微型多功能復(fù)合加工機床的制作方法
【專利摘要】一種微型多功能復(fù)合加工機床，包括刀庫、數(shù)控系統(tǒng)、兩個主軸、三個自由度進給軸、兩個自由度旋轉(zhuǎn)軸。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(cè)。數(shù)控系統(tǒng)安裝在機床右側(cè)，通過兩段連桿機構(gòu)連接，可在連桿機構(gòu)運動范圍內(nèi)自由活動，并可使用鎖緊把手鎖緊該機構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)位置固定。三個自由度進給軸，分別為X軸、Y軸、Z軸；兩個自由度旋轉(zhuǎn)軸，分別為A軸和B軸，其中A軸同時作為車削主軸使用，并可拆除以增加工作臺以及機床X軸的有效行程。本機床特點為外形體積小，重量輕，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(jié)構(gòu)靈活可控，含刀庫，可自動換刀，可實現(xiàn)五軸聯(lián)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。
【專利說明】微型多功能復(fù)合加工機床

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于數(shù)控機床領(lǐng)域，具體地說，涉及一種微型多功能復(fù)合加工機床。

【背景技術(shù)】
[0002]加工中心是高度自動化的機械加工設(shè)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(jù)事先編制好的數(shù)控加工程序，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(zhuǎn)速、進給量等，可連續(xù)完成多種工序，減少了工件裝夾、測量和機床調(diào)整等輔助工序時間。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的加工中心設(shè)備多是為工業(yè)生產(chǎn)加工而設(shè)計，其體積龐大，重達數(shù)噸，普通的家庭制造愛好者，或者學(xué)校實驗室，一般無法提供工業(yè)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(shè)備，工業(yè)加工中心的功率也非照明電源所能承受；工業(yè)加工中心的設(shè)計目的是為生產(chǎn)使用，其結(jié)構(gòu)特點為高效率，高穩(wěn)定性，機床的功能越多，其效率與穩(wěn)定性就越差，因此工業(yè)加工中心功能往往較為單調(diào)。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種微型多功能復(fù)合加工機床，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(shù)問題，本實用新型提出了一種微型多功能復(fù)合加工機床。其特點為:專為家庭或教學(xué)以及小零件快速打樣設(shè)計；其外形體積小，最大外形尺寸僅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(jié)構(gòu)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(xiàn)五軸聯(lián)動，可完成車削、統(tǒng)削、鍵削、刨削、磨削、插削、鉆削、攻絲、滾齒等加工工藝。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案為:一種微型多功能復(fù)合加工機床，包括刀庫、數(shù)控系統(tǒng)、兩個主軸、三個自由度進給軸、兩個自由度旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(cè)。
[0008]所述數(shù)控系統(tǒng)安裝在機床右側(cè)，通過兩段連桿機構(gòu)連接，可在連桿機構(gòu)運動范圍內(nèi)自由活動，并可使用鎖緊把手鎖緊該機構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)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；ζ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(zhuǎn)軸B軸減速箱。
[0010]所述兩個自由度旋轉(zhuǎn)軸,分別為A軸和B軸，其中車削及A軸功能組件(3)同時作為車削主軸和A軸使用，采用大功率大慣量伺服電機直驅(qū)，高速時可完成車削加工，低速時可做聯(lián)動銑削，分度等功能;Α軸與其配對的尾座作為分體的組件，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(shè)有定位機構(gòu)，確保其拆裝后位置精度可靠。
[0011]本實用新型的工作過程如下:
[0012]本機床第一實施例，作為常見普通三軸數(shù)控加工中心使用，即只啟用本機床刀庫，機床運動軸X軸、Y軸、Z軸，即可實現(xiàn)此工作，如工作臺空間不足，亦可拆除車削主軸與尾座來增加工作臺空間。
[0013]本機床第二實施例，作為常見普通四軸數(shù)控加工中心使用，即在第一實施例的基礎(chǔ)上，再啟用A軸，即可實現(xiàn)此工作。
[0014]本機床第三實施例，作為第四軸為B軸的四軸數(shù)控加工中心使用，即在第一實施例的基礎(chǔ)上，再啟用B軸，即可完成此工作。
[0015]本機床第四實施例，作為五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心使用，即在第一實施例的基礎(chǔ)上，再啟用A軸、B軸，即可實現(xiàn)此工作。
