專利名稱：臥式鏜銑加工中心及其工件交換臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機床技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種臥式鏜銑加工中心及其工件交換臺。
背景技術(shù)：
近年來，在社會經(jīng)濟飛速發(fā)展下，裝備制造業(yè)取得了迅猛的發(fā)展。作為裝備制造的加工設(shè)備——數(shù)控機床也隨之得到了快速發(fā)展。為適應(yīng)制造業(yè)快速發(fā)展的需求，例如大型機械設(shè)備、船舶、煤炭機械，尤其國內(nèi)未來航空母艦的加工制造，數(shù)控加工中心機床越做越大，對加工精度和質(zhì)量的要求越來越高。其中，臥式鏜銑加工中心主要適用于高速鋼及硬質(zhì)合金刀具對各種黑色金屬、有色金屬和部分非金屬材料零件的鏜銑削加工，特別適合復(fù)雜的箱體類零件加工。
但是，現(xiàn)有的臥式加工中心結(jié)構(gòu)，存在以下缺點回轉(zhuǎn)工作臺不能全行程范圍內(nèi)360度旋轉(zhuǎn)，影響工件加工范圍，降低機床工作性倉泛。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出一種臥式鏜銑加工中心及其工件交換臺，以使工件回轉(zhuǎn)臺可以在全程范圍內(nèi)實現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)，進而提高機床的工作性能。第一方面用于臥式鏜銑加工中心的工件交換臺，包括底座、滑座和托盤；所述滑座通過第一滑動機構(gòu)與所述底座滑動連接；所述托盤通過第二滑動機構(gòu)與所述滑座滑動連接。進一步地，上述工件交換臺中，所述第一滑動機構(gòu)包括安裝于所述底座的第一驅(qū)動單元和直線導(dǎo)軌，所述第一驅(qū)動單元還與所述滑座相連接；所述第一驅(qū)動單元用于驅(qū)動所述滑座，使其沿所述直線導(dǎo)軌水平滑動。進一步地,上述工件交換臺中，還包括第一傳動單元；該第一傳動單元包括齒條；所述第一驅(qū)動單元為第一變頻電機；所述第一變頻電機通過齒條驅(qū)動所述滑座水平滑動。進一步地，上述工件交換臺中，所述第二滑動機構(gòu)包括第二驅(qū)動單元和第二傳動單元，所述第二驅(qū)動單元安裝于所述滑座36且與所述托盤8相連接；所述第二驅(qū)動單元通過所述第二傳動單元驅(qū)動所述托盤8，使其相對于所述滑座36水平滑動。進一步地，上述工件交換臺中，所述第二驅(qū)動單元為第二變頻電機；所述第二傳動單元包括設(shè)置于所述滑座的主鏈輪、從鏈輪和鏈條；所述第二變頻電機驅(qū)動所述主鏈輪轉(zhuǎn)動，并帶動所述托盤沿所述鏈條水平滑動。第二方面，本發(fā)明還提供了一種臥式鏜銑加工中心，包括X向橫床身、與所述橫床身垂直設(shè)置且固定連接的Z向縱床身、以及，垂直于所述橫床身和所述縱床身的Y向立柱；所述X向、Y向和Z向為空間直角坐標(biāo)系的三個垂直的方向；所述加工中心還包括至少一個上述工件交換臺，所述工件交換臺用于將待加工工件推至所述橫床身的工作臺，以及，將加工完畢的工件拉下所述橫床身的工作臺。
