一种双主轴车铣复合数控机床的制作方法

文档序号:15776822发布日期:2018-10-30 15:30阅读:178来源:国知局

本发明涉及金属棒加工的数控机床,尤其是涉及一种双主轴车铣复合数控机床。



背景技术:

数控机床是数字控制机床的简称,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。

中国专利cn206373612公开了一种具有双主轴双工位的车铣复合数控机床,该数控机床包括机床主体、第一主轴箱、第二主轴箱、两组刀具机构和固定座。第二主轴箱可以沿x轴方向方向(即机床主体长度方向)移动,以实现工件的转移,两组刀具机构位于固定座上,分别具有z轴滑动轨道,实现刀具在z轴方向上的移动,且分别与两个x轴滑动轨道配合,实现其在x轴方向上的移动,固定座与y轴滑动轨道配合,实现其在y轴方向上的移动。上述数控机床可以进行双工位加工,提高了生产效率,而且降低了加工误差。

然而,上述数控机床的两个主轴相互对齐,在工件加工过程中产生的碎屑会掉落到另一个工位,不仅会影响加工操作的精度,还会造成刀具的磨损加快。



技术实现要素:

本发明技术方案是针对上述情况的,为了解决上述问题而提供一种双主轴车铣复合数控机床,所述数控机床包括:第一主轴、第二主轴、第一刀架和第二刀架,所述数控机床具有一个x轴方向、一个y轴方向和一个z轴方向,所述x轴方向、所述y轴方向与所述z轴方向之间相互两两垂直,所述第二主轴与所述第一刀架沿所述y轴方向对齐,所述第一主轴与所述第一刀架沿所述x轴方向相互分离,所述第二主轴与所述第二刀架沿所述x轴方向相互分离,所述第一主轴包括:第一轴机构、第一横移机构和第一进退机构,所述第一轴机构位于所述第一横移机构上,所述第一横移机构位于所述第一进退机构上,所述第一横移机构沿所述x轴方向延伸,所述第一进退机构沿所述y轴方向延伸;所述第二主轴包括:轴支撑座和第二轴机构,所述第二轴机构固定在所述轴支撑座上;所述第一刀架包括:第一刀具座和第一升降机构,所述第一刀具座位于所述第一升降机构上,所述第一升降机构沿所述z轴方向延伸;所述第二刀架包括:第二刀具座、第二升降机构、第二横移机构和第二进退机构,所述第二刀具座位于所述第二升降机构上,所述第二升降机构位于所述第二横移机构上,所述第二横移机构位于所述第二进退机构上,所述第二升降机构沿所述z轴方向延伸,所述第二横移机构沿所述x轴方向延伸,所述第二进退机构沿所述y轴方向延伸。

进一步,所述数控机床还包括:机箱和底座,所述机箱固定在底座上,所述第一主轴、所述第二主轴、所述第一刀架和所述第二刀架位于所述机箱内部。

进一步,所述机箱具有可打开或者关闭的后盖,所述后盖覆盖所述第二升降机构、所述第二横移机构和所述第二进退机构。

进一步,所述机箱具有两个挡板,两个挡板相互平行并且与所述x轴方向垂直;所述第一刀具座和所述第二刀具座位于两个挡板之间。

进一步,所述底座具有卸料滑道,所述卸料滑道、所述第一刀架与所述第二主轴沿所述y轴方向对齐并且依次排列。

采用上述技术方案后,本发明的效果是:不仅可以实现双工位加工,而且由于两个工位相互错开,因此加工产生的碎屑不会相互干扰,保证加工精度。

附图说明

图1为本发明涉及的数控机床的示意图;

图2为本发明涉及的数控机床的内部视图;

图3为本发明涉及的底座的示意图;

图4为本发明涉及的第一主轴的示意图;

图5为本发明涉及的第一轴机构的示意图;

图6为本发明涉及的第一轴机构的内部视图;

图7为本发明涉及的第一横移机构的示意图;

图8为本发明涉及的第一横移器的示意图;

图9为本发明涉及的第一进退机构的示意图;

图10为本发明涉及的第一进退器的示意图;

图11为本发明涉及的第二主轴的示意图;

图12为本发明涉及的第二主轴的局部视图;

图13为本发明涉及的第一刀架的示意图;

