專利名稱：具有車刀刀排裝置和車床換刀機(jī)構(gòu)的銑車復(fù)合加工機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種銑車復(fù)合加工機(jī)床，具體涉及一種具有車刀刀排裝置和車刀換刀
裝置的銑車復(fù)合加工機(jī)床，屬于金屬切削數(shù)控加工設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
銑車復(fù)合加工機(jī)床因其將銑削功能和車削功能集于一身，減少了加工機(jī)床的占地 面積，減少了加工一個(gè)工件的裝夾定位次數(shù)，節(jié)省了因工序轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間；銑車復(fù)合加 工機(jī)床因具有上述優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于金屬的切削加工。但現(xiàn)有的銑車復(fù)合加工機(jī)床沒(méi) 有設(shè)置車刀刀排裝置及車刀換刀裝置，致使銑削工序和車削工序在轉(zhuǎn)換時(shí)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)銑削 工序和車削工序銜接的集約化和自動(dòng)控制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)車刀刀具的自動(dòng)裝夾及換刀，影響了 銑車復(fù)合加工機(jī)床的自動(dòng)化程度，從而降低了銑車復(fù)合加工機(jī)床的生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有車刀刀排裝置和車床換刀機(jī)構(gòu)的銑車復(fù)合加工機(jī) 床，以解決現(xiàn)有的銑車復(fù)合加工機(jī)床無(wú)法實(shí)現(xiàn)銑削工序和車削工序銜接的集約化和自動(dòng)控 制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)車刀刀具的自動(dòng)裝夾及換刀，影響了銑車復(fù)合加工機(jī)床的自動(dòng)化程度，從而降 低了銑車復(fù)合加工機(jī)床的生產(chǎn)效率的問(wèn)題。 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是本發(fā)明所述的具有車刀刀排裝置 和車床換刀機(jī)構(gòu)的銑車復(fù)合加工機(jī)床包括銑床主體，所述銑床主體包括滑鞍、工作臺(tái)、立柱 和主軸箱，工作臺(tái)水平位于滑鞍的上方且二者呈十字形設(shè)置，立柱位于工作臺(tái)的后端且立 柱的下端與滑鞍連接，主軸箱位于工作臺(tái)的上方且主軸箱與立柱滑動(dòng)連接；所述復(fù)合加工 機(jī)床還包括車床主軸總成、車床換刀機(jī)構(gòu)和車刀刀排裝置，車床主軸總成設(shè)置在工作臺(tái)的 左端并與工作臺(tái)滑動(dòng)連接，車床換刀機(jī)構(gòu)固設(shè)在工作臺(tái)的右端，車刀刀排裝置設(shè)置主軸箱 的下方或車床換刀機(jī)構(gòu)的接刀架上； 車床換刀機(jī)構(gòu)包括軸套、主傳動(dòng)軸、第一氣缸、第一齒條、第一齒輪、第一齒條定位 器、第一軸承、第二軸承、搖臂、第二氣缸、搖臂定位連接件兩個(gè)調(diào)整塊、定位塊、旋轉(zhuǎn)體、接 刀架、第二齒條、第二齒輪、第二齒條定位器、兩個(gè)調(diào)整螺釘、兩個(gè)定位螺母、第三軸承、第四 軸承和定位軸；主傳動(dòng)軸安裝在軸套內(nèi)，主傳動(dòng)軸的下端與軸套之間裝有第一軸承，主傳動(dòng) 軸的上端與軸套之間裝有第二軸承，第一氣缸的活塞連桿與第一齒條連接，第一齒條通過(guò) 第一齒條定位器實(shí)現(xiàn)第一齒條的定位，第一齒輪安裝在主傳動(dòng)軸的下端，第一齒輪與第一 齒條嚙合；搖臂設(shè)置在主傳動(dòng)軸的上方，搖臂的一端通過(guò)搖臂定位連接件與主傳動(dòng)軸的上 端面連接，旋轉(zhuǎn)體的下端通過(guò)第三軸承、第四軸承安裝在搖臂的另一端上，旋轉(zhuǎn)體的上端安 裝有接刀架，在第三軸承、第四軸承之間的旋轉(zhuǎn)體上安裝有第二齒輪，第二齒條與第二齒輪 嚙合，第二氣缸的活塞連桿與第二齒條連接，第二齒條定位器實(shí)現(xiàn)第二齒條的定位，定位軸 的一端設(shè)置在搖臂上方的旋轉(zhuǎn)體上開(kāi)有的內(nèi)孔中，定位軸的另一端露在旋轉(zhuǎn)體的外部，兩 個(gè)調(diào)整塊設(shè)置在搖臂上，兩個(gè)調(diào)整塊的一端夾設(shè)在旋轉(zhuǎn)體的兩端，露在旋轉(zhuǎn)體外部的定位
