立式車床的制作方法
【專利摘要】一種立式車床，包括：圍繞轉(zhuǎn)動軸(Z)轉(zhuǎn)動的工件保持電動卡盤(2)，所述軸(Z)相對于在地面(T)上的車床的支承平面為豎直取向，刀具支承刀架(7)，其相對于豎直方向安裝在電動卡盤(2)上方的車床上，并被導(dǎo)引遠(yuǎn)離和向著所述電動卡盤(2)運動，所述刀具支承刀架(7)具有至少一個具有延伸主軸(Y)的刀具支承元件(11)，其特征在于，所述刀具支承刀架(7)僅沿著平行于電動卡盤的轉(zhuǎn)動軸(Z)的方向運動，而所述工件保持電動卡盤(2)橫向于刀架(7)的運動方向移動，僅沿著垂直于所述的轉(zhuǎn)動軸(Z)的方向(X)，并以這樣一種方式實現(xiàn)，即，刀具支承元件(11)的主軸(Y)與在電動卡盤(2)沿著所述的橫向運動的方向(X)的運動中和電動卡盤(2)的轉(zhuǎn)動軸(Z)限定的平面共面。
【專利說明】立式車床

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種立式車床，具有主權(quán)利要求1前序部分描述的特征。

【背景技術(shù)】
[0002]在用機(jī)加工刀具去除金屬屑的機(jī)加工工藝的【技術(shù)領(lǐng)域】中，特別在已知的用于車削的機(jī)加工刀具、立式車床領(lǐng)域內(nèi)，其中被加工的工件位于圍繞豎直軸線轉(zhuǎn)動的工作臺或卡盤上，刀具支承滑座或刀架可滑動地安裝在水平引導(dǎo)件或橫梁上，水平引導(dǎo)件或橫梁也能夠相對于卡盤進(jìn)行升高/降低的豎直運動。通過刀架在前述的兩個方向上的運動，根據(jù)機(jī)加工的特定階段，刀具沿著被加工工件(鎖定至工件承載卡盤)的表面?zhèn)鬏敗?br> [0003]這種配置，盡管有利的是由于卡盤設(shè)置為降低從而相對于會被安裝在所述卡盤上的被加工工件來支承重力，但是這種結(jié)構(gòu)需要用于刀具支承刀架的沿著兩個軸線的引導(dǎo)件結(jié)構(gòu)，因此具有相對于車床的固定結(jié)構(gòu)的懸臂的體積和刀具。由于最新款的車床刀具能夠進(jìn)一步增加切割和轉(zhuǎn)動速度，使用這種刀具需要對應(yīng)的車床結(jié)構(gòu)有更大的剛度特性，這些特性與上述的已知類型的立式車床的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的懸臂的尺寸和伸展相沖突。
[0004]本發(fā)明的說明
[0005]本發(fā)明的主要目的是提供一種立式車床，其結(jié)構(gòu)和功能的設(shè)計為能消除上述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)強(qiáng)調(diào)的缺陷，特別是允許車床的結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度，具有有限的和緊湊的整體尺寸，相對于整個車削周期中刀具傳輸?shù)恼麄€切割軌跡而言最大可能的限制懸臂負(fù)載的傳輸距離，同時使其可以使用設(shè)計用于高卡盤速度的最新款刀具。
[0006]該目的和其他目的，在以下通過本發(fā)明以按照以下權(quán)利要求構(gòu)造的立式機(jī)床的形式完成的，會非常明顯。
[0007]附圖的簡要說明
[0008]本發(fā)明的進(jìn)一步的特點和優(yōu)點通過下面描述的優(yōu)選實施例的詳細(xì)說明變得更加清晰，以象征性的和非限制性的方式，參考附圖，其中:
[0009]-圖1是根據(jù)本發(fā)明的立式車床的側(cè)視圖，
[0010]-圖2是圖1中的車床的前視圖，
[0011]-圖3是前述圖中的車床的俯視圖，
[0012]-圖4和圖5分別是前述圖中車床另外設(shè)置有用于自動改變卡盤的裝置的側(cè)視圖和俯視圖。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)選實施例