[0016]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(lián)動即可完成車外圓、車端面等工作，B軸旋轉(zhuǎn)90度使刀柄與車削主軸軸線平行，即可實現(xiàn)車內(nèi)圓工作，還可使用多軸聯(lián)動完成復(fù)雜型面的車削工作。
[0017]本機床第六實施例，作為五軸聯(lián)動車銑復(fù)合數(shù)控加工中心使用，即在第四實施例的基礎(chǔ)上，結(jié)合第五實施例功能，兩者工序交替進行，實現(xiàn)車銑復(fù)合數(shù)控加工。
[0018]本機床第七實施例，作為常見普通三軸數(shù)控平面磨床使用，即在第一實施例的基礎(chǔ)上，再啟用B軸，使用其分度功能，使主軸箱組件6旋轉(zhuǎn)90度，在主軸上裝入磨削砂輪，即可實現(xiàn)此工作。
[0019]本機床第八實施例，作為常見普通數(shù)控萬能磨床使用，即在第五實施例的基礎(chǔ)上，在主軸上裝入磨削砂輪，即可實現(xiàn)此工作。
[0020]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(chǔ)上，在主軸上裝入刨刀，機床X軸快速往復(fù)運動作為主運動，Y、Z軸進給運動，即可實現(xiàn)此工作。
[0021]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(chǔ)上，在主軸上裝入插刀，機床Z軸快速往復(fù)運動作為主運動，X、Y軸進給運動，即可實現(xiàn)此工作。
[0022]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(chǔ)上，在主軸上裝入滾刀，機床主軸與A軸聯(lián)動切削齒坯，X、Y軸進給運動，即可實現(xiàn)此工作。
[0023]本機床第十二實施例，在以上全部實施例基礎(chǔ)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(fù)合加工中心。
[0024]本實用新型的有益效果在于:1、外形體積小，最大外形尺寸僅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(jié)構(gòu)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(xiàn)五軸聯(lián)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、利用旋轉(zhuǎn)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；5、自行開發(fā)研制的數(shù)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)前述所有機械運動功能的靈活控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)等軸側(cè)視圖。
[0026]圖2是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)主視圖。
[0027]圖3是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)軸側(cè)視圖。

【具體實施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖具體說明本實用新型。
[0029]如圖1所示，本實用新型包括機床底座1、X軸滑枕2、車削及A軸功能組件3、機床立柱4、B軸減速箱組件5、主軸箱組件6、刀庫7、刀庫支架8、數(shù)控系統(tǒng)9、尾座10、工作臺11、油盤12、卡盤13、數(shù)控系統(tǒng)支架14、數(shù)控系統(tǒng)支架鎖緊機構(gòu)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軸減速箱組件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。
[0030]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(cè)；數(shù)控系統(tǒng)9安裝在機床右側(cè)，通過兩段連桿機構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)支架14連接，可在連桿機構(gòu)運動范圍內(nèi)自由活動，并可使用數(shù)控系統(tǒng)支架鎖緊機構(gòu)15鎖緊該機構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)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I上，X軸安裝在X軸滑枕2上，Z軸安裝在機床立柱4上，機床立柱4安裝在機床底座I上。
[0031]兩個自由度旋轉(zhuǎn)軸分別為A軸和B軸，采用大功率大慣量伺服電機直驅(qū)，高速時可完成車削加工，低速時可做聯(lián)動銑削，分度等功能；車削及A軸功能組件3與其配對的尾座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，車削及A軸功能組件3上設(shè)有定位機構(gòu)，確保其拆裝后位置精度可靠。本實用新型的工作過程如下:
[0032]本機床第一實施例，作為常見普通三軸數(shù)控加工中心使用，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 )、Υ軸(運動部件為X軸滑枕2)、Ζ軸(運動部件為主軸箱組件6)，即可實現(xiàn)此工作，如工作臺空間不足，亦可拆除車削及A軸功能組件3與尾座10來增加工作臺空間。
[0033]本機床第二實施例，作為常見普通四軸數(shù)控加工中心使用，即在第一實施例的基礎(chǔ)上，再啟用A軸(運動部件為卡盤13)，即可實現(xiàn)此工作。
[0034]本機床第三實施例，作為第四軸為B軸的四軸數(shù)控加工中心使用，即在第一實施例的基礎(chǔ)上，再啟用B軸(運動部件為B軸減速箱組件5)，即可完成此工作。