图14为本发明涉及的第一刀具座的局部视图;

图15为本发明涉及的刀塔的示意图;

图16为本发明涉及的第一升降器的示意图;

图17为本发明涉及的第二刀架的示意图;

图18为本发明涉及的第二刀具座的局部视图;

图19为本发明涉及的第二升降机构的示意图;

图20为本发明涉及的第二升降器的示意图。

图21为本发明涉及的第二横移机构的示意图;

图22为本发明涉及的第二横移器的示意图;

图23为本发明涉及的第二进退机构的示意图;

图24为本发明涉及的第二进退器的示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明技术方案进一步的描述:

本发明提供一种双主轴车铣复合数控机床,结合图1和图2所示,该数控机床包括:机箱1、拉门2、控制面板3、底座4、第一主轴5、第二主轴6、第一刀架7和第二刀架8。机箱1固定在底座4上,拉门2和控制面板3位于机箱1的侧壁上,第一主轴5、第二主轴6、第一刀架7和第二刀架8位于机箱1内部。拉门2可选择性地打开或者关闭机箱1上的一个操作口12,第一主轴5、第二主轴6、第一刀架7和第二刀架8分别与控制面板3形成电连接,实现数控操作。

数控机床具有一个x轴方向、一个y轴方向和一个z轴方向,x轴方向、y轴方向与z轴方向之间相互两两垂直。其中,除了操作口12、机箱1还具有第一门滑槽11、可打开或者关闭的后盖13和两个挡板14,第一门滑槽11沿x轴方向延伸,两个挡板14相互平行并且与x轴方向垂直。第二主轴6与第一刀架7沿y轴方向对齐,第一主轴5与第一刀架7沿x轴方向相互分离,第二主轴6与第二刀架8沿x轴方向相互分离。第一刀架7可沿z轴方向移动,第一主轴5可沿x轴方向和y轴方向移动,第二刀架8可沿x轴方向、y轴方向和z轴方向移动。

如图3所示,底座4具有卸料滑道41、液压箱42、水箱43、第二门滑槽44、多个高度可调的支撑脚45和限位块46。卸料滑道41、第一刀架7与第二主轴6沿y轴方向对齐并且依次排列。第二门滑槽44与第一门滑槽11相互平行,拉门2的上端插入第一门滑槽11中,拉门2的下端插入第二门滑槽44中,从而使拉门2可沿x轴方向移动。支撑脚45位于底座4的下端,限位块46位于底座4的上端。

在该数控机床加工过程中,首先第二主轴6与第二刀架8沿x轴方向对齐,工人将金属棒放置在第二主轴6上,通过第二刀架8的刀具对金属棒进行初次加工,形成半成品;然后将第一主轴5移动至与第二主轴6沿x轴方向对齐的位置,将半成品转移到第一主轴5上;接着将第一主轴5移动至与第一刀架7沿x轴方向对齐的位置,通过第一刀架7的刀具对金属棒进行再次加工,形成成品;最后从第一主轴5上移除金属棒,通过卸料滑道41完成卸料。

如图4所示,第一主轴5包括:第一轴机构51、第一横移机构52和第一进退机构53。第一轴机构51位于第一横移机构52上,第一横移机构52位于第一进退机构53上,第一进退机构53固定在底座4上,第一横移机构52沿x轴方向延伸,第一进退机构53沿y轴方向从延伸,并且沿y轴方向从与第一刀架7平齐的位置延伸至与第二主轴6平齐的位置。通过第一横移机构52控制第一轴机构51沿x轴方向移动,通过第一进退机构53控制第一轴机构51沿y轴方向移动,从而实现第一主轴5的取料和卸料操作。

结合图5和图6所示,第一轴机构51包括:保护罩511、伸缩罩512、限位板513、轴固定座514、第一卡盘515、第一法兰516、第一轴头517、第一轴箱518和第一油缸519。伸缩罩512从保护罩511的内部延伸至外部,并且可以沿x轴方向移动;限位板513从保护罩511的侧壁上凸起,且限位板513与限位块46沿x轴方向相互对齐;轴固定座514位于保护罩511的内部,第一法兰516固定在轴固定座514上,第一轴头517穿过第一法兰516,第一轴头517的一端与第一轴头517连通,另一端与第一油缸519连通,第一轴头517从第一卡盘515的内部延伸至外部,第一油缸519通过管路与水箱43连通。在加工过程中,金属棒放置在第一轴头517中,第一卡盘515将金属棒固定,第一油缸519从水箱43抽取冷却液至第一轴头517处,用于冷却,而伸缩罩512可以进一步防止加工时产生的碎屑掉落至第一轴机构51内部,限位板513与限位块46配合可以限定第一轴机构51沿x轴方向移动的范围,避免第一轴机构51与刀具发生摩擦造成损坏。

