一种龙门立式数控单头铣床加工中心的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械制造装备技术领域，尤其涉及一种可适用于汽车、冶金、风电、船舶、煤矿机械、工程机械中的大、中型零件粗、精加工的龙门立式数控单头铣床加工中心。
【背景技术】
[0002]目前，龙门式镗铣机床是集机、电、液等先进技术于一体的机械加工设备，适用于重机、机车、发电、机床、汽车、模具等行业半精加工和精加工，也可用于粗加工。举例分析，龙门式镗铣机床总体结构由一个龙门架组成，龙门架由双立柱、活动横梁、连接梁、横向溜板及铣头滑枕组成刚性框架，横梁上配置一台立式大功率多功能滑枕式垂直上下运动(Z轴)，立式主轴镗铣刀头，根据国家重点行业核心制造领域的需求，此类装备目标应为数控专用机床及其柔性制造系统，当前很多现有设备无法适用于各行业大、中型零件的连续精加工的需要。因此，针对以上方面，需要对现有技术进行合理的改进提升，使之成为具有刀库的龙门立式数控单头铣床加工中心。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种布局合理、整机刚性强、承载能力大、定位精度高、运转噪音小、可适应多样化加工生产的龙门立式铣床加工中心，以解决现有技术装备的诸多不足。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0005]龙门立式数控单头铣床加工中心主要由X轴主滑台单元及安装在主滑台两侧的龙门横梁单元组成。在X轴主滑台单元的台体上，安装有固定工件的电磁吸盘/液压夹具。龙门单元由两立柱及十字数控滑台组成Y轴及Z轴，在十字数控滑台体上，安装一台专用带滑枕的主轴铣刀头，以实现对工件的铣削加工；在立柱的外侧，安装一台卧式圆盘刀库。机床在数控系统的控制下，即可实现对工件的连续多工序铣削加工。其它辅助单元还有自动排肩、冷却、集中润滑及防护罩。
[0006]所述的龙门立式数控单头铣床加工中心设有一台专用立式主轴铣刀头，采用主轴单元式结构，刚性好，转速高；其主轴带拉刀机构，在打刀缸和圆盘刀库的配合下，由数控系统可控制加工中快速自动换刀，具有结构紧凑，使用方便的特点。
[0007]具体的实施方案如下:
[0008]—种龙门立式数控单头铣床加工中心，其特征在于:包括底座1、数根龙门立柱2、X轴主滑台20、工件平台4、主轴铣刀头6、固定式横梁7、圆盘刀库8、数控系统15，其中底座1的两端分别安装龙门立柱2，龙门立柱2的顶端安装固定式横梁7，其中固定式横梁7上安装十字数控滑台，所述十字数控滑台包括Y轴滑台10、z轴滑台19，Z轴滑台19上安装主轴铣刀头6，所述的Y轴滑台10和Z轴滑台19滑动连接，Y轴滑台10能够带动Z轴滑台19沿着固定式横梁7左右横向移动，同时Z轴滑台19还能够带动主轴铣刀头6沿着Y轴滑台10做垂直上下移动；
[0009]其中底座1的上方安装X轴主滑台20，X轴主滑台20上安装工作平台4，工作平台上放置工件，工作平台4上安装有固定工件的电磁吸盘和/或液压夹具5 ;
[0010]在其中一根龙门立柱2的外侧设有卧式圆盘刀库8 ；
[0011]数控系统15分别与X轴主滑台20、工件平台4、主轴铣刀头6、固定式横梁7、圆盘刀库8电连接或信号连接。
[0012]优选的，所述底座1与X轴主滑台20之间、固定式横梁7与Y轴滑台10之间以及Y轴滑台10与Z轴滑台19之间均采用导轨方式连接。由伺服电机直接驱动滚珠丝杠。
[0013]优选的，底座的宽度方向上设有两条重载滚动直线导轨，所述底座1和X轴主滑台20之间通过重载滚动直线导轨连接；所述固定式横梁7和Y轴滑台10之间采用滑动硬轨的连接方式；所述Y轴滑台10和Z轴滑台19之间采用贴塑形式的滑动导轨连接。
[0014]重载直线滚动导轨承载力大，切削抗振，摩擦系数小，伺服驱动性能优，快速进给时振动小，稳定性高，低速进给时无爬行，具有快速、稳定、精确的特点；X轴主滑台采用滚珠丝杠副传动，结构紧凑，传动平稳，定位精度高。
