一种带摇篮式五轴的型材加工中心的制作方法

本实用新型属于型材加工技术领域，具体涉及一种带摇篮式五轴的型材加工中心。

背景技术：

传统的型材加工中心仅仅能够实现长度规格较长的型材的钻、铣、攻牙等机械加工，无法对小型且需多面加工的复杂工件进行定位加工操作，对于此类工件加工必须要采用单独的五轴联动加工中心进行加工，功能单一，适用范围有限。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种带摇篮式五轴的型材加工中心，以解决其功能单一、适用范围小的问题。

本实用新型的一种带摇篮式五轴的型材加工中心是这样实现的：

一种带摇篮式五轴的型材加工中心，包括床身，以及安装在所述床身上的加工机构、工作台和摇篮五轴机构，所述摇篮五轴机构和工作台按x轴向分布，且所述加工机构能够在所述床身上进行x轴方向的移动；其中，

所述加工机构包括能够x轴方向移动的x轴床鞍、能够y轴方向移动的立柱和安装在所述x轴床鞍一侧的刀库，以及安装在所述立柱朝向工作台一侧的机头，所述机头能够在所述立柱的z轴方向移动，所述机头上安装有能够转动的刀具主轴；

所述摇篮五轴机构包括相对设置的摇摆驱动支撑部和摇摆支撑部，以及可转动安装在所述摇摆驱动支撑部和摇摆支撑部之间的旋转座，所述旋转座上安装有可转动的夹具组件。

进一步的，所述加工机构包括x轴床鞍，所述x轴床鞍能够在所述床身上进行x轴方向的移动，所述立柱安装在所述x轴床鞍上，且能够在所述x轴床鞍上进行y轴方向的移动。

进一步的，所述床身上设置有x轴向的齿条，且所述x轴床鞍的一侧设置有x轴电机，所述x轴电机的输出端安装有与所述齿条啮合的齿轮。

进一步的，所述x轴床鞍内设置有y轴电机以及安装在所述y轴电机输出端的y轴向螺杆，所述立柱安装的所述y轴向螺杆上。

进一步的，所述立柱朝向所述工作台的侧面安装有z轴向螺杆，所述z轴向螺杆的顶端连接有z轴电机，所述机头安装在所述z轴向螺杆上。

进一步的，所述刀具主轴的顶部连接有主轴电机。

进一步的，所述摇摆驱动支撑部的固定在支撑座ⅰ上，且其与旋转座之间通过摇臂ⅰ相连，所述摇摆驱动支撑部内部设置有与摇臂ⅰ相连的摇摆电机；

所述摇摆支撑部固定在支撑座ⅱ上，且其与旋转座之间连接有摇臂ⅱ。

进一步的，所述旋转座内设置有用于带动夹具组件转动的旋转电机。

进一步的，所述夹具组件包括定位板以及设置在所述定位板上的两个定位座，且每个定位座的相对侧设置有固定定位块，所述定位座包括活动定位块，所述活动定位块能够朝向与其相对的固定定位块的方向移动。

进一步的，所述床身安装工作台的一侧设置有排屑槽，所述排屑槽的一端设置有排屑机构。

采用了上述技术方案后，本实用新型具有的有益效果为：

本实用新型在原有的型材加工中心上增加摇篮五轴机构，可以实现小型多面加工工件的定位以及加工操作，从而增加型材加工中心的功能，扩大其适用范围。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型优选实施例的带摇篮式五轴的型材加工中心的结构图；

