一种用于复合机床的背轴加工装置的制作方法

本实用新型涉及机床技术领域，更具体地说，它涉及一种用于复合机床的背轴加工装置。

背景技术：

机床主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的设备，机床主要由支承部件、变速机构、进给机构、主轴箱、润滑系统等组成。传统的机床大部分功能单一，有些主要以车加工为主，有些主要以铣加工为主，当需要对工件进行车和铣两种操作时，需要将工件更换到不同的机床上进行加工，这种传统的操作势必导致对工件的装夹次数过多，相应的加工精度也会受到影响，并且由于频繁更换工件的位置，调试时间会相应增加，导致生产效率低的问题。

针对上述问题，公告号为CN204019119U的中国专利公开的车铣复合机床，其技术要点是：在机架上固定有主轴和水平设置的滑轨一，滑轨一上设有滑动底座一，滑动底座一上固定有滑轨二且滑轨二与滑轨一垂直，滑轨二上设有滑动底座二，滑动底座二上固定有车刀安装架和铣刀安装架，铣刀安装架上固定有与主轴平行的动力铣头一以及与主轴垂直的动力铣头二，从而实现对工件的铣削加工。

在将车刀安装到车刀安装架上时，传统的通常直接通过螺栓将车刀固定在车刀安装架上，这种安装方式会导致车削刀头安装不稳定且更换不方便的问题。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于复合机床的背面刀台，具有动力头安装更换方便的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于复合机床的背轴加工装置，包括床身以及设置于床身的副轴机构，还包括设置于床身的背面刀台、设置于床身并用于驱动背面刀台沿副轴轴向移动的调节机构，所述背面刀台朝向副轴机构的一侧开设有安装孔，所述安装孔内插装有动力头。

通过采用上述技术方案，通过调节机构可以调节背面刀台沿主轴径向实现移动，从而使得背面刀台能够配合副轴工作，通过在背面刀台上开设安装孔并将动力头以嵌入的方式进行安装，相比于传统的直接将动力头通过螺栓固定在刀台上的方式，具有安装牢固且方便的优点。

本实用新型进一步设置为：安装孔侧壁开设有燕尾槽，所述动力头侧壁设置有用于滑动卡接于燕尾槽的燕尾块。

通过采用上述技术方案，在安装动力头时，将燕尾块与燕尾槽对齐并安装，通过燕尾块与燕尾槽的配合，可以降低动力头在安装孔内的晃动，使得结构更稳定。

本实用新型进一步设置为：所述安装孔侧壁开设有螺纹孔，所述螺纹孔内穿设有螺丝，所述螺丝端部锁紧于动力头侧壁。

通过采用上述技术方案，这样在将动力头安装到安装孔内后，将螺丝拧紧到螺纹孔内，并且通过螺丝端部抵紧在动力头侧壁，实现对动力头的进一步紧固锁紧。

本实用新型进一步设置为：所述调节机构包括设置于床身并沿副轴轴向设置的滑轨、滑动设置于滑轨的滑动座，所述背面刀台固定于滑动座，所述床身设置有用于驱动滑动座移动的调节组件。

通过采用上述技术方案，滑轨沿主轴径向方向设置，调节组件可以驱动滑动座移动，滑动座可以带动背面刀台沿滑轨移动，从而更好的配合副轴的操作。

本实用新型进一步设置为：所述调节组件包括固定设置于床身的调节电机以及连接于调节电机输出轴的主动轮，还包括转动设置于滑动座的调节丝杠以及连接于调节丝杠端部的从动轮，所述主动轮与从动轮之间连接有皮带，所述滑动座通过丝杠螺母连接于调节丝杠。

通过采用上述技术方案，通过调节电机带动主动轮转动，主动轮通过皮带带动从动轮转动，从动轮带动调节丝杠转动，从而驱动滑动座沿调节丝杠实现移动，并且由于调节电机和调节丝杠之间通过皮带连接，当调节丝杠受力过大时，皮带会发生打滑现象，从而防止调节电机受到过大冲击受到损伤，起到对电机过载保护的作用。

本实用新型进一步设置为：所述从动轮直径大于主动轮的直径。

通过采用上述技术方案，这样在调节电机提供动力不变的情况下，由于传动比增大，因此丝杠的扭矩会相应增大，从而可以实现背面刀台上动力头的大功率切削。

本实用新型进一步设置为：所述副轴机构包括滑动设置于床身且由丝杠带动沿主轴轴向移动的第二滑座、滑动设置于第二滑座侧壁并上下移动的第二升降座、连接于第二升降座的副轴。