[0035]本機床第四實施例，作為五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心使用，即在第一實施例的基礎(chǔ)上，再啟用A軸(運動部件為卡盤13)、B軸(運動部件為B軸減速箱組件5)，即可實現(xiàn)此工作。
[0036]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)、Υ軸(運動部件為X軸滑枕2)、Ζ軸(運動部件為主軸箱組件6)、車削主軸(運動部件為卡盤13)、Β軸(運動部件為B軸減速箱組件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(lián)動即可完成車外圓、車端面等工作，B軸旋轉(zhuǎn)90度使刀柄與車削主軸軸線平行，即可實現(xiàn)車內(nèi)圓工作，還可使用多軸聯(lián)動完成復(fù)雜型面的車削工作。
[0037]本機床第六實施例，作為五軸聯(lián)動車銑復(fù)合數(shù)控加工中心使用，即在第四實施例的基礎(chǔ)上，結(jié)合第五實施例功能，兩者工序交替進行，實現(xiàn)車銑復(fù)合數(shù)控加工。
[0038]本機床第七實施例，作為常見普通三軸數(shù)控平面磨床使用，即在第一實施例的基礎(chǔ)上，再啟用B軸(運動部件為B軸減速箱組件5)，使用其分度功能，使主軸箱組件6旋轉(zhuǎn)90度，在主軸上裝入磨削砂輪，即可實現(xiàn)此工作。
[0039]本機床第八實施例，作為常見普通數(shù)控萬能磨床使用，即在第五實施例的基礎(chǔ)上，在主軸上裝入磨削砂輪，即可實現(xiàn)此工作。
[0040]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(chǔ)上，在主軸上裝入刨刀，機床X軸快速往復(fù)運動作為主運動，Y、Z軸進給運動，即可實現(xiàn)此工作。
[0041]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(chǔ)上，在主軸上裝入插刀，機床Z軸快速往復(fù)運動作為主運動，X、Y軸進給運動，即可實現(xiàn)此工作。
[0042]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(chǔ)上，在主軸上裝入滾刀，機床主軸與A軸聯(lián)動切削齒坯，X、Y軸進給運動，即可實現(xiàn)此工作。
[0043]本機床第十二實施例，在以上全部實施例基礎(chǔ)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(fù)合加工中心。
[0044]本實用新型不限于所展示的實施例，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化，這些變化都落入本實用新型專利的要求保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種微型多功能復(fù)合加工機床，其特征在于，包括機床底座(I)、X軸滑枕(2)、車削及A軸功能組件(3 )、機床立柱(4)、B軸減速箱組件(5 )、主軸箱組件(6 )、刀庫(7 )、刀庫支架(8)、數(shù)控系統(tǒng)(9)、尾座(10)、工作臺(11)、油盤(12)、卡盤(13)、數(shù)控系統(tǒng)支架(14)、數(shù)控系統(tǒng)支架鎖緊機構(gòu)(15)、刀具主軸(16)、自動刀具交換裝置機械臂(17)，所述X軸滑枕(2 )通過直線導(dǎo)軌安裝在機床底座(I)上方，工作臺(11)通過直線導(dǎo)軌安裝在X軸滑枕(2 )上方，車削及A軸功能組件(3)與尾座(10)對稱安裝在工作臺上方的一側(cè)，機床立柱(4)安裝在機床底座(I)上方后端，其上裝有刀庫支架(8)、數(shù)控系統(tǒng)支架(14)，B軸減速箱組件(5)通過直線導(dǎo)軌安裝在機床立柱(4)前方，主軸箱組件(6)安裝在B軸減速箱組件(5)上，刀具主軸(16 )安裝在主軸箱組件(6 )內(nèi)，刀庫(7 )安裝在機床正面，主軸箱組件(6 )正前方最高點位置，數(shù)控系統(tǒng)(9)安裝在機床右側(cè)，工作臺(11)為機床X軸運動部件、X軸滑枕(2)為機床Y軸運動部件、B軸減速箱組件(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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型多功能復(fù)合加工機床，其特征在于，刀庫(7)的自動刀具交換裝置機械臂(17)縱向布置在機床右側(cè)；數(shù)控系統(tǒng)(9)安裝在機床右側(cè)，通過兩段連桿機構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)支架(14)連接，數(shù)控系統(tǒng)支架(14)上裝有數(shù)控系統(tǒng)支架鎖緊機構(gòu)(15);X軸、Y軸、Z軸的空間分布為:Y軸安裝在機床底座(I)上，X軸安裝在X軸滑枕(2)上，Z軸安裝在機床立柱(4 )上，機床立柱(4 )安裝在機床底座(I)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型多功能復(fù)合加工機床，其特征在于，兩個自由度旋轉(zhuǎn)軸分別為A軸和B軸，其中車削及A軸功能組件(3)同時作為車削主軸和A軸使用，車削及A軸功能組件(3 )與其配對的尾座(1 )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，車削及A軸功能組件(3)上設(shè)有定位機構(gòu)。
【文檔編號】B23Q37/00GK204195408SQ201420586717
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月12日
【發(fā)明者】續(xù)宗耀 申請人:續(xù)宗耀