[0015]优选的，所述的主轴铣刀头6的主轴采用电机带动，所述电机采用变频电机加ZF减速箱齿轮传动的方式，运转平稳，变速范围宽，传递扭矩大，适用于大型工件的粗、精切肩加工。
[0016]数控系统15采用西门子840D数控系统或者华中HNC-21MD铣削数控系统。
[0017]优选的，还包括换刀机构12、打刀杆21，换刀机构12与圆盘刀库8连接，打刀杆21安装在主轴铣刀头6的主轴上，所述的主轴铣刀头6的主轴带有拉刀机构，在换刀机构12、打刀杆21和圆盘刀库8的配合下，由数控系统15控制加工中心快速自动换刀，刀库容量为24把。
[0018]优选的，还包括辅助单元，所述辅助单元包括自动排肩系统14、冷却液系统、集中润滑26及主导轨X轴防护罩24，其中主导轨X轴防护罩24设在底座1上方的X轴主滑台20的导轨上方。
[0019]十字数控滑台导轨即Y轴滑台及Z轴滑台，采用硬轨并用斜面镶块调整滑枕间隙。主要特点是，刚性好，承载力大，切削抗振，快速进给时振动小，稳定性高，低速进给时无爬行；γ轴滑台Z轴滑台采用滚珠丝杠副传动，结构紧凑，传动平稳，定位精度高。
[0020]所述机床夹具是保证工件在机床上正确定位的关键环节，根据工件形状特点，采用双自定心机构中线定位及油缸推动工件轴向定位，始终使工件在机床上保持正确的位置；采用电磁吸盘作为夹紧工件的工具，其夹持面积大，夹紧牢固可靠。在夹具上还设有零位参考点，刀具可方便的找零位，始终使刀具与工件在机床上保持正确的位置，以保证其加工质量。
[0021]所述的机床设置机床主滑台底座、滑台台体、龙门立柱、专用铣削头主轴箱体及固定横梁大型结构件，均采用高强度铸铁材料及树脂砂工艺铸造，采用合理的加强筋板设计结构，并采用粗加工后二次回火的工艺，保证机床整体的高刚性和高稳定性。
[0022]优选的，所述的机床各导轨及滚珠丝杠都带有固定的润滑系统，滚珠丝杠为上银品牌，各润滑系统采用集中润滑栗，定时、定量、自动润滑。
[0023]优选的，所述的机床X轴主滑台导轨及十字数控滑台导轨均安装伸缩式不锈钢防护罩防护，外形美观，经久耐用。
[0024]优选的，所述的机床还包括Z轴平衡装置，它包括两根平衡链条、两个固定在Z轴数控滑台顶端的链轮，所述平衡链条绕过其顶端的链轮与内藏的氮气平衡油缸相连接。
[0025]优选的，所述的机床数控系统采用西门子840D双通道系统控制，其控制精确，性能稳定，操作方便，带手摇脉冲发生器，方便手动调整，又可编程循环运动。
[0026]优选的，所述的机床刀具是完成机床切削的关键环节，采用国内知名品牌山特维克刀具，其刀体刚性好，精度高，刀片铣削轻快，经久耐用，加工工件表面质量好。
[0027]本实用新型相对现有技术具有以下有益的技术效果:
[0028]本实用新型的铣床加工中心数控系统采用西门子840D数控系统或者采用华中HNC-21MD铣削数控系统和其他部件进行配合，具有编程简单，操控方便，能满足对复杂工件的快速连续加工的使用要求。
【附图说明】
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[0029]下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0030]图1是本实用新型的主体结构主视图；
[0031]图2是本实用新型的主体结构侧视图；
[0032]图3是本实用新型的主体结构俯视图；
[0033]图1中:底座1、龙门立柱2、X轴伺服电机3、工件平台4、夹具5、主轴铣刀头6、固定式横梁7、圆盘刀库8、Y轴伺服电机9、Y轴滑台10、刀头放下位11、换刀机构12、上刀位置13、排肩系统14、数控系统15、排肩小车16、Z轴平衡链条17、主轴电机18、Z轴滑台19、X轴主滑台20、打刀杆21、
[0034]图2中:防护栏22、Z轴伺服电机23、X轴防护罩24、排肩电机25、集中润滑26、图3中:液压站30、电控系统31、排肩链带32、
【具体实施方式】
[0035]下面结合说明书附图和实施例对本实用新型进一步详细说明:
[0036]实施例一:
[0037]参见图1、图2、图3所示，本实用新型的