4軸與兩個(gè)調(diào)整塊中的一個(gè)調(diào)整塊位置對(duì)應(yīng)，兩個(gè)調(diào)整塊的另一端設(shè)有定位塊，兩個(gè)調(diào)整螺 釘分別穿過(guò)定位塊，每個(gè)調(diào)整螺釘?shù)男攵隧斣谙鄳?yīng)一個(gè)調(diào)整塊上，每個(gè)調(diào)整螺釘上擰有 一個(gè)定位螺母； 車刀刀排裝置包括刀排定位器、刀柄和刀排主體，刀排定位器的外形呈圓筒形，刀 柄的外形呈圓錐形，刀排主體在沿長(zhǎng)度方向的側(cè)面上開(kāi)有四個(gè)豎向凹槽，四個(gè)豎向凹槽用 于放置四把加工外圓的車刀，在位于端部的豎向凹槽兩側(cè)的刀排主體的同一側(cè)面上開(kāi)有一 個(gè)刀孔，四個(gè)刀孔用于放置四把加工內(nèi)孔的車刀；刀柄設(shè)置在刀排主體的上端面的中部，刀 柄的大端與刀排主體的上端面連接，刀排定位器設(shè)置在刀排主體的上部，刀柄位于刀排定 位器的內(nèi)腔中，刀排定位器的下端面與刀排主體的上端面連接； 車床主軸總成由殼體以及位于殼體內(nèi)的車床主軸和車主軸夾緊裝置構(gòu)成，車床主 軸安裝在車主軸夾緊裝置上的剎車盤(pán)上；車主軸夾緊裝置由第三氣缸、剎車盤(pán)、兩個(gè)夾緊 板、第三氣缸連接件、連接桿和底板構(gòu)成，兩個(gè)夾緊板平行設(shè)置在底板的一端上，剎車盤(pán)的 大端蓋的下端設(shè)置在兩個(gè)夾緊板之間，第三氣缸通過(guò)第三氣缸連接件與底板連接，連接桿 依次穿過(guò)第三氣缸連接件和兩個(gè)夾緊板，連接桿的一端與第三氣缸內(nèi)的活塞連桿連接。
本項(xiàng)發(fā)明是以高剛性，重切削為指導(dǎo)思想，以立式加工中心床身為基礎(chǔ)，在原有立 式加工中心結(jié)構(gòu)、性能不變的基礎(chǔ)上，增加了數(shù)控車床的部件及功能，組合成銑車復(fù)合加工 中心，并可以靈活的將增加部分拆除(只需卸下四個(gè)螺絲)，而作為立式加工中心獨(dú)立使 用，屬于國(guó)內(nèi)、外新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用方式。 由于本項(xiàng)發(fā)明是在立式加工中心的基礎(chǔ)之上擴(kuò)展而成，因此保留了原立式加工中 心的所有加工性能。突破了現(xiàn)有車銑復(fù)合加工中心在銑加工方面范圍小，加工能力薄弱的 限制。同時(shí)保持了數(shù)控車的功能完全達(dá)到獨(dú)立的加工范圍及加工能力。保證一次裝夾工件， 一次車銑完成的加工能力，同時(shí)又增加了銑削四軸分度、四軸聯(lián)動(dòng)的功能。完全實(shí)現(xiàn)了車銑 復(fù)合加工中心的加工性能。由于銑削能力極大提高，并可以當(dāng)作立式加工中心獨(dú)立使用，故 稱作銑車復(fù)合加工中心。 本項(xiàng)發(fā)明不僅實(shí)現(xiàn)了車銑復(fù)合加工中心的加工性能，而且提高了車銑復(fù)合加工中 心在銑削加工方面的能力，更重要的是充分利用立式加工中心的所有資源，共用核心部件， 進(jìn)行功能性擴(kuò)展及提升，價(jià)格僅為同規(guī)格車銑復(fù)合加工中心的1/3左右，極大降低了生產(chǎn) 成本，提高了生產(chǎn)效率。本項(xiàng)發(fā)明市場(chǎng)需求巨大，廣泛應(yīng)用前景遠(yuǎn)大。
本發(fā)明的有益效果是 本發(fā)明通過(guò)設(shè)置車刀刀排裝置和車床換刀機(jī)構(gòu)，將銑車復(fù)合加工機(jī)床的銑削工序 和車削工序有機(jī)銜接協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)了銑車復(fù)合加工機(jī)床集約化和自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)了車刀刀具 的自動(dòng)裝夾及換刀，提高了加工生產(chǎn)效率。而且本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈活、價(jià)格優(yōu)廉 等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能、一機(jī)多用，不僅完全達(dá)到車銑復(fù)合加工中心的性能，還可以 作為立式加工中心獨(dú)立使用。 本發(fā)明改變了現(xiàn)有的同類產(chǎn)品的車刀更換方式，以及車刀固定方式。具有更靈活 更簡(jiǎn)便的功能，具體優(yōu)點(diǎn)為 1、車床換刀機(jī)構(gòu)傳統(tǒng)相同類產(chǎn)品大多是通過(guò)圓盤(pán)式刀塔通過(guò)電機(jī)旋轉(zhuǎn)定位換
刀，該結(jié)構(gòu)較同類產(chǎn)品省卻了電機(jī)傳動(dòng)裝置，改善了角度定位控制的方式。
