一种五轴立式加工中心的制作方法

本发明涉及机械加工设备技术领域，具体来说，涉及一种五轴立式加工中心。

背景技术：

五轴数控加工是为了克服三轴加工的不足而发展起来的一项先进制造技术，是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、发电机转子、汽轮机转子、柴油机曲轴等加工的唯一手段。作为难度最大、应用范围最广的数控机床技术，五轴联动立式加工中心在加工方面有着不可替代的优点：能够加工一般三轴联动机床不能加工或者无法一次装夹加工完成的连续光滑的自由曲面。可以提高自由空间曲面的加工精度、加工效率和加工质量。在零件加工过程中，大量的时间将消耗在搬运工件、上下料、安装调整等时间上，为了尽可能减少这些时间，五轴加工中心大量使用。因此，五轴联动立式加工中心的重要作用使其成为当今数控工业发展的热点和重点。

目前，国内五轴联动数控机床相对于国外整体水平还较低，具体体现在稳定性、精度等相差较大，难以对钢件等进行高速高精加工，生产效率较低。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

针对相关技术中的问题，本发明提出一种五轴立式加工中心，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本发明采用的具体技术方案如下：

一种五轴立式加工中心，包括床身、双轴转台、横梁、十字滑座、滑枕、电主轴、刀库、排屑器、床身导轨、横梁导轨和十字滑座导轨，其中，所述床身的顶端设置有所述双轴转台，所述床身的顶端且位于所述双轴转台的一侧设置有所述床身导轨，所述床身导轨的顶端设置有所述横梁，所述横梁的一侧通过所述横梁导轨与所述十字滑座连接，所述十字滑座的一侧通过所述十字滑座导轨与所述滑枕连接，并且，所述床身导轨与所述横梁导轨及所述十字滑座导轨两两相互垂直，所述滑枕的底端设置有所述电主轴，所述床身的顶端且位于所述床身导轨与所述滑枕之间设置有所述刀库，所述床身的一侧设置有与所述双轴转台相配合的所述排屑器。

进一步的，所述床身导轨的底部设置有伺服电机一，所述伺服电机一的输出轴上套设置有同步带轮一，所述床身导轨的顶部设置有同步带轮二，所述同步带轮二与滚珠丝杠副一的一端连接，所述滚珠丝杠副一的另一端与所述横梁连接，所述同步带轮一与所述同步带轮二通过同步带一连接。

进一步的，所述床身导轨上设置有y向导轨，所述y向导轨包括设置在所述床身导轨顶端的线轨三，所述线轨三的顶端设置有滑块三，所述线轨三的两侧分别设置有线轨一和线轨二，所述线轨一的顶端设置有滑块一，所述线轨二的顶端设置有滑块二。

进一步的，所述横梁导轨的底部设置有伺服电机二，所述伺服电机二的输出轴上套设置有同步带轮三，所述横梁导轨的顶部设置有同步带轮四，所述同步带轮四与滚珠丝杠副二的一端连接，所述滚珠丝杠副二的另一端与所述横梁连接，所述同步带轮三与所述同步带轮四通过同步带二连接。

进一步的，所述横梁导轨上设置有x向导轨，所述x向导轨包括设置在所述横梁导轨顶端两侧的线轨四和线轨五，所述线轨四的顶端依次设置有滑块四和滑块五，所述线轨五的顶端依次设置有滑块六和滑块七。

进一步的，所述十字滑座导轨的顶部设置有伺服电机三，所述伺服电机三的输出轴上套设置有同步带轮五，所述十字滑座导轨的底部设置有同步带轮六，所述同步带轮六与滚珠丝杠副三的一端连接，所述滚珠丝杠副三的另一端与所述横梁连接，所述同步带轮五与所述同步带轮六通过同步带三连接。

进一步的，所述十字滑座导轨上设置有z向导轨，所述z向导轨包括设置在所述十字滑座导轨顶端两侧的线轨六和线轨七，所述线线轨六的顶端依次设置有滑块八和滑块九，所述线轨七的顶端依次设置有滑块十和滑块十一。

