一种带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的制作方法

本发明涉及数控加工设备领域，特别涉及一种带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备。

背景技术：

加工中心是从数控铣床发展而来的。与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现多种加工功能。

申请号为201710983592.7的中国发明专利（申请日为2017.10.20）公开了一种加工中心机构包括底座、立柱及安装在立柱上，且能够沿立柱上下滑动的主轴头，立柱安装在底座上，立柱包括立柱本体、轴头导轨、轴头防撞台及与轴头防撞台连接，且用于控制主轴头停止向下运动的轴头限位开关，两个轴头导轨设置在立柱本体上，且平行布置，轴头防撞台设置在立柱本体上，且位于两个轴头导轨之间，轴头防撞台能够与主轴头底端抵接，该申请提供的加工中心机构中，通过设置轴头防撞台及与轴头防撞台连接的轴头限位开关，当主轴头运动至底端的极限位置时，通过碰触轴头防撞台，进而通过轴头限位开关停止主轴头向下运动，避免主轴头碰撞损坏的情况，有效地提高了加工中心机构的使用安全性，但其使用时仍然存在以下缺陷：

1、轴头转动并对工件进行加工时，由于轴头端及驱动装置均位于立柱的一侧，使得立柱重心偏向轴头一侧，造成设备稳定性差。

2、由于立柱重心偏向轴头一侧，轴头带动刀头转动加工工件时会产生震动，震动因重心偏离而使刀头发生径向偏离，从而造成加工误差，影响工件精度。

技术实现要素：

因此，针对上述的问题，本发明提出一种结构简单，操作方便，具有配重功能的带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备。

为实现上述技术问题，本发明采取的解决方案为:带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备，包括机架，所述机架上设有用于放置工件的操作台，所述机架上沿z向滑动设置有出水主轴，所述机架上设有用于驱动所述主轴转动的主轴电机，所述机架上沿z向滑动设有配重块，所述配重块与所述出水主轴反向联动。

进一步改进的是：所述机架包括底座，所述底座沿y向可滑移设置有横架，所述操作台沿x向可滑移设置于所述横架，所述底座与所述横架之间设有用于驱动所述横架滑移的第一驱动装置，所述横架与所述操作台之间设有用于驱动所述操作台滑移的第三驱动装置。

进一步改进的是：所述底座的一端沿z向设置的立架，所述立架上沿z向可滑移设置有主轴座，所述出水主轴和所述主轴电机均固定安装于所述主轴座，所述立架与所述主轴座之间设有用于驱动所述主轴座滑移的第二驱动装置，所述立架的内侧设有通槽，所述配重块滑动设置于所述通槽内。

进一步改进的是：所述立架上设有滑轮组，所述滑轮组上绕设有拉绳，所述拉绳的一端设置于所述配重块，所述拉绳的另一端设置于所述主轴座。

进一步改进的是：所述立架上对称设置有至少一组突出部，所述突出部上开设有用于供绳索穿过的穿绳孔。

进一步改进的是：所述主轴电机的转轴上设有同步带轮，所述出水主轴的转子轴上设有卡齿，所述同步带轮与所述卡齿之间绕设有同步带。

进一步改进的是：所述同步带轮的内壁设有可将转轴抱紧的压紧套件。

进一步改进的是：所述压紧套件包括衬套，所述衬套沿其轴向对称开设有两个开口槽，两个所述开口槽将所述衬套分隔为两瓣相同的抱紧部，所述衬套的外径自所述开口槽的开口端向密封端逐渐增大，所述同步带轮的内壁压紧于所述衬套的外壁，所述同步带轮内径的最小值小于所述衬套外径的最小值。

进一步改进的是：所述衬套位于远离所述开口槽一端侧壁设有用于防止所述同步带轮套脱出的限位台，所述衬套位于靠近所述开口槽一端可拆卸设置用于压紧所述同步带轮的锁紧环套。

进一步改进的是：所述同步带轮的两侧环向设置有用于防止同步带偏移的限位环。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：

1、通过设置配重块，从而平衡所述出水主轴、主轴电机和主轴座的重力，从而使立架重心不发生偏移；

2、所述配重块的中心轴线开设供所述导向杆穿过的中心孔，使配重块在滑移时不发生偏移，降低摩擦，所述配重块的滑移方向与所述主轴座反向平行，从而降低第二丝杆与主轴座之间的径向阻力，保证主轴座平顺滑移；

