阶梯式多主轴机床的制作方法

本发明涉及机床领域，具体涉及一种阶梯式多主轴机床。

背景技术：

在机加工行业，针对需双面加工的轴类工件，现有加工工艺为：将工件装夹好后先对工件一端进行加工，加工好后必须要将工件拆卸下来然后将工件换个方向进行装夹，刀具再对工件另一端进行加工。工件二次装夹，其装夹的位置会有偏差，会导致工件两端的加工精度误差较大，造成工件两端同心度差别大，从而达不到加工精度要求，使得加工出来的工件不合格。公开号为cn109202138a的中国发明专利于2019年01月15日公开了“一种可实现主轴对接加工的斜床身双主轴双排刀数控机床”，通过双主轴对接换面掉头加工，保证了工件两端同心度。

由于刀具板设置于两主轴箱之间，在对换零件进行第二面加工时，需先将主轴箱侧向滑移，之后两主轴箱相向滑动以将零件从左侧主轴箱脱离并转运至右侧主轴箱夹持。而针对具有多对主轴的机床（可参阅公开号为cn110216526a的中国发明专利“一种多轴复合数控机床”），主轴箱需先作大行程侧向滑移，以使两主轴箱对接换件时避开刀具板，需使用长丝杆，设备体积大，成本高昂。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供的阶梯式多主轴机床，解决了具有多对主轴的机床，在对换零件作第二面加工时，主轴箱需先作大行程侧向滑移，以使两主轴箱对接换件时避开刀具板，需使用长丝杆，设备体积大，成本高昂的技术问题。

为了实现上述目的，本发明通过如下技术方案来实现：

一种阶梯式多主轴机床，包括底座、第一主轴箱、第二主轴箱和刀座过桥；所述第一主轴箱和第二主轴箱对称地设置于底座左右两侧，所述刀座过桥设置于第一主轴箱和第二主轴箱之间；

所述第一主轴箱上至少设有第一主轴和第二主轴，所述第一主轴和第二主轴朝向刀座过桥一侧并排设置，且所述第一主轴竖直高度高于第二主轴竖直高度；所述第一主轴箱底部还设有第一拖板，所述第一拖板与底座滑动连接，以便于所述第一主轴箱靠近或远离刀座过桥；所述第一主轴箱与第一拖板滑动连接，且所述第一主轴箱的滑动方向与第一拖板滑动方向垂直；

所述第二主轴箱上至少设有第三主轴和第四主轴，所述第三主轴与第一主轴相对设置，所述第四主轴与第二主轴相对设置；所述第二主轴箱底部还设有第二拖板，所述第二拖板与底座滑动连接，以便于所述第二主轴箱靠近或远离刀座过桥；所述第二主轴箱与第二拖板滑动连接，且所述第二主轴箱的滑动方向与第二拖板滑动方向垂直；

所述刀座过桥包括第一安装面和第二安装面，所述第一安装面两侧及第二安装面两侧均分别设有双刀座；所述第二安装面高于第一安装面，且所述第二安装面与第一安装面的高度差等于第二主轴与第一主轴的高度差，以便于加工所述第一主轴和所述第二主轴所夹持的工件，以及加工所述第三主轴和所述第四主轴所夹持的工件。

可选地，所述刀座过桥长度方向与第一拖板滑动方向垂直；所述刀座过桥顶面设有垫板箱、第一刀座板和第二刀座板；所述第一刀座板与第二刀座板沿刀座过桥宽度方向并排设置，所述第一刀座板与垫板箱沿刀座过桥长度方向并排设置；所述垫板箱顶面设有第三刀座板和第四刀座板，所述第三刀座板和第四刀座板沿刀座过桥宽度方向并排设置；所述第一刀座板、第二刀座板、第三刀座板和第四刀座板顶面均分别设有所述双刀座。

可选地，所述第一刀座板沿刀座过桥长度方向滑动设置；所述第二刀座板沿刀座过桥长度方向滑动设置。

可选地，所述垫板箱内设有第一丝杆机构，所述第一丝杆机构包括螺母座、悬空丝杆和第一丝杆电机，所述螺母座与悬空丝杆连接，所述第一丝杆电机与垫板箱固定连接，且所述第一丝杆电机输出端与悬空丝杆传动连接；所述第一刀座板朝向垫板箱一侧设有连接筒，所述连接筒远离第一刀座板一端与螺母座连接，所述悬空丝杆远离第一丝杆电机一端延伸至连接筒内。

