基于五軸聯(lián)動(dòng)加工中心的軸系統(tǒng)及其構(gòu)成的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種五軸聯(lián)動(dòng)加工中心，具體的說，是涉及一種基于五軸聯(lián)動(dòng)加工中心的軸系統(tǒng)及其構(gòu)成的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心。
【背景技術(shù)】
[0002]五軸聯(lián)動(dòng)葉片加工中心軸系由X、Y、Z直線軸、回轉(zhuǎn)A軸、擺動(dòng)B軸組成?；剞D(zhuǎn)A軸用于夾持葉片零件做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，擺動(dòng)B軸用于帶動(dòng)主軸和刀具做擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
[0003]現(xiàn)有五軸聯(lián)動(dòng)葉片加工中心的總體布局結(jié)構(gòu)有兩種型式:
(一)X軸、Z軸及擺動(dòng)B軸布置在被加工葉片零件上方，Y軸和回轉(zhuǎn)A軸布置在被加工葉片零件下方。X軸拖動(dòng)Z軸和擺動(dòng)B軸一起做左右移動(dòng)，X軸導(dǎo)軌在水平面上布置；Z軸拖動(dòng)擺動(dòng)B軸和主軸及刀具做上下移動(dòng)，Z軸導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)沿垂直方向布置；Y軸拖動(dòng)回轉(zhuǎn)Α軸和葉片零件做前后移動(dòng)，Y軸導(dǎo)軌在水平面上布置。
[0004]此種結(jié)構(gòu)主要存在以下缺點(diǎn):
(1 )X軸拖動(dòng)的移動(dòng)件質(zhì)量大，移動(dòng)加速度低，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性差，從而影響整機(jī)的五軸聯(lián)動(dòng)性能；
(2)擺動(dòng)B軸疊加在X軸上，擺動(dòng)方向與X軸運(yùn)動(dòng)方向平行，造成擺動(dòng)B軸的鐘擺效應(yīng)，在X軸加減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)候會(huì)影響擺動(dòng)B軸的定位精度和加速性能；
(3)Z軸帶動(dòng)擺動(dòng)B軸帶動(dòng)主軸和刀具布置在葉片零件的上方，當(dāng)外部突然停電等意外狀況發(fā)生時(shí)，主軸和刀具瞬間會(huì)不可避免的具有向下移動(dòng)的現(xiàn)象，從而損壞昂貴的葉片；
(4)支撐被加工葉片零件的Y軸導(dǎo)軌在水平面內(nèi)布置，導(dǎo)軌防護(hù)罩上方切肩易堆積不易排出。
[0005](二)X軸和Y軸及擺動(dòng)B軸布置在被加工葉片零件上方，Z軸和回轉(zhuǎn)A軸布置在被加工葉片零件下方。X軸拖動(dòng)Y軸和擺動(dòng)B軸一起做左右移動(dòng)，Y軸拖動(dòng)擺動(dòng)B軸和主軸及刀具做前后移動(dòng)，XY導(dǎo)軌均在水平面內(nèi)布置；Z軸拖動(dòng)回轉(zhuǎn)A軸和葉片零件做上下移動(dòng)，Z軸導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)沿垂直方向布置。
[0006]此種結(jié)構(gòu)主要存在以下缺點(diǎn):
(1)X軸上集成的移動(dòng)件質(zhì)量太大負(fù)載太高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性差，同時(shí)被加工葉片零件上方軸系的疊加連接環(huán)節(jié)太多，造成機(jī)床整體切削剛性降低，極大的影響整機(jī)的五軸聯(lián)動(dòng)性能發(fā)揮；
(2)擺動(dòng)B軸疊加在X軸上，擺動(dòng)方向與X軸運(yùn)動(dòng)方向平行，造成擺動(dòng)B軸的鐘擺效應(yīng)，在X軸加減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)候會(huì)影響擺動(dòng)B軸的定位精度和加速性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種設(shè)計(jì)合理、性能穩(wěn)定可靠的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心的軸系布置方式。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種基于五軸聯(lián)動(dòng)加工中心的軸系統(tǒng)，包括三個(gè)直線軸:x軸、Y軸和z軸，一個(gè)回轉(zhuǎn)軸:A軸，一個(gè)擺動(dòng)軸:B軸，所述B軸和Y軸布置在機(jī)床的上方且位于被加工零件上方，Y軸方向與B軸擺動(dòng)方向垂直，B軸用于帶動(dòng)主軸和刀具做擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，Y軸用于帶動(dòng)B軸及B軸上的主軸和刀具作前后直線運(yùn)動(dòng)；
所述X軸、Z軸和A軸布置在機(jī)床的下方，其中，A軸用于帶動(dòng)被加工零件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，Z軸用于帶動(dòng)A軸及A軸上的被加工零件沿垂直方向作上下直線運(yùn)動(dòng)，X軸位于被加工零件下方并用于帶動(dòng)Z軸、A軸及Z軸和A軸上的移動(dòng)件和被加工零件沿水平方向作左右直線運(yùn)動(dòng)。
[0009]進(jìn)一步的，所述A軸包括同步雙驅(qū)的A1軸和A2軸，二者之間具有間距。
[0010]進(jìn)一步的，所述Z軸包括同步雙驅(qū)的Z1軸和Z2軸，所述Z1軸和所述Z2軸之間具有可調(diào)節(jié)的距離。
[0011]—種五軸聯(lián)動(dòng)加工中心，包括床身，具有主軸的主軸箱，還包括B軸:B軸滑座和B軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述B軸滑座位于所述床身上方，所述主軸箱安裝在B軸滑座上，所述B軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述主軸箱和主軸在B軸滑座上作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，B軸的其余配套設(shè)備為可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本文記載的內(nèi)容基礎(chǔ)上，可以毫無疑義地得知這些配套設(shè)備的設(shè)置方式，故在此不作贅述。
