多头加工中心的制作方法

本实用新型涉及加工设备技术领域，尤其涉及一种多头加工中心。

背景技术：

工业化进程的飞速发展对机械零件的生产制造提出了更高的要求。加工中心作为机械零件生产制造的核心设备，决定着机械零件的成形速度与成形质量。以汽车工业中应用广泛的轮毂为例，适用于汽车轮毂的加工中心往往采用四横梁组件体系。这种加工中心采用双横梁结构，每个横梁上仅悬挂单个主轴，在加工效率上非常薄弱。加工中心主轴与横梁的结构设计，已成为目前加工中心发展的掣肘和难点之一。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种改进的多头加工中心，该多头加工中心主轴与横梁的结构布局合理，加工效率与产能提升，具有广泛的应用前景。

本实用新型提供一种多头加工中心，包括：

底座；

立柱组件，固定连接于所述底座；

工作台，安装于所述底座上；

横梁，连接于所述立柱组件；

滑台，连接于所述横梁；

主轴组件，包括至少四个主轴，每个所述主轴均连接于所述滑台；

驱动组件，连接于所述工作台、滑台及主轴组件，并能够驱动所述工作台相对所述底座往复滑动，驱动所述滑台相对所述横梁往复滑动以及驱动所述主轴相对所述滑台往复滑动；

四个所述主轴设置于所述横梁的两侧，并以所述横梁为轴呈轴对称分布；四个所述主轴能够同步或者异步加工外部工件。

进一步地，四个所述主轴之间的轴心距离相等。

进一步地，所述立柱组件包括立柱；所述立柱包括连接于所述横梁的第一端以及相对远离所述横梁的第二端，所述第一端的宽度要小于所述第二端的宽度。

进一步地，所述立柱内设置有镂空结构。

进一步地，所述横梁包括层叠设置的第一层以及第二层，所述第一层连接于所述立柱组件，所述第一层与第二层之间相互间隔并形成内腔；所述滑台容置于所述内腔内并能够沿所述横梁往复滑动。

进一步地，所述第一层上设置有第一滑轨，所述第二层上设置有第二滑轨，所述第一滑轨与第二滑轨相平行设置，所述滑台通过所述第一滑轨及第二滑轨沿所述横梁往复滑动。

进一步地，所述第一层与第二层之间一体成型。

进一步地，所述第一层与第二层之间采用分体结构。

进一步地，所述驱动组件包括第一驱动电机、第二驱动电机及第三驱动电机，所述第一驱动电机安装于所述底座上并连接于所述工作台，所述第一驱动电机能够驱动所述工作台相对所述底座往复滑动；所述第二驱动电机安装于所述横梁上并连接于所述滑台，所述第二驱动电机能够驱动所述滑台相对所述横梁往复滑动；所述第三驱动电机安装于所述滑台上并连接于所述主轴，所述第三驱动电机用于驱动所述主轴相对所述滑台往复滑动。

进一步地，所述第一驱动电机与所述工作台之间设置有第一丝杆，第一丝杆与所述工作台之间形成螺母丝杆配合，所述第一驱动电机通过所述第一丝杆驱动所述工作台相对所述底座往复移动；

所述第二驱动电机与所述滑台之间设置有第二丝杆，第二丝杆与所述滑台之间形成螺母丝杆配合，所述第二驱动电机通过所述第二丝杆驱动所述滑台相对所述横梁往复移动；

所述第三驱动电机与所述滑台之间设置有第三丝杆，第三丝杆与所述主轴组件之间形成螺母丝杆配合，所述第三驱动电机通过所述第三丝杆驱动所述主轴组件相对所述滑台往复移动。

本实用新型提供的多头加工中心，通过在横梁上设置呈矩阵对称分布的至少四个主轴，利用矩阵对称分布的抗振性能提高加工精度，同时利用主轴的同步或者异步加工的优势提高产能，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型一个实施方式中多头加工中心的结构示意图；

图2为图1所示多头加工中心在另一视角下的结构示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接装设在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图2，图1为本实用新型一个实施方式中多头加工中心100的结构示意图，图2为图1所示多头加工中心100在另一视角下的结构示意图。

多头加工中心100包括底座10、立柱组件20、工作台30、横梁40、滑台50、驱动组件60以及主轴组件70。底座10与外部支撑面接触并且承载立柱组件20与工作台30；立柱组件20连接于底座10并且接触外部支撑面，立柱组件20承载横梁40；工作台30设置在底座10上并能够相对底座10滑动；横梁40设置于立柱组件20上并且承载滑台50；滑台50连接于驱动组件60并能够在驱动组件60的带动下沿横梁40往复滑动；驱动组件60连接于滑台50并能够驱动滑台50相对横梁40往复滑动；主轴组件70安装于滑台50上。

底座10用于承载立柱组件20与工作台30，立柱组件20用于承载横梁40，工作台30用于承载外部待加工工件，横梁40用于承载滑台50，驱动组件60用于驱动滑台50运动，主轴组件70用于加工外部待加工工件。