2、車主軸夾緊裝置傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)通過(guò)液壓或氣壓，電磁閥，以及特殊加緊機(jī)械實(shí)現(xiàn)加緊。該結(jié)構(gòu)較同類產(chǎn)品簡(jiǎn)單化，性價(jià)比更高。 3、刀排主體傳統(tǒng)刀排大多是圓盤(pán)式或固定位置裝夾，不能靈活拆裝。該結(jié)構(gòu)較同 類產(chǎn)品易于拆裝，方便靈活，更適合銑床功能的交替。 4、刀排定位器傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)刀排定位大多是通過(guò)固定位置定位，其定位方式大多手 動(dòng)。該結(jié)構(gòu)定位方式簡(jiǎn)單唯一，可自動(dòng)定位。 本發(fā)明是在同一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾工件，一次就能完成車削、銑削的加工任務(wù)，不 但提高了加工質(zhì)量，加工精度，同時(shí)還有效降低了加工成本，提高了加工效率，在金屬切削 方面急需廣泛應(yīng)用。本項(xiàng)發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有組合靈活的特點(diǎn)，改善了傳統(tǒng)產(chǎn)品的銑削加工 范圍小，加工能力弱的弊病。本發(fā)明相當(dāng)于四軸聯(lián)動(dòng)的銑削加工中心與車削中心的巧妙組 合。在加工大范圍專一銑削產(chǎn)品時(shí)，可靈活移去相應(yīng)數(shù)控車床的組成部件，從而實(shí)現(xiàn)功能強(qiáng) 大的銑削要求，即可成為獨(dú)立的銑削加工中心。由于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)巧妙簡(jiǎn)化，與同類產(chǎn)品復(fù)雜的 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相比，大大降低了成本，具有很高的性價(jià)比，是一款更加適應(yīng)廣大用戶，特別是中 小型用戶加工需求的最佳設(shè)備。本發(fā)明的數(shù)控車床主軸與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控車床主軸完全相同，只 是與立式加工中心共用同一數(shù)控系統(tǒng)。


圖1是本發(fā)明的整體主視立體圖，圖2是本發(fā)明的整體后視立體圖，圖3是本發(fā)明 的車床換刀機(jī)構(gòu)的主視立體圖(局部剖視)，圖4是本發(fā)明的車床換刀機(jī)構(gòu)的后視立體圖， 圖5是車床換刀機(jī)構(gòu)上的接刀架的立體圖，圖6是車床換刀機(jī)構(gòu)上的旋轉(zhuǎn)體的立體圖，圖7 是第一齒條的立體圖，圖8是第二齒條的立體圖，圖9是刀排主體的立體圖，圖10是刀柄與 刀排主體裝配關(guān)系的立體圖，圖11本發(fā)明的車刀刀排裝置的立體圖，圖12是本發(fā)明的車床 主軸總成的立體剖視圖(為便于表達(dá)，沒(méi)有畫(huà)出殼體5-1和車床主軸5-5)，圖13是本發(fā)明 的車床主軸總成的立體圖(為便于表達(dá)，沒(méi)有畫(huà)出殼體5-1和車床主軸5-5)。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一 如圖1 13所示，本實(shí)施方式所述的具有車刀刀排裝置和車床 換刀機(jī)構(gòu)的銑車復(fù)合加工機(jī)床，所述復(fù)合加工機(jī)床包括銑床主體，所述銑床主體包括滑鞍 1、工作臺(tái)2、立柱3和主軸箱4，工作臺(tái)2水平位于滑鞍1的上方且二者呈十字形設(shè)置，立柱 3位于工作臺(tái)2的后端且立柱3的下端與滑鞍1連接，主軸箱4位于工作臺(tái)2的上方且主 軸箱4與立柱3滑動(dòng)連接；所述復(fù)合加工機(jī)床還包括車床主軸總成5、車床換刀機(jī)構(gòu)6和車 刀刀排裝置7，車床主軸總成5設(shè)置在工作臺(tái)2的左端并與工作臺(tái)2滑動(dòng)連接，車床換刀機(jī) 構(gòu)6固設(shè)在工作臺(tái)2的右端，車刀刀排裝置7設(shè)置主軸箱4的下方或車床換刀機(jī)構(gòu)6的接 刀架6-18上; 車床換刀機(jī)構(gòu)6包括軸套6-l、主傳動(dòng)軸6-2、第一氣缸6-3、第一齒條6_4、第一 齒輪6-5、第一齒條定位器6-7、第一軸承6-8、第二軸承6-9、搖臂6_10、第二氣缸6_11、搖 臂定位連接件6-14、兩個(gè)調(diào)整塊6-15、定位塊6-16、旋轉(zhuǎn)體6-17、接刀架6_18、第二齒條 6-19、第二齒輪6-20、第二齒條定位器6-22、兩個(gè)調(diào)整螺釘6_23、兩個(gè)定位螺母6_24、第三 軸承6-26、第四軸承6-27和定位軸6-28 ;主傳動(dòng)軸6_2安裝在軸套6_1內(nèi)，主傳動(dòng)軸6_2 的下端與軸套6-1之間裝有第一軸承6-8，主傳動(dòng)軸6-2的上端與軸套6-1之間裝有第二