[0012]Y軸:Y軸導(dǎo)軌和Y軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述Y軸導(dǎo)軌水平設(shè)置在所述床身上方，所述B軸滑座安裝在所述Υ軸導(dǎo)軌上，所述Υ軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述Β軸滑座沿所述Υ軸導(dǎo)軌方向作前后直線運(yùn)動(dòng)，Υ軸導(dǎo)軌移動(dòng)方向與所述主軸箱和主軸的擺動(dòng)方向垂直，Υ軸的其余配套設(shè)備為可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本文記載的內(nèi)容基礎(chǔ)上，可以毫無疑義地得知這些配套設(shè)備的設(shè)置方式，故在此不作贅述。
[0013]Α軸:轉(zhuǎn)臺座、轉(zhuǎn)臺和A軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述轉(zhuǎn)臺安裝在所述轉(zhuǎn)臺座上并位于所述床身下方，被加工零件安裝在所述轉(zhuǎn)臺上由所述A軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，A軸的其余配套設(shè)備為可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本文記載的內(nèi)容基礎(chǔ)上，可以毫無疑義地得知這些配套設(shè)備的設(shè)置方式，故在此不作贅述。
[0014]Z軸:滑鞍、Z軸導(dǎo)軌和Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述滑鞍設(shè)置在所述床身下方，所述Z軸導(dǎo)軌安裝在滑鞍的垂直面上，所述轉(zhuǎn)臺座安裝在所述Z軸導(dǎo)軌上，所述Z軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)臺座在垂直面內(nèi)沿垂直方向做上下直線移動(dòng)，Z軸的其余配套設(shè)備為可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本文記載的內(nèi)容基礎(chǔ)上，可以毫無疑義地得知這些配套設(shè)備的設(shè)置方式，故在此不作贅述。
[0015]X軸:X軸導(dǎo)軌和X軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述X軸導(dǎo)軌設(shè)置在所述床身下方垂直面上，所述滑鞍安裝在所述X軸導(dǎo)軌上，所述X軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述滑鞍、轉(zhuǎn)臺座、轉(zhuǎn)臺在垂直面內(nèi)沿水平方向做左右直線移動(dòng)，X軸的其余配套設(shè)備為可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本文記載的內(nèi)容基礎(chǔ)上，可以毫無疑義地得知這些配套設(shè)備的設(shè)置方式，故在此不作贅述。
[0016]進(jìn)一步的，所述A軸包括同步雙驅(qū)的A1軸和A2軸，二者之間具有間距；A1軸包括左轉(zhuǎn)臺和A1軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，A2軸包括右轉(zhuǎn)臺和A2軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)；
進(jìn)一步的，所述Z軸包括同步雙驅(qū)的Z1軸和Z2軸，二者之間具有可調(diào)節(jié)的距離；所述Z1軸包括Z1軸導(dǎo)軌和Z1軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述Z2軸包括Z2軸導(dǎo)軌和Z2軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)；所述滑鞍包括左滑鞍和右滑鞍，所述Z1軸導(dǎo)軌安裝在所述左滑鞍上，所述Z2軸導(dǎo)軌安裝在所述右滑鞍上。
[0017]進(jìn)一步的，還包括用于調(diào)整Z1軸和Z2軸間距的U軸。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
(1)本發(fā)明中B軸與Y軸設(shè)置在機(jī)床上方，將移動(dòng)質(zhì)量比較大的擺動(dòng)B軸機(jī)構(gòu)只疊加在一個(gè)直線軸(Y軸)上，且避免與擺動(dòng)方向平行的軸系疊加，從而可使各運(yùn)動(dòng)軸系質(zhì)量分配均勻，擁有最好的加速性能和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，同時(shí)，也可以避免與擺動(dòng)方向平行的軸系加減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)候?qū)[動(dòng)B軸的定位精度及加速性能的影響。
[0019](2)本發(fā)明中采用Z軸拖動(dòng)被加工另加上下運(yùn)動(dòng)，將被加工葉片零件設(shè)計(jì)在Z軸上，由此在加工過程中因停電等意外狀況發(fā)生的瞬間零件會(huì)隨著Z軸下移遠(yuǎn)離刀具，從而避免了刀具損壞葉面，保護(hù)昂貴的葉片。
[0020](3)本發(fā)明將X軸布置在被加工零件下方，且X軸導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)沿水平方向布置，X軸的導(dǎo)軌防護(hù)罩也在垂直面內(nèi)沿水平方向布置，由此被加工葉片零件的切肩可以避開X向?qū)к壏雷o(hù)罩，而無阻攔的垂直落入機(jī)床下方的排肩器里，避免了排肩和較少切肩熱量對機(jī)床熱變形的影響。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]其中，附圖標(biāo)記所對應(yīng)的名稱如下:1-床身，2-主軸，3-主軸箱，4-B軸滑座，5-Y軸導(dǎo)軌，6-轉(zhuǎn)臺座，7-轉(zhuǎn)臺。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。
實(shí)施例
[0024]如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種五軸聯(lián)動(dòng)加工中心，該加工中心主要用于葉片零件加工，其主要包括床身、主軸、主軸箱及五個(gè)軸系，其中，床身可采用現(xiàn)有床身及其適合的配套零件，床身的結(jié)構(gòu)并不作特別限定；主軸和主軸箱為配套設(shè)施，其可采用現(xiàn)有成熟的主軸及主軸箱結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心相比，本實(shí)施例最大的改進(jìn)點(diǎn)在于對于五個(gè)軸系的布置方式。
[0025]五軸聯(lián)動(dòng)加