驱动组件60在外部电源的电力供给下驱动滑台50沿横梁40滑动，并通过配合工作台30相对底座10的滑动以及主轴组件70相对滑台50的进给运动，能够实现主轴组件70相对待加工工件的三轴移动。主轴组件70相对靠近待加工工件并通过切削、铣削等方式加工待加工工件，从而完成对待加工工件的加工作业过程。

本实施方式中，待加工工件为汽车轮毂，也即多头加工中心100用以加工汽车轮毂。可以理解，多头加工中心100并不限于仅能够加工汽车轮毂，在其他的实施方式中，待加工工件还可以为除汽车轮毂之外的其他零件，也即多头加工中心100还能够胜任对汽车轮毂之外的其他零件的加工任务。

底座10与外部支撑面接触并固定连接于立柱组件20。底座10的设置降低了多头加工中心100的重心，增大了与外部支撑面的接触面积，从而提高了多头加工中心100抗震动性能并增加了稳固性。

本实施方式中，底座10呈矩形设置，也即底座10的横截面为矩形。可以理解，在其他的实施方式中，底座10还可以采用圆形、椭圆形等横截面形状，只要其能够稳定地支撑立柱组件20等部件即可。

立柱组件20固定连接于底座10，其用于支撑横梁40。立柱组件20包括至少一个立柱21，立柱21承载横梁40。

本实施方式中，立柱21的数量为两个，两个立柱21分别位于底座10的两侧并承载横梁40在长度方向上的两端。可以理解，在其他的实施方式中，立柱21的数量还可以为一个或两个以上，设置一个立柱21能够降低多头加工中心100的成本，设置两个以上的立柱21能够进一步提高多头加工中心100的稳固性。

本实施方式中，立柱21的侧面形状呈“人”字形设置，立柱21包括临近横梁40的第一端211及与第一端211相对的第二端212，立柱21的第二端212与地面接触，立柱21的第一端211的宽度小于第二端212的宽度。呈“人”字形设置的立柱21能接近于结构受力的等应力分布，结构更满足需求，安全性更高。

本实施方式中，立柱21上设置有镂空结构213，镂空结构213用以减少立柱21的重量，从而在保证立柱21结构强度的基础上降低多头加工中心100的总体重量，进而减少运输成本、提高安装的便捷性。

工作台30设置在底座10上并连接于驱动组件60，工作台30能够在驱动组件60的驱动作用下相对底座10往复滑移。

进一步地，底座10上凸设有朝向工作台30延伸的滑块(图未示)，工作台30相对于底座10的表面开设有滑槽(图未示)，工作台30通过滑块与滑槽之间的相互嵌设并沿滑槽滑动，从而实现在底座10上的往复滑移。

当然，滑槽也可以开设在底座10，而凸块对应设置在工作台30上，此时工作台30依然能够通过滑块与滑槽之间的相互嵌设并沿滑槽滑动，同样可以实现在底座10上的往复滑移。

横梁40设置于两个相对设置的立柱21上，其大致沿工作台30的宽度方向设置。横梁40的一端固定连接于一个立柱21，另一端固定连接于另一个立柱21。

横梁40为框架结构，其包括相互间隔并呈叠层设置的第一层41以及第二层42，第一层41设置于第二层42以及立柱21之间。第一层41与第二层42仅在端部相互连接从而在相对靠近中心的部分形成内腔43，滑台50的部分设置于内腔43内并延伸至第第二层42处。

第一层41上设置有第一滑轨411，第二层42上设置有第二滑轨421，滑台50同时嵌设于第一滑轨411以及第二滑轨421上，从而实现在横梁40上的往复滑动。

横梁40双滑轨结构设计使得滑台50在横梁40上的滑动更为稳定，滑台50在竖直方向上的直线度能够被较好的保证，有助于提高加工精度。

本实施方式中，第一层41与第二层42之间一体成型；第一层41与立柱21之间采用分体结构。可以理解，在其他的实施方式中，第一层41与第二层42之间还可以采用分体结构；第一层41与立柱21之间也可以一体成型

滑台50承载主轴组件70，并使得主轴组件70容置在横梁40的内腔43内。为对应横梁40的双层设计，滑台50也具有两层，滑台50在竖直方向中居上的部分嵌设于第二层42中的第二滑轨421处，滑台50在竖直方向中居下的部分嵌设于第一层41中的第一滑轨411处。由于第一滑轨411与第二滑轨421相平行设置，滑台50可以同时沿第一滑轨411以及第二滑轨421滑动，从而在滑动的稳定性以及滑动精度上都具有较佳的表现。

驱动组件60包括第一驱动电机61、第二驱动电机62以及第三驱动电机63。第一驱动电机61设置在底座10上，其用于驱动工作台30沿底座10往复运动；第二驱动电机62设置在横梁40上，其用于驱动滑台50沿横梁40往复运动；第三驱动电机63设置在滑台50上，其用于驱动主轴组件70沿滑台50往复运动。

为了实现第一驱动电机61、第二驱动电机62以及第三驱动电机63对工作台30、滑台50以及主轴组件70的对应驱动，第一驱动电机61与工作台30、第二驱动电机62与滑台50以及第三驱动电机63与主轴组件70之间还会设置传动元件，以传递电机的驱动作用。

