描述[0001]本發明屬于精工機床領域,具體地說,涉及一種微型多功能復合加工中心。背景[0002]加工中心是高度自動化的機械加工設備,其特點為:具備刀庫,可以完成自動換刀 工作,工件一次裝夾后,根據事先編制好的精工加工程序,機床可以自動選擇加工方式、更 換刀具、自動對刀、自動改變主軸轉速、進給量等,可連續完成多種工序,減少了工件裝夾、 測量和機床調整等輔助工序時間。[0003]現有技術中的加工中心設備多是為工業生產加工而設計,其體積龐大,重達數噸, 普通的家庭制造愛好者,或者學校實驗室,一般無法提供工業加工中心所需的空間與地基 要求;供電必須使用三相動力電,即使安裝了變相設備,工業加工中心的功率也非照明電源 所能承受;工業加工中心的設計目的是為生產使用,其結構特點為高效率,高穩定性,機床 的功能越多,其效率與穩定性就越差,因此工業加工中心功能往往較為單調。內容[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種微型多功能復合加工中心,要求體積小、重 量輕、支持照明電源、功能豐富滿足各種加工需求。[0005]為解決上述技術問題,本發明提出了一種微型多功能復合加工中心。其特點為:專 為家庭或教學以及小零件快速打樣設計;其外形體積小,******外形尺寸僅1. 2米,重量輕, 整體重量約280KG,隨處皆可放置,可以在樓房上使用;功耗低,可直接使用照明電源供電; 功能極其豐富,結構靈活可控,含刀庫,可自動換刀,擁有兩個主軸,五個自由度,可實現五 軸聯動,可完成車削、統削、鏜削、刨削、磨削、插削、鉆削、攻絲、滾齒等加工工藝。[0006]本發明的技術方案為:一種微型多功能復合加工中心,包括刀庫、精工系統、兩個 主軸、三個自由度進給軸、兩個自由度旋轉軸。所述兩個主軸,其一為可受刀庫操作完成自 動換刀的刀具主軸,另一主軸為裝夾工件進行車削加工的工件主軸,另外此主軸還作為機 床旋轉軸的A軸使用。[0007]所述刀庫安裝在機床正面,主軸箱正前方最高點位置,其自動刀具交換裝置機械 臂縱向布置在機床右側。[0008]所述精工系統安裝在機床右側,通過兩段連桿機構連接,可在連桿機構運動范圍 內自由活動,并可使用鎖緊把手鎖緊該機構使精工系統位置固定。[0009]所述三個自由度進給軸,分別為X軸、Y軸、Z軸,其空間分布為:Y軸安裝在機床底 座上,運動部件為X軸滑枕;X軸安裝在X軸滑枕上,運動部件為機床工作臺;Z軸安裝在機 床立柱上,機床立柱安裝在機床底座上,Z軸的運動部件為旋轉軸B軸渦輪箱。[0010]所述兩個自由度旋轉軸,分別為A軸和B軸,其中A軸同時作為車削主軸使用,采 用大功率大慣量伺服電機直驅,高速時可完成車削加工,低速時可做聯動銑削,分度等功 能;A軸與其配對的尾坐作為分體的組件,可以安裝在工作臺上進行工作,也可拆除增加工作臺空間和機床X軸行程,A軸組件上設有定位機構,確保其拆裝后位置精度可靠。[0011]所述B軸安裝在B軸渦輪箱上,B軸渦輪箱內含兩只蝸桿,一為左旋,一為右旋,一 個渦輪,兩只蝸桿同時與渦輪嚙合,使用一臺伺服電機驅動其中一只蝸桿,同步帶經過同步 輪連接兩個蝸桿使其同步,其中一個同步輪使用卷簧與蝸桿連接。[0012]所述B軸與B軸渦輪箱之間使用一圓錐面連接,B軸運動面為一錐形運動體,其固 定體為一錐環,使用16只螺釘連接錐環與B軸渦輪箱,其中8只固定螺釘,8只頂起螺釘,兩 者交替分布。[〇〇13] 本機床所使用車刀、刨刀、插刀等刀柄為自行設計,其特點為刀刃中心點過刀柄軸線。[0014]本發明的工作過程如下:本機床第一實施例,作為常見普通三軸精工加工中心使用,即只啟用本機床刀庫,機床 運動軸X軸、Y軸、Z軸,即可實現此工作,如工作臺空間不足,亦可拆除車削主軸與尾坐來增 加工作臺空間。[0015]本機床第二實施例,作為常見普通四軸精工加工中心使用,即在第一實施例的基 礎上,再啟用A軸,即可實現此工作。[0016]本機床第三實施例,作為第四軸為B軸的四軸精工加工中心使用,即在第一實施 例的基礎上,再啟用B軸,即可完成此工作。[0017]本機床第四實施例,作為五軸聯動精工加工中心使用,即在第一實施例的基礎上, 再啟用A軸、B軸,即可實現此工作。