一种车铣复合的数控车床的制作方法

本发明专利涉及机械加工设备技术领域，尤其是指一种车铣复合的数控车床。

背景技术：

CNC复合加工就是把几种不同的加工工艺，放在同一台数控机床上来实现零件的加工，如在一台数控机床上可以进行车削加工、铣削加工、钻孔加工等，也是近年来金属切削加工领域中最流行的先进制造技术之一。具有复合加工能力CNC机床的最大优点就是能够通过一次零件装夹，即可实现零件多种不同工艺的加工，从而达到减少机床和夹具，免去工序间的搬运和储存，提高零件加工精度，缩短制造周期和节约作业面积的目的，为使用者带来效益。

现有的数控车床对一些复杂工件加工比较费时，特别是一些既需要加工端面又需要加工一些孔的工件，这种情况大多数是先钻完孔或加工好端面后再放到车床上加工，这样工件在定位时肯定会有一些误差影响工件精度，而且费时又费力；虽然市场上也有一些车铣合一的数控加工中心，但是这种数控加工中心的价格都比较昂贵，对于一些小企业来说成本太大；在加工效率和稳定性方面还不够理想，不满完全满足实际生产所需的要求。

发明专利内容

本发明专利针对现有技术的问题提供一种车铣复合的数控车床，加工效率高，性能稳定。

为了解决上述技术问题，本发明专利采用如下技术方案：

一种车铣复合的数控车床，包括车床底座和覆盖安装于车床底座上方的钣金外壳，所述车床底座上倾斜设置的滑轨座，滑轨座的一端固定设置有主轴装置，滑轨座的另一端设置有互相垂直的Z轴导轨结构和X轴导轨结构，所述X轴导轨结构的上端面垂直安装有作为Y轴的车铣复合动力头，所述Z轴导轨结构的一侧固定连接有中心支撑架。

其中，所述中心支撑架包括呈倒V型的中心架主体，在中心架主体的中间转折处为设有圆通孔的中心圆环，所述中心圆环内贯穿安装有用于夹紧料棒的夹紧头，所述夹紧头的一端设置有螺纹连接头，在螺纹连接头上设有将夹紧头向一侧拉紧的锁紧螺母；所述夹紧头与圆通孔之间设置圆柱轴承，所述圆柱轴承套设于夹紧头上，且在锁紧螺母的同一侧设置有轴承锁紧螺母；所述圆柱轴承包括轴承外圈、若干圆柱滚子和轴承内衬套，所述轴承内衬套的一侧延伸设置有螺纹连接段，所述轴承锁紧螺母与螺纹连接段连接，在轴承内衬套的另一侧延伸设置有限位环，所述螺纹连接段、限位环与轴承内衬套一体成型。

其中，所述Z轴导轨结构包括设于滑轨座上的Z轴传动丝杆、Z轴驱动电机、Z轴滑轨以及Z轴滑板，所述Z轴滑板的底部固定设置有Z轴滑块，Z轴滑块与Z轴滑轨相连接，所述Z轴传动丝杆的一端与Z轴驱动电机相连接，在Z轴传动丝杆的中间段设置有丝杆滑块，Z轴滑板的底部中间与丝杆滑块固定连接。

进一步的，所述Z轴滑板的上端部设置有X轴滑板座，X轴滑板座与Z轴滑板一体成型；所述X轴滑板座的中间为凵型安装槽，在凵型安装槽的两侧边凸起安装有X轴滑轨，在X轴滑轨的上方滑动配合设置X轴拖板；所述X轴导轨结构包括安装于凵型安装槽中间的X轴传动丝杆以及X轴驱动电机，在X轴驱动电机与X轴滑板座之间设置有电机安装板，所述X轴驱动电机通过电机安装板与X轴传动丝杆同心安装；所述X轴传动丝杆的中间段设置有丝杆滑块，X轴拖板的底部中间与丝杆滑块固定连接。

