專(zhuān)利名稱：機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)床，尤其涉及一種可進(jìn)行粗加工和精加工的機(jī)床。
技術(shù)背景加工機(jī)床相對(duì)傳統(tǒng)手工加工工具具有自動(dòng)化程度高、產(chǎn)品一致性好、加工精度高的優(yōu)點(diǎn) ，其已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工領(lǐng)域。為使產(chǎn)品具有較高的加工精度，通常需采用精加工機(jī)床對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行精加工，但精加工時(shí) ，切削量較小，故需加工較長(zhǎng)時(shí)間才能獲得所需的產(chǎn)品，因此，現(xiàn)有機(jī)械加工工藝通常將加 工工序分為粗加工和精加工兩段，其中，粗加工工序用于加工出與預(yù)制產(chǎn)品的形狀及尺寸大 致相同的毛坯，精加工工序用于加工出與預(yù)制產(chǎn)品的形狀及尺寸一致的產(chǎn)品。該粗加工工序 和精加工工序分別由相應(yīng)的粗加工機(jī)床及精加工機(jī)床完成。請(qǐng)參閱圖l， 一種現(xiàn)有粗加工機(jī) 床10，其包括一個(gè)C形床身ll，該C形床身11由基座111及設(shè)置于該基座111一側(cè)的支撐臂112 組成。該支撐臂112的頂端活動(dòng)連接有一個(gè)切削機(jī)構(gòu)13，該切削機(jī)構(gòu)13可沿平行于Z軸的方向 運(yùn)行。該切削機(jī)構(gòu)13包括一個(gè)滑臺(tái)131，該滑臺(tái)131端部裝設(shè)有一個(gè)主軸132。刀具134安裝于 主軸132底端，且可隨主軸132旋轉(zhuǎn)?；?11相對(duì)滑臺(tái)131的部位設(shè)有導(dǎo)軌15，滑鞍16設(shè)于該 導(dǎo)軌15上，并可沿平行于X軸的方向運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)17設(shè)于該滑鞍16上，并可相對(duì)該滑鞍16運(yùn) 動(dòng)。粗加工時(shí)，將待加工件裝卡并定位于工作臺(tái)17后，即可啟動(dòng)切削機(jī)構(gòu)13對(duì)工件進(jìn)行粗加 工以形成與預(yù)制產(chǎn)品的形狀及尺寸大致相同的毛坯。粗加工完成后，需將該毛坯從粗加工機(jī)床10的工作臺(tái)17卸下，然后重新將毛坯裝夾并定 位于精加工機(jī)床上，該精加工機(jī)床具有與上述粗加工機(jī)床10相似的結(jié)構(gòu)，但其切削機(jī)構(gòu)對(duì)毛 坯的平均切削量較小以獲得較高的加工精度。之后，啟動(dòng)精加工機(jī)床的切削機(jī)構(gòu)對(duì)毛坯進(jìn)行 精加工以形成與預(yù)制產(chǎn)品的形狀及尺寸一致的產(chǎn)品。由于現(xiàn)有機(jī)械加工工藝需采用一臺(tái)粗加工機(jī)床10及一臺(tái)精加工機(jī)床以完成對(duì)待加工件的 加工，故該機(jī)械加工工藝需要將粗加工形成的毛坯從粗加工機(jī)床10卸下后，重新裝夾并定位 于精加工機(jī)床上。然而，該毛坯的重新裝夾并定位過(guò)程，通常耗時(shí)較長(zhǎng)，工作效率較低，而 且工件重新裝夾和定位于精加工機(jī)床后，易發(fā)生位置的偏差，從而產(chǎn)生累積誤差，也會(huì)導(dǎo)致 加工精度降低。發(fā)明內(nèi)容鑒于上述內(nèi)容，有必要提供一種工作效率高、加工精度高的機(jī)床。一種機(jī)床，其包括床身及設(shè)置于該床身上的切削機(jī)構(gòu)，該切削機(jī)構(gòu)包括一個(gè)第一轉(zhuǎn)軸和 一個(gè)第二轉(zhuǎn)軸，且第一轉(zhuǎn)軸端部裝配有粗加工刀具，第二轉(zhuǎn)軸端部裝配有精加工刀具。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，所述機(jī)床設(shè)置有兩個(gè)轉(zhuǎn)軸，且于第一轉(zhuǎn)軸端部裝配有粗加工刀具，第 二轉(zhuǎn)軸端部裝配有精加工刀具，從而實(shí)現(xiàn)了在同一機(jī)床對(duì)工件進(jìn)行粗加工和精加工，故將工 件一次裝卡和定位于機(jī)床上即可，因此本發(fā)明的機(jī)床具有工作效率高、加工精度高的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是一種現(xiàn)有機(jī)床的側(cè)視圖。 