如图7所示,第一横移机构52包括:第一横移板521、罩盖522和第一横移器523。第一横移器523沿x轴方向延伸,并延伸至与第二主轴6平齐的位置,第一横移板521位于第一横移器523上,第一轴机构51固定在第一横移板521上,罩盖522覆盖第一横移器523的一部分,并且罩盖522与第一卡盘515沿z轴方向相互对齐。其中,第一横移器523通过第一横移板521带动第一轴机构51沿x轴方向移动;罩盖522可以防止加工产生的碎屑掉落至第一横移器523内部,对横移的过程造成影响。

如图8所述,第一横移器523包括:移动电机a91、螺杆a92、螺母a93和导轨a94,移动电机a91与螺杆a92形成转动连接,螺杆a92与螺母a93啮合,移动电机a91通过一个电机座a910固定在第一进退机构53上,螺杆a92通过一个螺杆座a920固定在第一进退机构53上,螺母a93通过一个螺母座a930与第一横移板521形成固定,导轨a94与螺杆a92相互平行并且沿x轴延伸,导轨a94上具有滑块a940,滑块a940为轻型滑块,第一轴机构51也与滑块a940形成固定。第一横移器523工作时,通过移动电机a91驱动螺杆a92旋转,从而带动螺母a93移动,第一横移板521在螺母a93的带动下沿导轨a94的延伸方向移动。在本实施例中,其他实现移动的驱动器的工作原理与之类似,故下面不再重复叙述其工作原理。

如图9所示,第一进退机构53包括:第一进退座531和第一进退器532,第一进退器532沿y轴方向延伸,并且从与第一刀架7平齐的位置延伸至与第二主轴6平齐的位置,第一进退座531位于第一进退器532上,第一横移机构52固定在第一进退座531上,第一进退器532通过第一进退座531带动第一横移机构52沿y轴方向移动,从而带动第一轴机构51沿y轴方向移动。作为一种优选的方案,在本实施例中,第一进退器532沿y轴方向从与卸料滑道41平齐的位置延伸至与第二主轴6平齐的位置,以完成第一主轴5自动取料和卸料操作。

如图10所示,第一进退器532包括:移动电机b91、螺杆b92、螺母b93和导轨b94,移动电机b91与螺杆b92形成转动连接,螺杆b92与螺母b93啮合,移动电机b91通过一个电机座b910固定在底座4上,螺杆b92通过一个螺杆座b920固定在底座4上,螺母b93通过一个螺母座b930与第一进退座531形成固定,导轨b94与螺杆b92相互平行并且沿y轴方向延伸,导轨b94上具有滑块b940,滑块b940为重型滑块,第一进退座531也与滑块b940形成固定。

如图11所示,第二主轴6包括:轴支撑座61和第二轴机构62,第二轴机构62固定在轴支撑座61上,轴支撑座61固定在底座4上。结合图12所示,第二轴机构62包括:第二卡盘621、第二法兰622、第二轴头623、第二轴箱624和第二油缸625。第二法兰622固定在轴支撑座61上,第二轴箱624穿过第二法兰622,第二轴箱624的一端与第二轴头623连通,另一端与第二油缸625连通,第二轴头623从第二卡盘621的内部延伸至外部,第二油缸625通过管路与水箱43连通。除了不可移动以外,第二主轴6的工作原理与第一主轴5类似,在此不再重复叙述。

如图13所示,第一刀架7包括:第一刀具座71和第一升降机构72,第一刀具座71位于第一升降机构72上,第一升降机构72固定在底座41上,并且第一升降机构72沿z轴方向延伸。通过第一升降机构72控制第一刀具座71在z轴方向上的移动,第一升降机构72与第一主轴5的第一横移机构52和第一进退机构53配合,可以实现加工过程中不同刀具的加工和切换操作。