進一步地，上述臥式鏜銑加工中心中，所述X向橫床身上設(shè)置有驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機通過滾珠絲杠驅(qū)動所述橫向床身上的回轉(zhuǎn)工作臺的轉(zhuǎn)動；并且,所述加工中心還包括與所述滾珠絲杠相配合的隨動式輔助支撐機構(gòu)，用于支撐所述滾珠絲杠。進一步地，上述臥式鏜銑加工中心中，所述橫床身的兩側(cè)，還分別設(shè)置有排屑器。進一步地，上述臥式鏜銑加工中心中，所述橫床身和所述縱床身通過螺釘緊固連接，呈T型結(jié)構(gòu)。進一步地，上述臥式鏜銑加工中心中，所述加工中心包括兩個工件交換臺。本發(fā)明中，工件交換臺由于增加了滑座，因此，實質(zhì)上是一個雙層可滑動機構(gòu)。具體來說，滑座可以相對于底座滑動，托盤可以相對于滑座滑動。這樣，當(dāng)需要將較大直徑的待加工工件(例如，待加工工件的直徑與橫床身的最大行程接近)推至橫床身的回轉(zhuǎn)工作臺時，由于工件交換臺是具有兩層滑動機構(gòu)，因此，工件交換平臺可以設(shè)置于離X向橫床身較遠(yuǎn)的距離，這樣，當(dāng)待加工零件在X向橫床身的回轉(zhuǎn)工作臺旋轉(zhuǎn)時，不會因為工件交換臺距離橫床身的距離較近而受到阻礙和干涉，因此，回轉(zhuǎn)工作臺在X向全程范圍內(nèi)360度旋轉(zhuǎn)， 由此，增加了工件加工范圍，提高了加工中心的工作性能。


構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I為本發(fā)明臥式鏜銑加工中心的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中隨動式輔助支撐機構(gòu)的局部放大圖；圖3為臥式鏜銑加工中心實施例的工件交換臺的立體示意圖；圖4為圖3去掉工作臺托盤8的俯視圖；圖5為圖3去掉工作臺托盤8的后視圖；圖6為圖3去掉工作臺托盤8的正視圖。
具體實施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。參照圖I至圖6，示出了本發(fā)明臥式鏜銑加工中心的優(yōu)選實施例。本發(fā)明臥式鏜銑加工中心立體結(jié)構(gòu)如圖I所示，X向橫床身I和Z向縱床身2通過螺釘連接在一起，呈“T”字型結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，X向橫床身I和Z向縱床身2也可以通過其他形式的固定連接方式連接。此為本領(lǐng)域技術(shù)人員習(xí)知，在此不再贅述。布置在橫床身I中間上的一個X軸驅(qū)動伺服電機12通過滾珠絲杠13，驅(qū)動回轉(zhuǎn)工作臺滑座3，以及回轉(zhuǎn)工作臺滑座3上的回轉(zhuǎn)工作臺回轉(zhuǎn)座30和工作臺托盤8，在對稱布置在橫床身I上的直線導(dǎo)軌14和15做左右運動，為X軸運動。布置在縱床身2上后端的一個Z軸驅(qū)動伺服電機通過滾珠絲杠16，驅(qū)動垂直于縱床身2的立柱4和布置在立柱4上平行于縱床身2的主軸箱25，在對稱布置在縱床身2上的直線導(dǎo)軌17和18做前后運動，為Z軸運動。布置在立柱4頂上的伺服電機19和20通過對稱布置在立柱4前立面上的滾珠絲杠21和22，驅(qū)動主軸箱25，在對稱布置在立柱4前立面的直線導(dǎo)軌23和24上做上下運動，為Y軸運動。鑲嵌在主軸33里面的鏜桿34，做前后運動為W軸運動。B軸驅(qū)動伺服電機31和32驅(qū)動回轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)座30，帶動工作臺托盤8在回轉(zhuǎn)工作臺滑座3內(nèi)繞Y軸軸線旋轉(zhuǎn)，為B軸運動。布置在橫床身I兩側(cè)的排屑器27和28，可以將高速加工中產(chǎn)生的大量切屑快速可靠的輸送走，運送至集屑小車29中，再由防護罩頂部噴淋，橫床身I兩端側(cè)噴淋，以及立柱4前立面的噴淋裝置配合沖刷，可避免切屑堆積，減小機床熱變形，提高機床精度穩(wěn)定性。