數(shù)控多軸龍門鉆銑機(jī)床的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種數(shù)控多軸龍門鉆銑機(jī)床，包括一個龍門，在所述的龍門下面設(shè)有能使工件在水平面的X方向和Y方向運(yùn)動的一個床身；所述的床身上設(shè)有用于夾緊工件的夾緊裝置，在所述床身頂部與其相對固定安裝的龍門框架上設(shè)有排鉆，所述的排鉆包括多個鉆銑裝置,所述的鉆銑裝置由兩級動力裝置驅(qū)動其在豎直方向上上下運(yùn)動，實現(xiàn)鉆銑裝置與工件之間垂直距離的兩級調(diào)整,且鉆銑裝置由同一套驅(qū)動裝置驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明大大提高了大批量鉆銑加工的工作效率，縮小了與先進(jìn)國家的差距。
【專利說明】數(shù)控多軸龍門鉆銑機(jī)床
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及數(shù)控加工領(lǐng)域，具體地說是一種數(shù)控多軸龍門鉆銑機(jī)床。
【背景技術(shù)】 [0003]當(dāng)前，中國的制造業(yè)正處于蓬勃發(fā)展時期，各種工件的鉆銑加工需求量非常大，因此數(shù)控鉆銑機(jī)床正在得到越來越廣泛的應(yīng)用，這也使得當(dāng)前國內(nèi)數(shù)控鉆銑機(jī)床存在著很大的市場需求。當(dāng)前國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的數(shù)控鉆銑機(jī)床大多只有一個鉆銑加工頭，面對大批量加工任務(wù)時工作效率較低，操作工人勞動強(qiáng)度較大。
[0004]當(dāng)增加鉆銑加工頭的數(shù)量時不單單要求空間結(jié)構(gòu)上要增大很多，而且還要保證各個加工頭之間有較高的相對位置精度，同時由于加工頭數(shù)量的增加在加工過程中機(jī)床必然要承受更大的切削力，使得機(jī)床的穩(wěn)定性和精度都會有所下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明公開了一種數(shù)控多軸龍門鉆銑機(jī)床。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種數(shù)控多軸龍門鉆銑機(jī)床，包括一個龍門，在所述的龍門下面設(shè)有能使工件在水平面的X方向和Y方向運(yùn)動的床身；所述的床身上設(shè)有用于夾緊工件的夾緊裝置，在所述床身頂部與其相對固定安裝的龍門框架上設(shè)有排鉆，所述的排鉆包括多個鉆銑裝置，所述的鉆銑裝置由兩級動力裝置驅(qū)動其在豎直方向上上下運(yùn)動，實現(xiàn)鉆銑裝置與工件之間垂直距離的兩級調(diào)整，且鉆銑裝置由同一套驅(qū)動裝置驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)。
[0007]所述的床身包括X向床身和Y向床身，所述的Y向床身能沿著在X向床身來回運(yùn)動，且Y向床身的頂部設(shè)有能沿其滑動的且用來夾緊工件的夾緊裝置。
[0008]所述的X向床身，其兩側(cè)上設(shè)有兩個相互平行的X向?qū)к墸谒龅腦向?qū)к壣显O(shè)有X向滑塊，在X向床身的中間設(shè)有一個X向絲杠，所述的X向絲杠上面設(shè)有一個X向螺母，所述的X向螺母上設(shè)有一個X向螺母座，所述的X向絲杠通過一個聯(lián)軸器連接伺服電機(jī)。
