專利名稱：一種五軸聯(lián)動葉片加工中心機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種五軸聯(lián)動葉片加工中心機構(gòu)，屬于機械制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的五軸聯(lián)動加工中心是一種含有三個直線坐標軸(X、 Y、 Z)和任意 兩個回轉(zhuǎn)坐標軸(A、 B; A、 C; B、 C)所組成的可實現(xiàn)五軸聯(lián)動插補加工的， 可以自動換刀的加工中心機床。因為有五個數(shù)控坐標軸(四個顯然不足，六個 又顯多余)，刀具與工件相對有足夠的位置姿態(tài)，所以可以高效加工具有空間曲 面的復(fù)雜零件。例如汽輪機、飛機發(fā)動機的各種葉輪、葉片和復(fù)雜形狀模具等。
五軸聯(lián)動葉片加工中心是專門用來加工汽輪機、飛機發(fā)動機的各種葉片和 其它窄長型具有空間復(fù)雜型面的零件。此類零件是根據(jù)空氣動力學(xué)的原理和多 次空氣動力學(xué)的試驗而設(shè)計，要使之達到高效率、高強度的要求，所以零件的 型面就比較復(fù)雜。要達到非常逼近理論型面的機械加工，五軸聯(lián)動葉片加工中 心是比較理想的設(shè)備。
以前國內(nèi)加工這類葉片的方法用精鍛后手工直接打磨。效率低，廢品率高， 勞動強度很大。后來隨著數(shù)控機床的發(fā)展，逐步采用三軸和四軸數(shù)控機床插補 加工。零件的生產(chǎn)效率提高，廢品率下降。但由于三、四軸數(shù)控機床刀具相對 工件的位姿不夠，只能采用比較逼進的加工，葉片根部有斜角和有凸臺的零件 則不能比較完整的加工出來。
發(fā)達國家比較早就研發(fā)出五軸聯(lián)動葉片加工中心，并有多項專利。如瑞士、 意大利、德國、日本等。由于它的功能強大，特別是對軍事工業(yè)的特殊作用，
西方國家一直把它作為戰(zhàn)略物資，嚴禁向社會主義國家出口?，F(xiàn)在仍然有種種 限制，有條件的向中國出口，但價格非常的昂貴。國內(nèi)的汽輪機、飛機發(fā)動機 葉片加工行業(yè)擁有少量的五軸聯(lián)動機床在使用中。
現(xiàn)在國內(nèi)在汽輪機、飛機發(fā)動機葉片加工領(lǐng)域，生產(chǎn)能力嚴重不足。有大 量的加工問題急待解決。現(xiàn)有的加工手段比較落后，用三、四軸數(shù)控機床近似 加工然后人工拋光，誤差大，效率低。電解加工方法，污染嚴重?？窟M口的五 軸聯(lián)動機床加工，雖然效果不錯，但機床價格昂貴，對于軍工產(chǎn)品的加工機床 還涉及到安全問題。 發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的不足，本實用新型提供一種五軸聯(lián)動葉片加工中心 機構(gòu)。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是含有三個直線坐標軸X、 Y、 Z和兩個回轉(zhuǎn)坐標軸A、 B;有整體床身，床身的前部上方裝有工作臺，工
作臺上面左端裝有頭架，頭架主軸有A軸，頭架主軸右端安裝夾具夾持工件，
頭架的驅(qū)動方式有蝸輪、蝸桿傳動或采用力矩電機直接驅(qū)動，工作臺上面右端 裝有尾架，機床尾架有動力驅(qū)動裝置，與頭架同步運動，頭、尾架連接有高精
度角度編碼器閉環(huán)控制，床身的后部上方裝有立柱，立柱沿x軸線左右運動。
立柱的前面裝有Z軸滑板(B軸蝸輪箱)，Z軸滑板(B軸蝸輪箱)有蝸輪、蝸 桿傳動裝置或力矩電機裝置直接傳動帶動B軸主軸旋轉(zhuǎn)，機床主軸箱安裝在B 軸前端的連接盤上，隨B軸的旋轉(zhuǎn)而擺動，主軸箱安裝有高速電主軸，B軸的 擺動范圍在±40°，床身的右上方安裝有刀庫。 本實用新型的有益效果
1、獨特的機床布局，使工件和刀具的運動系統(tǒng)分配均衡，整機剛性好，
制造和維修方便。工件運動系統(tǒng)包括Y、 A軸；刀具運動系統(tǒng)包括X、 Z、 B軸。
2、 刀具端部到B軸回轉(zhuǎn)中心距離的優(yōu)化選擇，使主軸箱的剛性好，又使 刀尖離B軸回轉(zhuǎn)中心距離近，對減小誤差和B軸傳動力矩很有好處。
3、 機床的直線運動部件均采用滾柱直線導(dǎo)軌和高精度滾珠絲杠傳動，承 載力大，剛性好。
4、 帶有消除間隙機構(gòu)、大扭矩輸出、高精度回轉(zhuǎn)裝置。
5、 力矩電機直接驅(qū)動的高精度回轉(zhuǎn)裝置。
6、 大質(zhì)量液壓平衡裝置和機械擺動平衡裝置。
7、 頭、尾架高精度同步回轉(zhuǎn)裝置。
五軸聯(lián)動葉片加工中心，降低機床的價格，為國內(nèi)的汽輪機、飛機發(fā)動機葉 片加工行業(yè)提供較為理想的設(shè)備。用國產(chǎn)的設(shè)備裝備軍工行業(yè)，增加了安全性， 對提高自己的機械裝備制造水平，也有重大意義。以下結(jié)合附圖和實施例對實用新型進一步說明。