6軸承6-9，第一氣缸6-3的活塞連桿與第一齒條6-4連接，第一齒條6-4通過(guò)第一齒條定位 器6-7實(shí)現(xiàn)第一齒條6-4的定位，第一齒輪6-5安裝在主傳動(dòng)軸6-2的下端，第一齒輪6_5 與第一齒條6-4嚙合；搖臂6-10設(shè)置在主傳動(dòng)軸6-2的上方，搖臂6-10的一端通過(guò)搖臂定 位連接件6-14與主傳動(dòng)軸6-2的上端面連接，旋轉(zhuǎn)體6-17的下端通過(guò)第三軸承6-26、第 四軸承6-27安裝在搖臂6-10的另一端上，旋轉(zhuǎn)體6-17的上端安裝有接刀架6-18，在第三 軸承6-26、第四軸承6-27之間的旋轉(zhuǎn)體6-17上安裝有第二齒輪6_20，第二齒條6_19與第 二齒輪6-20嚙合，第二氣缸6-11的活塞連桿與第二齒條6-19連接，第二齒條定位器6-22 實(shí)現(xiàn)第二齒條6-19的定位，定位軸6-28的一端設(shè)置在搖臂6-10上方的旋轉(zhuǎn)體6-17上開(kāi) 有的內(nèi)孔中，定位軸6-28的另一端露在旋轉(zhuǎn)體6-17的外部，兩個(gè)調(diào)整塊6-15設(shè)置在搖臂
6- 10上，兩個(gè)調(diào)整塊6-15的一端夾設(shè)在旋轉(zhuǎn)體6-17的兩端，露在旋轉(zhuǎn)體6-17外部的定位 軸6-28與兩個(gè)調(diào)整塊6-15中的一個(gè)調(diào)整塊6-15位置對(duì)應(yīng)，兩個(gè)調(diào)整塊6_15的另一端設(shè) 有定位塊6-16，兩個(gè)調(diào)整螺釘6-23分別穿過(guò)定位塊6-16，每個(gè)調(diào)整螺釘6_23的旋入端頂 在相應(yīng)一個(gè)調(diào)整塊6-15上，每個(gè)調(diào)整螺釘6-23上擰有一個(gè)定位螺母6-24 ; 車刀刀排裝置7包括刀排定位器7-1 、刀柄7-2和刀排主體7-3，刀排定位器7-1 的外形呈圓筒形，刀柄7-2的外形呈圓錐形，刀排主體7-3在沿長(zhǎng)度方向的側(cè)面上開(kāi)有四個(gè) 豎向凹槽7-3-1 ，四個(gè)豎向凹槽7-3-1用于放置四把加工外圓的車刀，在位于端部的豎向凹 槽7-3-1兩側(cè)的刀排主體7-3的同一側(cè)面上開(kāi)有一個(gè)刀孔7-3-2，四個(gè)刀孔7_3_2用于放置 四把加工內(nèi)孔的車刀；刀柄7-2設(shè)置在刀排主體7-3的上端面的中部，刀柄7-2的大端與刀 排主體7-3的上端面連接，刀排定位器7-1設(shè)置在刀排主體7-3的上部，刀柄7-2位于刀排 定位器7-l的內(nèi)腔中，刀排定位器7-l的下端面與刀排主體7-3的上端面連接；在進(jìn)行車削 加工時(shí)，刀柄7-2與主軸箱4內(nèi)的銑床主軸的下端連接，刀排定位器7-1的上端與主軸箱4 連接；在進(jìn)行銑削加工時(shí)，刀柄7-2連同刀排主體7-3 —起被放置在車床換刀機(jī)構(gòu)6的接刀 架6-18上; 車床主軸總成5由殼體5-1以及位于殼體5-1內(nèi)的車床主軸5-5和車主軸夾緊裝 置構(gòu)成，車床主軸5-5安裝在車主軸夾緊裝置上的剎車盤(pán)5-3上；車主軸夾緊裝置由第三氣 缸5-2、剎車盤(pán)5-3、兩個(gè)夾緊板5-4、第三氣缸連接件5-6、連接桿5-7和底板5-8構(gòu)成，兩 個(gè)夾緊板5-4平行設(shè)置在底板5-8的一端上，剎車盤(pán)5-3的大端蓋5-3-1的下端設(shè)置在兩 個(gè)夾緊板5-4之間，第三氣缸5-2通過(guò)第三氣缸連接件5-6與底板5-8連接，連接桿5_7依 次穿過(guò)第三氣缸連接件5-6和兩個(gè)夾緊板5-4，連接桿5-7的一端與第三氣缸5-2內(nèi)的活塞 連桿連接。 刀排主體7-3內(nèi)同時(shí)裝夾8把車刀(垂直方向4把，水平方向4把)。車刀刀排 (刀排主體7-3)安放在車床換刀機(jī)構(gòu)6的上方。車床換刀機(jī)構(gòu)6可以將刀排原地旋轉(zhuǎn)180 度，將水平車刀置于加工位置，用于車削的側(cè)面加工。完成換刀后，進(jìn)行加工時(shí)，該裝置將自 動(dòng)旋轉(zhuǎn)至車尾座上方，以拓展更大范圍的加工空間。車刀刀排鎖緊定固裝置(刀排定位器
7- l、刀柄7-2)將車刀刀排鎖緊固定在加工中心的主軸上，最大程度減小擺差，保證車刀的 加工精度。
具體實(shí)施方式
二 如圖3和圖4所示，本實(shí)施方式所述車床換刀機(jī)構(gòu)6還包括叉形 連接件6-6和第一氣缸連接板6-25，第一氣缸6-3的活塞連桿通過(guò)叉形連接件6_6與第一 齒條6-4連接，第一氣缸6-3通過(guò)第一氣缸連接板6-25與軸套6_1的下端側(cè)壁連接。如此設(shè)置，使結(jié)構(gòu)更緊湊，便于裝配。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三如圖3和圖4所示，本實(shí)施方式所述車床換刀機(jī)構(gòu)6還包括第
二氣缸連接板6-12、第二氣缸連接板連接件6-13和第二齒條連接板6-21 ，第二氣缸連接板
6- 12通過(guò)第二氣缸連接板連接件6-13與搖臂6-10連接，第二氣缸6-11安裝在第二氣缸連 接板6-12上。如此設(shè)置，使結(jié)構(gòu)更緊湊，便于裝配。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
二相同。
具體實(shí)施方式
四如圖9 11所示，本實(shí)施方式所述車刀刀排裝置7還包括兩個(gè) 定位鍵7-4，刀排主體7-3上端面的兩端各開(kāi)有一個(gè)定位鍵槽7-3-3，刀排定位器7_1的下 端面通過(guò)裝在定位鍵槽7-3-3內(nèi)的定位鍵7-4與刀排主體7-3的上端面連接。定位鍵槽