[0009]所述的Y向床身，其兩側(cè)上設(shè)有兩個相互平行的Y向?qū)к?，在所述的Y向?qū)к壣显O(shè)有Y向滑塊，在X向床身的中間設(shè)有一個Y向絲杠，所述的Y向絲杠上面設(shè)有一個Y向螺母，所述的X向螺母上設(shè)有一個Y向螺母座，所述的Y向絲杠通過一個聯(lián)軸器連接伺服電機(jī)。
[0010]所述的Y向床身的底部固定在X向螺母座，且Y向床身的底部與X向滑塊配合。
[0011]所述的排鉆包括6個鉆銑裝置，且6個鉆銑裝置各自均由一個氣缸驅(qū)動，6個氣缸依據(jù)需求實現(xiàn)對各自鉆銑裝置的一級驅(qū)動，進(jìn)而實現(xiàn)鉆銑裝置與工件之間給定垂直行程設(shè)置的一級調(diào)整，以在1-6個鉆銑裝置間，柔性控制鉆銑裝置的鉆銑作用數(shù)量。
[0012]所述的6個氣缸連同各自鉆統(tǒng)裝置一并安裝在同一個橫梁上,所述的橫梁在Z向伺服電機(jī)和Z向絲杠副作用下沿橫梁導(dǎo)軌上下運(yùn)動，所述的Z向伺服電機(jī)輸出的力先由分力器分為沿水平布局安裝的傳力軸的旋轉(zhuǎn)力矩和垂直于電機(jī)軸線的垂直面內(nèi)布局的傳力軸驅(qū)動力矩I，所述的沿水平布局安裝的傳動軸末端安裝另一個分力器，將驅(qū)動力轉(zhuǎn)換為垂直面內(nèi)布局另一傳力軸驅(qū)動力II;同步驅(qū)動力矩Ι、π的傳力軸各自驅(qū)動一個絲杠，與所述的絲杠相配的驅(qū)動螺母固連在靠近所述橫梁兩端處，橫梁兩端各自連接一個滑塊，所述的橫梁在滑塊的帶動下上下運(yùn)動，進(jìn)而橫梁同時帶動6個獨(dú)立的鉆銑裝置上下運(yùn)動，進(jìn)而實現(xiàn)鉆銑裝置與工件之間垂直距離的二級連續(xù)進(jìn)給運(yùn)動。
[0013]所述的6個獨(dú)立的鉆銑裝置均由同一副同步齒形帶驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了六個鉆銑裝置的集中驅(qū)動和轉(zhuǎn)速一致；所述的同步齒形帶由一個交流電機(jī)驅(qū)動，所述的同步齒形帶上還安裝有張緊輪；
所述的張緊輪包括三個，分別間隔的安裝在6個鉆銑裝置的驅(qū)動輪中；保證同步帶與同步帶輪之間有大的接觸角。同時，還可以通過簡單調(diào)整，靈活選擇6個鉆銑裝置的主運(yùn)動驅(qū)動數(shù)量，既高效，又有效節(jié)能。
[0014]所述的夾緊裝置包括一對夾緊氣缸，夾緊氣缸在夾緊工件時工件之間通過動塊調(diào)整間距。
[0015]所述的鉆銑裝置為鉆銑動力頭。
[0016]所述的絲杠螺母副均為滾珠絲杠螺母副。
本發(fā)明的有益效果如下:
排鉆氣缸安裝在橫梁上，在加工時，先由排鉆氣缸將鉆銑動力頭向下推出一段距離，這樣可以減小絲杠和橫梁的位移量，能夠提高加工效率，且實現(xiàn)鉆頭與工件之間距離的一級調(diào)整，且鉆銑動力頭的一級調(diào)整依據(jù)需求可在1-6個數(shù)量范圍內(nèi)柔性可控選擇；然后橫梁在Z向伺服電機(jī)和Z向絲杠作用下沿橫梁導(dǎo)軌上下運(yùn)動，使鉆頭貼近或遠(yuǎn)離工件，實現(xiàn)了鉆頭與工件之間距離的二級進(jìn)給調(diào)整；Z向伺服電機(jī)輸出的力由分力器分為沿電機(jī)軸線的旋轉(zhuǎn)和垂直電機(jī)軸線的旋轉(zhuǎn)，再由換向器及絲杠螺旋傳動將電機(jī)傳遞過來的運(yùn)動轉(zhuǎn)換成上下運(yùn)動，這樣既減少了伺服電機(jī)的數(shù)量，還能保證橫梁上的兩個Z向絲杠有相同的進(jìn)給速度；六個鉆銑動力頭由同一個交流電機(jī)驅(qū)動，為了保證六個鉆銑動力頭轉(zhuǎn)速一致，采用傳動精度高的同步帶40,并且加上了三個同步帶張緊輪，能夠保證同步帶與同步帶輪之間有大的接觸角。