可选地，所述第三刀座板沿刀座过桥宽度方向滑动设置；所述第四刀座板沿刀座过桥宽度方向滑动设置。

可选地，所述第四刀座板底面设有位置微调机构，所述位置微调机构包括固定板、中滑板、活动板、丝杆中座、微调丝杆和微调电机；所述垫板箱顶面设有开口槽，所述固定板与开口槽侧壁固定连接，所述中滑板与固定板滑动连接；所述中滑板远离固定板一面与活动板滑动连接，所述中滑板远离固定板一面与微调丝杆轴向形成锐角；所述活动板与第四刀座板固定连接；所述中滑板底部还连接有丝杆中座，所述微调电机与垫板箱固定连接，所述微调电机输出端与微调丝杆传动连接，所述微调丝杆还与丝杆中座螺纹连接。

可选地，所述中滑板远离固定板一面与微调丝杆轴向夹角为5-15度。

可选地，所述第一拖板与底座之间，以及所述第二拖板与底座之间均分别设有滚珠丝杆机构。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果：

本发明提供的一种阶梯式多主轴机床，包括底座、第一主轴箱、第二主轴箱和刀座过桥；所述第一主轴箱和第二主轴箱对称地设置于底座左右两侧，所述刀座过桥设置于第一主轴箱和第二主轴箱之间；所述刀座过桥包括第一安装面和第二安装面，所述第一安装面两侧及第二安装面两侧均分别设有双刀座；所述第二安装面高于第一安装面。通过将同一侧并排的多个主轴呈阶梯式设置，同时将主轴对应的刀座也呈阶梯式设置，当需要对换零件时，仅需主轴箱做小行程侧向滑移，之后两主轴箱相向移动以完成对接换件，减小了丝杆长度，减小了设备体积，降低了设备成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为阶梯式多主轴机床的立体结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的剖视图；

图4为图3中处的放大图；

图5为刀座过桥的装配示意图；

图6为垫板箱的装配示意图；

图7为图6的仰视图；

图8为图7中b处的放大图；

附图标记：

1-底座、2-第一主轴箱、3-第二主轴箱、4-刀座过桥、5-垫板箱、6-第一刀座板、7-第二刀座板、8-第三刀座板、9-第四刀座板；

21-第一主轴、22-第二主轴、23-第一拖板、31-第三主轴、32-第四主轴、33-第二拖板、51-电机安装板、61-连接筒、62-螺母座、63-悬空丝杆、91-固定板、92-中滑板、93-活动板、94-丝杆中座、95-微调丝杆。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

请参阅图1-5，本发明提供的一种阶梯式多主轴机床，包括底座1、第一主轴箱2、第二主轴箱3和刀座过桥4。所述第一主轴箱2和第二主轴箱3对称地设置于底座1长度方向的两侧，所述刀座过桥4设置于第一主轴箱2和第二主轴箱3之间，具体地，所述刀座过桥4第一主轴箱2和第二主轴箱3的对称中心，所述刀座过桥4长度方向与第一拖板23滑动方向垂直。

其中，所述第一主轴箱2上至少设有第一主轴21和第二主轴22，所述第一主轴21和第二主轴22朝向刀座过桥4一侧并排设置，且所述第一主轴21竖直高度高于第二主轴22竖直高度，即所述第一主轴21与第二主轴22在第一主轴箱2上呈阶梯式间隔设置。所述第一主轴箱2底部还设有第一拖板23，所述第一拖板23与底座1滑动连接，所述第一拖板23与底座1之间设有滚珠丝杆机构，以通过所述滚珠丝杆机构驱动所述第一主轴箱2靠近或远离刀座过桥4。所述第一主轴箱2与第一拖板23滑动连接，所述第一主轴箱2与第一拖板23之间也设有滚珠丝杆机构，且所述第一主轴箱2的滑动方向与第一拖板23滑动方向垂直。

其中，所述第二主轴箱3上至少设有第三主轴31和第四主轴32，所述第三主轴31与第一主轴21相对设置，所述第四主轴32与第二主轴22相对设置。所述第二主轴箱3底部还设有第二拖板33，所述第二拖板33与底座1滑动连接，所述第二拖板33与底座1之间设有滚珠丝杆机构，以通过所述滚珠丝杆机构驱动所述第二主轴箱3靠近或远离刀座过桥4。所述第二主轴箱3与第二拖板33滑动连接，所述第二主轴箱3与第二拖板33之间也设有滚珠丝杆机构，且所述第二主轴箱3的滑动方向与第二拖板33滑动方向垂直。

其中，所述刀座过桥4包括第一安装面和第二安装面，所述第一安装面两侧及第二安装面两侧均分别设有双刀座，所述双刀座两侧均可用于夹持刀具。所述第二安装面高于第一安装面，且所述第二安装面与第一安装面的高度差等于第二主轴22与第一主轴21的高度差，以便于加工所述第一主轴21和所述第二主轴22所夹持的工件，以及加工所述第三主轴31和所述第四主轴32所夹持的工件。