通过采用上述技术方案，在第二滑座侧壁同样设置有电机和丝杠机构，通过电机丝杠驱动第二升降座实现上下升降，从而带动副轴实现上下移动；工件在主轴处加工完成后，由丝杠和电机驱动第二滑座朝向主轴移动，并且通过第二升降座带动副轴移动至与工件等高的位置，副轴上可以安装夹具并移动至主轴处进行工件的夹取，主轴上可以对新的工件继续加工，副轴取下工件后，可以夹持工件移动至背面刀台处进行车加工。这样在主轴对工件进行第一步铣削加工的同时，副轴可以夹持工件并由背面刀台进行第二步车削加工，从而在一台设备上即可完成工件的车铣复合加工，并且减少了工件的装夹次数，提高了加工精度。

本实用新型进一步设置为：所述副轴内设置有弹簧筒夹。

通过采用上述技术方案，当主轴处的工件铣削的同时，副轴可以对工件背面进行车铣加工，实现对工件侧壁和背部端面的工时加工，即实现主轴、副轴以及铣削机构的同时工作，大大提高了加工效率。

本实用新型进一步设置为：所述背面刀台与滑动座之间设置有加强筋。

通过采用上述技术方案，背面刀台与滑动座之间设置有加强筋，从而提高滑动座与背面刀台的强度，使得背面刀台能够承受更大的冲击力。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

其一，通过调节机构可以调节背面刀台沿主轴径向实现移动，从而使得背面刀台能够配合副轴工作，通过在背面刀台上开设安装孔并将动力头以嵌入的方式进行安装，相比于传统的直接将动力头通过螺栓固定在刀台上的方式，具有安装牢固且方便的优点；

其二，调节电机带动主动轮转动，主动轮通过皮带带动从动轮转动，从动轮带动调节丝杠转动，从而驱动滑动座沿调节丝杠实现移动，并且由于调节电机和调节丝杠之间通过皮带连接，当调节丝杠受力过大时，皮带会发生打滑现象，从而防止调节电机受到过大冲击受到损伤，起到对电机过载保护的作用。

附图说明

图1为本实施例的整体结构示意图；

图2为铣削装置的背部结构示意图；

图3为铣削装置的剖视图，主要用于表现铣削装置的内部结构；

图4为副轴机构的结构示意图；

图5为图1的A部放大示意图；主要用于表现动力头的安装方式；

图6为背面刀台的结构示意图。

图中：1、床身；2、主轴；3、背面刀台；4、铣削装置；5、驱动机构；6、铣削机构；7、Z向驱动组件；8、Z向滑座；9、Y向驱动组件；10、Y向底座；11、导轨；12、第一升降座；13、角度驱动组件；14、B轴；15、旋转座；16、铣削电机；17、铣刀；18、电子分度盘；19、支脚；20、固定套；21、副轴机构；22、刀库；23、第二滑座；24、第二升降座；25、副轴；26、调节机构；27、安装孔；28、动力头；29、燕尾槽；30、燕尾块；31、螺纹孔；32、螺丝；33、滑轨；34、滑动座；35、调节组件；36、调节电机；37、主动轮；38、调节丝杠；39、从动轮；40、皮带；41、弹簧筒夹；42、加强筋。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

一种用于复合机床的背轴加工装置，如图1所示，包括床身1以及通过丝杠滑动设置于床身1的主轴2，并且主轴2可以沿其轴向移动，还包括设置于主轴2一侧的背面刀台3、设置于主轴2另一侧的铣削装置4，铣削装置4包括设置在床身1的驱动机构5和转动设置于驱动机构5的铣削机构6，在床身1上还设置有副轴机构21；在对工件进行加工时，首先通过主轴2夹持工件，之后驱动机构5带动铣削机构6沿主轴2轴向移动至与工件对应的位置，之后驱动机构5带动铣削机构6沿竖直方向移动至与工件对应的位置，当将铣削机构6调整到与工件位置对应后，根据工件本身加工的要求，当需要对工件侧壁开槽时，铣削机构6转动至倾斜状态，对工件进行斜向铣削，通过转动铣削机构6，将铣削机构6调整到与工件垂直、倾斜或平行状态，从而实现对复杂形状工件的加工。