這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)一次裝夾定位同時對六個工件的加工，并且利用伺服電機(jī)和絲杠這種高精度的傳動方式，不但提高了加工效率而且精度也大大提高。
[0017]本發(fā)明同時可對多達(dá)6個工件同時進(jìn)行鉆銑加工，鉆銑裝置設(shè)計了 6個鉆銑動力頭，由交流電機(jī)、Z向伺服電機(jī)和排鉆氣缸配合驅(qū)動。加工開始時六個鉆銑頭由交流電機(jī)通過同步帶輪驅(qū)動進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，先在排鉆氣缸的驅(qū)動下使鉆銑動力頭快速接近工件，然后6個鉆銑設(shè)備在Z向伺服電機(jī)和絲杠的驅(qū)動下進(jìn)行精確的進(jìn)給，這樣能夠通過氣缸的推動加快鉆銑頭靠近工件，提高加工效率。同時，利于6個鉆銑動力頭上各自設(shè)定行程的6個氣缸的一級快速進(jìn)給調(diào)整，可在1-6個鉆銑動力頭間柔性選擇工作，保證了高效性、高精度和靈活性。
[0018]為實現(xiàn)對不同寬度尺寸工件的柔性加工，夾緊裝置夾緊工件時，工件之間通過動塊調(diào)整間距，并由氣缸提供夾緊力；并且針對不同長度，不同孔的加工位置，通過調(diào)整夾具的位置來適應(yīng)不同工件的加工。[0019]數(shù)控多軸鉆銑機(jī)床采用龍門式結(jié)構(gòu)，三軸聯(lián)動，從而實現(xiàn)工件和鉆銑裝置的快速靈活移動。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]附圖1數(shù)控多軸龍門鉆銑床主視圖；
附圖2 X向床身及其部件圖；
附圖3 X、Y向床身及其部件圖；
附圖4數(shù)控多軸龍門鉆銑床結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1.X向?qū)к墶?.X向床身、3.X向滑塊、4.龍門、5.Y向床身、6.Y向?qū)к墶?.Y向滑塊、8.夾緊氣缸、9.排鉆、10.排鉆氣缸、11.同步帶輪、12.分力器、13.護(hù)罩、14.傳力軸、15.交流電機(jī)、16.交流電機(jī)支架、17.分力器、18.Z向伺服電機(jī)、19.Z向支撐架、20.Z向絲杠、21.橫梁導(dǎo)軌、22.Z向絲杠與橫梁連接座、23.橫梁、24.橫梁滑塊、25.工件、26.氣動夾具、27.夾具滑塊、28.夾具導(dǎo)軌、29.X向螺母、30.X向螺母座、31.X向絲杠、32.X向聯(lián)軸器、33.X向伺服電機(jī)、34.Y向絲杠、35.Y向螺母、36.Y向螺母座、37.Y向伺服電機(jī)連接板、38.Y向伺服電機(jī)、39.Y向聯(lián)軸器、40.同步帶、41.張緊輪、42.工件定位板。
【具體實施方式】
[0021]圖1-4是所示的一種具體實施例，數(shù)控多軸龍門鉆銑機(jī)床，包括一個龍門4，龍門4上設(shè)有護(hù)罩13，在所述的龍門4下面設(shè)有能使工件在水平面的X方向和Y方向運(yùn)動的床身；所述的床身上設(shè)有用于夾緊工件的夾緊裝置，在床身上面與其相對的設(shè)有排鉆9，所述的排鉆9由兩級動力驅(qū)動其在豎直方向上上下運(yùn)動，排鉆9由同一個驅(qū)動力驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)。