3、所述立架上对称设置有至少一组突出部，所述突出部上开设有用于供绳索穿过的穿绳孔，通过绳索与突出部中的穿绳孔连接，从而便于加工设备的起吊和转移；

4、通过设置伸缩盖板，使各个驱动装置得到有效保护，避免粉尘或碎屑掉落至驱动装置中，以免影响设备运行。

5、通过等腰梯形脚座的设置，脚座的底部形成拱形面，从而有效提高立架的稳定性和耐冲击性能，从而降低机架震动，提高工件加工精度。

6、同步带轮通过设有对称开口槽的衬套实现压紧式安装，同步带轮免除了传统通过键与键槽配合的安装方式，并采用所述衬套环绕抱紧于转轴，从而提高同步带轮与转轴的同轴同心度，从而提高电机转轴的转动平稳度，提高传动效率，同时降低同步带轮与同步带之间因转动不平稳引起的噪音，提高静音效果，且免除了传统安装的矫正过程，从而实现同步带轮的快速安装。

附图说明

图1是本发明实施例带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的结构示意图。

图2是本发明实施例带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的立架与出水主轴的装配图。

图3是本发明实施例带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的底座的结构示意图。

图4是本发明实施例带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的底座与操作台的装配图。

图5是本发明实施例带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的横架的结构示意图。

图6是本发明实施例带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的立架的结构示意图。

图7是本发明实施例带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的立架的俯视图。

图8是本发明实施例带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的配重块的装配示意图。

图9是本发明实施例带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的同步带轮轴套的剖视图。

图10是本发明实施例带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的第三伸缩盖板的结构示意图。

图11是本发明实施例带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的第一伸缩盖板的结构示意图。

图12是本发明实施例带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的第二伸缩盖板的结构示意图。

图13是本发明实施例带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的出水主轴与主轴电机的联动示意图。

图14是本发明实施例带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的同步带轮轴套的结构示意图。

图15是本发明实施例带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的出水主轴的剖视图。

图16是本发明实施例带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的刀头的结构示意图。

图17是本发明实施例带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的圆盘刀库的结构示意图。

图18是本发明实施例带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的圆盘刀库的背部结构示意图。

图19是本发明实施例带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的圆盘刀库的剖视图。

图20是本发明实施例带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的圆盘刀库的换刀状态的剖视图。

图中：底座11、第一电机111、第一平行滑轨112、第一滑块113、第一丝杆114、立架12、突出部121、条板122、脚座123、通孔124、拱形面125、第二平行滑轨126、第二丝杆127、第二滑块128、第二电机129、通槽1211、圆盘刀库13、刀盘座131、换刀口1311、刀套132、转动架1321、托块1322、换刀臂133、刀盘134、斜齿环1341、刀套安装口1342、伸缩电机135、转盘电机136、伞形齿轮1361、推块137、气缸138、刀盘罩139、缺口1391、连杆1392、出水主轴14、主轴电机141、同步带轮142、衬套1421、限位台1422、开口槽1423、锁紧环套1424、限位环1425、同步带143、打刀缸144、打刀套管145、供液回转接头146、拉刀杆147、第一中心出水孔148、卡爪149、刀柄槽1411、主轴座15、滑轮组16、拉绳161、第二伸缩盖板17、第二节板171、操作台18、第三伸缩盖板19、安装孔191、第三节板192、台板193、第一伸缩盖板20、配重块21、第一节板201、导向杆22、横架23、第三平行滑轨231、第三丝杆232、第三电机233、第三滑块234、刀头24、拉钉241、第二中心出水孔242、刀柄243。

具体实施方式

现结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

实施例：

参考图1、图4，本发明实施例所揭示的是一种带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备，包括机架，所述机架设有底座11、横架23和立架12，所述底座11沿其长度方向设定为y向，所述底座11沿其宽度方向设定为x向，所述底座11沿其高度方向设定为z向，所述底座11沿y向固定安装有两根第一平行滑轨112，所述第一平行滑轨112上滑移设置有第一滑块113，所述横架23通过第一滑块113沿y向滑动安装于所述底座11上，所述底座11位于两根所述第一平行滑轨112之间设有第一安装槽，所述底座11位于所述第一安装槽内固定安装有第一轴座，所述第一轴座上通过轴承转动安装有第一丝杆114，所述底座11的前端位于第一安装槽内安装有第一电机111，所述第一电机111的传动轴通过联轴器与第一丝杆114连接，所述横架23的底部开设螺纹孔供所述第一丝杆114穿过，第一电机111转动从而带动第一丝杆114转动，从而驱动所述横架23在第一平行滑轨112上沿y向滑移。