图2是图1中a部分的放大图；

图3是图1中b部分的放大图；

图4是本实用新型优选实施例的带摇篮式五轴的型材加工中心的加工机构的结构图；

图5是本实用新型优选实施例的带摇篮式五轴的型材加工中心的加工机构内部的结构图；

图6是本实用新型优选实施例的带摇篮式五轴的型材加工中心的加工机构内部的结构图；

图7是本实用新型优选实施例的带摇篮式五轴的型材加工中心的加工机构内部的结构图；

图8是本实用新型优选实施例的带摇篮式五轴的型材加工中心的摇篮五轴机构的结构图；

图中：床身1，加工机构2，立柱21，刀库22，机头23，刀具主轴24，换刀臂25，x轴床鞍26，齿条27，x轴电机28，齿轮29，导轨210，滑块211，y轴电机212，y轴向螺杆213，z轴向螺杆214，z轴电机215，主轴电机216，导轨217，防护罩218，挡板219，探照灯220，增压缸221，工作台3，摇篮五轴机构4，摇摆驱动支撑部41，摇摆支撑部42，旋转座43，定位板44，支撑座ⅰ45，摇臂ⅰ46，支撑座ⅱ47，摇臂ⅱ48，固定定位块49，活动定位块410，l型定位板411，调节螺杆412，底板413，排屑槽5，排屑机构6，排屑口61，排屑电机62，接屑小车63。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-8所示，一种带摇篮式五轴的型材加工中心，包括床身1，以及安装在床身1上的加工机构2、工作台3和摇篮五轴机构4，摇篮五轴机构4和工作台3按x轴向分布，且加工机构2能够在床身1上进行x轴方向的移动；加工机构2包括能够x轴方向移动的x轴床鞍26、能够y轴方向移动的立柱1和安装在所述x轴床鞍26一侧的刀库22，以及安装在立柱21朝向工作台一侧的机头23，机头23能够在立柱21的z轴方向移动，机头23上安装有能够转动的刀具主轴24；摇篮五轴机构4包括相对设置的摇摆驱动支撑部41和摇摆支撑部42，以及可转动安装在摇摆驱动支撑部41和摇摆支撑部42之间的旋转座43，旋转座43上安装有可转动的夹具组件。

请参阅图1和4，优选的，刀库22选用圆盘式刀库，设置在立柱21的一侧，通过其底部的换刀臂25实现刀具的自动更换。

刀库安装在x轴床鞍26上，其仅仅能够跟随x轴床鞍26进行x轴向的移动。

可选的，刀库22可以选用上海劲湛精密机械有限公司销售的bt30-16t圆盘式刀库，也可以选用专利号201520271340.8公开的圆盘刀库。

请参阅图5-7，刀具主轴24的下端时用于安装加工所用的刀具，在加工过程中需要根据加工要求对刀具的位置进行xyz轴向的调整，为了实现整个加工机构2在x轴向的移动，加工机构2包括x轴床鞍26，x轴床鞍26能够在床身1上进行x轴方向的移动，立柱21安装在x轴床鞍26上，且能够在x轴床鞍26上进行y轴方向的移动。

为了实现x轴床鞍26在床身上的x轴方向的移动，床身1上设置有x轴向的齿条27，且x轴床鞍26的一侧设置有x轴电机28，x轴电机28的输出端安装有与齿条27啮合的齿轮29。

x轴电机28时可以带动齿轮29的旋转，而通过齿轮29和齿条27的啮合则可带动x轴床鞍26以及其上方的结构在x轴向的移动。

优选的，齿条27的两侧设置有与其方向相同的导轨210，而x轴床鞍26的底部则设置有与导轨210相匹配的滑块211，通过滑块211和导轨210的配合，可以防止整个加工机构2在x轴向移动时产生偏移。