具体地，第一驱动电机61与工作台30之间设置有第一丝杆611，第一丝杆611与第一驱动电机61的输出轴固定连接，并能够在第一驱动电机61的作用下转动；第一丝杆611与工作台30之间形成螺母丝杆配合，此时第一驱动电机61输出的转动通过螺母丝杆配合的转变效果，输出为能够驱动工作台30沿底座10往复滑动的直线移动。

第二驱动电机62与滑台50之间设置有第二丝杆621，第二丝杆621与第二驱动电机62的输出轴固定连接，并能够在第二驱动电机62的作用下转动；第二丝杆621与滑台50之间形成螺母丝杆配合，此时第二驱动电机62输出的转动通过螺母丝杆配合的转变效果，输出为能够驱动滑台50沿横梁40往复滑动的直线移动。

第三驱动电机63与主轴组件70之间有第三丝杆631，第三丝杆631与第三驱动电机63的输出轴固定连接，并能够在第三驱动电机63的作用下转动；第三丝杆631与主轴组件70之间形成螺母丝杆配合，此时第三驱动电机63输出的转动通过螺母丝杆配合的转变效果，输出为能够驱动主轴组件70沿滑台50往复滑动的直线移动。

工作台30沿底座10往复滑动的方向记为第一方向，滑台50沿横梁40往复滑动的方向记为第二方向，主轴组件70相对滑台50往复滑动的方向记为第三方向。

本实施方式中，主轴组件70相对待加工工件的移动方向为笛卡尔坐标系中的三个坐标轴的方向，也即第一方向、第二方向以及第三方向之间相互垂直，第一方向与第二方向为位于同一水平面内的两个相互垂直的方向，第三方向为竖直方向。

可以理解，本实用新型并不限制第一方向、第二方向以及第三方向必须按照前文所述的笛卡尔坐标轴的方向设置，在其他的实施方式中，第一方向、第二方向以及第三方向还可以设置为非相互垂直的其他三个方向。

此外，本实用新型并不限制第一驱动电机61与工作台30之间设置的第一丝杆611只能与工作台30直接形成螺母丝杆配合，第一丝杆611与工作台30之间还可以通过固定连接于工作台30的丝杆套等元件，以间接配合的形成螺母丝杆配合。

本实用新型也不限制第二驱动电机62与滑台50之间设置的第二丝杆621只能与滑台50直接形成螺母丝杆配合，第二丝杆621与滑台50之间还可以通过固定连接于滑台50的丝杆套等元件，以间接配合的形成螺母丝杆配合。

同样的，本实用新型更不会限制第三驱动电机63与主轴组件70之间设置的第三丝杆631只能与主轴组件70直接形成螺母丝杆配合，第三丝杆631与主轴组件70之间还可以通过固定连接于主轴组件70的丝杆套等元件，以间接配合的形成螺母丝杆配合。

在传统的加工中心中一般会在每个横梁上悬挂单个主轴，在生产效率以及精度上非常薄弱。本实用新型提供的多头加工中心100为了提高生产效率以及加工精度，使得主轴组件70包括至少四个主轴71，在横梁40的每一侧均设置至少两个主轴71，并将位于横梁40两侧的多个主轴711以横梁40为轴形成轴对称分布。此时每个主轴71均能够相对滑台50滑动，每个主轴71均能够通过安装后的刀具进行加工任务，在效率上有进一步的提升。同时，至少四个主轴71以横梁为轴形成轴对称分布，对称分布的主轴71对横梁40在前后两侧的变形作用相互抵消，有利于保证加工精度。

此时四个主轴71在加工时的振动将以矩形分布的方式作用于横梁40，其相对之间的振动干扰相对较低，同时横梁40在这四个主轴71作用下的振荡反作用性较佳，相对于双主轴结构这种以集中载荷作为振动源的方式而言，在抗振能力上具有较佳的性能，也即在加工精度上有较佳的表现。

进一步地，至少四个主轴71的轴心距离相等。此时四个主轴71相互之间的距离相等，在加工时的振动将以正方形分布的面对称载荷的方式作用于横梁40，其相对之间的振动干扰进一步相对较低，加工精度进一步提高。

可以理解，本实用新型并不限制主轴组件70中仅能够设置图示的四个主轴71。在其他的实施方式，主轴组件70还可以设置数量超过四个的主轴71，只要这些主轴71以横梁40为轴形成轴对称分布即可。

进一步地，多头加工中心100包括控制中心(图未示)，控制中心用于控制主轴组件70中每一个主轴71的加工参数。本实施方式中的至少四个主轴71同时连接于该控制中心，从而实现对控制中心的联用。从而降低成本，提高产品的竞争力。在控制中心的控制作用下，这四个主轴71可以同步或者异步加工待加工工件，生产的灵活性以及产能提升，产品的性价比较佳。

本实用新型提供的多头加工中心100，通过在横梁40上设置呈矩阵对称分布的至少四个主轴71，利用矩阵对称分布的抗振性能提高加工精度，同时利用主轴71的同步或者异步加工的优势提高产能，具有广泛的应用前景。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本实用新型要求保护的范围内。