参考图1、图11，所述底座11与所述横架23之间设有用于保护传动装置的第一伸缩盖板20，所述第一伸缩盖板20的宽度大于两根所述第一平行滑轨112之间的距离，所述第一伸缩盖板20包括多块第一节板201，多节所述第一节板201相互层叠并滑移设置，所述第一节板201的首板与所述横架23固定连接，所述第一节板201的尾板与所述底座11固定连接。

参考图1、图3、图4、图5，所述横架23沿x向固定安装有两根第三平行滑轨231，所述第三平行滑轨231上滑移设置有第三滑块234，所述第三滑块234上固定安装有操作台18，所述横架23位于所述第三平行滑轨231之间设有第三安装槽，所述横架23位于所述第三安装槽内固定安装有第三轴座，所述第三轴座上通过轴承转动安装有第三丝杆232，所述横架23位于第三安装槽的一侧安装有第三电机233，所述第三电机233的传动轴通过联轴器与第三丝杆232连接，所述操作台18的底部开设螺纹孔供所述第三丝杆232穿过，第三电机233转动从而带动第三丝杆232转动，从而驱动所述操作台18在第三平行滑轨231上沿x向滑移。

参考图1、图10，所述横架23与所述操作台18之间设有用于保护传动装置的第三伸缩盖板19，所述第三伸缩盖板19的宽度大于两根所述第三平行滑轨231之间的距离，所述第三伸缩盖板19包括台板193及多块第三节板192，所述台板193开设有安装孔191，所述操作台18与所述安装孔191的孔壁固连，多节所述第三节板192均层叠并滑移于所述台板193的两侧，位于所述台板193两侧的所述第三节板192的尾板均固定安装于所述横架23上。

参考图1、图2、图6、图13、图15，所述立架12设置于所述底座11的一侧，所述立架12的外侧沿z向固定安装有两根第二平行滑轨126，所述第二平行滑轨126上滑移设置有第二滑块128，所述第二滑块128上固定安装有主轴座15，所述立架12位于两根所述第二平行滑轨126之间设有第二安装槽，所述立架12位于所述第二安装槽内固定安装有第二轴座，所述第二轴座上通过轴承转动安装有第二丝杆127，所述立架12位于第二安装槽的顶部安装有第二电机129，所述第二电机129的传动轴通过联轴器与第二丝杆127连接，所述主轴座15的底部开设螺纹孔供所述第二丝杆127穿过，第二电机129转动从而带动第二丝杆127转动，从而驱动所述主轴座15在第二平行滑轨126上沿z向滑移，所述主轴座15上固连有出水主轴14和主轴电机141，所述出水主轴14上安装有用于驱动所述出水主轴14内部打刀机构夹紧和释放刀头以实现自动更换刀头的打刀缸144，所述打刀缸144的输出端连接有打刀套管145，所述出水主轴14内同轴转动设置转子轴（图中未示出），所述转子轴内同轴纵向滑移设置有拉刀杆147，所述出水主轴14的下端设有刀柄槽1411，所述拉刀杆147的顶端延伸至所述打刀套管145内，所述拉刀杆147的底端设置有卡爪149，所述拉刀杆147内开设第一中心出水孔148，所述打刀套管145内设有用于连接水源的供液回转接头146，所述拉刀杆147的顶端与所述供液回转接头146可转动密封连接，所述第一中心出水孔148与所述供液回转接头146内的流道连通，所述主轴电机141的输出轴上设有同步带轮142，所述同步带轮142与所述出水主轴14之间绕设有用于驱动所述转子轴转动的同步带143。