[0018]本機床第五實施例,作為車削加工中心使用,即啟用本機床刀庫7,機床運動軸X 軸、Y軸、Z軸、車削主軸、B軸,在機床主軸上裝入車刀刀柄,車削主軸上裝夾工件,X軸與Z 軸聯動即可完成車外圓、車端面等工作,B軸旋轉90度使刀柄與車削主軸軸線平行,即可實 現車內圓工作,還可使用多軸聯動完成復雜型面的車削工作。[0019]本機床第六實施例,作為五軸聯動車銑復合精工加工中心使用,即在第四實施例 的基礎上,結合第五實施例功能,兩者工序交替進行,實現車銑復合精工加工。[0020]本機床第七實施例,作為常見普通三軸精工平面磨床使用,即在第一實施例的基 礎上,再啟用B軸,使用其分度功能,使主軸箱組件6旋轉90度,在主軸上裝入磨削砂輪,即 可實現此工作。[0021]本機床第八實施例,作為常見普通精工萬能磨床使用,即在第五實施例的基礎上, 在主軸上裝入磨削砂輪,即可實現此工作。[0022]本機床第九實施例,作為常見普通刨床使用,即在第一實施例的基礎上,在主軸上 裝入刨刀,機床X軸快速往復運動作為主運動,Y、Z軸進給運動,即可實現此工作。[〇〇23] 本機床第十實施例,作為常見普通插床使用,即在第一實施例的基礎上,在主軸上 裝入插刀,機床Z軸快速往復運動作為主運動,X、Y軸進給運動,即可實現此工作。[〇〇24] 本機床第十一實施例,作為常見普通滾齒機使用,即在第二實施例的基礎上,在主 軸上裝入滾刀,機床主軸與A軸聯動切削齒坯,X、Y軸進給運動,即可實現此工作。[0025]本機床第十二實施例,在以上全部實施例基礎上隨意搭配工藝工序,自動化完成 多種多類工序,即稱為多功能復合加工中心。[0026]本發明的有益效果在于:1、外形體積小,******外形尺寸僅1. 2米,重量輕,整體重量約280KG,隨處皆可放置,可以在樓房上使用;2、功耗低,可直接使用照明電源供電;3、功 能極其豐富,結構靈活可控,含刀庫,可自動換刀,擁有兩個主軸,五個自由度,可實現五軸 聯動,可完成車削、銑削、鏜削、刨削、磨削、插削、鉆削、攻絲、滾齒等加工工藝;4、使用了一 種高剛性無背隙的旋轉軸設計,解決了普通旋轉軸設計方案精度差或剛性低的問題;5、利 用旋轉軸的靈活特點,將刀庫的自動刀具交換裝置機械臂縱向安置,省去了換刀行程,使機 床Z軸行程的利用率大為提高;6、自行開發研制的精工系統,可實現前述所有機械運動功 能的控制。附圖說明[〇〇27] 圖1是本發明的整體結構等軸側視圖。[0028]圖2是本發明的整體結構主視圖。[0029]圖3是本發明的整體結構軸側視圖。[0030]圖4是本發明的旋轉軸正面結構剖視圖。[0031]圖5是本發明的旋轉軸外形示意圖。[0032]圖6是本發明的旋轉軸側面結構剖視圖。[0033]圖7是本發明的旋轉軸驅動方法示意圖。實施[0034]以下結合附圖具體說明本發明。[0035]如圖1所示,本發明包括機床底座1、X軸滑枕2、車削主軸(A軸組件)3、機床立柱 4、B軸蝸輪箱組件5、主軸箱組件6、刀庫7、刀庫支架8、精工系統9、尾坐10、工作臺11、油 盤12、卡盤13、精工系統支架14、精工系統支架鎖緊機構15、刀具主軸16、自動刀具交換裝 置機械臂17,其中:工作臺11為機床X之軸運動部件、X軸滑枕2為機床Y軸運動部件、B 軸蝸輪箱組件5為Z軸運動部件、卡盤13為機床A軸運動部件、主軸箱組件6為B軸運動 部件。[0036]刀庫7安裝在機床正面,主軸箱組件6正前方最高點位置,其自動刀具交換裝置機 械臂17縱向布置在機床右側;精工系統9安裝在機床右側,通過兩段連桿機構的精工系統 支架14連接,可在連桿機構運動范圍內自由活動,并可使用精工系統支架鎖緊機構15鎖緊 該機構使精工系統位置固定;X軸、Y軸、Z軸的空間分布為:Y軸安裝在機床底座1上,X軸 安裝在X軸滑枕2上,Z軸安裝在機床立柱3上,機床立柱3安裝在機床底座1上。[0037]兩個自由度旋轉軸分別為A軸和B軸,其中A軸組件3同時作為車削主軸使用, 采用大功率大慣量伺服電機直驅,高速時可完成車削加工,低速時可做聯動銑削,分度等功 能;A軸組件3與其配對的尾坐10作為分體的組件,可以安裝在工作臺11上進行工作,也 可拆除增加工作臺11空間和機床X軸行程,A軸組件3上設有定位機構,確保其拆裝后位 置精度可靠。