[0014]根據(jù)上述的圖1整體示出了設(shè)計為立式車床的機(jī)加工工具，其是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的，隨著刀具的豎直運動進(jìn)行車削操作。該車床I，僅示意性地示出，包括圍繞Z軸轉(zhuǎn)動的工件承載卡盤2，其配置為在機(jī)加工中轉(zhuǎn)動工件。如果所涉及車床的支承平面在地面上，則轉(zhuǎn)動軸Z指向“豎直方向”,地面在圖中示意性地示出并標(biāo)記為T。
[0015]卡盤2被設(shè)計為用于機(jī)加工或定位的電動卡盤，并通過與其聯(lián)接的電動馬達(dá)圍繞Z軸轉(zhuǎn)動。因此術(shù)語“卡盤”在本文中涉及上述電動卡盤的特別的結(jié)構(gòu)和功能。
[0016]傳統(tǒng)上，卡盤2設(shè)置有自動定心裝置，用于相對于Z軸在中心位置鎖定工件。根據(jù)本發(fā)明的第一創(chuàng)造性的方面，卡盤2還安裝在滑座3上，在橫向于Z軸的方向滑動地導(dǎo)引，這是通過分別固定至車床的固定結(jié)構(gòu)6和滑座3的一對引導(dǎo)件和對立引導(dǎo)件4、5來實現(xiàn)的，它們能夠互相滑動配合。如在附圖中清楚地示出，所述的引導(dǎo)件和對立引導(dǎo)件4、5以間隔地、平行于X軸方向的方式延伸，其中X軸方向垂直于Z軸延伸。
[0017]更詳細(xì)地，兩個引導(dǎo)件4安裝在固定結(jié)構(gòu)6的表面部分，其相對于在地面T上的車床的水平支承平面豎向地升起，根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)件4在此平面內(nèi)的垂直突起部彼此重疊,這也可從圖1中清楚地看到。
[0018]通常對立弓I導(dǎo)件5包括六個滑墊(每個對立弓I導(dǎo)件5三個滑墊)，其中的兩個滑墊在圖2中指示為21 (該滑墊在沿著每個對立引導(dǎo)件5的中間位置)，滑墊被設(shè)計為用于在工作過程中鎖定卡盤的制動滑墊，該特征有益于在高速機(jī)加工中該系統(tǒng)的剛性，特別是加工懸臂梁內(nèi)的工件時(即，例如加工制動鼓時不平衡的工件)。
[0019]車床I還包括刀具支承刀架7，其可操作的與卡盤2相聯(lián)系，相對于Z軸位于卡盤2的上方，并能夠遠(yuǎn)離和向著卡盤2被可移動地導(dǎo)引以使得安裝在刀架7上的一個或多個刀具8進(jìn)入到工件被車削的工作區(qū)域內(nèi)。應(yīng)當(dāng)注意的是，具有單個刀具的結(jié)構(gòu)使其能夠在工作區(qū)域內(nèi)有利地獲得最大的入口。刀架7僅沿著一個方向移動(標(biāo)識為Y軸)，其取向平行于Z軸，并垂直于水平方向X。
[0020]9、10代表引導(dǎo)件和對立引導(dǎo)件，通常它們以彼此滑動的配合方式，分別固定至固定結(jié)構(gòu)6和刀架7，以豎直地導(dǎo)引刀架，所述引導(dǎo)件以間隔地、平行于Y軸方向的方式延伸，如圖中清楚的所示，以允許刀架7僅沿著Y軸方向被移動，向著或遠(yuǎn)離靠近卡盤2的工作區(qū)域。
[0021]引導(dǎo)件9安裝在相對于在地面T上的車床的水平支承平面豎直直立的固定結(jié)構(gòu)6的表面部分上。所述引導(dǎo)件還位于引導(dǎo)件4所在區(qū)域的頂部。在優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，引導(dǎo)件9和引導(dǎo)件4基本上設(shè)置在垂直于支承平面T的相同平面內(nèi)，或在各自的不同平面內(nèi)，彼此平行且靠近，并垂直于支承平面T，如從圖1中清楚地看到。
[0022]刀具支承元件11設(shè)置在刀架7上，構(gòu)造成用于固定刀具8，以一種特別設(shè)計為車削加工的構(gòu)造。同樣可設(shè)置成將刀具支承元件11固定至刀架，還隨著一起轉(zhuǎn)動，以除了車削操作外，還能進(jìn)行鉆孔操作。
[0023]更特別地，Y軸對應(yīng)于刀具支承元件或支承11 (例如，在此情形中的車削刀具)的延伸的軸線，也就是對應(yīng)于刀具自身延伸的主軸線(在鉆、鏜、銑等的情形)。在元件或支承具有主要縱向延伸的情形中，Y軸由此對應(yīng)于元件或支承的縱向延伸的主軸線。Y軸也可被固定(車削)或轉(zhuǎn)動(鉆、鏜、銑等)。