[0022]床身包括X向床身2和Y向床身5，所述的Y向床身5能沿著在X向床身2來回運(yùn)動，且Y向床身5的頂部設(shè)有能沿其滑動的且用來夾緊工件的夾緊裝置。
[0023]X向床身2，其兩側(cè)上設(shè)有兩個相互平行的X向?qū)к?，在X向?qū)к壣显O(shè)有X向滑塊3，在X向床身的中間設(shè)有一個X向絲杠1，X向絲杠I上面設(shè)有一個X向螺母29，所述的X向螺母29上設(shè)有一個X向螺母座30，X向絲杠31通過一個X向聯(lián)軸器32連接X向伺服電機(jī)33。
[0024]Y向床身5，其兩側(cè)上設(shè)有兩個相互平行的Y向?qū)к?，在所述的Y向?qū)к?上設(shè)有Y向滑塊7，在X向床身2的中間設(shè)有一個Y向絲杠34，Y向絲杠34上面設(shè)有一個Y向螺母35，所述的X向螺母34上設(shè)有一個Y向螺母座36，Y向絲杠34通過一個Y向聯(lián)軸器39連接Y向伺服電機(jī)38。
[0025]Y向床身5的底部固定在X向螺母座，且Y向床身5的底部與X向滑塊配合。
[0026]排鉆9包括6個，且6個排鉆9各自均由氣缸驅(qū)動，6個氣缸實現(xiàn)對排鉆9 一級驅(qū)動。
[0027]6個氣缸安裝在同一個橫梁23上，橫梁23在在Z向伺服電機(jī)18、Z向絲杠20作用下沿橫梁導(dǎo)軌上下運(yùn)動，所述的Z向伺服電機(jī)輸出的力先由分力器17分為沿電機(jī)軸線的旋轉(zhuǎn)水平力和垂直電機(jī)軸線旋轉(zhuǎn)的垂直向下力I，沿電機(jī)軸線的旋轉(zhuǎn)水平力的傳力軸14的末端安裝一個將其轉(zhuǎn)換為垂直向下力II的換向器12 ;垂直向下力1、垂直向下力II的傳力軸各自驅(qū)動一個絲杠，所述的絲杠上各自連接一個滑塊，橫梁在滑塊的驅(qū)動下上下運(yùn)動，進(jìn)而橫梁同時帶動6個氣缸上下運(yùn)動，實現(xiàn)對排鉆9的二級驅(qū)動。
[0028]Z向伺服電機(jī)18通過Z向支撐架19支撐。
[0029]氣缸均由同一個同步帶驅(qū)動與其相連的同步帶輪11旋轉(zhuǎn)，所述的同步帶40有一個交流電機(jī)15驅(qū)動，所述的同步帶上還安裝有張緊輪41。
[0030]交流電機(jī)通過交流電機(jī)支架16支撐。
[0031]夾緊裝置包括一個夾緊氣缸8，夾緊氣缸8在夾緊工件時工件之間通過動塊調(diào)整間距；且工件定位板42對工件進(jìn)行定位。
[0032]數(shù)控多軸龍門鉆銑機(jī)床上料時工件25放在氣動夾具26的槽內(nèi)，并且通過42的定位擋板準(zhǔn)確定位，加工時夾緊氣缸8推動夾具的動塊運(yùn)動夾緊工件。工件夾緊后根據(jù)加工要求調(diào)整工作臺位置，工作臺位置的調(diào)整通過X和Y向床身5的運(yùn)動實現(xiàn)。調(diào)整好位置后進(jìn)行加工，加工時先由排鉆氣缸10將鉆頭向下推出一段距離，然后橫梁23在Z向伺服電機(jī)18和Z向絲杠20作用下沿橫梁導(dǎo)軌21上下運(yùn)動帶動鉆頭貼在工件上鉆孔。6個鉆頭在交流電機(jī)15的驅(qū)動下同時進(jìn)行鉆孔加工，加工完成后鉆頭再在Z向伺服電機(jī)18和排鉆氣缸10的共同驅(qū)動下遠(yuǎn)離工件，整個加工過程完畢。