7- 3-3與機(jī)床Y軸(滑鞍l(fā))平行。通過(guò)7-4定位鍵上端面與7-l上鍵槽底面接觸，減輕車 削對(duì)銑削主軸的沖擊力，從而對(duì)銑床主軸使用壽命得到了延伸。其它組成及連接關(guān)系與具 體實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
五如圖12 13所示，本實(shí)施方式所述的車床主軸總成5中的兩個(gè) 夾緊板5-4均由基板5-4-1和工作板5-4-2組成，工作板5_4_2固接在基板5_4_1的一側(cè) 端面的上端，工作板5-4-2與剎車盤(pán)5-3的大端蓋5-3-1接觸連接；基板5_4_1由鋼材料制 成，工作板5-4-2由銅材料制成。通過(guò)金屬的表面硬度不同相互接觸增大摩擦力，增大夾緊 板的摩擦力。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
六如圖1所示，本實(shí)施方式所述復(fù)合加工機(jī)床還包括圓盤(pán)式銑刀 庫(kù)8，所述圓盤(pán)式銑刀庫(kù)8安裝在立柱3左側(cè)壁的上端上。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施 方式一、二、三、四或五相同。
關(guān)于本發(fā)明的幾點(diǎn)說(shuō)明 1、數(shù)控車床主軸安裝位置在加工中心的工作臺(tái)上，也可以采用其它形式的主軸或 分度頭安裝在相同或不同的位置，進(jìn)行工件加緊。 2、刀排設(shè)計(jì)主要是安裝了 BT40銑刀的強(qiáng)力刀柄，而實(shí)現(xiàn)銑主軸抓取刀排的功 能。也可以采用BT30， BT50等其他銑主軸錐度的刀柄進(jìn)行設(shè)計(jì)。 3、車刀換刀裝置，可以安裝在機(jī)床的不同位置，除旋轉(zhuǎn)刀排180度來(lái)改變水平車 刀的位置之外，還可以通過(guò)固定多個(gè)刀架，放置多個(gè)刀排，刀排的車刀方向不同，通過(guò)位置 差異選擇不同的排刀，來(lái)實(shí)現(xiàn)車刀的換刀功能。 4、抓取及鎖緊固定刀排的方式其關(guān)鍵點(diǎn)在于利用加工中心的主軸頭位置的移 動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)車刀自動(dòng)換刀的功能，除采用加工中心主軸抓刀的方式之外，也可以采用其他的 方式，利用加工中心主軸頭的移動(dòng)來(lái)抓取鎖緊固定車刀刀排。
工作原理(參見(jiàn)圖1 13): 換刀機(jī)構(gòu)工作原理?yè)Q刀機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)目的是實(shí)現(xiàn)車刀的送刀與退刀。通過(guò)刀排旋 轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)車刀的更換而達(dá)到外圓加工與內(nèi)孔加工的目的。傳動(dòng)關(guān)系第一氣缸6-3做伸出退 回運(yùn)動(dòng)，使第一齒條6-4做前后運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)第一齒輪6-5轉(zhuǎn)動(dòng)，第一齒輪6-5帶動(dòng)主傳動(dòng)軸 6-2轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)搖臂6-10 (刀臂)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)送刀退刀動(dòng)作；第二氣缸6-ll做伸出退回運(yùn) 動(dòng)使接刀架6-18 (接刀盤(pán))做0度和180度旋轉(zhuǎn)使刀排加工外圓和內(nèi)孔的刀具實(shí)現(xiàn)切換。
主軸夾緊裝置通過(guò)第三氣缸5-2帶動(dòng)兩個(gè)夾緊板5-4運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)夾緊松開(kāi)動(dòng)作。
刀排主體根據(jù)傳統(tǒng)刀排的結(jié)構(gòu)靈活改進(jìn)與主軸錐柄的巧妙結(jié)合實(shí)現(xiàn)刀排的松夾。刀排定位器利用安裝在主軸外圍的定位鎖緊裝置，通過(guò)鍵槽的特殊位置設(shè)計(jì)調(diào)整，使 刀排按一定方向的定位在固定位置，從而起到刀排固定作用。在進(jìn)行車削加工時(shí)，刀柄7-2 與主軸箱4內(nèi)的銑床主軸的下端連接，刀排定位器7-l的上端與主軸箱4連接；在進(jìn)行銑削 加工時(shí)，刀柄7-2連同刀排主體7-3 —起被放置在車床換刀機(jī)構(gòu)6的接刀架6-18上。
