一种小型五轴机床的制作方法

本实用新型属于五轴机床技术领域，尤其是涉及一种小型五轴机床。

背景技术：

随着生产需求的提升，越来越多具有五轴四联动系统的数控铣床应用于生产中，五轴联动系统的控制精度高，但体积较大，而且价格昂贵，很难大规模地投入到教学中，甚至有的小型企业也没有经济能力购买大型的五轴机床。另一方面，现有技术的小型教学用铣床还停留在三轴三联动或四轴三联动系统，远远落后于现有技术，致使学生很难掌握较为先进的铣床技术，另外，教学用铣床的体积较小，特别是便携式教学用铣床的体积更小，因此，传统生产用铣床各部件的布局往往不适合教学用铣床。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种小型五轴机床，以解决上述技术问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种小型五轴机床，包括箱体，箱体内设置有Y轴运动系统，Y轴运动系统上设置有X轴运动系统，X轴运动系统上设置有Z轴运动系统，X轴运动系统下方的箱体内部设置有摆动运动系统，摆动运动系统的端部设置有旋转系统，旋转系统上设置有与加工刀头对应夹具，摆动运动系统包括与控制器连接的摆动电机，摆动电机的摆动轴上固接旋转系统，旋转系统包括旋转基座，旋转基座固定在摆动电机的摆动轴上，旋转基座内部设置有旋转电机，旋转电机与控制器连接，旋转电机的旋转轴伸出旋转基座后与夹持工作台固接，夹持工作台设置在旋转电机的上方，旋转电机竖直设置，旋转电机的转动带动夹持工作台的转动，夹持工作台用于夹持工件。

进一步的，箱体内的左右两侧分别固定有左、右机架，Y轴运动系统包括固定在左、右机架上方的Y轴滑轨，Y轴滑轨上方设置有与其匹配的Y轴滑块，Y轴滑块能够在Y轴滑轨上往复移动，Y轴滑块与箱体的前侧壁之间的Y轴滑轨上设置有Y轴柔性罩，Y轴柔性罩的两端分别与Y轴滑块的端部和箱体的前侧壁之间固接，Y轴柔性罩用于保护Y轴滑轨放置杂物进入Y轴滑轨，Y轴运动系统的动力源为Y轴液压缸。

进一步的，X轴运动系统包括X轴横架，X轴横架的两端分别固定在Y 轴运动系统的Y轴滑块上，Y轴液压缸伸缩轴的一端固定在X轴横架的中部，左、右机架之间焊接有横梁，Y轴液压缸的另外一端固定在横梁上，Y轴液压缸与控制器连接，控制器控制Y轴液压缸，Y轴液压缸的工作带动X轴横架在Y轴的方向上运动。

进一步的，X轴横架的上端面和前侧端面上分别设置有沿X轴横架的长度方向延伸的X轴上滑轨和X轴侧滑轨，X轴架体上设置有与X轴上滑轨和 X轴侧滑轨相配合的X轴上滑块和X轴下滑块，X轴上滑块和X轴下滑块能够分别在X轴上滑轨和X轴侧滑轨上滑动，X轴液压缸的伸缩杆与X轴架体的右侧固接，X轴液压缸的另外一端固定在X轴架体上，X轴液压缸为X轴架体的X轴方向的移动提供动力，X轴液压缸与控制器连接。

进一步的，X轴架体的横截面为L型，X轴架体的右侧固接有X轴柔性罩，X轴柔性罩的两端分别固定在X轴架体的右侧端面上和X轴横架的右侧端面上，X轴柔性罩的上端固定在柔性罩上导轨上，柔性罩上导轨的两端固定在箱体上，X轴柔性罩能够在X轴上滑轨和X轴侧滑轨上滑动。

进一步的，Z轴运动系统包括Z轴支架，Z轴支架固定在X轴运动系统的X轴架体前端面的两侧，Z轴支架相对的侧壁上分别设置有Z轴滑块，Z 轴主体的两侧壁上分别设置有与Z轴滑块相匹配的Z轴滑轨，Z轴主体能够相对于Z轴支架上下滑动，Z轴主体与设置在X轴架体上的直线电机驱动，直线电机的滑块固定在Z轴主体上，直线电机为Z轴主体的上下运动提供动力。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种小型五轴机床具有以下优势：

(1)本实用新型结构紧凑，能够实现五轴的加工，加工零件范围广泛；

(2)本实用新型造价低，适用于小型工厂和教学示范。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例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为本实用新型实施例的内部结构示意图；