圖2是本發(fā)明較佳實(shí)施例機(jī)床的立體示意圖。 圖3是本發(fā)明較佳實(shí)施例機(jī)床的主機(jī)立體示意圖。 圖4是圖3所示機(jī)床的主機(jī)除去罩體后的立體示意圖。 圖5是圖4所示主機(jī)的切削機(jī)構(gòu)除去主體部后的立體示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的機(jī)床做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明較佳實(shí)施例的機(jī)床20為一種銑床，其包括一個(gè)主機(jī)30、 一個(gè)電柜40 、 一個(gè)吸塵裝置50、 一個(gè)空氣壓縮機(jī)60及一個(gè)冰柜70。請(qǐng)同時(shí)參閱圖3和圖4，該主機(jī)30包括一個(gè)床身31、 一個(gè)滑鞍32、 一個(gè)工作臺(tái)33、 一個(gè)切 削機(jī)構(gòu)34、 一個(gè)罩體35及一個(gè)控制器36。該床身31包括一個(gè)基座311、兩個(gè)立柱312、 一個(gè)第一導(dǎo)軌313、 一個(gè)第二導(dǎo)軌314。該基 座311呈方形體狀，且其一側(cè)垂直該基座311延伸有兩個(gè)相互平行的立柱312。第一導(dǎo)軌313的 兩端分別連接于該兩個(gè)立柱312上，且該第一導(dǎo)軌313與兩立柱312相垂直，以使該第一導(dǎo)軌 313的延伸方向平行于X軸方向。該基座311頂面中部還設(shè)置有一個(gè)沿平行于Y軸方向延伸的第 二導(dǎo)軌314。該滑鞍32設(shè)置于第一導(dǎo)軌313上，且可在線性馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下沿平行于X軸方向運(yùn)動(dòng)，其表 面設(shè)置有沿平行于Z軸方向延伸的第三導(dǎo)軌315。該工作臺(tái)33由鋁合金制成，該鋁合金的密度在2. 7X10S千克/立方米至3. 3Xl()S千克/立 方米之間。工作臺(tái)33包括一個(gè)圓柱形的底座331及設(shè)置于該底座331上的兩長(zhǎng)方體形的卡合塊 332，該兩卡合塊332可在氣壓驅(qū)動(dòng)下閉合以?shī)A緊工件。該工作臺(tái)33設(shè)置于第二導(dǎo)軌314上， 并可在線性馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下沿平行于Y軸方向運(yùn)動(dòng)。由于機(jī)床20的工作臺(tái)33是由密度在2. 7X 103千克/立方米至3. 3X 103千克/立方米之間的鋁合金制成，其密度要小于鑄鐵的密度，故該工作臺(tái)33相較于現(xiàn)有鑄鐵制成的等體積的工作 臺(tái)，其質(zhì)量較小。該工作臺(tái)33相對(duì)床身31運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)床身31造成的沖擊力較小，因此本發(fā)明 的機(jī)床20相對(duì)現(xiàn)有機(jī)床減小床身31的體積與質(zhì)量后，仍可使床身31在加工過(guò)程中保持穩(wěn)定而 不振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)床20的小型化，而小型化的機(jī)床尤其適用于精密加工中。另外，由于工 作臺(tái)33的質(zhì)量較小，可增大工作臺(tái)33運(yùn)動(dòng)的靈敏度，從而提高加工精度。請(qǐng)同時(shí)參閱圖4和圖5，該切削機(jī)構(gòu)34包括一個(gè)滑臺(tái)340、 一個(gè)第一轉(zhuǎn)軸344、 一個(gè)第二轉(zhuǎn) 軸345、 一個(gè)第一刀架346、 一個(gè)第二刀架347、 一個(gè)粗加工刀具348a及一個(gè)精加工刀具348b滑臺(tái)340設(shè)置于第三導(dǎo)軌315上，且可在線性馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下沿第三導(dǎo)軌315運(yùn)動(dòng)。該滑臺(tái) 340包括主體部342及設(shè)置于該主體部342底端的軸鞍343。