y轴旋转；所述第二驱动装置403设置于所述旋转座404上，所述铣刀头401安装于所述第二驱动装置403上，以通过所述第二驱动装置403驱动而绕自身轴线旋转。
示例性的，第一驱动装置和第二驱动装置403可以采用电机等。
也就是说，在第一驱动装置402的驱动下，旋转座404在竖向滑动座203上可以绕y轴旋转，而第二驱动装置403是安装在旋转座404上的，铣刀头401是连接在第二驱动装置403上的，所以，一方面，铣刀头401和第二驱动装置403可以随旋转座404绕y轴旋转，另一方面，在第二驱动装置403的驱动下，铣刀头401可以绕其自身的轴线旋转，如此，可以实现铣刀头401既能够绕y轴旋转，也能够绕自身轴线旋转，其结构简单，并且，铣刀头401旋转稳定可靠。
参照图1至图2所示，在本发明的一个实施例中，夹持机构30包括固定座301和第一卡盘302，所述固定座301固定设置于所述底座10，所述第一卡盘302设置于所述固定座301上，用以夹持被加工工件。在图1示例中，固定座301位于运动机构20的前侧。
也就是说，固定座301是固定在底座10上不能移动的，第一卡盘302位于固定座301上可以装夹被加工工件，如此，在加工时，车刀单元或铣刀单元40随运动机构20运动至该固定座301的附近对该第一卡盘302上装夹的被加工工件进行车削或铣削加工。
更为有利的，夹持机构30还可以包括移动座303和第二卡盘304，所述移动座303通过第四滑动组件31沿x轴方向可滑动设置于所述底座10上，且所述移动座303与所述固定座301沿x轴方向相对；所述第二卡盘304设置于所述移动座303上，用以夹持被加工工件，且所述第二卡盘304的中心轴线与所述第一卡盘302的中心轴线重合；所述铣刀单元40和车刀单元位于所述固定座301和移动座303之间。
也就是说，移动座303在底座10上可以左右滑动的，而第二卡盘304位于移动座303上也可以装夹被加工工件，并且，该第二卡盘304的中心轴线与第一卡盘302的中心轴线重合，如此，当对一个细长的物料进行加工时，先将物料装夹在第一卡盘302中，利用车削单元和/或铣削单元对该工件的一端进行加工，在该物料的所述一端加工完成后，将移动座303向靠近固定座301的方向移动(图1中向左)，使得第二卡盘304夹持住该物料的所述一端，此时，第一卡盘302松开，再将移动座303向远离固定座301的方向移动(图1中向右)，并利用车刀切断该物料，使得分离并被第二卡盘304夹持的部分形成一个工件，再利用车削单元和/或铣削单元对该工件外露的部分进行加工。由此，可以连续的进行加工作业，形成批量生产，提高工作效率。
可以理解的是，夹持机构30还包括第三驱动装置及第四驱动装置，第三驱动装置安装在固定座301上，用以驱动第一卡盘302旋转，第四驱动装置安装于移动座303上，用以驱动第二卡盘304旋转。利用第三驱动装置驱动第一卡盘302旋转而带动被加工工件旋转，或者，利用第四驱动装置驱动第二卡盘304旋转而带动被加工工件旋转，再配合车削单元和铣削单元的运动，而实现对被加工工件进行加工。
示例性的，第三驱动装置和第四驱动装置可以采用电机等。
第一滑动组件21、第二滑动组件22、第三滑动组件23及第四滑动组件31均可以采用导轨及滑动装设在导轨上的滑块等结构。
在本发明的一个实施例中，车刀单元包括车座座及至少一个车刀，所述竖向滑动座203上设置刀座位50，所述车刀座安装于所述刀座位50上，所述车刀安装于所述车刀座上。如此，车刀座和安装于车刀座上的车刀，可以随竖向滑动座203前后、左右及上下运动，其结构简单，安装方便。