图2为本实用新型实施例的外部结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述支撑架与接水槽的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的旋转基座与夹持工作台的结构示意图。

附图标记说明：

1、箱体；101、左机架；102、右机架；103、横梁；104、接水槽；105、边梁导流槽；106、边梁导流管；107、左侧门；108、防护板；109、加工区域；110、L型托板；2、Y轴运动系统；201、Y轴滑轨；202、Y轴滑块；203、 Y轴柔性罩；3、X轴运动系统；301、X轴横架；302、X轴上滑轨；303、X 轴侧滑轨；304、X轴架体；305、X轴上滑块；306、X轴液压缸；307、柔性罩上导轨；4、Z轴运动系统；401、Z轴支架；402、Z轴滑块；403、Z轴主体；404、Z轴滑轨；405、直线电机；406、拖链；407、夹具；5、摆动运动系统；6、旋转系统；601、夹持工作台；602、旋转基座；603、激光传感器； 604、凸起；7、摄像头；8、电控箱；801、悬挂板；9、滑动门；901、上光轴滑轨；902、上滑块；903、下光轴滑轨；904、下滑块；905、轨道接水盒； 10、支撑架。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至4所示，一种小型五轴机床，包括支撑架10，支撑架10的上方设置有箱体1，箱体1内设置有Y轴运动系统2，Y轴运动系统2上设置有 X轴运动系统3，X轴运动系统3上设置有Z轴运动系统4，X轴运动系统3 下方的箱体1内部设置有摆动运动系统5，摆动运动系统5的端部设置有旋转系统6，旋转系统6上设置有与加工刀头对应的夹持工作台601。

箱体1内的左右两侧分别固定有左、右机架(101、102)，Y轴运动系统2包括固定在左、右机架(101、102)上方的Y轴滑轨201，Y轴滑轨201 上方设置有与其匹配的Y轴滑块202，Y轴滑块202能够在Y轴滑轨201上往复移动，Y轴滑块202与箱体1的前侧壁之间的Y轴滑轨201上设置有Y 轴柔性罩203，Y轴柔性罩203的两端分别与Y轴滑块202的端部和箱体1 的前侧壁之间固接，Y轴柔性罩203为风琴罩，Y轴柔性罩203用于保护Y 轴滑轨201放置杂物进入Y轴滑轨201。Y轴运动系统2的动力源为Y轴液压缸。

X轴运动系统3包括X轴横架301，X轴横架301的两端分别固定在Y 轴滑块202上，Y轴液压缸伸缩轴的一端固定在X轴横架301的中部，左、右机架102之间焊接有横梁103，Y轴液压缸的另外一端固定在横梁103上， Y轴液压缸与控制器连接，控制器控制Y轴液压缸，Y轴液压缸的工作带动X 轴横架301在Y轴的方向上运动。

X轴横架301的上端面和前侧端面上分别设置有沿X轴横架301的长度方向延伸的X轴上滑轨302和X轴侧滑轨303，X轴架体304上设置有与X 轴上滑轨302和X轴侧滑轨303相配合的X轴上滑块305和X轴下滑块，X 轴上滑块305和X轴下滑块能够分别在X轴上滑轨302和X轴侧滑轨303上滑动。X轴架体304的横截面类似L型。X轴架体304的右侧固接有X轴柔性罩，X轴柔性罩为风琴罩，X轴柔性罩的两端分别固定在X轴架体304的右侧端面上和X轴横架301的右侧端面上。X轴柔性罩的上端固定在柔性罩上导轨307上，柔性罩上导轨307的两端固定在箱体1上。X轴柔性罩能够在X轴上滑轨302和X轴侧滑轨303上滑动。X轴液压缸306的伸缩杆与 X轴架体304的右侧固接，X轴液压缸306的另外一端固定在X轴架体304 上，X轴液压缸306为X轴架体304的X轴方向的移动提供动力。X轴液压缸306与控制器连接，控制器控制X轴液压缸306的工作。

Z轴运动系统4包括Z轴支架401，Z轴支架401固定在X轴架体304 前端面的两侧，Z轴支架401相对的侧壁上分别设置有Z轴滑块402，Z轴主体403的两侧壁上分别设置有与Z轴滑块402相匹配的Z轴滑轨404，Z 轴主体403能够相对于Z轴支架401上下滑动，Z轴主体403与设置在X轴架体304上的直线电机405驱动，直线电机405的滑块固定在Z轴主体403 上，直线电机405为Z轴主体403的上下运动提供动力。拖链406的两端分别与直线电机405和Z轴主体403的侧壁固接。直线电机405与控制器连接。

