專利名稱：三主軸雙門架雙驅(qū)動(dòng)五聯(lián)動(dòng)復(fù)合加工中心的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)控加工機(jī)床，特別涉及一種三主軸雙門架雙驅(qū)動(dòng)五聯(lián)動(dòng)復(fù)合加工中心。
背景技術(shù)：
車銑復(fù)合加工中心是近年來出現(xiàn)的一種新型數(shù)控機(jī)床，目前已出現(xiàn)的車銑復(fù)合中心主要形式是由二個(gè)主軸頭，一個(gè)車削用，一個(gè)銑削用；一個(gè)刀架，車、銑刀架合在一起，或二個(gè)刀架，一個(gè)車削刀架和一個(gè)銑削刀架；其粗加工和精加工共用一套機(jī)構(gòu)；還有一種是三主軸頭形式，有兩個(gè)車削主軸頭和一個(gè)銑削主軸頭組成，但粗精加工機(jī)構(gòu)仍是共用。由于粗精機(jī)構(gòu)共用，其精加工是通過調(diào)整切削用量來實(shí)現(xiàn)的，而不是靠機(jī)床結(jié)構(gòu)保證的，由于機(jī)構(gòu)共用，機(jī)構(gòu)的精度保持性相對要低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的針對上述已有技術(shù)中存在的不足而設(shè)計(jì)的一種新型機(jī)床，該機(jī)床粗精加工機(jī)構(gòu)可分開，從而提高了加工精度和機(jī)構(gòu)精度的保持性。本發(fā)明的三主軸雙門架雙驅(qū)動(dòng)五聯(lián)動(dòng)復(fù)合加工中心有三個(gè)主軸頭和三個(gè)刀架，一個(gè)車削用，一個(gè)銑削用，另一個(gè)為精加工用，用于精銑、精車銑，其粗加工與精加工機(jī)構(gòu)是分開的。這種機(jī)床的加工工藝范圍大，具有車削、銑削、切齒等多種切削加工功能，而且還具有高速精銑、精車銑或磨削的精加工功能。其目的是使工件在機(jī)床上一次裝夾后，可以進(jìn)行上述各種工序的加工，可進(jìn)行回轉(zhuǎn)表面、非回轉(zhuǎn)表面及自由曲面的加工，特別是可進(jìn)行精加工，且粗、精機(jī)構(gòu)分開，可減少工件裝夾次數(shù)以及安裝定位誤差，尤其是可提高精加工的形位加工精度。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案三主軸雙門架雙驅(qū)動(dòng)五聯(lián)動(dòng)復(fù)合加工中心主要有床身、床鞍、尾座、刀庫、三個(gè)主軸頭、三個(gè)刀架組件及二個(gè)門架組件等組成，其中床鞍與床身通過導(dǎo)軌副連接，并沿其導(dǎo)軌縱向移動(dòng)，刀庫設(shè)置在床身的前部并通過支架安裝在床身上；車削主軸頭設(shè)置在刀庫的下方并安裝在床身上；尾座與床身用導(dǎo)軌副連接；車削刀架通過其橫滑板與床鞍用導(dǎo)軌副連接；銑削主軸頭安裝在其銑削刀架上，刀架通過其橫滑板與床鞍用導(dǎo)軌副連接；床鞍與床身用導(dǎo)軌副連接；本發(fā)明還設(shè)置有另一精加工主軸頭組件、小門架和側(cè)門架組件；其中，小門架與床鞍連接，精加工主軸頭組件安裝在小門架上，側(cè)門架組件呈門字形安裝在床身的一邊。
本發(fā)明設(shè)置了精加工主軸頭、精加工用刀架和雙驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其突出的優(yōu)點(diǎn)是在一臺(tái)機(jī)床上配置了粗、精加工機(jī)構(gòu)，粗精加工機(jī)構(gòu)可分開，以提高精加工精度及機(jī)床精度保持性；獨(dú)特的雙驅(qū)動(dòng)原理，既讓粗精縱向進(jìn)給的移動(dòng)分開，保證精加工精度，同時(shí)又使粗精機(jī)構(gòu)組合，提高了縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的剛度和承載能力。本發(fā)明具有車削、銑削、切齒等多種切削加工功能，而且還具有高速精銑、精車銑或磨削的精加工功能。由于工件的大部分工序可在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾后完成，節(jié)省了各工序的裝卸輔助時(shí)間，減少了夾具等工裝的設(shè)計(jì)制造，減少了工序裝夾定位誤差；保證了工件的形位誤差；提高了機(jī)床的精度保持性。


圖1為本發(fā)明的主視圖及其坐標(biāo)；圖2為本發(fā)明的俯視圖；圖3為本發(fā)明的A向視圖；
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作更詳細(xì)的說明。