其中，所述X轴驱动电机和Z轴驱动电机的一侧均设置防撞行程开关，所述防撞行程开关包括滚轮式行程开关和触碰杆。

其中，所述X轴拖板的上方固定安装有刀架板，在刀架板上间隔设置有多条T型槽；所述刀架板上安装有液压动力刀塔和所述的车铣复合动力头，所述液压动力刀塔包括有液压动力组件和连接于液压动力组件的刀盘；所述车铣复合动力头包括有立式基座、滑板和动力传动箱，所述立式基座上垂直安装有Y轴电机，所述Y轴电机的电机轴与滑板连接，所述动力传动箱上安装有端动力头电机、侧动力头电机以及两排铣刀。

其中，所述主轴装置包括有高刚性主轴箱，高刚性主轴箱上设置有主轴孔，主轴孔内安装有空心主轴，所述空心主轴的前端连接有快速自动定心夹头，空心主轴的后端连接有回转油缸；所述空心主轴的内孔中穿设有拉杆，所述拉杆的一端与回转油缸的活塞杆连接，拉杆的另一端与快速自动定心夹头连接。

其中，所述回转油缸的下方设置有主轴电机，在主轴电机的下方设置有可上下调节安装位置的直角支撑架，所述主轴电机通过直角支撑架固定安装于车床底座的侧边；所述主轴电机的转轴上套接有主动带轮，在空心主轴与回转油缸之间设置有从动带轮，所述主动带轮通过同步带驱动所述的从动带轮；所述高刚性主轴箱的顶部安装有主轴编码器，所述主轴编码器的一端连接有同步带轮，所述同步带轮通过同步带与空心主轴连接。

其中，所述车床底座的内部设有向右侧倾斜的集屑腔，在车床底座的右侧开设有排屑口，所述排屑口的外侧设置有切削液回收箱，在切削液回收箱的上方可拆卸安装有碎屑过滤箱。

其中，所述钣金壳体的后侧设置有用于独立安装驱动器的电控箱，钣金壳体的左侧面设置有两个用于独立安装变压器及回生电阻的电器安装腔，且两个电器安装腔均与电控箱相连通，所述钣金壳体的右侧面内凹设置有一用于放置注油器的容置腔；所述钣金外壳的前端右侧设置有控制面板，所述控制面板的左侧设置有合页，控制面板的左侧通过合页与钣金壳体活动连接，在控制面板的右侧设置有螺丝通孔，控制面板的右侧通过螺钉穿过螺丝通孔与钣金壳体固定连接。

本发明专利的有益效果：

本发明专利提供一种车铣复合的数控车床，通过Z轴导轨结构、X轴导轨结构和作为Y轴的车铣复合动力头三者之间的相互移动，实现3轴联动；再配合主轴装置的主轴及车铣复合动力头的旋转刀具，实现多主轴加工，工件被夹装一次即可完成车、铣、磨、钻等工序，能一次性装夹即可完成复杂的零配件的加工，可代替部分加工中心的工序。本发明专利既具备数控车床的功能，又具备加工中心的功能，具有工作效率高，加工的工件质量稳定等特点。

