一种高效车铣复合加工机床的制作方法

本实用新型涉及数控机床技术领域，具体涉及一种高效车铣复合加工机床。

背景技术：

数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床能够较好地解决复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题。

而现有数控车床大部分只能进行车和简单的钻孔加工，要加工复杂和精密度要求较高的零件时则需用多种设备通过多道工序才能完成，不仅效率低下，加工产品的合格率不高，而且精度难以满足图纸要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种可有效提高加工精度，一次完成多道工序的高效车铣复合加工机床。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高效车铣复合加工机床，包括床身、直联主轴结构、自平衡抱闸机构、X轴机构、Y轴机构、Z轴机构和阵列动力刀库，所述床身包括底座及固定设置于所述底座的倾斜座，所述倾斜座具有一与水平面成45°的倾斜面，所述直联主轴结构、X轴机构、Y轴机构和Z轴机构均设置于所述倾斜面，所述自平衡抱闸机构与所述直联主轴结构配合连接，所述阵列动力刀库设置于所述Y轴机构，所述阵列动力刀库具有动力刀头。

作为本实用新型所述的高效车铣复合加工机床的一种改进，所述直联主轴结构包括伺服电机、主轴、直联主轴箱、连接套和第一联轴器，所述伺服电机设置于所述直联主轴箱的一端，所述主轴安装于所述直联主轴箱的另一端，所述直联主轴箱包括安装座及与所述安装座连接的安装套，所述伺服电机固定于所述安装套，所述第一联轴器连接于所述伺服电机的输出端，所述主轴通过所述连接套与所述第一联轴器同轴连接，所述主轴上套设有刹车盘和液压回转油缸。

作为本实用新型所述的高效车铣复合加工机床的一种改进，所述自平衡抱闸机构包括抱闸主体、侧盖板、第一夹爪、第二夹爪、复位弹簧、液压油缸和平衡顶杆，所述第一夹爪和所述第二夹爪对称安装于所述抱闸主体，所述第一夹爪和所述第二夹爪之间形成有抱闸间隙，所述复位弹簧设置于所述第一夹爪和所述第二夹爪之间，所述侧盖板盖设于所述抱闸主体，所述抱闸主体设置有安装槽，所述第一夹爪和所述第二夹爪均位于所述安装槽内，所述液压油缸与所述抱闸主体固定连接，所述平衡顶杆连接于所述液压油缸的输出端，且所述平衡顶杆的端部对应于所述抱闸间隙。

作为本实用新型所述的高效车铣复合加工机床的一种改进，所述自平衡抱闸机构还包括Ｔ型销、螺栓、上盖板、支持杆和可调固定板，所述第一夹爪和所述第二夹爪均通过所述Ｔ型销与所述抱闸主体连接，所述侧盖板通过所述螺栓与所述抱闸主体固定连接，所述上盖板盖设于所述抱闸主体和所述侧盖板的顶部，所述支持杆设置于所述液压油缸和所述抱闸主体之间，所述抱闸主体固定设置于所述可调固定板，所述可调固定板设置有调节孔。

作为本实用新型所述的高效车铣复合加工机床的一种改进，所述Z轴机构包括Z轴导轨及沿所述Z轴导轨移动的Z轴托板，所述X轴机构包括X轴导轨及沿所述X轴导轨移动的X轴托板，所述X轴导轨固定在所述Z轴托板。

作为本实用新型所述的高效车铣复合加工机床的一种改进，所述Y轴机构包括立柱主体、Y轴导轨、Y轴滑块、Y轴托板、螺母座、Y轴丝杆、轴承、压盖、螺母、浮动轴承、第二联轴器和Y轴伺服电机，所述Y轴丝杆通过所述第二联轴器与所述Y轴伺服电机连接，所述Y轴丝杆通过所述轴承、所述压盖、所述螺母和所述浮动轴承安装在所述立柱主体内，所述立柱主体设置有多个安装孔，所述Y轴托板通过所述Y轴滑块与所述Y轴导轨滑动连接，且所述Y轴托板通过所述螺母座与所述Y轴丝杆连接，所述Y轴丝杆设置有丝杆螺母，所述丝杆螺母与所述螺母座配合连接，所述立柱主体和所述Y轴托板均套设有不锈钢防护罩。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型可通过具有Cs功能的直联主轴结构夹持工件高速旋转以及任意角度定位，还可以通过具有自平衡功能的自平衡抱闸机构将主轴锁紧，以解决工件一次装夹完成车削以及端面外径轮廓的铣削、雕刻、钻孔、攻牙等多道工序的加工位置要求，在Y轴机构上设置的阵列动力刀库能够沿X轴导轨、Y轴导轨、Z轴导轨移动对工件进行全方位精细加工，能根据不同工件的加工要求通过不同轴的移动快速换到所需的动力刀头，从而实现对工件的端面外径轮廓的铣削、雕刻、钻孔、攻牙等多道工序的加工，因而能减少装夹误差、节省人工、提高加工效率和加工精度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图之一；