參照圖1的三主軸雙門架雙驅(qū)動(dòng)五聯(lián)動(dòng)復(fù)合加工中心主視圖，床鞍11與床身16通過導(dǎo)軌副連接并可沿床身16縱向移動(dòng)，刀庫14設(shè)置在床身16的前部并通過支架15安裝在床身16上，主軸頭1設(shè)置在刀庫14的下方與床身16連接，側(cè)門架13呈門字形安裝在床身16的一邊，尾座17可在床身16的導(dǎo)軌副上沿床身16縱向移動(dòng)，刀架4通過橫滑板7安裝在床鞍11上，并可在床鞍11上橫向移動(dòng)；主軸頭2安裝在刀架5上，也可在床鞍11上橫向移動(dòng)；主軸頭3A安裝在刀架6上，刀架6通過橫滑板9安裝在小門架10上，并可在小門架10上橫向移動(dòng)。小門架10與床鞍11連接，并允許其相對床鞍11在縱向有微小的相對移動(dòng)，床鞍11與床身16連接并可沿床身16縱向移動(dòng)，同時(shí)小門架10通過縱滑板12與側(cè)門架13用導(dǎo)軌副連接并沿縱向移動(dòng)。
圖2顯示了圖1各部件在俯視圖中的位置，橫滑板7位于刀架4的下方，并與床鞍11通過導(dǎo)軌副連接；在側(cè)門架13A的門架上設(shè)置有縱滑板12，以便于和小門架10連接。
圖2的A向視圖顯示了圖1各部件在右側(cè)面所處的位置，主軸頭2安裝在刀架5上，刀架5通過橫滑板8安裝在床鞍11上，并可沿床鞍11橫向移動(dòng)。
本發(fā)明在運(yùn)動(dòng)過程中，由于具有三個(gè)主軸頭、三個(gè)刀架和兩個(gè)門架，該機(jī)床最少具有九個(gè)伺服軸，最多可有十二個(gè)伺服軸，即刀架4具有Z、X兩個(gè)伺服軸；刀架5本身有X、Y、B三個(gè)伺服軸或X、B二個(gè)伺服軸；刀架6本身有X、Y、A三個(gè)伺服軸；主軸1為伺服軸，主軸頭2和3的主軸可為伺服軸，也可為非伺服軸，最多聯(lián)動(dòng)軸數(shù)為5，即X、Y、Z、A、C或X、Y、Z、B、C；可以進(jìn)行車、銑及齒輪加工。采用不同的可選主軸頭3A，還可以進(jìn)行精銑、精車銑、磨削加工；刀架4與床鞍11組合具有X軸、Z軸伺服軸功能；刀架5與床鞍11組合具有X軸、Y軸、Z軸和B軸4個(gè)伺服軸或具有X、Z、B軸3個(gè)伺服軸功能；刀架6和小門架10組合具有X軸、Y軸、Z軸和A軸4個(gè)伺服軸功能；雙Z軸驅(qū)動(dòng)時(shí)，要求同步，但允許二者在Z向有小的相對位移，這樣既可以提高床鞍抗顛覆力矩的能力，又使精加工Z軸分開，有利于提高精加工機(jī)構(gòu)的精度保持性。
實(shí)施例1參見圖1，實(shí)施例中主軸頭1具有C軸功能，主軸頭2的主軸也為伺服軸，可進(jìn)行滾齒。主軸頭3A是可以進(jìn)行精銑、精車銑或磨削加工的高速主軸頭；刀架4為轉(zhuǎn)塔式車刀刀架，其組件與床鞍組合具有X、Z二個(gè)伺服軸功能。刀架5與床鞍組合具有B、Y、X和Z四個(gè)伺服軸功能；刀架6與小門架組合具有A、Y、X和Z四個(gè)伺服軸功能，共有11個(gè)伺服控制軸，最多可實(shí)現(xiàn)5個(gè)伺服軸聯(lián)動(dòng)。該實(shí)施例的三主軸雙門架雙驅(qū)動(dòng)五聯(lián)動(dòng)復(fù)合加工中心除了可進(jìn)行車、銑、切齒之外，還可進(jìn)行高速精銑、精車銑或磨削等精加工。該機(jī)床的粗精進(jìn)給機(jī)構(gòu)分開，機(jī)床的精加工精度高，精度保持性好，而粗精縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的雙驅(qū)動(dòng)組合提高了床鞍的抗顛覆力矩能力，適合于顛覆力矩大的工況使用。
實(shí)施例2參見圖1，與實(shí)施例1不同的是主軸頭3采用磨削主軸頭，故其精加工功能是磨削。該機(jī)床共有11個(gè)伺服控制軸。
實(shí)施例3參見圖1，與實(shí)施例1所不同的是主軸頭3A的主軸也具備伺服軸功能，因此使機(jī)床共有十二個(gè)伺服控制軸。
實(shí)施例4參見圖1，與實(shí)施例1不同的是主軸2不是伺服控制軸，刀架5無Y軸，該機(jī)床共有九個(gè)伺服軸，因刀架5的剛度高，其Y軸部分功能可借助刀架6實(shí)現(xiàn)，使該機(jī)床的成本相對降低。
權(quán)利要求
1.一種三主軸雙門架雙驅(qū)動(dòng)五聯(lián)動(dòng)復(fù)合加工中心，包括床身(16)、床鞍(11)、尾座(17)、刀庫(14)、支架(15)、車削主軸頭(1)和銑削主軸頭(2)、車削刀架組件(4)和銑削刀架(5)、橫滑板(7)、橫滑板(8)；其中床鞍(11)與床身(16)通過導(dǎo)軌副連接，并沿其導(dǎo)軌縱向移動(dòng)，刀庫(14)設(shè)置在床身(16)的前部并通過支架(15)安裝在床身(16)上，主軸頭(1)設(shè)置在刀庫(14)的下方并與床身(16)連接，尾座(17)與床身(16)用導(dǎo)軌副連接，主軸頭(2)安裝在刀架(5)上，刀架(5)通過其橫滑板(8)與床鞍(11)用導(dǎo)軌副連接；刀架(4)通過其橫滑板(7)與床鞍(11