附图说明

图1为本发明专利一种车铣复合的数控车床的整体结构示意图。

图2为本发明专利一种车铣复合的数控车床在另一视角的整体结构示意图。

图3为本发明专利一种车铣复合的数控车床的内部结构示意图。

图4为本发明专利一种车铣复合的数控车床在隐藏主轴装置时的内部结构示意图一。

图5为本发明专利一种车铣复合的数控车床在隐藏主轴装置时的内部结构示意图二。

图6为本发明专利中主轴装置的结构示意图。

图7为本发明专利中Z轴导轨结构和X轴导轨结构的组合结构示意图一。

图8为本发明专利中Z轴导轨结构和X轴导轨结构的组合结构示意图二。

图9为本发明专利中所述Z轴滑板的结构示意图。

图10为本发明专利中所述中心支撑架的结构分解图。

在图1至图10中的附图标记包括：

1—车床底座 2—钣金外壳 3—滑轨座

4—主轴装置 41—高刚性主轴箱 42—空心主轴

43—快速自动定心夹头 44—回转油缸 45—主轴电机

46—直角支撑架 47—主动带轮 48—从动带轮

49—主轴编码器 5—Z轴导轨结构 51—Z轴传动丝杆

52—Z轴驱动电机 53—Z轴滑轨 54—Z轴滑板

55—X轴滑板座 6—X轴导轨结构 61—X轴拖板

62—X轴传动丝杆 63—X轴驱动电机 64—电机安装板

7—车铣复合动力头 71—立式基座 72—滑板

73—动力传动箱 74—铣刀 75—端动力头电机

76—侧动力头电机 8—中心支撑架 9—圆通孔

10—中心圆环 11—夹紧头 12—螺纹连接头

13—锁紧螺母 14—圆柱轴承 141—轴承外圈

142—圆柱滚子 143—轴承内衬套 144—螺纹连接段

145—限位环 15—轴承锁紧螺母 16—滚轮式行程开关

17—触碰杆 18—刀架板 19—液压动力刀塔

191—液压动力组件 192—刀盘 20—集屑腔

21—排屑口 22—切削液回收箱 23—碎屑过滤箱

24—电控箱 25—电器安装腔 26—容置腔

27—控制面板。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明专利作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明专利的限定。以下结合附图对本发明专利进行详细的描述。

本发明专利所提供的一种车铣复合的数控车床，包括车床底座1和覆盖安装于车床底座1上方的钣金外壳2，所述车床底座1上倾斜设置的滑轨座3，滑轨座3的一端固定设置有主轴装置4，滑轨座3的另一端设置有互相垂直的Z轴导轨结构5和X轴导轨结构6，所述X轴导轨结构6的上端面垂直安装有作为Y轴的车铣复合动力头7，所述Z轴导轨结构5的一侧固定连接有中心支撑架8。

本数控车床1通过Z轴导轨结构5、X轴导轨结构6和作为Y轴的车铣复合动力头7三者之间的相互移动，实现3轴联动；再配合主轴装置4的主轴及车铣复合动力头7的旋转刀具，实现多主轴加工，工件被夹装一次即可完成车、铣、磨、钻等工序，能一次性装夹即可完成复杂的零配件的加工，可代替部分加工中心的工序。所述中心支撑架8可在中间将棒料支撑住，因此料棒可以获得很好的加工钢性，不会因为棒料过长，防止造成加工过程中棒料弯曲，保证加工精度，由此可见，本发明专利既具备数控车床的功能，又具备加工中心的功能，具有工作效率高，加工的工件质量稳定等特点。

在本发明专利中，所述中心支撑架8包括呈倒V型的中心架主体，中心架主体具有两个固定端，使用螺栓穿过固定端与Z轴滑板54固定连接，且所述中心支撑架8可以沿着料棒左右移动，因而不会影响到棒料的端面加工。中心架主体的中间转折处为设有圆通孔9的中心圆环10，所述中心圆环10与空心主轴42同心安装，所述中心圆环10内贯穿安装有用于夹紧料棒的夹紧头11，所述夹紧头11的一端设置有螺纹连接头12，在螺纹连接头12上设有将夹紧头11向一侧拉紧的锁紧螺母13。在加工前，将料棒一端固定于快速自动定心夹头43上，另一端穿过锁紧螺母13及夹紧头11。

所述夹紧头11与圆通孔9之间设置圆柱轴承14，所述圆柱轴承14套设于夹紧头11上，且在锁紧螺母13的同一侧设置有轴承锁紧螺母15；所述圆柱轴承14包括轴承外圈141、若干圆柱滚子142和轴承内衬套143，所述轴承内衬套143的一侧延伸设置有螺纹连接段144，所述轴承锁紧螺母15与螺纹连接段144连接，在轴承内衬套143的另一侧延伸设置有限位环145，所述螺纹连接段144、限位环145与轴承内衬套143一体成型。当棒料在旋转时，由于棒料和圆柱轴承14有摩擦力，因此可以带动圆柱轴承14而减少棒料的摩擦力。