[0033]Y向床身5安裝在X向床身2之上，工作臺又安裝在Y向床身5之上，在X向伺服電機(jī)33和X向絲杠31的驅(qū)動之下，帶動Y向床身5和工作臺在X軸方向上做進(jìn)給運(yùn)動，同樣的，工作臺在Y向伺服電機(jī)38和Y向絲杠34的驅(qū)動下沿Y軸做進(jìn)給運(yùn)動。水平面這兩個方向上的運(yùn)動均利用伺服電機(jī)驅(qū)動的平穩(wěn)性和精密性，能夠保證有很高的加工精度。
[0034]排鉆9和排鉆氣缸10安裝在橫梁23上，在加工時，先由排鉆氣缸10將鉆頭向下推出一段距離，這樣可以減小絲杠和橫梁的位移量，能夠提高加工效率；然后橫梁23在Z向伺服電機(jī)18和Z向絲杠20作用下沿橫梁導(dǎo)軌21上下運(yùn)動，使鉆頭貼近或遠(yuǎn)離工件；Z向伺服電機(jī)輸出的力由分力器17分為沿電機(jī)軸線的旋轉(zhuǎn)和垂直電機(jī)軸線的旋轉(zhuǎn)，再由換向器12將電機(jī)傳遞過來的運(yùn)動轉(zhuǎn)換成上下運(yùn)動，這樣既減少了伺服電機(jī)的數(shù)量，還能保證橫梁上的兩個Z向絲杠有相同的進(jìn)給速度；六個鉆孔設(shè)備由同一個交流電機(jī)15驅(qū)動，為了保證六個鉆孔設(shè)備轉(zhuǎn)速一致采用傳動精度高的同步帶40，并且加上了三個同步帶張緊輪41，能夠保證同步帶40與同步帶輪之間有大的接觸角。這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)一次裝夾定位同時對六個工件的加工,并且利用伺服電機(jī)和絲杠這種高精度的傳動方式,不但提高了加工效率而且精度也大大提高。
[0035]工件25放在氣動夾具26的槽內(nèi)，并且通過42的定位擋板準(zhǔn)確定位，加工時夾緊氣缸8推動夾具的動塊運(yùn)動夾緊工件。由于夾具的動塊與定塊的槽間距可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整，并且整個夾具通過滑塊27可以在導(dǎo)軌28上移動，因此可以根據(jù)工件的截面尺寸以及長度調(diào)整夾具的位置，可以適應(yīng)不同尺寸及型號型材的加工。加工時運(yùn)動和夾緊裝置可在CNC程序的控制下自動配合同時在6個工件上完成多個連續(xù)鉆孔加工過程。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)控多軸龍門鉆銑機(jī)床，包括一個龍門，在所述的龍門下面設(shè)有能使工件在水平面的X方向和Y方向運(yùn)動的一個床身；所述的床身上設(shè)有用于夾緊工件的夾緊裝置，其特征在于:在所述床身頂部與其相對固定安裝的龍門框架上設(shè)有排鉆，所述的排鉆包括多個鉆銑裝置，所述的鉆銑裝置由兩級動力裝置驅(qū)動其在豎直方向上上下運(yùn)動，實現(xiàn)鉆銑裝置與工件之間垂直距離的兩級調(diào)整，且鉆銑裝置由同一套驅(qū)動裝置驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控多軸龍門鉆銑機(jī)床，其特征在于:所述的床身包括X向床身和Y向床身，所述的Y向床身能沿著在X向床身來回運(yùn)動，且Y向床身的頂部設(shè)有能沿其滑動的且用來夾緊工件的夾緊裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)控多軸龍門鉆銑機(jī)床，其特征在于:所述的X向床身，其兩側(cè)上設(shè)有兩個相互平行的X向?qū)к?，在所述的X向?qū)к壣显O(shè)有X向滑塊，在X向床身的中間設(shè)有一個X向絲杠，所述的X向絲杠上面設(shè)有一個X向螺母，所述的X向螺母上設(shè)有一個X向螺母座，所述的X向絲杠通過一個聯(lián)軸器連接伺服電機(jī)。