本發(fā)明(銑床復(fù)合加工中心)以立式銑床光機(jī)為主體，(面對(duì)機(jī)床)在機(jī)床立柱的 左上方安裝圓盤(pán)式刀庫(kù)，在工作臺(tái)左側(cè)是車床動(dòng)力頭，車主軸加緊裝置在車床動(dòng)力頭尾端。 工作臺(tái)右側(cè)安裝換刀裝置，刀排在非車功能應(yīng)用時(shí)安放在換刀裝置托架上。刀排定位器安 裝在主軸外圍。 本發(fā)明的應(yīng)用方式在銑削時(shí)通過(guò)銑床主軸與圓盤(pán)刀庫(kù)刀具的交換實(shí)現(xiàn)銑刀的更 換應(yīng)用(銑削時(shí)，主軸箱4內(nèi)的主軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，工件固定在車床主軸總成5的車床主軸 5-5上；車削時(shí)，主軸箱4內(nèi)的主軸完成上下調(diào)整后不再運(yùn)動(dòng)，安裝在車床主軸總成5的車 床主軸5-5上的工件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))。車削時(shí)，首先確認(rèn)銑刀是否還在主軸上，還在則還原刀 到相應(yīng)圓盤(pán)刀庫(kù)到位。此時(shí)在銑床主軸無(wú)銑刀情況下通過(guò)指令使刀排有固定位置(0度或 180度)停止，工作臺(tái)運(yùn)行固定位置通過(guò)錐柄與銑床主軸進(jìn)行車刀刀排抓取，通過(guò)刀排固定 裝置，定位抓取位置，實(shí)現(xiàn)車刀的抓取與松開(kāi)，然后根據(jù)加工要求自動(dòng)找到相應(yīng)車刀與車床 主軸之間構(gòu)成車削關(guān)系。 本發(fā)明車刀刀排的車刀安裝方式車刀刀排側(cè)面分別開(kāi)有固定尺寸的槽，該槽為 車刀定位槽，在刀槽一端通過(guò)一上一下兩個(gè)斜鐵結(jié)合其中一斜鐵有螺絲鎖緊孔，將車刀放 入后調(diào)整兩斜鐵，緊固鎖緊螺絲使車刀壓緊實(shí)現(xiàn)固定裝夾在刀排上。 本發(fā)明利用立式加工中心擴(kuò)展改裝成為車銑復(fù)合加工中心。在保持原有立式加工 中心結(jié)構(gòu)不變，即銑削功能不變的前提下，增加數(shù)控車床的裝置及功能，利用立式加工中心 的主軸抓取、鎖定數(shù)控車刀(刀排)完成車刀的自動(dòng)裝夾、換刀，從而實(shí)現(xiàn)車削功能。在銑 削狀態(tài)下，C軸轉(zhuǎn)動(dòng)，共同參與銑削，實(shí)現(xiàn)四軸分度、四軸聯(lián)動(dòng)功能。實(shí)現(xiàn)了一次裝夾，既能 完成車削加工，又能完成銑削加工的能力。本發(fā)明增加了數(shù)控車床所需裝置，即在保持立式 加工中心結(jié)構(gòu)完全不發(fā)生改變的前提下，將數(shù)控車床的主軸、主軸箱及主軸電機(jī)等整體固 定在立式加工中心的工作臺(tái)左端，共用同一數(shù)控系統(tǒng)，構(gòu)成銑車復(fù)合加工中心的C軸，外圍 增加油壓站，以實(shí)現(xiàn)工件的強(qiáng)力裝夾。本發(fā)明以排刀的形式裝夾車刀，一個(gè)刀排可以裝夾八 把車刀(垂直方向四把，水平方向四把)，刀排上安裝BT40銑刀強(qiáng)力刀柄，使其能夠像銑刀 一樣自動(dòng)裝夾在立式加工中心的主軸上。本發(fā)明利用電機(jī)及氣動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)刀排位置的自動(dòng) 轉(zhuǎn)換，可以將刀排原地旋轉(zhuǎn)180度，將水平車刀置于加工位置，用于車削的側(cè)面加工，滿足 立式加工中心的主軸抓取、鎖緊、固定不同加工方向的車刀(排刀)的需要。本發(fā)明在抓取 車刀刀排后，在立式加工中心主軸的外圍增加鎖緊套，利用鍵槽定位使車刀與Y軸保持垂 直方向。防止車刀的位置移動(dòng)，保證車削的加工精度。 連接關(guān)系數(shù)控車床主軸與車刀換刀裝置安裝在加工中心工作臺(tái)上，車刀刀排安
放在車刀換刀裝置上，刀排鎖緊固定裝置安裝在立式加工中心的主軸外圍。
傳動(dòng)關(guān)系進(jìn)行車削功能時(shí)，控制系統(tǒng)下達(dá)指令，禁止加工中心主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，利用X、
Y、 Z軸的移動(dòng)，加工中心主軸以抓取銑刀的方式，在車刀換刀裝置上抓取車刀刀排，通過(guò)刀
排鎖緊固定裝置，固定好車刀刀排；車主軸高速旋轉(zhuǎn)，X、 Z軸移動(dòng)使車刀到達(dá)指定位置進(jìn)行
車削加工。利用Y軸的移動(dòng)可以變換刀排上車刀的位置，而達(dá)到自動(dòng)換刀的目的。這時(shí)完全可以把抓刀(刀排)后的立式加工中心的主軸作為數(shù)控車床的移動(dòng)式刀塔來(lái)使用。加工完成后，加工中心的主軸按取刀的反過(guò)程，將車刀刀排放回車刀換刀裝置上。換刀裝置可以將刀排原位旋轉(zhuǎn)180度，把水平方向的車刀旋轉(zhuǎn)至加工位置，主軸再次抓刀，就可進(jìn)行工件的側(cè)面車削加工。車削完成后，車刀換刀裝置將裝載著車刀刀排旋轉(zhuǎn)至車尾座的上方，完成其換刀工作。剎車裝置啟動(dòng)將車主軸定位，即可以進(jìn)行銑削加工。銑削功能可以由以下幾
種方式實(shí)現(xiàn)l.工件裝夾在車主軸上，由車主軸分度功能分度后進(jìn)行角度面銑削。2.可由