)用導(dǎo)軌副連接；其特征在于該加工中心還設(shè)置有小門架(10)、主軸頭組件(3)、側(cè)門架組件(13)；其中，小門架(10)與床鞍(11)連接，主軸頭組件(3)安裝在小門架(10)上，側(cè)門架組件(13)呈門字形安裝在床身(16)的一邊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三主軸雙門架雙驅(qū)動(dòng)五聯(lián)動(dòng)復(fù)合加工中心，其特征在于主軸頭組件(3)包括有主軸頭(3A)、立刀架(6)、橫滑板(9)和導(dǎo)軌副；主軸頭(3A)安裝在刀架(6)上，刀架(6)通過其橫滑板(9)與小門架(10)用導(dǎo)軌副連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三主軸雙門架雙驅(qū)動(dòng)五聯(lián)動(dòng)復(fù)合加工中心，其特征在于側(cè)門架組件(13)包括有縱滑板(12)和側(cè)門架(13A)；縱滑板(12)設(shè)置在側(cè)門架(13A)的門梁側(cè)面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三主軸雙門架雙驅(qū)動(dòng)五聯(lián)動(dòng)復(fù)合加工中心，其特征在于小門架(10)通過縱滑板(12)與側(cè)門架(13)用導(dǎo)軌副連接，即小門架(10)由床鞍(11)和縱滑板(12)進(jìn)行縱向的雙驅(qū)動(dòng)；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三主軸雙門架雙驅(qū)動(dòng)五聯(lián)動(dòng)復(fù)合加工中心，其特征在于主軸頭(1)的主軸采用交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，為伺服軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三主軸雙門架雙驅(qū)動(dòng)五聯(lián)動(dòng)復(fù)合加工中心，其特征在于主軸頭(2)和(3)的主軸可以用變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，也可以用交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三主軸雙門架雙驅(qū)動(dòng)五聯(lián)動(dòng)復(fù)合加工中心，其特征在于主軸頭(3A)是可以進(jìn)行精銑、精車銑或磨削加工的主軸頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三主軸雙門架雙驅(qū)動(dòng)五聯(lián)動(dòng)復(fù)合加工中心，其特征在于刀庫(14)可配置在主軸頭(1)的上方，也可配置在側(cè)門架(13)上，還可以采用落地式刀庫。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三主軸雙門架雙驅(qū)動(dòng)五聯(lián)動(dòng)復(fù)合加工中心，其特征在于刀架(4)與床鞍(11)及主軸頭(1)組合可實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)控制；刀架(5)與床鞍(11)及主軸頭(1)組合可實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)控制；刀架(6)與小門架(10)及主軸頭(1)組合可實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有三個(gè)主軸頭和三個(gè)刀架縱向進(jìn)給雙驅(qū)動(dòng)的數(shù)控復(fù)合加工中心，它由車削主軸頭1、銑削主軸頭2、精加工主軸頭3A、車削刀架4、銑削刀架組件5、立刀架組件6、床鞍11、橫滑板7、8及9、小門架組件10、床身16、側(cè)門架組件13、尾架組件17和刀庫14等部件組成。精加工主軸頭3A可更換，可安裝高速銑頭、磨頭；主軸頭1的主軸具有伺服軸功能，主軸頭2和3的主軸可為伺服軸。該機(jī)床最少具有九個(gè)伺服軸，最多可有十二個(gè)伺服軸，可實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)控制；工件一次裝夾后可完成車、銑、鏜、鉆、螺紋、切齒等加工和高速銑、車銑等精加工。粗精加工機(jī)構(gòu)可分開，以提高機(jī)床的精度保持性。
文檔編號B23P23/02GK1546278SQ20031011898
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月11日
發(fā)明者黃玉美, 程祥, 史文浩, 高峰, 劉鴻雁 申請人:西安理工大學(xué)