Z轴主体403包括Z轴壳体，Z轴壳体的两侧壁上分别开有若干减重孔，以减轻Z轴主体403的重量。Z轴主体403的下端设置有用于夹持加工刀头的夹具407，夹具407的动力源电机设置在Z轴主体403的壳体内部。Z轴主体403的下端固接有与加工刀头对应的摄像头7，摄像头7与控制器连接，摄像头7收集工件的加工情况。

摆动运动系统5设置在X轴架体304下方的箱体1内，摆动运动系统5 包括与控制器连接的摆动电机，摆动电机的摆动轴上固接旋转系统6。旋转系统6包括旋转基座602，旋转基座602固定在摆动电机的摆动轴上，旋转基座602内部设置有旋转电机，旋转电机与控制器连接，旋转电机的旋转轴伸出旋转基座602后与夹持工作台601固接，夹持工作台601设置在旋转电机的上方，旋转电机竖直设置，旋转电机的转动带动夹持工作台601的转动，夹持工作台601用于夹持工件。

旋转基座602上夹持工作台601的下方设置有与控制器连接的激光传感器603，夹持工作台601的下方设置有与激光传感器603相对应的凸起604，激光传感器603检测凸起604的位置，激光传感器603将检测到的凸起604 的信号传递给控制器，每检测到一次凸起604的位置就代表夹持工作台601 旋转了一圈，激光传感器603用于统计夹持工作台601的旋转转数。

旋转系统6所在的空间为加工区域109，加工区域109的四周设置有防护板108，防护板108将加工区域109围成一个独立的空间，加工区域109 与Y轴运动系统2、X轴运动系统3和Z轴运动系统4独立开来，防护板108 固定在箱体1上。加工区域109的下方设置有接水槽104，防护板108倾斜设置，冷却液从防护板108上流到接水槽104内。

左、右机架(101、102)的侧部分别固接有沿着左、右机架(101、102) 的长度方向延伸的边梁导流槽105，边梁导流槽105的中部通过边梁导流管 106与加工区域109连通，边梁导流管106的下端延伸到防护板108上，边梁导流管106将喷溅到边梁导流槽105内的冷却液倒流到加工区域109内，进而流到接水槽104内。

箱体1的右侧固接有电控箱8，电控箱8内设置有配电板，控制器设置在电控箱8内部。电控箱8的右侧壁设置有电控箱门。电控箱8的前侧壁设置有悬挂板801，悬挂板801上固定有能够触摸的LED显示屏，LED显示屏与控制器连接，LED显示屏能够输入操作信息，也能够显示信息。

箱体1的左侧设置有能够打开的左侧门107，箱体1的后侧设置有能够打开的后侧门，箱体1的顶部设置有能够打开的天窗，箱体1的前侧设置有能够推拉的滑动门9。滑动门9的中部开有开口，开口处安装有钢化玻璃。

滑动门9的横截断面为直角L型结构，箱体1的顶部固接有水平设置的上光轴滑轨901，滑动门9的水平部的端部固接有一对上滑块902，上滑块 902与上光轴滑轨901相配合，上滑块902能够在上光轴滑轨901上滑动。箱体1的前端固接有水平设置的下光轴滑轨903，滑动门9的竖直部的下端固接有一对下滑块904，下滑块904与下光轴滑轨903相配合，下滑块904 能够在下光轴滑轨903上滑动。

下光轴滑轨903的两端分别固定在轨道接水盒905的两端，轨道接水盒 905的两端侧壁固定在箱体1上，轨道接水盒905位于下光轴滑轨903的下方，轨道接水盒905的内侧设置有缺口与加工区域109连通，轨道接水盒905 内的液体从缺口处流入到加工区域109内，并最终流入到接水槽104内。

接水槽104为推拉式结构，接水槽104水平设置，接水槽104设置在支撑架10内，支撑架10内设置有对称设置的L型托板110，L型托板的开口相对，接水槽104的下端两侧搭在L型托板110上，接水槽104能够前后抽动，支撑架10上设置有用于对接水槽104进行限位的限位块，接水槽104 推到极限位置后，接水槽104的进水口正对加工区域109的出水口。

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