X，Y，Z進(jìn)給軸與C軸同時(shí)分度進(jìn)行四軸插補(bǔ)銑削。3.可將數(shù)控車床主軸部分整體移除，在加工中心工作臺(tái)面上裝夾工件，進(jìn)行大范圍銑削。這時(shí)，已完全恢復(fù)到了立式加工中心的原有加工性能。
權(quán)利要求
一種具有車刀刀排裝置和車床換刀機(jī)構(gòu)的銑車復(fù)合加工機(jī)床，所述復(fù)合加工機(jī)床包括銑床主體，所述銑床主體包括滑鞍(1)、工作臺(tái)(2)、立柱(3)和主軸箱(4)，工作臺(tái)(2)水平位于滑鞍(1)的上方且二者呈十字形設(shè)置，立柱(3)位于工作臺(tái)(2)的后端且立柱(3)的下端與滑鞍(1)連接，主軸箱(4)位于工作臺(tái)(2)的上方且主軸箱(4)與立柱(3)滑動(dòng)連接；其特征在于所述復(fù)合加工機(jī)床還包括車床主軸總成(5)、車床換刀機(jī)構(gòu)(6)和車刀刀排裝置(7)，車床主軸總成(5)設(shè)置在工作臺(tái)(2)的左端并與工作臺(tái)(2)滑動(dòng)連接，車床換刀機(jī)構(gòu)(6)固設(shè)在工作臺(tái)(2)的右端，車刀刀排裝置(7)設(shè)置主軸箱(4)的下方或車床換刀機(jī)構(gòu)(6)的接刀架(6-18)上；車床換刀機(jī)構(gòu)(6)包括軸套(6-1)、主傳動(dòng)軸(6-2)、第一氣缸(6-3)、第一齒條(6-4)、第一齒輪(6-5)、第一齒條定位器(6-7)、第一軸承(6-8)、第二軸承(6-9)、搖臂(6-10)、第二氣缸(6-11)、搖臂定位連接件(6-14)、兩個(gè)調(diào)整塊(6-15)、定位塊(6-16)、旋轉(zhuǎn)體(6-17)、接刀架(6-18)、第二齒條(6-19)、第二齒輪(6-20)、第二齒條定位器(6-22)、兩個(gè)調(diào)整螺釘(6-23)、兩個(gè)定位螺母(6-24)、第三軸承(6-26)、第四軸承(6-27)和定位軸(6-28)；主傳動(dòng)軸(6-2)安裝在軸套(6-1)內(nèi)，主傳動(dòng)軸(6-2)的下端與軸套(6-1)之間裝有第一軸承(6-8)，主傳動(dòng)軸(6-2)的上端與軸套(6-1)之間裝有第二軸承(6-9)，第一氣缸(6-3)的活塞連桿與第一齒條(6-4)連接，第一齒條(6-4)通過(guò)第一齒條定位器(6-7)實(shí)現(xiàn)第一齒條(6-4)的定位，第一齒輪(6-5)安裝在主傳動(dòng)軸(6-2)的下端，第一齒輪(6-5)與第一齒條(6-4)嚙合；搖臂(6-10)設(shè)置在主傳動(dòng)軸(6-2)的上方，搖臂(6-10)的一端通過(guò)搖臂定位連接件(6-14)與主傳動(dòng)軸(6-2)的上端面連接，旋轉(zhuǎn)體(6-17)的下端通過(guò)第三軸承(6-26)、第四軸承(6-27)安裝在搖臂(6-10)的另一端上，旋轉(zhuǎn)體(6-17)的上端安裝有接刀架(6-18)，在第三軸承(6-26)、第四軸承(6-27)之間的旋轉(zhuǎn)體(6-17)上安裝有第二齒輪(6-20)，第二齒條(6-19)與第二齒輪(6-20)嚙合，第二氣缸(6-11)的活塞連桿與第二齒條(6-19)連接，第二齒條定位器(6-22)實(shí)現(xiàn)第二齒條(6-19)的定位，定位軸(6-28)的一端設(shè)置在搖臂(6-10)上方的旋轉(zhuǎn)體(6-17)上開(kāi)有的內(nèi)孔中，定位軸(6-28)的另一端露在旋轉(zhuǎn)體(6-17)的外部，兩個(gè)調(diào)整塊(6-15)設(shè)置在搖臂(6-10)上，兩個(gè)調(diào)整塊(6-15)的一端夾設(shè)在旋轉(zhuǎn)體(6-17)的兩端，露在旋轉(zhuǎn)體(6-17)外部的定位軸(6-28)與兩個(gè)調(diào)整塊(6-15)中的一個(gè)調(diào)整塊(6-15)位置對(duì)應(yīng)，兩個(gè)調(diào)整塊(6-15)的另一端設(shè)有定位塊(6-16)，兩個(gè)調(diào)整螺釘(6-23)分別穿過(guò)定位塊(6-16)，每個(gè)調(diào)整螺釘(6-23)的旋入端頂在相應(yīng)一個(gè)調(diào)整塊(6-15)上，每個(gè)調(diào)整螺釘(6-23)上擰有一個(gè)定位螺母(6-24)；車刀刀排裝置(7)包括刀排定位器(7-1)、刀柄(7-2)和刀排主體(7-3)，刀排定位器(7-1)的外形呈圓筒形，刀柄(7-2)的外形呈圓錐形，刀排主體(7-3)在沿長(zhǎng)度方向的側(cè)面上開(kāi)有四個(gè)豎向凹槽(7-3-1)，四個(gè)豎向凹槽(7-3-1)用于放置四把加工外圓的車刀，在位于端部的豎向凹槽(7-3-1)兩側(cè)的刀排主體(7-3)的同一側(cè)面上開(kāi)有一個(gè)刀孔(7-3-2)，四個(gè)刀孔(7-3-2)用于放置四把加工內(nèi)孔的車刀；刀柄(7-2)設(shè)置在刀排主體(7-3)的上端面的中部，刀柄(7-2)的大端與刀排主體(7-3)的上端面連接，刀排定位器(7-1)設(shè)置在刀排主體(7-3)的上部，刀柄(7-2)位于刀排定位器(7-1)的內(nèi)腔中，刀排定位器(7-1)的下