参考图1、图16、图17、图18、图19，所述立架12的一侧安装有圆盘刀库13，包括刀盘座131、若干刀套132、换刀臂133，所述刀盘座131内转动安装有刀盘134，所述刀盘134为圆环形，所述刀盘134的的内环面固定安装有斜齿环1341，所述刀盘座131的前端且位于所述刀盘134的中空部分固定安装有转盘电机136，所述转盘电机136的传动轴上固连有伞形齿轮1361，所述伞形齿轮1361与所述斜齿环1341啮合，所述刀盘134的外侧沿其周向等间距开设若干刀套安装口1342，所述刀套132上固安装转动架1321，所述刀套132通过转动架1321转动安装于所述刀套安装口1342内，每个所述刀套132上设置有不同型号的刀头24，所述刀盘座131的前端通过连杆1392固连有刀盘罩139，所述连杆1392穿过所述刀盘134的中空部分，所述刀盘罩139的开口端与所述刀盘座131之间保留间距，所述转动架1321的横截面为l型，所述转动架1321的前端转动安装有托块1322，所述刀套132设置于刀盘罩139的外部，所述转动架1321穿过所述刀盘罩139的开口端与所述刀盘座131之间的间隙并设置于所述刀盘罩139的内部，所述托块1322与所述刀盘罩139的内壁贴合，从而实现刀套132始终沿所述刀盘罩139环向转动，所述刀盘座131的底部开设换刀口1311，所述刀盘座131内固定安装有气缸138，所述气缸138的驱动杆上固定安装有推块137，所述推块137的横截面为l型，所述刀盘罩139的底部且位于所述换刀口1311的相应位置开设有供所述推块137穿过的缺口1391，如图19所示，推块137处于初始位置，此时所述推块137的延伸端与所述缺口1391在同一平面上，从而使得所述刀盘134上位于最底端的刀套132上的托块1322置于所述推块137的延伸端，从而实现该刀套132与所述推块137联动，所述刀盘座131的后端面设置有伸缩电机135，所述伸缩电机135的伸缩转轴上固连有换刀臂133，所述换刀臂133位于所述换刀口1311下方，如图20所示，所述气缸138驱动所述推块137向下运动时，与所述推块137联动的刀套132在重力作用下沿所述刀盘134转动，并转出至换刀口1311，此时该刀套132处于竖直状态，所述刀头24上固连有刀柄243，所述刀柄243上固连有拉钉241，所述刀柄243内开设第二中心出水孔242。

需要换刀时，所述出水主轴14滑移至圆盘刀库13下方，打刀缸144推动所述打刀套管145下移，所述打刀套管145下移时驱动所述拉刀杆147向下滑动，从而使所述卡爪149松开，当所述卡爪149松开后，所述拉钉241由所述卡爪149内脱出并置于所述换刀臂133一侧，从而完成当前刀头的卸刀操作，与此同时，圆盘刀库13进行选刀，具体为，通过转盘电机136136驱动所述刀盘134转动，并使待换刀头转动至换刀口1311处，此时待换刀头的刀套132与推块137联动，气缸138驱动所述推块137向下运动，从而使该刀套132在重力作用下沿所述刀盘134转动，并转出至换刀口1311，此时该刀套132处于竖直状态，从而完成选刀操作，所述伸缩电机驱动所述换刀臂133转动，所述换刀臂133上的刀头卡口分别将当前刀头与待换刀头卡紧，所述伸缩电机135驱动所述换刀臂133向下运动，从而将位于所述换刀臂133两侧的当前刀头和待换刀头取出，再由所述伸缩电机135驱动所述换刀臂133旋转从而使当前刀头和待换刀头进行位置互换，刀头位置互换后，所述换刀臂133向上滑移复位，换下的刀头重新插接于仍处于换刀口处的所述刀套132内，换好的刀头插接于所述出水主轴14内，此时刀头上的所述刀柄243插接于所述刀柄槽1411内，所述拉钉241延伸至所述卡爪149处，再由打刀缸144驱动所述拉刀杆147向上滑动，所述拉刀杆147向上滑移时带动所述卡爪149夹紧所述拉钉241，同时圆盘刀库13内的气缸138驱动所述推块137复位，并将处于所述换刀口处的刀套重新拉回至刀库内，从而完成换刀过程。

所述刀柄243内的第二中心出水孔242与所述拉刀杆147内的第一中心出水孔148连通，通过所述供液回转换头146接入外部水源，从而实现刀头的中心出水冷却。

参考图2、图12，所述立架12与所述主轴座15之间设有用于保护传动装置的第二伸缩盖板17，所述第二伸缩盖板17的宽度大于所述第二平行滑轨126，所述第二伸缩盖板17包括多块第二节板171，多节所述第二节板171相互层叠并滑移设置，所述第二节板171的首板与所述主轴座15固定连接，所述第二节板171的尾板固定安装于所述立架12。