这样通过在传统的仅具有车削功能的床身1上增加了铣削装置4，使得同一台机床可以同时对工件实现切削和铣削的加工操作，一方面，缩短产品制造工艺链，提高生产效率。车铣复合加工可以实现一次装卡完成全部或者大部分加工工序，从而大大缩短产品制造工艺链，不仅减少了由于装卡改变导致的生产辅助时间，同时也减少了工装卡具制造周期和等待时间，能够显著提高生产效率；除此之外还可以减少装夹次数，提高加工精度。装卡次数的减少避免了由于定位基准转化而导致的误差积累。另一方面，减少占地面积，降低生产成本，虽然车铣复合加工设备的单台成本比较高，但由于制造工艺链的缩短和产品所需设备的减少，以及工装夹具数量、车间占地面积和设备维护费用的减少，能够有效降低总体固定资产的投资、生产运作和管理的成本。

如图1和图2所示，驱动机构5包括设置在床身1的Z向驱动组件7、连接于Z向驱动组件7活动端的Z向滑座8、设置在Z向滑座8的Y向驱动组件9，还包括连接在Y向驱动组件9的Y向底座10，铣削机构6转动连接在Y向底座10上，Z向驱动组件7以及Y向驱动组件9均采用直线滑台。此处的Z向为平行于主轴2轴向方向，Y向为沿主轴2径向且水平的方向，其中Z向驱动组件7包括设置在床身1上的直线轨道，Z向滑座8滑动设置在直线轨道上，在床身1上还设置有电机和丝杠结构，通过电机丝杠带动Z向滑座8沿直线轨道滑动，从而驱动铣削机构6沿Z向实现滑移调节。Y向驱动组件9包括沿Z向滑座8侧壁设置的直线轨道，Y向底座10滑动设置在直线轨道上并能够上下滑移，在Y向底座10上设置有电机丝杠结构，通过电机丝杠结构驱动铣削机构6沿Y向实现前后滑移。

如图2和图3所示，铣削机构6包括沿纵向设置在Y向底座10上的导轨11，并且导轨11朝向主轴2设置，还包括滑动设置在导轨11上并由丝杠驱动的第一升降座12、固定在第一升降座12的角度驱动组件13、连接在角度驱动组件13输出轴的B轴14、通过键连接在B轴14自由端的旋转座15、设置于旋转座15的铣削电机16、连接于铣削电机16输出轴的铣刀17；第一升降座12带动角度驱动组件13实现升降，实现铣刀17沿X向即竖直方向的移动调整，角度驱动组件13可以带动B轴14实现转动，并且B轴14的轴线与主轴2轴线异面垂直，B轴14转动时可以带动旋转座15以及铣削电机16转动，从而控制铣刀17相对于工件实现转动，当将铣刀17的角度调整好后，铣削电机16转动并带动铣刀17转动，对工件实现铣削。在铣削机构6一侧设置有刀库22，刀库22内设置有若干把刀具，可以对铣削机构6进行刀具更换，从而刀具选择更多，加工更多样化。

如图2和图3所示，角度驱动组件13包括通过螺栓固定连接在第一升降座12的电子分度盘18，电子分度盘18包括壳体以及设置在壳体内的电机，分度盘的输出轴朝向第一升降座12设置，在分度盘的壳体上一体成型有四个支脚19，四个支脚19分别通过螺栓固定在第一升降座12上，分度盘的输出轴穿过第一升降座12并伸出到第一升降座12朝向主轴2的一侧，在分度盘输出轴上通过联轴器连接B轴14；通过分度盘可以控制B轴14的转动角度，根据加工工件的需要，可以将铣刀17转动至任意角度，从而大大增加了操作范围。在实际加工操作中，B轴14的转动角度一般在-15°～195°，从而能够适应所有工件的加工。

如图3所示，在B轴14的外部套设有固定套20，固定套20的端部通过法兰固定在第一升降座12上，B轴14穿设在固定套20中并可进行转动，由于B轴14一端通过联轴器连接于分度盘的输出轴，因此B轴14整体处于悬空状态，设置固定套20可以对B轴14起到支撑的作用，减小B轴14所受的弯矩，降低B轴14弯曲的几率。