機床縱床身2左側(cè)面配置電氣柜9 ;右側(cè)配置刀庫5，刀庫5與主軸33之間配置換刀機械手臂26，先從刀庫5中選擇下一步工序需要的新刀具，運行到主軸34前端，從主軸34中拔出使用過的刀具，并插入新刀具，然后把使用過的刀具插回刀庫5中，實現(xiàn)自動換 刀。配置在縱床身2后端的液壓站10，為機床提供油潤滑、冷卻和液壓動力。X向絲杠隨動式輔助支撐機構(gòu)示意圖如圖I和圖I的局部放大圖2所示。伺服電機12通過滾珠13驅(qū)動回轉(zhuǎn)工作臺滑座3，回轉(zhuǎn)工作臺滑座3再帶動隨動式輔助支撐機構(gòu)35 一起做左右運動，減小長距離絲杠自重下垂和顫振問題，使絲杠螺母在傳動過程中能平穩(wěn)左右運動，延長絲杠使用壽命，提高絲杠傳動的平穩(wěn)性、可靠性。如圖3至圖6所示，為本發(fā)明加工中心的雙層工件交換臺示意圖。工件交換臺垂直于X向床身。布置在工件交換臺6和工件交換臺7的底座37上的變頻電機43通過齒條44，驅(qū)動交換站滑座36，在對稱布置在交換站底座37直線導(dǎo)軌38和39上做前后運動。然后通過布置在交換站滑座36上的變頻電機45，通過布置在交換站滑座36上的主鏈輪40和從鏈輪41，以及鏈條42，驅(qū)動工作臺托盤8，做前后運動，實現(xiàn)工作臺托盤自動交換。待加工工件放在工作臺托盤8后，通過工件交換臺6的一次或兩次相對滑動，推至X向橫床身I上的回轉(zhuǎn)工作臺；加工完畢后，將工件從X向橫床身I上的回轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)移至工件交換臺6 ;此時，另一待加工工件放在工作臺托盤8后，通過工件交換臺7的一次或兩次相對滑動，推至X向橫床身I上的回轉(zhuǎn)工作臺繼續(xù)加工。依次類推。由此可見，設(shè)置兩個工件交換臺對連續(xù)作業(yè)來說，可以很好的提高工作效率。當(dāng)然，兩個或更多個工件交換臺也是可行的?？梢愿鶕?jù)實際需要作出選擇。若只有工件交換臺，對于實現(xiàn)零件在X向橫床身I全程的360度旋轉(zhuǎn)也是可行的，只是對于連續(xù)作業(yè)來說，工作效率會降低。本實施例中，工件交換臺由于增加了滑座，因此，實質(zhì)上是一個雙層可滑動機構(gòu)。具體來說，滑座可以相對于底座滑動，托盤可以相對于滑座滑動。這樣，當(dāng)需要將較大直徑的待加工工件(待加工工件的直徑與橫床身的最大行程接近，例如，待加工工件直徑為3. 5米，而橫床身的最大行程為4米)推至橫床身的回轉(zhuǎn)工作臺時，由于工件交換臺是具有兩層滑動機構(gòu)，因此，工件交換平臺可以設(shè)置于離X向橫床身較遠(yuǎn)的距離，這樣，當(dāng)待加工零件在X向橫床身的回轉(zhuǎn)工作臺旋轉(zhuǎn)時，不會因為工件交換臺距離橫床身的距離較近而受到阻礙和干涉，因此，回轉(zhuǎn)工作臺在X向全程范圍內(nèi)360度旋轉(zhuǎn)，由此，增加了工件加工范圍，提高了加工中心的工作性能。在該實施例中，工作臺的雙層可滑動機構(gòu)進行了非常具體的說明。但是，事實上，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，只要“工件交換臺包括底座、滑座和托盤，并且，滑座通過第一滑動機構(gòu)與底座滑動連接，托盤通過第二滑動機構(gòu)與滑座滑動連接”，這樣的技術(shù)方案，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因為，滑動機構(gòu)的具體形式為由本領(lǐng)域技術(shù)人員所習(xí)知，可以將各種滑動形式進行組合，實現(xiàn)兩次的相對滑動即可?