结合图13和图14所示,第一刀具座71包括:第一电机罩711、第一密封盖712、第一管路护套713、第一刀具箱714和第一存放座715,第一刀具箱714上具有转动电机a95和刀具塔a96。转动电机a95与刀具塔a96形成转动连接,刀具塔a96从第一刀具箱714的内部延伸至外部,转动电机a95位于第一刀具箱714的上端,第一存放座715固定在第一刀具箱714的下端,第一电机罩711与第一密封盖712接合并且包围转动电机a95,第一刀具箱714通过管路与液压箱42连通,第一管路护套713位于第一刀具箱714的侧壁上并包围上述与液压箱42连通的管路。第一刀具座71工作时,将刀具放置在刀具塔a96中,转动电机a95带动刀具塔a96转动从而实现刀具的转动,第一电机罩711和第一密封盖712保护转动电机a95不受碎屑飞溅的损害,打开第一密封盖712可以对转动电机a95进行维护或更换;液压箱42向转动电机a95与刀具塔a96的连接处提供润滑油,以保证转动的流畅性,第一管路护套713保护与液压箱42连通的管路;不使用的刀具可以放置在第一存放座715上。

如图15所示,刀塔a96包括:塔筒961、压盖962、防尘圈963、防水圈964和齿轮965。塔筒961依次穿过压盖962、防尘圈963、防水圈964和齿轮965。第一刀具箱714的侧壁上具有通孔,塔筒961通过通孔从第一刀具箱714的内部延伸至外部,压盖962固定在第一刀具箱714的侧壁上,防尘圈963和防水圈964分别与通孔形成过盈配合,转动电机a95的转轴上具有蜗杆(图中未显示),转动电机a95的蜗杆与齿轮965啮合。刀具放置在塔筒961中,转动电机a95通过蜗杆和齿轮936带动塔筒961转动,防尘圈963可以防止第一刀具箱714外部的碎屑进入,防水圈964可以第一刀具箱714内部的润滑油通过通孔泄漏。

结合图11和图16所示,第一升降机构72包括:第一上防护板721、第一下防护板722、第一升降板723、第一升降器724和第一升降座725。第一上防护板721覆盖第一升降座725的上端,第一下防护板722覆盖第一升降座725的下端,第一升降器724位于第一升降座725中,第一升降座725固定在底座4上,第一升降板723位于第一升降器724上,第一刀具座71固定在第一升降板723上。通过第一升降器724控制第一升降板723沿z轴方向移动,从而实现第一刀具座71的升降操作,第一上防护板721和第一下防护板722可以防止碎屑进入第一升降器724中。

第一升降器724包括:移动电机c91、螺杆c92、螺母c93和导轨c94,移动电机c91与螺杆c92形成转动连接,螺杆c92与螺母c93啮合,移动电机c91通过一个电机座c910固定在第一升降座725上,螺杆c92通过一个螺杆座c920固定在第一升降座725上,螺母c93通过一个螺母座c930与第一升降板723形成固定,导轨c94与螺杆c92相互平行并且沿z轴方向延伸,导轨c94上具有滑块c940,第一升降板723也与滑块c940形成固定。其中,移动电机c91为伺服电机。

如图17所示,第二刀架8包括:第二刀具座81、第二升降机构82、第二横移机构83和第二进退机构84。第二刀具座81位于第二升降机构82上,第二升降机构82位于第二横移机构83上,第二横移机构83位于第二进退机构84上,第二升降机构82沿z轴方向延伸,第二横移机构83沿x轴方向延伸,第二进退机构84沿y轴方向延伸。刀具放置在第二刀具座81上,通过第二升降机构82控制第二刀具座81沿z轴方向移动,通过第二横移机构83控制第二刀具座81沿x轴方向移动,通过第二进退机构84控制第二刀具座81沿y轴方向移动,从而实现不同刀具之间的加工以及切换操作。

结合图17和图18所示,第二刀具座81包括:第二电机罩811、第二密封盖812、第二管路护套813、第二刀具箱814和第二存放座815,第二刀具箱814上具有转动电机b95和刀具塔b96。转动电机b95与刀具塔b96形成转动连接,刀具塔b96从第二刀具箱814的内部延伸至外部,转动电机b95位于第二刀具箱814的上端,第二存放座815固定在第二刀具箱814的下端,第二电机罩811与第二密封盖812接合并且包围转动电机b95,第二刀具箱814通过管路与液压箱42连通,第二管路护套813位于第二刀具箱814的侧壁上并包围上述与液压箱42连通的管路。第二刀具座81的工作原理与第一刀具座71类似,刀具塔b96的结构与刀具塔a96的结构类似,在此不再重复叙述。

