CN101357435A - 一种车铣同体的机床 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车铣同体的机床，包括机座，工作滑台以及主轴装置，其中所述的工作滑台包括第一工作滑台以及第二工作滑台，所述的第一工作滑台采用滚动导轨支撑并采用电机－丝杆螺母副驱动，所述的第二工作滑台采用滚动导轨支撑并采用一体式电机－丝杆螺母副驱动，主轴装置设置在第一工作滑台上，呈卧式布置，两个工作滑台的运动方向呈正交布置。当该机床作为铣床时，还包括第三工作滑台和铣刀夹头；当该机床作为车床时，还包括卡盘和车刀架；当该机床作为另一种铣床时，还包括旋转工作台和铣刀夹头。

Description

一种车铣同体的机床

技术领域

本发明涉及一种机床，特别涉及一种可以实现车铣同体的机床。

背景技术

现有的机床，功能均较为单一。其中车床一般以卡盘上所夹持工件作旋转运动，刀具做切削进给运动，且基本是采用主轴装置固定，工作台移动的方式来实现加工。铣床中立式铣床的主轴装置呈铅垂布置，加工时主轴装置不作上下移动，竖直方向的进给依靠工作台的上下移动来实现。卧式铣床的主轴装置呈卧式布置，主轴旋转中心线与两个工作台面平行，竖直方向的进给也依靠工作台的上下移动来实现。立式、卧式铣床的工作台均平行于水平面，当铣床要做竖直方向的进给时，整个工作台都要做上下运动，由于工作台的重量一般都较大，因此所需的驱动功率也较大。这些机床普遍有如下特点：1)功能单一。一般的机床不能同时具备车、铣的功能，虽然有些车床上装有铣刀，但基本上是对于车削零件进行辅助性的铣削加工作业，不是纯粹意义上的铣削加工。另外有些车、铣床：如英国的Boxford CNC DUET，虽有车、铣的功能，但车铣转换时需要对床身的姿态进行变换，车削时采用卧式摆放，而铣削时采用立式摆放。2)现行的机床，主要针对加工金属材料而设计，由于刚度、强度的要求，机床所采用的材料基本以钢材为主，且结构尺寸较大，体积较重，所需工作场地较大，将它们用于只需要加工较软的非金属材料即可达到目的的教学用途，就显得有较大的机械冗余，且具有不便于移动，不便于携带的缺点。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种可以实现车铣同体的机床。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：提供一种机床，包括机座，工作滑台以及主轴装置。所述的工作滑台包括第一工作滑台以及第二工作滑台，所述的第一工作滑台采用滚动导轨支撑并采用电机-丝杆螺母副驱动，所述的第二工作滑台采用滚动导轨支撑并采用一体式电机-丝杆螺母副驱动，主轴装置设置在第一工作滑台上，呈卧式布置，两个工作滑台的运动方向呈正交布置。

主轴装置包括一主轴，该主轴旋转中心线与所在工作滑台的运动方向平行，所述的主轴具有铣刀夹头与卡盘共用的安装结构。

所述的主轴装置是电主轴或者是主轴与电机各自独立的分体式主轴。当主轴装置为电主轴时，所述主轴的轴端具有用于安装铣刀夹头的结构和安装卡盘的结构。当所述的主轴装置是分体式主轴时，主轴装置包括主轴电机、传动装置、主轴。主轴电机通过中间的传动装置——皮带或齿轮或链条，带动主轴旋转而进行工作，主轴的轴端具有用于安装铣刀夹头的结构和安装卡盘的结构。

所述的第二工作滑台包括滑台基座、滑块、滚动导轨、一体式电机-丝杆螺母副。一体式电机-丝杆螺母副由电机和丝杆螺母副组成，丝杆加工在电机轴的外伸部位。所述的滑台基座设置在机座上，所述的滑块通过滚动导轨支撑在滑台基座上，与滑块运动方向垂直的侧面安装有一体式电机-丝杆螺母副，滑块的运动方向即为第二工作滑台的运动方向。

本发明进一步的改进是：当该机床作为铣床时，所述的机床还包括第三工作滑台以及铣刀夹头。第三工作滑台设置在第二工作滑台上，所述的第三工作滑台采用滚动导轨支撑并采用一体式电机-丝杆螺母副驱动，所述的第三工作滑台与水平面基本垂直设置，用于夹持工件，主轴装置上配置铣刀夹头，用于夹持铣刀。