該軸鞍343包括一個(gè)連接塊3431及 設(shè)置于該連接塊3431上的第一主軸3432和第二主軸3433，該第二主軸3433上連接有一根通氣 管349。第一轉(zhuǎn)軸344裝設(shè)于第一主軸3432的底端，其在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；第二轉(zhuǎn)軸 345裝設(shè)于第二主軸3433的底端，其通過(guò)氣壓驅(qū)動(dòng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。由于第一轉(zhuǎn)軸344及第二轉(zhuǎn)軸345均設(shè)置于軸鞍343上，故第一轉(zhuǎn)軸344及第二轉(zhuǎn)軸345旋 轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量易集中于軸鞍343上，而較高的溫度又會(huì)使第一轉(zhuǎn)軸344及第二轉(zhuǎn)軸345發(fā)生形 變或使第二主軸3433內(nèi)的氣壓發(fā)生變化，從而導(dǎo)致機(jī)床20的加工精度降低。因此，本發(fā)明機(jī) 床20的軸鞍343是由導(dǎo)熱性較好的密度在2. 7X 103千克/立方米至3. 3X 103千克/立方米之間 的鋁合金制成，以利于第一轉(zhuǎn)軸344及第二轉(zhuǎn)軸345產(chǎn)生的熱量快速散出。當(dāng)然，采用鋁合金 制成軸鞍343也可提高滑臺(tái)340運(yùn)動(dòng)的靈敏度，及使機(jī)床20進(jìn)一步小型化。該第一轉(zhuǎn)軸344的底端安裝有第一刀架346及由該第一刀架346夾持的進(jìn)行粗加工的刀具 348a，該粗加工刀具348a的直徑在l毫米至6毫米之間。該第二轉(zhuǎn)軸345底端安裝有第二刀架 347及由該第二刀架347夾持的進(jìn)行精加工的刀具348b，該精加工刀具348b的直徑在0. 05毫米 至1毫米之間。該第一轉(zhuǎn)軸344的轉(zhuǎn)速在3000轉(zhuǎn)/分鐘至50000轉(zhuǎn)/分鐘之間。第二轉(zhuǎn)軸345的轉(zhuǎn)速在 50000轉(zhuǎn)/分鐘至160000轉(zhuǎn)/分鐘之間，較佳范圍為12000轉(zhuǎn)/分鐘至160000轉(zhuǎn)/分鐘。該第一轉(zhuǎn) 軸344及第二轉(zhuǎn)軸345轉(zhuǎn)速的優(yōu)選方式為第一轉(zhuǎn)軸344以50000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，第二轉(zhuǎn)軸 345以160000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。由于精加工工序相比粗加工工序，需要使用的切削力相對(duì)較小，故對(duì)刀具的強(qiáng)度要求相 對(duì)較低，因此精加工工序通常采用直徑較小的刀具，但為保證刀具對(duì)工件的加工效率，隨著 刀具直徑的減小，精加工工序通常還要求刀具具備較高的轉(zhuǎn)速。所以轉(zhuǎn)速較低的第一轉(zhuǎn)軸344端部裝配的是直徑較大的粗加工刀具348a以進(jìn)行粗加工，轉(zhuǎn)速較高的第二轉(zhuǎn)軸345端部裝 配的是直徑較小的精加工刀具348b以進(jìn)行精加工。另外，將粗加工刀具348a裝配于第一轉(zhuǎn)軸 344的底端后，該粗加工刀具348a端部至連接塊3431的距離Ll要大于精加工刀具348b裝配于 第二轉(zhuǎn)軸345的底端后，該精加工刀具348b的端部至連接塊3431的距離L2。故本發(fā)明機(jī)床20 的切削機(jī)構(gòu)34可先采用粗加工刀具348a對(duì)工件進(jìn)行粗加工，然后將粗加工刀具348a從第一轉(zhuǎn) 軸344底端卸下后，再使用精加工刀具348b對(duì)工件進(jìn)行精加工。請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D3，罩體35包括由基座311的四條側(cè)邊垂直該基座311延伸形成的四個(gè)側(cè)壁 351， 一個(gè)與該四個(gè)側(cè)壁351頂端分別相連的頂蓋352。該側(cè)壁351及頂蓋352共同形成一腔體 ，將切削機(jī)構(gòu)34、工作臺(tái)33及床身31除基座311外的部分容置于其內(nèi)。該罩體35遠(yuǎn)離立柱312 的側(cè)壁351上還設(shè)置有一個(gè)活動(dòng)門(mén)353，該活動(dòng)門(mén)353上設(shè)置有多個(gè)用于觀察罩體35內(nèi)情況的 玻璃窗354?？