圖l機床的基本布局示意圖。 圖2機床的基本布局示意圖。
具體實施方式
實施例1: 如


圖1、圖2所示，為本實用新型機構(gòu)的基本布局如
圖1所示;
本實用新型為一種立式的五軸聯(lián)動葉片加工中心機構(gòu)。它含有三個直線坐標軸
(X、 Y、 Z)和兩個回轉(zhuǎn)坐標軸(A、 B)。行程在2200mm以內(nèi)。
機床的基礎(chǔ)為整體床身8，床身8的前部上方裝有工作臺2，工作臺2前后 運動(Y軸)。工作臺2上面左端裝有頭架1，頭架l主軸可連續(xù)轉(zhuǎn)動(A軸)。 頭架1主軸右端可安裝夾具，夾持工件。頭架1的驅(qū)動方式有蝸輪、蝸桿傳動
(采用雙導(dǎo)程蝸桿調(diào)整傳動間隙)或采用力矩電機直接驅(qū)動。工作臺2上面右 端裝有尾架3，靠頂尖頂緊工件。加工較大零件的機床尾架3需要動力驅(qū)動，以 增加零件的傳動剛度。它必須與頭架1同步運動。為保證精確的傳動，頭、尾 架都需安裝高精度角度編碼器閉環(huán)控制。床身8的后部上方裝有立柱5，立柱5 可以左右運動(X軸)。立柱5的前面裝有Z軸滑板6 (B軸蝸輪箱)，它可以上 下運動(Z軸)。Z軸滑板6 (B軸蝸輪箱)有蝸輪、蝸桿傳動裝置(也可采用力 矩電機直接傳動)帶動B軸主軸旋轉(zhuǎn)(B軸)。機床主軸箱7安裝在B軸前端的 連接盤上，可以隨B軸的旋轉(zhuǎn)而擺動。機床主軸箱7安裝有高速電主軸。使用 SHK63A刀柄安裝加工用各種刀具。B軸的擺動范圍在±40° 。床身8的右上方 安裝有刀庫4，容量為16把。機床可以自動換刀。機床采用了西門子840D數(shù) 控系統(tǒng)控制(也可選用其它五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)控制)，人們可以通過操作臺9控 制機床。
機床還有另一種布置形式一一工作臺左右運動(X軸)，立柱前后運動(Y軸)。
權(quán)利要求1.一種五軸聯(lián)動葉片加工中心機構(gòu)，其特征是含有三個直線坐標軸X、Y、Z和兩個回轉(zhuǎn)坐標軸A、B；有整體床身，床身的前部上方裝有工作臺，工作臺上面左端裝有頭架，頭架主軸有A軸，頭架主軸右端安裝夾具夾持工件，頭架的驅(qū)動方式有蝸輪、蝸桿傳動或采用力矩電機直接驅(qū)動，工作臺上面右端裝有尾架，機床尾架有動力驅(qū)動裝置，與頭架同步運動，頭、尾架連接有高精度角度編碼器閉環(huán)控制，床身的后部上方裝有立柱，立柱沿X軸左右運動，立柱的前面裝有Z軸滑板或B軸蝸輪箱，Z軸滑板或B軸蝸輪箱有蝸輪、蝸桿傳動裝置或力矩裝置直接傳動帶動B軸主軸旋轉(zhuǎn)，機床主軸箱安裝在B軸前端的連接盤上，隨B軸的旋轉(zhuǎn)而擺動，主軸箱安裝有高速電主軸，B軸的擺動范圍在±40°，床身的右上方安裝有刀庫。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種五軸聯(lián)動葉片加工中心機構(gòu)，其特征是刀庫容量為16把。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種五軸聯(lián)動葉片加工中心機構(gòu)，其特征是 用SHK63A刀柄安裝加工用各種刀具。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種五軸聯(lián)動葉片加工中心機構(gòu)，其特征是X 軸工作臺左右運動，Y軸立柱前后運動。
專利摘要一種立式的五軸聯(lián)動葉片加工中心機構(gòu)，屬于機械制造領(lǐng)域。有三個直線坐標軸和兩個回轉(zhuǎn)坐標軸。床身上方裝有工作臺，工作臺上面左端裝有頭架，頭架主軸右端安裝夾具夾持工件，頭架的驅(qū)動方式有蝸輪、蝸桿傳動或采用力矩電機直接驅(qū)動，工作臺上面右端機床尾架有動力驅(qū)動裝置，床身的后部上方裝有立柱，立柱的前面裝有Z軸滑板或B軸蝸輪箱，沿Z軸上下運動，Z軸滑板或B軸蝸輪箱有蝸輪、蝸桿傳動裝置或力矩電機裝置直接傳動帶動B軸主軸旋轉(zhuǎn)，機床主軸箱安裝在B軸前端的連接盤上，主軸箱安裝有高速電主軸，使用SHK63A刀柄安裝加工用各種刀具，床身的右上方安裝有刀庫，機床采用西門子840D數(shù)控系統(tǒng)控制或選用其它五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)控制。
文檔編號B23Q1/25GK201009089SQ200620158799
公開日2008年1月23日 申請日期2006年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月8日
發(fā)明者劉樹生, 李緒成, 谷立恒, 琦 高 申請人:北京機電院高技術(shù)股份有限公司