；瑒訖C構(gòu)中，驅(qū)動單元、傳動單元的形式有多種，本發(fā)明在此不做限定。并且，其實，工件交換臺的“可滑動層數(shù)”并不一定限定為兩層，也可以根據(jù)實際需要，設(shè)計為多層，實現(xiàn)更長距離的推送。這需要根據(jù)實際工況來確定。此外，本優(yōu)選實施例中I、主軸箱采用兩檔變速，主軸轉(zhuǎn)速范圍10 3500r/min，每檔間可無級調(diào)速。同時具有高轉(zhuǎn)速、大扭矩的特點，主軸扭矩2500N m，鏜桿直徑O 150mm，可伸出750mm，能實現(xiàn)ATC和APC功能，即可滿足用戶對大扭矩主軸的要求，又可滿足用戶對高轉(zhuǎn)速主軸的要求。齒輪潤滑采用噴淋潤滑方式，潤滑油通過油冷機可實現(xiàn)恒溫循環(huán)，減少了主軸熱變形，主軸軸承采用油霧潤滑，確保軸承壽命，保護主軸；2、X、Y、Z和W直線運動系統(tǒng)采用高速直線導(dǎo)軌，配有光柵尺，進行全閉環(huán)控制，具有承載大，摩擦力小，吸振性好，可提高運動精度和定位精度，且低速運行時無爬行； 3、工作臺尺寸2500 X2000mm，最大承載可達20T，回轉(zhuǎn)工作臺分度精度為0.001。；4、兩套工件交換臺采用雙層運動，工作臺交換時間60s，減小輔助時間；5、配有60把刀的鏈?zhǔn)降稁欤畲蟮毒唛L度600mm，最大刀具重量35kg，最大刀盤直徑O 340mm (相鄰兩空位)，換刀時間12s ；6、X、Y、Z絲杠預(yù)拉伸，消除溫變，確保精度，其中X向行程4000mm，并配有絲杠隨動式輔助支撐機構(gòu)，減小長距離絲杠自重下垂和顫振問題，使絲杠螺母在傳動過程中能平穩(wěn)左右運動，延長絲杠使用壽命，提高絲杠傳動的平穩(wěn)性、可靠性；7、整機具有全防護和自動排屑、冷卻和凈化裝置。其中全防護采用方直形態(tài)配合小圓角過渡的設(shè)計，空間呈“T”字形結(jié)構(gòu)，外觀防護前門采用液壓油缸控制，進行上下升降，大氣壯觀。沖屑冷卻系統(tǒng)噴口分布在刀具中心，主軸鼻端，工作臺兩側(cè)，立柱前端和防護罩頂部，可徹底冷卻刀具和工件，以及沖屑，冷卻液可循環(huán)過濾和利用。綜上，本優(yōu)選實施例結(jié)構(gòu)新穎，回轉(zhuǎn)工作臺在X向全程范圍內(nèi)360度旋轉(zhuǎn)，增加了工件加工范圍，同時減少了輔助時間，提高工作效率，適合長時間連續(xù)作業(yè)，可靠性高，自動化程度高，特別適合于高速、重載切削的臥式加工中心。其工作性能以鏜、銑削為主，也可進行鉆擴孔、锪平面、攻絲等多種工序的加工，并且速度高，扭矩大，適合于中、小批量多品種的生產(chǎn)方式，它具有提高工作效率，降低生產(chǎn)成本等優(yōu)點，特別適合復(fù)雜的箱體類零件加工?？蓮V泛用于國防、軍工、造船、煤炭機械、汽車、模具、紡織等多種行業(yè)的機械加工。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于臥式鏜銑加工中心的工件交換臺，其特征在于，包括 底座(37)、滑座(36)和托盤(8);所述滑座(36)通過第一滑動機構(gòu)與所述底座(37)滑動連接；所述托盤(8)通過第二滑動機構(gòu)與所述滑座(36)滑動連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工件交換臺，其特征在于，所述第一滑動機構(gòu)包括 安裝于所述底座(37)的第一驅(qū)動單元和直線導(dǎo)軌， 所述第一驅(qū)動單元還與所述滑座(36)相連接； 所述第一驅(qū)動單元用于驅(qū)動所述滑座(36 )，使其沿所述直線導(dǎo)軌水平滑動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工件交換臺，其特征在于，還包括第一傳動單元； 該第一傳動單元包括齒條(44)； 所述第一驅(qū)動單元為第一變頻電機(43)； 所述第一變頻電機(43 )通過齒條(44 )驅(qū)動所述滑座(36 )水平滑動。