在本发明专利中，所述Z轴导轨结构5包括设于滑轨座3上的Z轴传动丝杆51、Z轴驱动电机52、Z轴滑轨53以及Z轴滑板54，所述Z轴滑板54的底部固定设置有Z轴滑块，Z轴滑块与Z轴滑轨53相连接，所述Z轴传动丝杆51的一端与Z轴驱动电机52相连接，在Z轴传动丝杆51的中间段设置有丝杆滑块(在图中未标出)，Z轴滑板54的底部中间与丝杆滑块固定连接。所述Z轴驱动电机52同样通过一块电机安装板64固定安装于滑轨座3的右侧，所述Z轴驱动电机52通过联轴器驱动Z轴传动丝杆51，因此使得Z轴驱动电机52与Z轴传动丝杆51之间的同心连接精度高，使得Z轴滑板54沿着Z轴滑轨53左右移动，运行平稳性好。

进一步的，所述Z轴滑板54的上端部设置有X轴滑板座55，X轴滑板座55与Z轴滑板54一体成型；所述X轴滑板座55的中间为凵型安装槽，在凵型安装槽的两侧边凸起安装有X轴滑轨56，在X轴滑轨56的上方滑动配合设置X轴拖板61；所述X轴导轨结构6包括安装于凵型安装槽中间的X轴传动丝杆62以及X轴驱动电机63，在X轴驱动电机63与X轴滑板座55之间设置有电机安装板64，所述X轴驱动电机63通过电机安装板64与X轴传动丝杆62同心安装；所述X轴传动丝杆62的中间段设置有丝杆滑块，X轴拖板61的底部中间与丝杆滑块固定连接。在本发明专利中，所述滑轨座3呈45°倾斜设于车床底座1上，所述X轴滑板座55与滑轨座3平行放置，X轴驱动电机63安装位于X轴滑板座55的倾斜上顶端，所述X轴驱动电机63通过联轴器驱动X轴传动丝杆62，使得X轴拖板61沿着X轴滑轨56上下移动。

在本发明专利中，所述X轴驱动电机63和Z轴驱动电机52的一侧均设置防撞行程开关，所述防撞行程开关包括滚轮式行程开关16和触碰杆17。所述触碰杆17分别安装在Z轴滑板54及X轴拖板61的一侧，滚轮式行程开关16分别安装在X轴驱动电机63和Z轴驱动电机52的侧边，当触碰杆17的一端触碰到滚轮式行程开关16，对应的驱动电机即可停止运动，其结构简单、设计合理、安全可靠。

在本发明专利中，所述X轴拖板61的上方固定安装有刀架板18，在刀架板18上间隔设置有多条T型槽，；所述刀架板18上安装有液压动力刀塔19和所述的车铣复合动力头7，往刀架板18上安装液压动力刀塔19和车铣复合动力头7时，使用螺栓的大头端部卡扣在所述T型槽内，并且所述螺栓可以沿T型槽方向水平滑动，当调整到适当的固定位置，使用螺母与螺栓连接即可快速安装液压动力刀塔19和车铣复合动力头7。

在本发明专利中，所述液压动力刀塔19包括有液压动力组件191和连接于液压动力组件191的刀盘192，所述刀盘192上可以夹持不同直径的铣刀对产品的端面与侧面进行铣削加工，可将加工工具精细化、集成化，提高加工效率；所述车铣复合动力头7包括有立式基座71、滑板72和动力传动箱73，所述立式基座71上垂直安装有Y轴电机74，所述Y轴电机74的电机轴通过丝杆结构与滑板72连接，所述动力传动箱73上安装有端动力头电机75、侧动力头电机76以及两排铣刀77。当驱动器发驱动脉冲给Y轴电机，Y轴电机产生动力而旋转运动带动滑板72，端动力头电机75和侧动力头电机76可分别驱动对应那一侧的铣刀74，这样就可以在本数控车床上进行铣削加工，提高了复杂零件的可加工性。车铣复合动力头7的结构紧凑，占用空间更小，更于装配。