参考图2、图7、图8，为了稳定立架12重心，所述立架12的内侧沿z向设有通槽1211，所述通槽1211内滑动安装有配重块21，所述立架12的顶部固定安装有用于导向的滑轮组16，所述滑轮组16上绕设有拉绳161，所述拉绳161的一端设置于所述配重块21，所述拉绳161的另一端设置于所述主轴座15，所述立架12位于所述通槽1211的端部均固定安装有条板122，两个所述条板122之间设有导向杆22，所述配重块21中心轴线开设有穿孔供所述导向杆22穿过。

通过设置配重块21，从而平衡所述出水主轴14、主轴电机141和主轴座15的重力，从而使立架12重心不发生偏移，所述配重块21的中心轴线开设供所述导向杆22穿过的中心孔，使配重块21在滑移时不发生偏移，降低摩擦，所述配重块21的滑移方向与所述主轴座15反向平行，从而降低第二丝杆127与主轴座15之间的径向阻力，保证主轴座15平顺滑移。

参考图6，为了提高立架12稳定性，所述立架12的底部两侧设有脚座123，所述脚座123呈等腰梯形，所述脚座123的底部形成拱形面125，所述底座11开设有锁紧螺孔（图中未示出），所述锁紧螺孔内设有用于固定所述脚座123的紧固螺栓（图中未示出），所述脚座123开设有通孔124供所述紧固螺栓穿过。

为了提高立架12的结构强度，所述通槽1211的内槽壁设有交叉式加强筋（图中未示出）。

为了便于所述带中心通孔出水的数控钻攻铣一体加工设备的移动，所述立架12上对称设置有至少一组突出部121，所述突出部121上开设有用于供绳索穿过的穿绳孔，当对加工设备进行移动时，叉车举重臂插入所述底座11的底部，将所述突出部121上的穿绳孔与绳索的一端连接，将绳索的另一端固定于叉车上，从而使加工设备进行固定，便于其移动，同时便于加工中心的起吊。

参考图9、图14，为了便于同步带轮142的安装，所述同步带轮142的内壁设有可将转轴抱紧的衬套1421，所述衬套1421沿其轴向对称开设有两个开口槽1423，两个所述开口槽1423将所述衬套1421分隔为两瓣相同的抱紧部，所述衬套1421的外径自所述开口槽1423的开口端向密封端逐渐增大，从而使所述衬套1421的外壁形成截面为倒梯形的倾斜外环面，所述同步带轮142的内壁压紧于所述衬套1421的外壁，所述同步带轮142内径的最小值小于所述衬套1421外径的最小值，所述衬套1421位于远离所述开口槽1423一端侧壁设有用于防止所述同步带轮142套脱出的限位台1422，所述衬套1421位于靠近所述开口槽1423一端可拆卸设置用于压紧所述同步带轮142的锁紧环套1424，所述同步带轮142的两侧环向设置有用于防止同步带143偏移的限位环1425。

安装所述同步带轮142时，先将所述衬套1421轴向套接于电机的转轴，套接时所述限位台1422与电机同侧，此时所述抱紧部贴近于转轴，然后将同步带轮142套接于所述衬套1421外，所述同步带轮142的内壁压紧于所述衬套1421的外壁，由于所述同步带轮142内径的最小值小于所述衬套1421外径的最小值，如图9所示，即同步带轮142的下端内径小于所述衬套1421下端外径，故当所述同步带轮142完成套接后，使得两瓣所述抱紧部向内挤压，从而使所述衬套1421抱紧于电机的转轴，同时由于所述衬套1421的外壁形成截面为倒梯形的倾斜外环面，所述同步带轮142的内壁压紧于所述衬套1421的外壁，故通过倾斜外环面与同步带轮142的内壁相压紧，从而使所述衬套1421与所述同步带轮142之间实现夹紧，再将所述锁紧环套1424安装于所述衬套1421，从而完成所述同步带轮142的安装，与现有技术相比，同步带轮142免除了传统通过键与键槽配合的安装方式，并采用所述衬套1421环绕抱紧于转轴，从而提高同步带轮142与转轴的同轴同心度，从而提高电机转轴的转动平稳度，提高传动效率，同时降低同步带轮142与同步带143之间因转动不平稳引起的噪音，提高静音效果，且免除了传统安装的矫正过程，从而实现同步带轮142的快速安装。

基于前述方案，实际操作中，所述第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置还可以为液压伸缩杆。

运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。