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的工件交換臺，其特征在于，所述第二滑動機構(gòu)包括 第二驅(qū)動單元和第二傳動單元，所述第二驅(qū)動單元安裝于所述滑座(36 )且與所述托盤(8)相連接； 所述第二驅(qū)動單元通過所述第二傳動單元驅(qū)動所述托盤(8)，使其相對于所述滑座(36)水平滑動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工件交換臺，其特征在于， 所述第二驅(qū)動單元為第二變頻電機(45)； 所述第二傳動單元包括設(shè)置于所述滑座(36)的主鏈輪(40)、從鏈輪(41)和鏈條(42); 所述第二變頻電機(45)驅(qū)動所述主鏈輪(40)轉(zhuǎn)動，并帶動所述托盤(8)沿所述鏈條(42)水平滑動。
6.一種臥式鏜銑加工中心，包括 X向橫床身(I)、與所述橫床身(I)垂直設(shè)置且固定連接的Z向縱床身(2)、以及，垂直于所述橫床身(I)和所述縱床身(2)的Y向立柱(6);所述父向、Y向和Z向為空間直角坐標(biāo)系的三個垂直的方向； 其特征在于， 所述加工中心還包括至少一個如權(quán)利要求I至5中任一項所述的工件交換臺,所述工件交換臺用于將待加工工件推至所述橫床身(I)的工作臺，以及，將加工完畢的工件拉下所述橫床身(I)的工作臺。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的臥式鏜銑加工中心，其特征在于， 所述X向橫床身(I)上設(shè)置有驅(qū)動電機(12 )，所述驅(qū)動電機(12 )通過滾珠絲杠(13 )驅(qū)動所述橫向床身(I)上的回轉(zhuǎn)工作臺的轉(zhuǎn)動；并且 所述加工中心還包括與所述滾珠絲杠(13)相配合的隨動式輔助支撐機構(gòu)(35)，用于支撐所述滾珠絲杠(13)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的臥式鏜銑加工中心，其特征在于， 所述橫床身(I)的兩側(cè)，還分別設(shè)置有排屑器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的臥式鏜銑加工中心，其特征在于， 所述橫床身(I)和所述縱床身(2)通過螺釘緊固連接，呈T型結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的臥式鏜銑加工中心，其特征在于，所述加工中心包括兩個工件交換臺。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種臥式鏜銑加工中心及其工件交換臺。其中，用于臥式鏜銑加工中心的工件交換臺，包括底座、滑座和托盤；所述滑座通過第一滑動機構(gòu)與所述底座滑動連接；所述托盤通過第二滑動機構(gòu)與所述滑座滑動連接。通過本發(fā)明，可以使回轉(zhuǎn)工作臺在加工中心X向全程范圍內(nèi)360度旋轉(zhuǎn)，由此，增加了工件加工范圍，提高了加工中心的工作性能。
文檔編號B23Q7/00GK102825288SQ20121031991
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者王聰康, 李強, 郭春亮 申請人:上海三一精機有限公司