所述的第三工作滑台包括滑台基座、滑块、滚动导轨、一体式电机-丝杆螺母副。一体式电机-丝杆螺母副由电机和丝杆螺母副组成，丝杆加工在电机轴的外伸部位。所述的滑块通过滚动导轨支撑在滑台基座上，与滑块运动方向垂直的侧面安装有一体式电机-丝杆螺母副，滑块的运动方向即为第三工作滑台的运动方向。

本发明进一步的改进是：当该机床作为车床时，所述的机床还包括车刀架以及卡盘。车刀架设置在第二工作滑台上，主轴装置上配置卡盘，用于夹持工件。

本发明进一步的改进是：当该机床作为另一种铣床时，所述的机床还包括旋转工作台，所述的旋转工作台由电机驱动。旋转工作台设置在第二工作滑台上，所述旋转工作台用于夹持工件，主轴装置上配置铣刀夹头，用于夹持铣刀，构成工件旋转的铣削模式。

本发明另一种改动的方案是：所述的第一工作滑台、第二工作滑台、第三工作滑台以及旋转工作台，每个工作滑台及旋转工作台均包括手轮。所述的手轮分别设置在每个工作滑台及旋转工作台的电机轴上。

本发明的有益效果是：本发明的机床配备有多个功能部件，且主轴具有铣刀夹头和卡盘共用的安装结构，因而该机床能够实现铣、车、钻等功能，一机多用。由于主轴装置采用卧式布置，当机床处于车床工作状态时，为主轴进给的车削模式，车削圆柱时理论上不存在锥度误差；当机床处于铣床工作状态时，仅由夹持工件的第三工作滑台作上下运动，所需驱动功率较小。由于该机床具有以上部件组合的结构特征，用特定的工作模块即可组合成特定的工作模式，减少了冗余部件，调整、变换、使用方便，功能扩展潜力大，适用性广，易于轻量化，甚至可做成可携带的机床，便于教学示范，也可应用于工业用途。

附图说明

图1是本发明的机床的基础结构示意图；

图2是一体式电机-丝杆螺母副3-4的结构示意图；

图3是主轴5的安装结构示意图；

图4是本发明的机床作为铣床时的结构示意图；

图5是本发明的机床作为车床时的结构示意图；

图6是本发明的机床作为另一种铣床时的结构示意图；

图7是主轴装置4作为一种分体式主轴的结构示意图；

图8是第一工作滑台2另一种改进的结构示意图；

图9是第二工作滑台3另一种改进的结构示意图；

图10是第三工作滑台6另一种改进的结构示意图；

图11是旋转工作台10另一种改进的结构示意图。

具体实施方式

以下内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

图1表示本发明的机床的基础结构，包括机座1，第一工作滑台2，第二工作滑台3以及主轴装置4。所述的第一工作滑台2采用滚动导轨2-2支撑并采用电机2-3-丝杆螺母副驱动。第二工作滑台3采用滚动导轨3-3支撑并采用一体式电机-丝杆螺母副3-4驱动。主轴装置4设置在第一工作滑台2上，呈卧式布置。第一工作滑台2和第二工作滑台3的运动方向呈正交布置。

主轴装置4是电主轴，主轴装置4包括主轴5，主轴5旋转中心线与第一工作滑台2的运动方向平行。

第一工作滑台2包括滑块2-1，滚动导轨2-2，电机2-3。滑块2-1通过滚动导轨2-2支撑在机座1上，电机2-3通过丝杆螺母副驱动滑块2-1相对于机座1作直线往复运动，滑块2-1的运动方向即为第一工作滑台2的运动方向。

第二工作滑台3包括滑台基座3-1，滑块3-2，滚动导轨3-3以及一体式电机-丝杆螺母副3-4。滑台基座3-1设置在机座1上，滑块3-2通过滚动导轨3-3支撑在滑台基座3-1上，与滑块3-2运动方向垂直的侧面安装有一体式电机-丝杆螺母副3-4。一体式电机-丝杆螺母副3-4驱动滑块3-2相对于滑台基座3-1作直线往复运动，滑块3-2的运动方向即为第二工作滑台3的运动方向。