参照图1至图4所示，在本发明的一个实施例中，还包括第一驱动机构60、第二驱动机构70及第三驱动机构80，其中，第一驱动机构60设置于所述底座10上且与所述龙门架201相连，以驱动所述龙门架201沿y方向滑动。第二驱动机构70设置于所述龙门架201上且与所述水平滑动座202相连，以驱动所述水平滑动座202沿x方向滑动。第三驱动机构80设置于所述水平滑动座202上且与所述竖向滑动座203相连，以驱动所述竖向滑动座203沿z方向滑动。
也就是说，第一驱动机构60可以驱动龙门架201前后滑动，第二驱动机构70可以驱动水平滑动座202左右滑动，第三驱动机构80可以驱动竖向滑动座203上下滑动，如此，可以实现龙门架201、水平滑动座202、竖向滑动座203的驱动。
在本发明的一个实施例中，还包括第四驱动机构90，所述第四驱动机构90设置于所述底座10上且与所述移动座303相连，以驱动所述移动座303沿x轴方向滑动。如此，通过第四驱动机构90可以驱动移动座303左右滑动，实现了移动座303的驱动。
参照图4所示，在本发明的一个实施例中，水平滑动座202包括水平板2021及竖向板2022，水平板2021通过至少一个所述第二滑动组件22滑动设置在所述龙门架201的顶部；竖向板2022与所述水平板2021连接，且所述竖向板2022通过至少一个所述第二滑动组件22滑动设置在所述龙门架201的侧面。
也就是说，水平滑动座202主要由水平板2021和竖向板2022组成，示例性的，水平板2021和竖向板2022为一体成型结构，水平板2021滑动安装龙门架201的顶部，竖向板2022滑动安装在龙门架201的侧面，如此，可以确保水平滑动座202结构更加牢固可靠，承载性能更好，同时，滑动更加可靠。
参照图2至图4所示，在本发明的一个实施例，第一驱动机构60包括第一丝杆601、第一丝母602及第一驱动电机603，第一丝杆601可枢转设置于底座10上，且沿y轴方向延伸，第一丝母602螺纹套配于第一丝杆601上且与龙门架201的底部固定连接，第一驱动电机603安装于底座10上并与第一丝杆601连接，以驱动第一丝杆601旋转，如此，第一丝杆601旋转即可带动第一丝母602沿第一丝杆601运动，对应的，龙门架201即可随第一丝母602前后运动。
第二驱动机构70包括第二丝杆701、第二丝母702及第二驱动电机703，第二丝杆701可枢转设置于所述龙门架201的顶部，且沿x轴方向延伸；所述第二丝母702螺纹套配于所述第二丝杆701上且与所述水平板2021固定连接；第二驱动电机703安装于所述龙门架201上且与所述第二丝杆701相连，以驱动所述第二丝杆701旋转，如此，第二丝杆701旋转即可带动第二丝母702沿第二丝杆701运动，对应的，水平滑动座202即可随第二丝母702左右运动。
第三驱动机构80包括第三丝杆801、第三丝母802及第三驱动电机803，第三丝杆801可枢转设置于水平滑动座202上，且沿z轴方向延伸，第三丝母802螺纹套配于第三丝杆801上且与竖向滑动座203固定连接，第三驱动电机803安装于水平滑动座202上并与第三丝杆801连接，以驱动第三丝杆801旋转，如此，第三丝杆801旋转即可带动第三丝母802沿第三丝杆801运动，对应的，竖向滑动座203即可随第三丝母802上下运动。
第四驱动机构90包括第四丝杆901、第四丝母902及第四驱动电机903，第四丝杆901可枢转设置于底座10上，且沿x轴方向延伸，第四丝母902螺纹套配于第四丝杆901上且与移动座303固定连接，第四驱动电机903安装于底座上并与第四丝杆901连接，以驱动第四丝杆901旋转，如此，第四丝杆901旋转即可带动第四丝母902沿第四丝杆901运动，对应的，移动座303即可随第四丝母802上下运动。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。