进一步的，所述双轴转台的底端设置有转台调整垫，并且，所述双轴转台与所述转台调整垫之间通过螺钉连接。

进一步的，所述刀库底端设置有刀库底座，所述刀库底座与所述刀库之间通过调整板连接，所述刀库底座的底部设置有圆锥销。

本发明的有益效果为：

(1)、五轴立式加工中心运动加速高，响应速度快，能够使工件加工精度更高，提高加工效率。

(2)、床身与横梁，通过床身导轨、线轨一、线轨二、线轨三、滑块一、滑块二和滑块三连接，通过伺服电机一、同步带一和滚珠丝杆副一进行驱动，进而实现y向运动。

(3)、横梁与十字滑座通过横梁导轨，线轨四、线轨五、滑块四、滑块五、滑块六和滑块七连接，通过伺服电机二、同步带二、滚珠丝杆副二进行驱动，进而实现x向运动。

(4)、十字滑座与滑枕通过十字滑座导轨，线轨六、线轨七、滑块八、滑块九、滑块十和滑块十一连接，通过伺服电机三、同步带三和滚珠丝杆副三进行驱动，进而实现z向运动。

(5)、双轴转台固定安装在床身前面，双轴转台通过直驱电机驱动实现a\c运动。

(6)、电主轴固定安装滑枕下端，实现高速主切削运动；刀库安装在床身门洞内，实现换刀动作；排屑器横置在床身前下面，实现自动排屑功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种五轴立式加工中心的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的一种五轴立式加工中心的床身导轨的结构示意图之一；

图3是根据本发明实施例的一种五轴立式加工中心的床身导轨的结构示意图之二；

图4是根据本发明实施例的一种五轴立式加工中心的横梁导轨的结构示意图之一；

图5是根据本发明实施例的一种五轴立式加工中心的横梁导轨的结构示意图之二；

图6是根据本发明实施例的一种五轴立式加工中心的十字滑座导轨的结构示意图之一；

图7是根据本发明实施例的一种五轴立式加工中心的十字滑座导轨的结构示意图之二；

图8是根据本发明实施例的一种五轴立式加工中心的十字滑座导轨的结构示意图之三；

图9是根据本发明实施例的一种五轴立式加工中心的电主轴的结构示意图；

图10是根据本发明实施例的一种五轴立式加工中心的双轴转台的结构示意图；

图11是根据本发明实施例的一种五轴立式加工中心的刀库的结构示意图；

图12是根据本发明实施例的一种五轴立式加工中心的五个运动坐标轴示意图。

图中：

1、床身；2、双轴转台；3、横梁；4、十字滑座；5、滑枕；6、电主轴；7、刀库；8、排屑器；9、伺服电机一；10、同步带轮一；11、同步带轮二；12、滚珠丝杠副一；13、同步带一；14、线轨三；15、滑块三；16、线轨一；17、线轨二；18、滑块一；19、滑块二；20、伺服电机二；21、同步带轮三；22、同步带轮四；23、滚珠丝杠副二；24、同步带二；25、线轨四；26、线轨五；27、滑块四；28、滑块五；29、滑块六；30、滑块七；31、伺服电机三；32、同步带轮五；33、同步带轮六；34、滚珠丝杠副三；35、同步带三；36、线轨六；37、线轨七；38、滑块八；39、滑块九；40、滑块十；41、滑块十一；42、转台调整垫；43、螺钉；44、刀库底座；45、调整板；46、圆锥销；ⅰ、床身导轨；ⅱ、横梁导轨；ⅲ、十字滑座导轨。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本发明的实施例，提供了一种五轴立式加工中心。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1-12所示，根据本发明实施例的五轴立式加工中心，包括床身1、双轴转台2、横梁3、十字滑座4、滑枕5、电主轴6、刀库7、排屑器8、床身导轨ⅰ、横梁导轨ⅱ和十字滑座导轨ⅲ，其中，所述床身1的顶端设置有所述双轴转台2，所述床身1的顶端且位于所述双轴转台2的一侧设置有所述床身导轨ⅰ，所述床身导轨ⅰ的顶端设置有所述横梁3，所述横梁3的一侧通过所述横梁导轨ⅱ与所述十字滑座4连接，所述十字滑座4的一侧通过所述十字滑座导轨ⅲ与所述滑枕5连接，并且，所述床身导轨ⅰ与所述横梁导轨ⅱ及所述十字滑座导轨ⅲ两两相互垂直，所述滑枕5的底端设置有所述电主轴6，所述床身1的顶端且位于所述床身导轨ⅰ与所述滑枕5之间设置有所述刀库7，所述床身1的一侧设置有与所述双轴转台2相配合的所述排屑器8。