在本发明专利中，所述包括有高刚性主轴箱41，高刚性主轴箱41上设置有主轴孔，主轴孔内安装有空心主轴42，所述空心主轴42的前端连接有快速自动定心夹头43，空心主轴42的后端连接有回转油缸44；所述空主轴装置4心主轴42的内孔中穿设有拉杆(在图中未标出)，所述拉杆的一端与回转油缸44的活塞杆连接，拉杆的另一端与快速自动定心夹头43连接。本主轴装置4具有结构简单紧凑、便于装配、维修方便、易于保证重复装配精度的优点。

所述回转油缸44的下方设置有主轴电机45，在主轴电机45的下方设置有可上下调节安装位置的直角支撑架46，所述主轴电机45通过直角支撑架46固定安装于车床底座1的侧边，无需电机板和电机松紧调整块，有效提高装配效率，并且通过长条孔可上下左右调整，能灵活调整的安装位置。所述主轴电机45的转轴上套接有主动带轮47，在空心主轴42与回转油缸44之间设置有从动带轮48，所述主动带轮47通过同步带驱动所述的从动带轮48；所述高刚性主轴箱41的顶部安装有主轴编码器49，所述主轴编码器49的一端连接有同步带轮，所述同步带轮通过同步带与空心主轴42连接，可以实现高精度的角度定位。

在本发明专利中，所述车床底座1的内部设有向右侧倾斜的集屑腔20，在车床底座1的右侧开设有排屑口21，所述排屑口21的外侧设置有切削液回收箱22，在切削液回收箱22的上方可拆卸安装有碎屑过滤箱23。本发明专利的排屑结构均倾斜设置，无需加装排削器进行辅助排屑，在切削的过程中通过使用切削液即可将碎屑冲入集屑腔20，然后，碎屑依靠自身的重力和流动的切削液可自动从排屑口排出到碎屑过滤箱23，所述碎屑过滤箱23的底部上设置了一层网孔直径为3mm到4mm之间的过滤网，随切削液流入的碎屑会滞留于过滤网上。所述切削液回收箱22和碎屑过滤箱23均是活动式的。当数控机床停止工作后，工人可将切削液回收箱22和碎屑过滤箱23移出，进行清理。

在本发明专利中，所述钣金外壳2的后侧设置有用于独立安装驱动器的电控箱24，钣金外壳2的左侧面设置有两个用于独立安装变压器及回生电阻的电器安装腔25，且两个电器安装腔25均与电控箱24相连通，所述电器安装腔25相对电控箱24独立设置，将数控机床的变压器及回生电阻分别安装在一个独立的电器安装腔25中，这样有效避免与电控箱24中的驱动器及其他精密电器元件发生静电干扰，能减少电控箱2内部的线路布置，便于日常的安全检修。所述钣金外壳2的右侧面内凹设置有一用于放置注油器的容置腔26，相对现有的数控机床，改善了现有的注油器放置问题；容置腔26设于钣金外壳2的右侧面，离地面高度适中便于加注油，且有效保护注油器。所述钣金外壳22的前端右侧设置有控制面板27，所述控制面板27的左侧设置有合页(在图中未标出)，控制面板27的左侧通过合页与钣金外壳2活动连接，在控制面板27的右侧设置有螺丝通孔，控制面板27的右侧通过螺钉穿过螺丝通孔与钣金外壳2固定连接。如果控制面板27出现操作故障，在进行拆卸检修时，只需松开控制面板27的右侧螺钉，然后用手使控制面板27绕着合页转动，使得控制面板27露出其背面，无需将整个控制面板拆卸下来即可进行检修。

以上所述，仅是本发明专利较佳实施例而已，并非对本发明专利作任何形式上的限制，虽然本发明专利以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明专利，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明专利技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明专利技术方案内容，依据本发明专利技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明专利技术方案的范围内。