图2为本实用新型的结构示意图之二；

图3为本实用新型中直联主轴结构的结构示意图；

图4为本实用新型中自平衡抱闸机构的结构示意图；

图5为本实用新型中自平衡抱闸机构的分解示意图；

图6为本实用新型中Y轴机构的结构示意图；

图7为本实用新型中Y轴机构的分解示意图。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

如图1~7所示，一种高效车铣复合加工机床，包括床身1、直联主轴结构2、自平衡抱闸机构3、X轴机构4、Y轴机构5、Z轴机构6和阵列动力刀库7，床身1包括底座11及固定设置于底座11的倾斜座12，倾斜座12具有一与水平面成45°的倾斜面121，直联主轴结构2、X轴机构4、Y轴机构5和Z轴机构6均设置于倾斜面121，自平衡抱闸机构3与直联主轴结构2配合连接，阵列动力刀库7设置于Y轴机构5，阵列动力刀库7具有动力刀头71。

优选地，直联主轴结构2包括伺服电机21、主轴22、直联主轴箱23、连接套24和第一联轴器25，伺服电机21设置于直联主轴箱23的一端，主轴22安装于直联主轴箱23的另一端，直联主轴箱23包括安装座231及与安装座231连接的安装套232，伺服电机21固定于安装套232，第一联轴器25连接于伺服电机21的输出端，主轴22通过连接套24与第一联轴器25同轴连接，主轴22上套设有刹车盘26和液压回转油缸27。相比于传统同步带传动方式，本实用新型避免了皮带传输的噪音，另外，由于伺服电机21和主轴22通过第一联轴器25直接相连提高了传输的精度，其分度精度可以达到0.001度，同时也使整个传输的刚性加强，这样提高了加工效率，同时由于减少了皮带以及电机皮带轮和回馈编码器节约了成本。

优选地，自平衡抱闸机构3包括抱闸主体31、侧盖板32、第一夹爪33、第二夹爪34、复位弹簧35、液压油缸36和平衡顶杆37，第一夹爪33和第二夹爪34对称安装于抱闸主体31，第一夹爪33和第二夹爪34之间形成有抱闸间隙38，复位弹簧35设置于第一夹爪33和第二夹爪34之间，侧盖板32盖设于抱闸主体31，抱闸主体31设置有安装槽311，第一夹爪33和第二夹爪34均位于安装槽311内，液压油缸36与抱闸主体31固定连接，平衡顶杆37连接于液压油缸36的输出端，且平衡顶杆37的端部对应于抱闸间隙38。

优选地，自平衡抱闸机构3还包括Ｔ型销312、螺栓313、上盖板314、支持杆315和可调固定板316，第一夹爪33和第二夹爪34均通过Ｔ型销312与抱闸主体31连接，侧盖板32通过螺栓313与抱闸主体31固定连接，上盖板314盖设于抱闸主体31和侧盖板32的顶部，支持杆315设置于液压油缸36和抱闸主体31之间，抱闸主体31固定设置于可调固定板316，可调固定板316设置有调节孔3161。

使用时，液压油缸36驱动平衡顶杆37伸缩，使得平衡顶杆37与第一夹爪33和第二夹爪34接触或不接触，利用这种杠杆原理使第一夹爪33和第二夹爪34夹持力度大，具有夹持部位占用空间少、夹紧平稳等特点；另外，安装在车铣复合加工机床上使用时，该机构可根据刹车盘26位置自动找正位置，但不影响夹持刚性高，因此本实用新型的自平衡抱闸机构3夹持时不会影响主轴分度精度，加工刚性更高，制造成本低，安装和使用也很方便。

优选地，Z轴机构6包括Z轴导轨61及沿Z轴导轨61移动的Z轴托板62，X轴机构4包括X轴导轨41及沿X轴导轨41移动的X轴托板42，X轴导轨41固定在Z轴托板62。

优选地，Y轴机构5包括立柱主体51、Y轴导轨52、Y轴滑块53、Y轴托板54、螺母座55、Y轴丝杆56、轴承57、压盖58、螺母59、浮动轴承510、第二联轴器511和Y轴伺服电机512，Y轴丝杆56通过第二联轴器511与Y轴伺服电机512连接，Y轴丝杆56通过轴承57、压盖58、螺母59和浮动轴承510安装在立柱主体51内，立柱主体51设置有多个安装孔511，Y轴托板54通过Y轴滑块53与Y轴导轨52滑动连接，且Y轴托板54通过螺母座与Y轴丝杆56连接，Y轴丝杆56设置有丝杆螺母561，丝杆螺母561与螺母座55配合连接，立柱主体51和Y轴托板54均套设有不锈钢防护罩513。由于Y轴托板54设置，可以在其上的安装动力刀具和排刀类刀具，对需要更多工位加工的产品可以更好的按需要配置；另外，本实用新型采用了全封闭不锈钢防护罩防护，使整个机构能够在复杂的排刀数控车床环境使用而故障率低，本实用新型的成本比旋转伺服动力刀塔低功能更强。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。