借助于上述技术方案，五轴立式加工中心运动加速高，响应速度快，能够使工件加工精度更高，提高加工效率。

如图2-3所示，在一个实施例中，对于上述床身导轨ⅰ来说，所述床身导轨ⅰ的底部设置有伺服电机一9，所述伺服电机一9的输出轴上套设置有同步带轮一10，所述床身导轨ⅰ的顶部设置有同步带轮二11，所述同步带轮二11与滚珠丝杠副一12的一端连接，所述滚珠丝杠副一12的另一端与所述横梁3连接，所述同步带轮一10与所述同步带轮二11通过同步带一13连接。所述床身导轨ⅰ上设置有y向导轨，所述y向导轨包括设置在所述床身导轨ⅰ顶端的线轨三14，所述线轨三14的顶端设置有滑块三15，所述线轨三14的两侧分别设置有线轨一16和线轨二17，所述线轨一16的顶端设置有滑块一18，所述线轨二17的顶端设置有滑块二19。

采用上述技术方案，床身1与横梁3，通过床身导轨ⅰ、线轨一16、线轨二17、线轨三14、滑块一18、滑块二19和滑块三15连接，通过伺服电机一9、同步带一13和滚珠丝杆副一12进行驱动，进而实现y向运动；导轨布局采用为独特的三线轨三滑块，从而减小运动摩擦力，进而可以实现更快的运动响应速度和运动加速度。

如图4-5所示，在一个实施例中，对于上述横梁导轨ⅱ来说，所述横梁导轨ⅱ的底部设置有伺服电机二20，所述伺服电机二20的输出轴上套设置有同步带轮三21，所述横梁导轨ⅱ的顶部设置有同步带轮四22，所述同步带轮四22与滚珠丝杠副二23的一端连接，所述滚珠丝杠副二23的另一端与所述横梁3连接，所述同步带轮三21与所述同步带轮四22通过同步带二24连接。所述横梁导轨ⅱ上设置有x向导轨，所述x向导轨包括设置在所述横梁导轨ⅱ顶端两侧的线轨四25和线轨五26，所述线轨四25的顶端依次设置有滑块四27和滑块五28，所述线轨五26的顶端依次设置有滑块六29和滑块七30。

采用上述技术方案，横梁3与十字滑座4通过横梁导轨ⅱ，线轨四25、线轨五26、滑块四27、滑块五28、滑块六29和滑块七30连接，通过伺服电机二20、同步带二24、滚珠丝杆副二23进行驱动，进而实现x向运动；导轨布局为两线轨四滑块，从而减小运动摩擦力，进而可以实现更快的运动响应速度和运动加速度。