[0038]主軸箱組件6安裝在B軸渦輪箱組件5上,B軸渦輪箱組件5內含兩只蝸桿20和 蝸桿25, 一為左旋,一為右旋,一個渦輪31,兩只蝸桿同時與渦輪31嚙合,使用一臺伺服電 機18驅動其中一只蝸桿,同步帶23經過同步輪22和同步輪28連接兩個蝸桿使其同步,其 中一個同步輪28使用卷簧26與蝸桿25連接,利用蝸輪的自鎖性,在卷簧僅需較小彈力的前提下也可完全排除蝸輪31的回程間隙。[0039] 主軸箱組件6與B軸渦輪箱組件5之間使用一圓錐面連接,主軸箱組件6運動面 為一錐形運動體,其固定體為一壓蓋錐環40,使用16只螺釘連接錐環與B軸渦輪箱36,其 中8只螺釘39為固定螺釘,8只螺釘41為頂起螺釘,兩者交替分布,調整壓蓋錐環40與主 軸箱箱體32之間的間隙,完成壓蓋錐環40的固定工工作。[0040] 本機床在實行某些工藝時,如車削、刨削等,需要鎖定主軸,目前采取伺服電機自 鎖,和刀具刀柄設計減輕扭轉力矩的方法來解決,具體如下,所有車刀,刨刀,插刀等,刀刃 中心點過刀柄軸線,使用此方法制造車刀柄基本不會產生扭轉力矩,相對于強力主軸鎖定 更有利于切削穩定。[0041] 本發明的工作過程如下:本機床第一實施例,作為常見普通三軸精工加工中心使用,即只啟用本機床刀庫7,機 床運動軸X軸(運動部件為工作臺11 )、Y軸(運動部件為X軸滑枕2)、Z軸(運動部件為主軸 箱組件6),即可實現此工作,如工作臺空間不足,亦可拆除車削主軸(A軸組件)3與尾坐10 來增加工作臺空間。[〇〇42] 本機床第二實施例,作為常見普通四軸精工加工中心使用,即在第一實施例的基 礎上,再啟用A軸(運動部件為卡盤13),即可實現此工作。[0043] 本機床第三實施例,作為第四軸為B軸的四軸精工加工中心使用,即在第一實施 例的基礎上,再啟用B軸(運動部件為B軸蝸輪箱組件5),即可完成此工作。[〇〇44] 本機床第四實施例,作為五軸聯動精工加工中心使用,即在第一實施例的基礎上, 再啟用A軸(運動部件為卡盤13)、B軸(運動部件為B軸蝸輪箱組件5),即可實現此工作。 [0045] 本機床第五實施例,作為車削加工中心使用,即啟用本機床刀庫7,機床運動軸X 軸(運動部件為工作臺11)、Y軸(運動部件為X軸滑枕2)、Z軸(運動部件為主軸箱組件6)、 車削主軸(運動部件為卡盤13)、B軸(運動部件為B軸蝸輪箱組件5),在機床主軸上裝入車 刀刀柄,車削主軸上裝夾工件,X軸與Z軸聯動即可完成車外圓、車端面等工作,B軸旋轉90 度使刀柄與車削主軸軸線平行,即可實現車內圓工作,還可使用多軸聯動完成復雜型面的 車削工作。[〇〇46] 本機床第六實施例,作為五軸聯動車銑復合精工加工中心使用,即在第四實施例 的基礎上,結合第五實施例功能,兩者工序交替進行,實現車銑復合精工加工。[〇〇47] 本機床第七實施例,作為常見普通三軸精工平面磨床使用,即在第一實施例的基 礎上,再啟用B軸(運動部件為B軸蝸輪箱組件5),使用其分度功能,使主軸箱組件6旋轉 90度,在主軸上裝入磨削砂輪,即可實現此工作。[0048] 本機床第八實施例,作為常見普通精工萬能磨床使用,即在第五實施例的基礎上, 在主軸上裝入磨削砂輪,即可實現此工作。[0049] 本機床第九實施例,作為常見普通刨床使用,即在第一實施例的基礎上,在主軸上 裝入刨刀,機床X軸快速往復運動作為主運動,Y、Z軸進給運動,即可實現此工作。[0050] 本機床第十實施例,作為常見普通插床使用,即在第一實施例的基礎上,在主軸上 裝入插刀,機床Z軸快速往復運動作為主運動,X、Y軸進給運動,即可實現此工作。[0051] 本機床第十一實施例,作為常見普通滾齒機使用,即在第二實施例的基礎上,在主 軸上裝入滾刀,機床主軸與A軸聯動切削齒坯,X、Y軸進給運動,即可實現此工作。[0052]本機床第十二實施例,在以上全部實施例基礎上隨意搭配工藝工序,自動化完成 多種多類工序,即稱為多功能復合加工中心。[0053]本發明不限于所展示的實施例,在不脫離本發明精神和范圍的前提下,本發明還 會有各種變化,這些變化都落入本發明專利的要求保護范圍內。提示:由于編輯困難導致圖片無法顯示及全文的完整、準確性或存在缺失!本文由海天精工整理發表文章均來自網絡僅供學習參考,轉載請注明!
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