作为一种优选的方案,第一刀具座71和第二刀具座81位于两个挡板14之间。这样,第一刀具座71和第二刀具座81产生的碎屑就可以被两个挡板14遮挡,不会溅射出加工区域以外的位置。

结合图19和图20所示,第二升降机构82包括:第二上防护板821、第二下防护板822、第二升降板823、第二升降器824和第二升降座825。第二上防护板821覆盖第二升降座825的上端,第二下防护板822覆盖第二升降座825的下端,第二升降器824位于第二升降座825中,第二升降座825固定在第二横移机构83上,第二升降板823位于第二升降器824上,第二刀具座81固定在第二升降板823上。

第二升降器824包括:移动电机d91、螺杆d92、螺母d93和导轨d94,移动电机d91与螺杆d92形成转动连接,螺杆d92与螺母d93啮合,移动电机d91通过一个电机座d910固定在第二横移机构83上,螺杆d92通过一个螺杆座d920固定在第二横移机构83上,螺母d93通过一个螺母座d930与第二升降板823形成固定,导轨d94与螺杆d92相互平行并且沿z轴方向延伸,导轨d94上具有滑块d940,第二升降板823也与滑块d940形成固定。其中,移动电机d91为伺服电机。

如图21所示,第二横移机构83包括:第二横移板831和第二横移器832。第二横移器832沿x轴方向延伸,第二横移板831位于第二横移器832上,第二升降机构82固定在第二横移板831上。

第二横移器832包括:移动电机e91、螺杆e92、螺母e93和导轨e94,移动电机e91与螺杆e92形成转动连接,螺杆e92与螺母e93啮合,移动电机e91通过一个电机座e910固定在第二进退机构84上,螺杆e92通过一个螺杆座e920固定在第二进退机构84上,螺母e93通过一个螺母座e930与第二横移板831形成固定,导轨e94与螺杆e92相互平行并且沿z轴方向延伸,导轨e94上具有滑块e940,第二横移板831也与滑块e940形成固定。

作为一种优选的方案,第二横移机构83还包括:横移框832,第二升降机构82还固定在横移框832上,第二横移器832还包括:两个防护导轨96,两个防护导轨96分别通过小滑块960与横移框832的上端和下端形成固定。由于第二升降机构82在z轴方向的尺寸较大,因此通过两个防护导轨96可以防止其在横移过程中由于重力作用而发生倾斜。

如图23所示,第二进退机构84包括:第二进退座841、第二进退器842和进退支架843。第二横移机构83固定在第二进退座841上,第二进退座841位于第二进退器842上,第二进退器842沿y轴方向延伸,第二进退器842固定在进退支架843上,进退支架843固定在底座4上。

如图24所示,第二进退器842包括:移动电机f91、螺杆f92、螺母f93和导轨f94,移动电机f91与螺杆f92形成转动连接,螺杆f92与螺母f93啮合,移动电机f91通过一个电机座f910固定在进退支架843上,螺杆f92通过一个螺杆座f920固定在进退支架843上,螺母f93通过一个螺母座f930与第二进退座841形成固定,导轨f94与螺杆f92相互平行并且沿y轴方向延伸,导轨f94上具有滑块f940,滑块f940为重型滑块,第二进退座841也与滑块f940形成固定。

作为一种优选的方案,后盖13覆盖第二升降机构82、第二横移机构83和第二进退机构84。由于第二刀架8需要实现三个方向的移动,因此经常需要对实现其移动的机构进行维护,设置后盖13可以方便工作人员的维护操作。

上述数控机床在工作过程中,不仅可以实现双工位加工,而且由于两个工位相互错开,因此加工产生的碎屑不会相互干扰,保证加工精度。

特别指出的是,本发明中的术语“第一”、“第二”、“第三”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”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述实施例,只是本发明的较佳实例,并非来限制本发明的实施范围,故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均应包括于本发明专利申请范围内。

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