为了实现刀具在y轴方向的移动，x轴床鞍26内设置有y轴电机212以及安装在y轴电机212输出端的y轴向螺杆213，立柱2安装的y轴向螺杆213上。

y轴电机212带动y轴向螺杆213的转动，从而带动立柱21以及刀具在y轴移动。

具体的，y轴电机212安装在y轴向螺杆213远离工作台3的一端，防止对加工造成阻碍。

为了实现刀具在z轴方向的移动，立柱21朝向工作台3的侧面安装有z轴向螺杆214，z轴向螺杆214的顶端连接有z轴电机215，机头23安装在z轴向螺杆215上。

z轴电机215能够带动z轴向螺杆214的转动，从而带动机头23在立柱21上进行z轴方向的移动。

通过刀具的旋转从而实现对型材的各种加工，为了方便带动刀具进行旋转，刀具主轴24的顶部连接有主轴电机216。

主轴电机216带动刀具主轴24转动，而刀具主轴24则带动刀具同步旋转，对型材进行加工。

优选的，为了防止立柱21以及机头23在y和z轴方向移动时产生偏移，y轴向螺杆213和z轴向螺杆214的两侧分别设置有与之平行的导轨217。

优选的，刀具主轴24和立柱21之间的设置有安装在机头23上的增压缸221，增压缸221与刀具主轴24相连，通过增压缸221对刀具主轴24的控制，可以实现刀具主轴对刀具的夹紧和松开，方便进行换刀操作。

请参阅图8，为了实现旋转座43摇摆，摇摆驱动支撑部41的固定在支撑座ⅰ45上，且其与旋转座43之间通过摇臂ⅰ46相连，摇摆驱动支撑部41内部设置有与摇臂ⅰ46相连的摇摆电机。

摇摆支撑部42固定在支撑座ⅱ47上，且其与旋转座43之间连接有摇臂ⅱ48。

具体的，摇摆电机带动摇臂ⅰ46摇摆，从而实现旋转座43的摇摆，而摇臂ⅱ48采用轴承等结构转动安装在支撑座ⅱ47上，则在旋转座43摇摆的同时可以带动摇臂ⅱ48的摇摆。

为了实现夹具组件的旋转，旋转座43内设置有用于带动夹具组件转动的旋转电机。

旋转电机能够带动夹具组件旋转，从而实现工件多面的加工。

为了方便对工件进行定位以及固定，夹具组件包括定位板44以及设置在定位板上的两个定位座，且每个定位座的相对侧设置有固定定位块49，定位座包括活动定位块410，活动定位块410能够朝向与其相对的固定定位块49的方向移动。

具体的，定位座还包括l型定位板411，以及安装在l型定位板411上的调节螺杆412，调节螺杆412与活动定位块410转动连接，通过调节螺杆412在l型定位板411上的转动实现活动定位块410的移动，从而和与其相对的固定定位块49配合，实现对工件的固定以及定位。

可选的，夹具组件也可以根据所要加工的工件形状选用其他结构的夹具或定位件。

优选的，摇篮五轴机构4还包括底板413，用于固定摇摆驱动支撑部41和摇摆支撑部42，从而将整个设备集成在底板413上，并且方便与床身1安装。

可选的，摇篮五轴机构4可以选用专利号201821616798.2公开的用于增材制造的摇篮式五轴热床结构，仅需要用本实施例公开的夹具组件替代其中的发热板和合成板结构即可，也可以选用tjr潭佳精密科技股份有限公司生产的fad-hs系列的摇篮式五轴。

请参阅图1和图3，在对型材进行加工的时候难免会产生大量的碎屑，为了防止造成设备的损坏，床身1安装工作台3的一侧设置有排屑槽5，排屑槽5的一端设置有排屑机构6。

具体的，排屑槽5内设置有排屑输送带，而排屑结构6包括排屑口61和安装在排屑口61上的排屑电机62，而排屑口61的下方设置有接屑小车63，排屑电机62能够带动排屑输送带的移动，从而将碎屑排至接屑小车63上。

优选的，x轴电机28、y轴电机212、z轴电机215、主轴电机216以及机头2上均罩有防护罩218，对其内部结构起到保护作用，而在立柱21的两侧设置有挡板219，将工作台3与立柱21另一侧的部分隔离，进一步起到保护作用。

而立柱未安装刀库22的一侧设置有探照灯220，方便观察加工的进程。

在对较长的型材进行加工时，可以将其放置在工作台3上，利用加工机构对其进行钻、铣、攻牙等加工操作，而在对小型的工件进行加工时，则可以将其放置在夹具组件上，利用定位座以及固定定位块46对其进行固定，从而利用加工机构2对工件进行多面的加工。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。