[0024]因而，根據(jù)本發(fā)明的車床的主要特征，刀具支承刀架7僅沿著平行于電動卡盤2的轉(zhuǎn)動Z軸的方向可移動,并且用于工件保持的電動卡盤2橫向于刀架7運動的方向，只沿著垂直于電動卡盤的轉(zhuǎn)動軸線Z的方向X，并且是以這樣一種方式，即，刀具支承元件11的主軸Y總是與在電動卡盤2沿著橫向運動的方向X的運動中和轉(zhuǎn)動軸Z限定的平面共面。
[0025]應(yīng)當(dāng)注意的是，導(dǎo)引刀架7僅沿著平行于Z軸的單一方向的設(shè)置，以及在Y軸和沿著X軸方向的過程中由Z軸限定的平面之間的共面，需要有用于容納很大的間距D(圖1中示出)的一對引導(dǎo)件和對立引導(dǎo)件9、10的空間，與已知的、其中兩級(two orders)引導(dǎo)件和對立引導(dǎo)件專門用來引導(dǎo)刀架沿著兩個垂直的方向的方案相比，上述方案確定了相對于車床的固定結(jié)構(gòu)的刀具8的懸臂引導(dǎo)件引導(dǎo)件。
[0026]與已知的方案相比，可恢復(fù)從刀具支承刀架7移除的自由程度，實現(xiàn)了設(shè)置z本發(fā)明車床內(nèi)的電動卡盤2的橫向移動(沿著X軸)。
[0027]15表示刀具8的刀具儲架，其可靠地固定至車床的固定結(jié)構(gòu)，該儲架被構(gòu)造成與刀具支承元件11自動地相互作用，以允許自動更換刀具。換句話說，在刀具支承元件11上的刀具8可被自動更換或替換為儲架15內(nèi)的另一刀具8。
[0028]一種優(yōu)選的構(gòu)造是，提供具有交換臂16a的裝置16，交換臂16a載有用于刀具的抓持裝置17、18，其被可轉(zhuǎn)動地支承以分別在靠近儲架或靠近刀具支承元件11處呈現(xiàn)夾持裝置中的一個或另一個，以從刀具儲架向著刀架的刀具支承元件移動新刀具，同時向著刀具儲架移動與刀架連接的磨損刀具，用于自動地卸下所述磨損刀具。優(yōu)選的選擇為設(shè)置有24個刀具的刀具儲架15，24個刀具可沿著兩個笛卡爾坐標(biāo)軸運動以準(zhǔn)備交換臂16a上的刀具8。
[0029]在儲架15內(nèi)可另外設(shè)置可選的級別，安裝/卸下刀具以用新刀具更換磨損刀具，例如一次5個刀具一組。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的車床的結(jié)構(gòu)的另外的優(yōu)點方面在于，可在相同的區(qū)域內(nèi)相對于卡盤安裝和卸下工件，該區(qū)域位于卡盤的同一側(cè)且借助于卡盤自身的X軸方向的橫向運動而適于接近。因而在此區(qū)域內(nèi)具有用于工件的傳輸裝置的共用線，允許在所述區(qū)域內(nèi)安裝工件進(jìn)行加工并卸下加工過的工件。這種橫向的安裝/卸下區(qū)域另外可選擇距離刀架合適的距離，由于卡盤的橫向移動性能，可避免動作的相應(yīng)區(qū)域之間可能的干涉的問題以及已知方案中內(nèi)在的問題(例如運動中的負(fù)載，移動部件之間的干涉、軌道和空間的需求等)，其中刀具支承刀架設(shè)置有用于工件的抓持元件以安裝和卸下所述工件。
[0031]本發(fā)明的另一個有利的方面是，如果在車削過程中有準(zhǔn)備改變用于車削的的工件的類型的需求，上述的車床使其其本身容易地聯(lián)接設(shè)計成用于改變卡盤自身的自定心機(jī)構(gòu)的裝置。換句話說，參照圖4和5，在用于安裝/卸下工件的區(qū)域內(nèi)(指示為S)，例如包括用于傳輸工件的門道(doorway)或類似結(jié)構(gòu)，其位于車床的側(cè)面或前面，并借助于沿著橫向軸X移動卡盤而易于進(jìn)入，可連接有裝置20用于改變自定心機(jī)構(gòu)，其中在卡盤2上的自定心機(jī)構(gòu)被移走并且被另一個先前配備在該裝置20內(nèi)的自定心機(jī)構(gòu)自動替換。一種優(yōu)選的構(gòu)造是，使用交換臂20a，其圍繞豎直方向被可轉(zhuǎn)動地支承，通過轉(zhuǎn)動180°角度的方式執(zhí)行自定心機(jī)構(gòu)的自動改變。