4.如權(quán)利要求2所述的數(shù)控多軸龍門鉆銑機(jī)床，其特征在于:所述的Y向床身，其兩側(cè)上設(shè)有兩個相互平行的Y向?qū)к?，在所述的Y向?qū)к壣显O(shè)有Y向滑塊，在X向床身的中間設(shè)有一個y向絲杠，所述的Y向絲杠上面設(shè)有一個Y向螺母，所述的X向螺母上設(shè)有一個Y向螺母座，所述的Y向絲杠通過一個聯(lián)軸器連接伺服電機(jī)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的數(shù)控多軸龍門鉆銑機(jī)床，其特征在于:所述的Y向床身的底部固定在X向螺母座，且Y向床身的底部與X向滑塊配合。
6.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控多軸龍門鉆銑機(jī)床，其特征在于:所述的排鉆包括6個鉆銑裝置，且6個鉆銑裝置各自均由一個氣缸驅(qū)動，6個氣缸實現(xiàn)對各自鉆銑裝置的一級驅(qū)動，進(jìn)而實現(xiàn)鉆銑裝置與工件之間給定垂直行程設(shè)置的一級調(diào)整。
7.如權(quán)利要求6所述的數(shù)控多軸龍門鉆統(tǒng)機(jī)床,其特征在于:所述的6個氣缸連同各自鉆銑裝置一并安裝在同一個橫梁上，所述的橫梁在Z向伺服電機(jī)和Z向絲杠副作用下沿橫梁導(dǎo)軌上下運(yùn)動，所述的Z向伺服電機(jī)輸出的力先由分力器分為沿水平布局安裝的傳力軸的旋轉(zhuǎn)力矩和垂直于電機(jī)軸線的垂直面內(nèi)布局的傳力軸驅(qū)動力矩I，所述的沿水平布局安裝的傳動軸末端安裝另一個分力器，將驅(qū)動力轉(zhuǎn)換為垂直面內(nèi)布局另一傳力軸驅(qū)動力II;同步驅(qū)動力矩1、II的傳力軸各自驅(qū)動一個絲杠，與所述的絲杠相配的驅(qū)動螺母固連在靠近所述橫梁兩端處，橫梁兩端各自連接一個滑塊，所述的橫梁在滑塊的帶動下上下運(yùn)動，進(jìn)而橫梁同時帶動6個獨(dú)立的鉆銑裝置上下運(yùn)動，進(jìn)而實現(xiàn)鉆銑裝置與工件之間垂直距離的二級連續(xù)進(jìn)給運(yùn)動。
8.如權(quán)利要求6或7所述的數(shù)控多軸龍門鉆銑機(jī)床，其特征在于:所述的6個獨(dú)立的鉆銑裝置均由同一副同步齒形帶驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了六個鉆銑裝置的集中驅(qū)動和轉(zhuǎn)速一致；所述的同步齒形帶由一個交流電機(jī)驅(qū)動，所述的同步齒形帶上還安裝有張緊輪。
9.如權(quán)利要求8所述的數(shù)控多軸龍門鉆銑機(jī)床，其特征在于:所述的張緊輪包括三個，分別間隔的安裝在6個鉆銑裝置的驅(qū)動輪中；保證同步帶與同步帶輪之間有大的接觸角。
10.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控多軸龍門鉆銑機(jī)床，其特征在于:所述的夾緊裝置包括一個夾緊氣缸，夾緊氣缸在夾緊工件時工件之間通過動塊調(diào)整間距。
【文檔編號】B23B39/16GK103962602SQ201410181406
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】李中生, 馮顯英 申請人:菏澤市牡丹區(qū)金博利達(dá)精密機(jī)械有限公司