刂破?6設(shè)置于該罩體35的一側(cè)，其用于控制滑鞍32、工作臺(tái)33及切削機(jī)構(gòu)34的運(yùn)動(dòng)， 以完成對(duì)工件的精密加工。該控制器36包括一塊顯示面板361，用于顯示位移及轉(zhuǎn)速等參數(shù) 值。請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D2，該電柜40、吸塵裝置50、空氣壓縮機(jī)60及冰柜70均與主機(jī)30間隔一定距 離設(shè)置。該電柜40通過(guò)電纜401與主機(jī)30相連，以輸出特定頻率的電流驅(qū)動(dòng)主機(jī)30上的線性 馬達(dá)。該吸塵裝置50延伸出一根導(dǎo)管501，該導(dǎo)管501連接至主機(jī)30的罩體35上，該吸塵裝置 50可將罩體35內(nèi)的屑末及油霧從罩體35內(nèi)導(dǎo)出?？諝鈮嚎s機(jī)60通過(guò)一根輸氣管601與主機(jī)30 相連，其可向工作臺(tái)33、第二轉(zhuǎn)軸345等提供壓縮空氣。該冰柜70延伸出一根冷卻管701，該 冷卻管701繞設(shè)于主機(jī)30內(nèi)部，通過(guò)向該冷卻管701內(nèi)輸入冷卻液體，可對(duì)主機(jī)30上的發(fā)熱件 ，如線性馬達(dá)及軸鞍343進(jìn)行冷卻。由于電柜40內(nèi)通常設(shè)置有繼電器等電子元件，發(fā)熱量較大，故將電柜40設(shè)置于主機(jī)30上 易導(dǎo)致主機(jī)30內(nèi)的溫度過(guò)高，從而導(dǎo)致加工精度降低。因此，本發(fā)明將電柜40與主機(jī)30分離 設(shè)置，可消除電柜40發(fā)出的熱量對(duì)主機(jī)30影響，從而提高加工精度。另外，吸塵裝置50在吸 氣以帶出屑末和油霧，空氣壓縮機(jī)60在壓縮空氣，以及冰柜70在制冷時(shí)，其振動(dòng)通常較大， 故將吸塵裝置50、空氣壓縮機(jī)60及冰柜70與主機(jī)30—體設(shè)置易引起主機(jī)30的振動(dòng)，從而導(dǎo)致 加工精度的降低。因此，本發(fā)明將吸塵裝置50、空氣壓縮機(jī)60及冰柜70與床身31分離設(shè)置， 可消除吸塵裝置50、空氣壓縮機(jī)60及冰柜70的振動(dòng)對(duì)床身31的影響，從而提高加工精度?？?以理解，該種分離式設(shè)計(jì)也可避免吸塵裝置50、空氣壓縮機(jī)60及冰柜70在工作過(guò)程中產(chǎn)生的 熱量對(duì)主機(jī)加工的影響。此外，由于該冰柜70輸出的冷卻液體可對(duì)軸鞍343進(jìn)行冷卻，故鋁合金制成的軸鞍343上的熱量可被快速帶走，以使第一轉(zhuǎn)軸344及第二轉(zhuǎn)軸345始終在常規(guī)溫 度下旋轉(zhuǎn)，可使切削機(jī)構(gòu)34的切削精度得到進(jìn)一步提高。當(dāng)然，將電柜40、吸塵裝置50、空 氣壓縮機(jī)60及冰柜70與床身31分離設(shè)置，也有利于機(jī)床20整體的搬運(yùn)。工作時(shí)，將工件放置于主機(jī)30內(nèi)工作臺(tái)33上，并通過(guò)氣壓驅(qū)動(dòng)兩卡合塊332將工件夾緊 。然后控制器36控制滑鞍32、工作臺(tái)33、滑臺(tái)340分別沿第一導(dǎo)軌313、第二導(dǎo)軌314及第三 導(dǎo)軌315，即沿平行于X、 Y、 Z軸的方向運(yùn)行，直至滑鞍32、工作臺(tái)33及裝配于滑臺(tái)340底端 的第一轉(zhuǎn)軸344運(yùn)行至機(jī)床20的零點(diǎn)，接著啟動(dòng)控制器36內(nèi)預(yù)先編制的粗加工程序，滑鞍32 、工作臺(tái)33、滑臺(tái)340及第一轉(zhuǎn)軸344按各自接受的指令運(yùn)行，通過(guò)滑鞍32、工作臺(tái)33、滑臺(tái) 340的三軸聯(lián)動(dòng)和第一轉(zhuǎn)軸344的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)刀具348a對(duì)工件進(jìn)行粗加工。粗加工完成后，將第 一刀架346及由該第一刀架346夾持的粗加工刀具348a從第一轉(zhuǎn)軸344卸下，然后控制器36控 制工作臺(tái)33移動(dòng)一預(yù)設(shè)距離(即第一轉(zhuǎn)軸344與第二轉(zhuǎn)軸345的中心間距)。