[0032]因而本發(fā)明實現(xiàn)了提出的目的，與已知的方案相比帶來了許多聲明的優(yōu)點。
[0033]綜上，具有的優(yōu)點是，獲得有限體積的車床結(jié)構(gòu)，其具有簡單卻高剛度的結(jié)構(gòu)件以在高速下允許使用車削刀具。與已知的方案相比，還具有的是改進(jìn)的刀具更換和改進(jìn)的工件安裝/卸載。還具有改善的靈活性，可以改變卡盤的自定心機(jī)構(gòu)來批量車削彼此不同尺寸的被加工工件。
[0034]另外的一個優(yōu)點是，在工作區(qū)域接近被加工工件的高自由度，在刀具支承滑座上設(shè)立一組刀具的情形中可使入口最大化。
[0035]最后，應(yīng)當(dāng)注意根據(jù)本發(fā)明的機(jī)加工刀具的高靈活性，可布置專門用于所述的固定車削刀具的結(jié)構(gòu)和/或用于包括鉆削的機(jī)加工的旋轉(zhuǎn)刀具。
【權(quán)利要求】
1.一種立式車床，包括:圍繞轉(zhuǎn)動軸(Z)轉(zhuǎn)動的工件保持電動卡盤(2)，所述軸(Z)相對于在地面(T)上的車床的支承平面為豎直取向，刀具支承刀架(7)，其相對于豎直方向安裝在電動卡盤(2)上方的車床上，并被導(dǎo)引遠(yuǎn)離和向著所述電動卡盤(2)運動，所述刀具支承刀架(7)具有至少一個具有延伸主軸(Y)的刀具支承元件(11)，其特征在于，所述刀具支承刀架(7)僅沿著平行于電動卡盤的轉(zhuǎn)動軸(Z)的方向運動，而所述工件保持電動卡盤(2)橫向于刀架(7)的運動方向移動，僅沿著垂直于所述的轉(zhuǎn)動軸(Z)的方向(X)，并以這樣一種方式實現(xiàn)，即，刀具支承元件(11)的主軸(Y)與在電動卡盤(2)沿著所述的橫向運動的方向(X)的運動中和電動卡盤(2)的轉(zhuǎn)動軸(Z)限定的平面共面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的車床，包括:在所述車床的固定結(jié)構(gòu)(6)和所述刀具支承刀架(7)之間的第一引導(dǎo)裝置(9，10)，其預(yù)先設(shè)置為在相應(yīng)的運動方向上滑動地導(dǎo)引刀架(7)，以及在所述固定結(jié)構(gòu)(6)和所述刀架電動卡盤(2)之間的第二引導(dǎo)裝置(4，5)，其用于在運動的對應(yīng)方向(X)上可滑動地導(dǎo)引電動卡盤(2)，該方向垂直于刀具支承刀架(7)的運動的方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的車床，包括安裝在刀架(7)上的刀具支承元件(11)，其與刀架一體地一起被導(dǎo)引，并且以這樣一種方式支承在所述刀架上，即，能在通過轉(zhuǎn)動安裝在電動卡盤(2)上的工件來進(jìn)行加工的操作位置和所述刀具支承元件(11)遠(yuǎn)離所述工件的工作區(qū)域的非操作位置之間運動。
4.根據(jù)前述的一項或多項權(quán)利要求中的車床，包括能夠與所述刀具支承元件(11)相互作用的刀具(8)的刀具儲架(15)，以允許在所述刀具儲架(15)和所述刀具支承元件(11)之間自動更換刀具的操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的車床，其中所述刀具的刀具儲架(15)設(shè)置有用于更換刀具的裝置(16)，其包括設(shè)置有用于刀具的一對抓持裝置(17，18)的交換臂(16a)，所述臂(16a)可轉(zhuǎn)動地支承在車床上，以將新刀具從刀具儲架(15)向著刀架(7)的刀具支承元件(11)移動，并同時向著刀具儲架(15)移動連接至刀架(7)的磨損刀具，用于自動地卸下所述磨損刀具。
【文檔編號】B23B3/10GK104185524SQ201280062532
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月20日
【發(fā)明者】R·薩曼汀, A·帕隆 申請人:瑪斯股份有限公司