端面與刀排主體(7-3)的上端面連接；車床主軸總成(5)由殼體(5-1)以及位于殼體(5-1)內(nèi)的車床主軸(5-5)和車主軸夾緊裝置構(gòu)成，車床主軸(5-5)安裝在車主軸夾緊裝置上的剎車盤(pán)(5-3)上；車主軸夾緊裝置由第三氣缸(5-2)、剎車盤(pán)(5-3)、兩個(gè)夾緊板(5-4)、第三氣缸連接件(5-6)、連接桿(5-7)和底板(5-8)構(gòu)成，兩個(gè)夾緊板(5-4)平行設(shè)置在底板(5-8)的一端上，剎車盤(pán)(5-3)的大端蓋(5-3-1)的下端設(shè)置在兩個(gè)夾緊板(5-4)之間，第三氣缸(5-2)通過(guò)第三氣缸連接件(5-6)與底板(5-8)連接，連接桿(5-7)的另一端依次穿過(guò)第三氣缸連接件(5-6)和兩個(gè)夾緊板(5-4)，連接桿(5-7)的一端與第三氣缸(5-2)內(nèi)的活塞連桿連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有車刀刀排裝置和車床換刀機(jī)構(gòu)的銑車復(fù)合加工機(jī)床，其 特征在于所述車床換刀機(jī)構(gòu)(6)還包括叉形連接件(6-6)和第一氣缸連接板(6-25)，第 一氣缸(6-3)的活塞連桿通過(guò)叉形連接件(6-6)與第一齒條(6-4)連接，第一氣缸(6-3) 通過(guò)第一氣缸連接板(6-25)與軸套(6-1)的下端側(cè)壁連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有車刀刀排裝置和車床換刀機(jī)構(gòu)的銑車復(fù)合加工機(jī)床， 其特征在于所述車床換刀機(jī)構(gòu)(6)還包括第二氣缸連接板(6-12)、第二氣缸連接板連接 件(6-13)和第二齒條連接板(6-21)，第二氣缸連接板(6-12)通過(guò)第二氣缸連接板連接件 (6-13)與搖臂(6-10)連接，第二氣缸(6-11)安裝在第二氣缸連接板(6-12)上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有車刀刀排裝置和車床換刀機(jī)構(gòu)的銑車復(fù)合加工機(jī)床，其 特征在于所述車刀刀排裝置(7)還包括兩個(gè)定位鍵(7-4)，刀排主體(7-3)上端面的兩端 各開(kāi)有一個(gè)定位鍵槽(7-3-3)，刀排定位器(7-1)的下端面通過(guò)裝在定位鍵槽(7-3-3)內(nèi)的 定位鍵(7-4)與刀排主體(7-3)的上端面連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有車刀刀排裝置和車床換刀機(jī)構(gòu)的銑車復(fù)合加工機(jī)床， 其特征在于所述的車床主軸總成(5)中的兩個(gè)夾緊板(5-4)均由基板(5-4-1)和工作板 (5-4-2)組成，工作板(5-4-2)固接在基板(5-4-1)的一側(cè)端面的上端，工作板(5_4_2)與 剎車盤(pán)(5-3)的大端蓋(5-3-1)接觸連接；基板(5-4-1)由鋼材料制成，工作板(5-4-2)由 銅材料制成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的具有車刀刀排裝置和車床換刀機(jī)構(gòu)的銑車復(fù)合加 工機(jī)床，其特征在于所述復(fù)合加工機(jī)床還包括圓盤(pán)式銑刀庫(kù)(8)，所述圓盤(pán)式銑刀庫(kù)(8) 安裝在立柱(3)左側(cè)壁的上端上。
全文摘要
具有車刀刀排裝置和車床換刀機(jī)構(gòu)的銑車復(fù)合加工機(jī)床，它涉及一種銑車復(fù)合加工機(jī)床，本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的銑車復(fù)合加工機(jī)床無(wú)法實(shí)現(xiàn)銑削工序和車削工序銜接的集約化和自動(dòng)控制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)車刀刀具的自動(dòng)裝夾及換刀，從而降低了銑車復(fù)合加工機(jī)床的生產(chǎn)效率的問(wèn)題。所述車床主軸總成設(shè)置在工作臺(tái)的左端并與工作臺(tái)滑動(dòng)連接，車床換刀機(jī)構(gòu)固設(shè)在工作臺(tái)的右端，車刀刀排裝置設(shè)置主軸箱的下方或車床換刀機(jī)構(gòu)上。本發(fā)明改變了現(xiàn)有的同類產(chǎn)品的車刀更換方式，以及車刀固定方式，提高了生產(chǎn)效率。此外，本發(fā)明同時(shí)擴(kuò)展了設(shè)備的使用功能，可以根據(jù)用戶實(shí)際需求靈活移動(dòng)車床主軸裝置，使之完全作為立式加工銑削中心使用。擴(kuò)展了設(shè)備的加工范圍與銑削功效。
文檔編號(hào)B23B19/02GK101774123SQ20101000146
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月4日
發(fā)明者余錦坤, 王立平, 董海濱, 馬懷念 申請(qǐng)人:黑龍江光大數(shù)控機(jī)床有限責(zé)任公司