接著啟動(dòng)控制器 36內(nèi)預(yù)先編制的精加工程序，滑鞍32、工作臺(tái)33、滑臺(tái)340及第二轉(zhuǎn)軸345分別按各自接受的 指令運(yùn)行，通過(guò)滑鞍32、工作臺(tái)33、滑臺(tái)340的三軸聯(lián)動(dòng)和第二轉(zhuǎn)軸345的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)刀具 348b對(duì)工件進(jìn)行精加工。由于機(jī)床20設(shè)置有兩個(gè)轉(zhuǎn)速不同的轉(zhuǎn)軸344、 345，且具較低轉(zhuǎn)速的第一轉(zhuǎn)軸344上裝配 粗加工刀具348a后可對(duì)工件進(jìn)行粗加工，具較高轉(zhuǎn)速的第二轉(zhuǎn)軸345上裝配精加工刀具348b 后可對(duì)工件進(jìn)行精加工，從而實(shí)現(xiàn)了在同一機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行粗加工和精加工，故將工件一 次裝卡和定位于工作臺(tái)33上即可，因此本發(fā)明的機(jī)床20具有工作效率高、加工精度高的優(yōu)點(diǎn) 。另外，在上述加工過(guò)程中雖需拆卸粗加工刀具348a，但粗加工刀具348a的拆卸可采用自動(dòng) 換刀裝置進(jìn)行，無(wú)須人工操作，故耗時(shí)較短，不會(huì)影響機(jī)床20的工作效率，而且，本發(fā)明的 刀架或主軸可設(shè)計(jì)為具伸縮功能的可動(dòng)結(jié)構(gòu)，以使粗加工刀具348a或精加工刀具348b均可處 于距連接塊3431較遠(yuǎn)的第一位置(加工位置)及距連接塊3431較近的第二位置(待機(jī)位置) ，該種設(shè)計(jì)相對(duì)采用拆卸粗加工刀具348a的設(shè)計(jì)可使機(jī)床具有更高的工作效率?？梢岳斫猓景l(fā)明機(jī)床20的主機(jī)30內(nèi)除工作臺(tái)33及軸鞍343外的其它可動(dòng)部件，如滑鞍 32，也可由密度在2. 7X10S千克/立方米至3. 3Xl()S千克/立方米之間的鋁合金制成，其可進(jìn) 一步使該機(jī)床20小型化，以及使機(jī)床20的加工精度進(jìn)一步提高。另外，這些可動(dòng)部件也可由 其它輕金屬合金制成，如鎂合金，但需保證該金屬合金的密度在1.7乂103千克/立方米至 3. 3乂103千克/立方米之間。可以理解，本發(fā)明于同一機(jī)床的滑臺(tái)上設(shè)置兩個(gè)轉(zhuǎn)速不同的轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)也可應(yīng)用于其它 類(lèi)型的機(jī)床，如磨床等，該種機(jī)床同樣具有工作效率高、加工精度高的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)床，其包括床身及設(shè)置于該床身上的切削機(jī)構(gòu)，其特征在于該切削機(jī)構(gòu)包括一個(gè)第一轉(zhuǎn)軸和一個(gè)第二轉(zhuǎn)軸，且第一轉(zhuǎn)軸端部裝配有粗加工刀具，第二轉(zhuǎn)軸端部裝配有精加工刀具。
10.如權(quán)利要求9所述的機(jī)床，其特征在于該機(jī)床還包括一個(gè)控制 器，其用于控制切削機(jī)構(gòu)、滑鞍及工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種機(jī)床，其包括床身及設(shè)置于該床身上的切削機(jī)構(gòu)，該切削機(jī)構(gòu)包括一個(gè)第一轉(zhuǎn)軸和一個(gè)第二轉(zhuǎn)軸，且第一轉(zhuǎn)軸端部裝配有粗加工刀具，第二轉(zhuǎn)軸端部裝配有精加工刀具。該種機(jī)床具有工作效率高、加工精度高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23Q1/25GK101332575SQ20071020091
公開(kāi)日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2007年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月28日
發(fā)明者中川威雄, 中村文夫, 慶 劉, 李軍旗 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司