通过将同一侧并排的多个主轴呈阶梯式设置，同时将主轴对应的刀座也呈阶梯式设置，当需要对换零件时，仅需主轴箱做小行程侧向滑移，之后两主轴箱相向移动以完成对接换件，减小了丝杆长度，减小了设备体积，降低了设备成本。

作为对上述方案的进一步改进，请参阅图5，所述刀座过桥4顶面设有垫板箱5、第一刀座板6和第二刀座板7；所述第一刀座板6与第二刀座板7沿刀座过桥4宽度方向并排设置，所述第一刀座板6与垫板箱5沿刀座过桥4长度方向并排设置。所述垫板箱5顶面设有第三刀座板8和第四刀座板9，所述第三刀座板8和第四刀座板9沿刀座过桥4宽度方向并排设置。所述第一刀座板6、第二刀座板7、第三刀座板8和第四刀座板9顶面均分别设有所述双刀座，每个刀座板顶面可并排设置1-3个所述双刀座，以便于多刀具协同作业。

作为对上述方案的进一步改进，所述第一刀座板6沿刀座过桥4长度方向滑动设置，以便于调整第一刀座板6顶面刀具与第三刀座板8顶面刀具的横向间距；所述第二刀座板7沿刀座过桥4长度方向滑动设置，以便于调整第二刀座板7顶面刀具与第四刀座板9顶面刀具的横向间距。一个实施例，请参阅图3-4，所述垫板箱5内设有第一丝杆机构，所述第一丝杆机构包括螺母座62、悬空丝杆63和第一丝杆电机，所述螺母座62与悬空丝杆63连接，所述第一丝杆电机与垫板箱5固定连接，且所述第一丝杆电机输出端与悬空丝杆63传动连接；所述第一刀座板6朝向垫板箱5一侧设有连接筒61，所述连接筒61远离第一刀座板6一端与螺母座62连接，所述悬空丝杆63远离第一丝杆电机一端延伸至连接筒61内。通过第一丝杆电机驱动悬空丝杆63旋转，带动螺母座62沿悬空丝杆63轴向往复移动，进而借助连接筒61推动第一刀座板6往复滑移。同理，所述第二刀座板7也对应设有第二丝杆机构，所述第二丝杆机构与第一丝杆机构结构相同。

作为对上述方案的进一步改进，所述第三刀座板8沿刀座过桥4宽度方向滑动设置，以便于调整第三刀座板8顶面刀具与第一刀座板6顶面刀具的纵向间距；所述第四刀座板9沿刀座过桥4宽度方向滑动设置，以便于调整第四刀座板9顶面刀具与第二刀座板7顶面刀具的纵向间距。一个实施例，请参阅图6-8，所述第四刀座板9底面设有位置微调机构，所述位置微调机构包括固定板91、中滑板92、活动板93、丝杆中座94、微调丝杆95和微调电机；所述垫板箱5顶面设有开口槽，所述固定板91与开口槽侧壁固定连接，所述中滑板92与固定板91滑动连接；所述中滑板92远离固定板91一面与活动板93滑动连接，所述中滑板92远离固定板91一面与微调丝杆95轴向形成5-15度锐角；所述活动板93与第四刀座板9固定连接；所述中滑板92底部还连接有丝杆中座94，所述微调电机与垫板箱5固定连接，所述微调电机输出端与微调丝杆95传动连接，所述微调丝杆95还与丝杆中座94螺纹连接。通过微调电机驱动微调丝杆95转动，带动丝杆中座94沿微调丝杆95轴向往复移动，进而推动中滑板92沿刀座过桥4长度方向往复移动，借助中滑板92推动活动板93沿刀座过桥4宽度方向往复移动，以实现第四刀座板9的滑移。具体地，所述中滑板92与活动板93之间采用嵌入式滑动连接，中滑板92与固定板91之间也采用嵌入式滑动连接。可选地，所述中滑板92朝向活动板93一面设有t型滑条，所述活动板93朝向中滑板92一面设有t型滑槽，所述t型滑条嵌入t型滑槽内，随着中滑板92的往复移动，带动活动板93往复移动。通过设置斜面滑动连接，以使得活动板93的运动行程相比中滑板92的运动行程等比例缩小，则活动板93从中滑板92处接收的传动误差也等比例缩小，从而提高了活动板93的位移精度，微调效果好。同理，所述第三刀座板8也对应设有该位置微调机构。

优选地，所述垫板箱5远离第一刀座板6一侧设有电机安装板51，以用于安装第一丝杆电机和微调电机，集中设置，便于管控。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。