如图4所示，副轴机构21包括滑动设置于床身1且由丝杠带动沿主轴2轴向移动的第二滑座23，在床身1上沿主轴2轴向设置有直线轨道，第二滑座23滑动设置在直线轨道上，在床身1上还设置有电机和丝杠机构，通过电机带动丝杠转动，驱动第二滑座23实现直线滑移，从而控制第二滑座23朝向或者背离主轴2移动，还包括滑动设置于第二滑座23侧壁并上下移动的第二升降座24、连接于第二升降座24的副轴25，在第二滑座23侧壁同样设置有电机和丝杠机构，通过电机丝杠驱动第二升降座24实现上下升降，从而带动副轴25实现上下移动；工件在主轴2处加工完成后，由丝杠和电机驱动第二滑座23朝向主轴2移动，并且通过第二升降座24带动副轴25移动至与工件等高的位置，副轴25上可以安装夹具并移动至主轴2处进行工件的夹取，主轴2上可以对新的工件继续加工，副轴25取下工件后，可以夹持工件移动至背面刀台3处进行车加工。这样在主轴2对工件进行第一步铣削加工的同时，副轴25可以夹持工件并由背面刀台3进行第二步车削加工，从而在一台设备上即可完成工件的车铣复合加工，并且减少了工件的装夹次数，提高了加工精度。

除此之外，如图4所示，还可以在副轴25内设置用于夹持刀具的弹簧筒夹41，当主轴2处的工件铣削的同时，副轴25可以对工件背面进行车铣加工，实现对工件侧壁和背部端面的工时加工，即实现主轴2、副轴25以及铣削机构6的同时工作，大大提高了加工效率。

如图5和图6所示，在床身1上设置有用于控制背面刀台3移动的调节机构26，背面刀台3朝向副轴机构21的一侧开设有十个安装孔27，并且安装孔27呈行列分布，在安装孔27内插装有动力头28，此处的动力头28为市面上常见的动力头28，并且可以选用五只旋转式与五只固定式相配合，也可以根据工件加工需要自由搭配；通过调节机构26可以调节背面刀台3沿主轴2径向实现移动，从而使得背面刀台3能够配合副轴25工作，通过在背面刀台3上开设安装孔27并将动力头28以嵌入的方式进行安装，相比于传统的直接将动力头28通过螺栓固定在刀台上的方式，具有安装牢固且方便的优点。

如图5所示，在安装孔27侧壁开设有燕尾槽29，动力头28的侧壁设置有用于滑动卡接于燕尾槽29的燕尾块30；在安装动力头28时，将燕尾块30与燕尾槽29对齐并安装，通过燕尾块30与燕尾槽29的配合，可以降低动力头28在安装孔27内的晃动，使得结构更稳定。

如图5所示，为了更进一步的对动力头28进行固定，在安装孔27侧壁开设有螺纹孔31，螺纹孔31内穿设有螺丝32，螺丝32端部锁紧于动力头28侧壁；这样在将动力头28安装到安装孔27内后，将螺丝32拧紧到螺纹孔31内，并且通过螺丝32端部抵紧在动力头28侧壁，实现对动力头28的进一步紧固锁紧。

如图6所示，调节机构26包括设置于床身1并沿副轴25轴向设置的滑轨33、滑动设置于滑轨33的滑动座34，背面刀台3固定于滑动座34，床身1设置有用于驱动滑动座34移动的调节组件35；滑轨33沿主轴2径向方向设置，调节组件35可以驱动滑动座34移动，滑动座34可以带动背面刀台3沿滑轨33移动，从而更好的配合副轴25的操作。背面刀台3与滑动座34之间设置有加强筋42，从而提高滑动座34与背面刀台3的强度，使得背面刀台3能够承受更大的冲击力。

如图6所示，调节组件35包括固定设置于床身1的调节电机36以及连接于调节电机36输出轴的主动轮37，还包括转动设置于滑动座34的调节丝杠38以及连接于调节丝杠38端部的从动轮39，主动轮37与从动轮39之间连接有皮带40，滑动座34通过丝杠螺母连接于调节丝杠38；通过调节电机36带动主动轮37转动，主动轮37通过皮带40带动从动轮39转动，从动轮39带动调节丝杠38转动，从而驱动滑动座34沿调节丝杠38实现移动，并且由于调节电机36和调节丝杠38之间通过皮带40连接，当调节丝杠38受力过大时，皮带40会发生打滑现象，从而防止调节电机36受到过大冲击受到损伤，起到对电机过载保护的作用。

如图6所示，并且从动轮39直径大于主动轮37的直径，这样在调节电机36提供动力不变的情况下，由于传动比增大，因此丝杠的扭矩会相应增大，从而可以实现背面刀台3上动力头28的大功率切削。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。