如图6-8所示，在一个实施例中，对于上述十字滑座导轨ⅲ来说，所述十字滑座导轨ⅲ的顶部设置有伺服电机三31，所述伺服电机三31的输出轴上套设置有同步带轮五32，所述十字滑座导轨ⅲ的底部设置有同步带轮六33，所述同步带轮六33与滚珠丝杠副三34的一端连接，所述滚珠丝杠副三34的另一端与所述横梁3连接，所述同步带轮五32与所述同步带轮六33通过同步带三35连接。所述十字滑座导轨ⅲ上设置有z向导轨，所述z向导轨包括设置在所述十字滑座导轨ⅲ顶端两侧的线轨六36和线轨七37，所述线线轨六36的顶端依次设置有滑块八38和滑块九39，所述线轨七37的顶端依次设置有滑块十40和滑块十一41。

采用上述技术方案，十字滑座4与滑枕5通过十字滑座导轨ⅲ，线轨六36、线轨七37、滑块八38、滑块九39、滑块十40和滑块十一41连接，通过伺服电机三31、同步带三3和滚珠丝杆副三31进行驱动，进而实现z向运动；导轨布局为两线轨四滑块，从而减小运动摩擦力，进而可以实现更快的运动响应速度和运动加速度。

如图10所示，在一个实施例中，对于上述双轴转台2来说，所述双轴转台2的底端设置有转台调整垫42，并且，所述双轴转台2与所述转台调整垫42之间通过螺钉43连接。从而双轴转台2固定安装在床身1前面，双轴转台2通过直驱电机驱动实现a\c运动。

如图11所示，在一个实施例中，对于上述刀库7来说，所述刀库7底端设置有刀库底座44，所述刀库底座44与所述刀库7之间通过调整板45连接，所述刀库底座44的底部设置有圆锥销46。从而刀库7安装在床身门洞内，实现换刀动作。

工作原理：五轴立式加工中心在具体使用时，五轴立式加工中心的五个运动坐标轴分别为x/y/z/a/c，其中，床身1与横梁3，通过床身导轨ⅰ、线轨一16、线轨二17、线轨三14、滑块一18、滑块二19和滑块三15连接，通过伺服电机一9、同步带一13和滚珠丝杆副一12进行驱动，进而实现y向运动；横梁3与十字滑座4通过横梁导轨ⅱ，线轨四25、线轨五26、滑块四27、滑块五28、滑块六29和滑块七30连接，通过伺服电机二20、同步带二24、滚珠丝杆副二23进行驱动，进而实现x向运动；十字滑座4与滑枕5通过十字滑座导轨ⅲ，线轨六36、线轨七37、滑块八38、滑块九39、滑块十40和滑块十一41连接，通过伺服电机三31、同步带三3和滚珠丝杆副三31进行驱动，进而实现z向运动；双轴转台2固定安装在床身1前面，双轴转台2通过直驱电机驱动实现a\c运动；电主轴6固定安装滑枕5下端，实现高速主切削运动；刀库7安装在床身门洞内，实现换刀动作；排屑器8横置在床身前下面，实现自动排屑功能。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，床身1与横梁3，通过床身导轨ⅰ、线轨一16、线轨二17、线轨三14、滑块一18、滑块二19和滑块三15连接，通过伺服电机一9、同步带一13和滚珠丝杆副一12进行驱动，进而实现y向运动；横梁3与十字滑座4通过横梁导轨ⅱ，线轨四25、线轨五26、滑块四27、滑块五28、滑块六29和滑块七30连接，通过伺服电机二20、同步带二24、滚珠丝杆副二23进行驱动，进而实现x向运动；十字滑座4与滑枕5通过十字滑座导轨ⅲ，线轨六36、线轨七37、滑块八38、滑块九39、滑块十40和滑块十一41连接，通过伺服电机三31、同步带三3和滚珠丝杆副三31进行驱动，进而实现z向运动；双轴转台2固定安装在床身1前面，双轴转台2通过直驱电机驱动实现a\c运动；电主轴6固定安装滑枕5下端，实现高速主切削运动；刀库7安装在床身门洞内，实现换刀动作；排屑器8横置在床身前下面，实现自动排屑功能。五轴立式加工中心运动加速高，响应速度快，能够使工件加工精度更高，提高加工效率。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，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发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。