图2表示一体式电机-丝杆螺母副3-4的结构，包括电机3-4-1，丝杆3-4-2和螺母3-4-3，丝杆3-4-2加工在电机3-4-1轴的外伸部位。

图3表示主轴5的安装结构，主轴5具有铣刀夹头7与卡盘9共用的安装结构。

图4表示本发明的机床作为铣床时的结构，当该机床作为铣床时还包括第三工作滑台6和铣刀夹头7。第三工作滑台6设置在第二工作滑台3上，第三工作滑台6与水平面基本垂直设置，用于夹持工件。主轴装置4上设置有铣刀夹头7，用于夹持铣刀。

第三工作滑台6包括滑台基座6-1，滑块6-2，滚动导轨6-3以及一体式电机-丝杆螺母副6-4，一体式电机-丝杆螺母副6-4与一体式电机-丝杆螺母副3-4具有相同的结构。滑块6-2通过滚动导轨6-3支撑在滑台基座6-1上，与滑块6-2运动方向垂直的侧面安装有一体式电机-丝杆螺母副6-4。一体式电机-丝杆螺母副6-4驱动滑块6-2相对于滑台基座6-1作直线往复运动，滑块6-2的运动方向即为第三工作滑台6的运动方向。

图5表示本发明的机床作为车床时的结构，当该机床作为车床时还包括车刀架8和卡盘9。车刀架8设置在第二工作滑台3上，主轴装置4上设置有卡盘9，用于夹持工件。

图6表示本发明的机床作为另一种铣床时的结构，当该机床作为另一种铣床时还包括旋转工作台10，旋转工作台10由电机10-1驱动。旋转工作台10设置在第二工作滑台3上，旋转工作台10用于夹持工件。主轴装置4上设置有铣刀夹头7，用于夹持铣刀。

具体实施方式2：

实施方式2与实施方式1的不同之处在于，本实施方式描述另一种具体的主轴装置结构。参照图7，所述的主轴装置4是分体式主轴的一种。所述的主轴装置4包括箱体4-1，主轴电机4-2，主轴电机支架4-3，皮带轮4-4，皮带4-5，皮带轮4-6以及主轴5。箱体4-1上设有主轴电机支架4-3，主轴电机支架4-3上安装有主轴电机4-2。主轴5横贯箱体4-1，主轴电机4-2的输出轴的旋转中心线与主轴5的旋转中心线平行设置。设置在主轴5上的皮带轮4-6与设置在主轴电机4-2输出轴上的皮带轮4-4通过皮带4-5联接，主轴5绕自身旋转中心线的回转运动通过主轴电机4-2的带动来实现。

具体实施方式3：

实施方式3与实施方式1或2的不同之处在于，本实施方式描述另一种改进的工作滑台及旋转工作台的结构。如图8，第一工作滑台2包括滑块2-1，滚动导轨2-2，电机2-3，手轮2-4。手轮2-4设置在电机2-3轴上，手轮2-4转动从而带动滑块2-1的直线往复运动。如图9，第二工作滑台3包括滑台基座3-1，滑块3-2，滚动导轨3-3，一体式电机-丝杆螺母副3-4以及手轮3-5。手轮3-5设置在电机3-4-1轴上，手轮3-5转动从而带动滑块3-2的直线往复运动。如图10，第三工作滑台6包括滑台基座6-1，滑块6-2，滚动导轨6-3，一体式电机-丝杆螺母副6-4以及手轮6-5。手轮6-5设置在电机6-4-1轴上，手轮6-5转动从而带动滑块6-2的直线往复运动。如图11，旋转工作台10由电机10-1驱动，手轮10-2设置在电机10-1轴上，手轮10-2转动从而带动旋转工作台10的转动。

所述的具体实施方式1以及3中，为了减轻滑台整体重量，一种较优的设计是将第二工作滑台3和第三工作滑台6采用交叉滚子导轨。

本发明的机床配备有多个功能部件，且主轴具有铣刀夹头和卡盘共用的安装结构，因而该机床能够实现铣、车、钻等功能，一机多用。由于主轴装置采用卧式布置，当机床处于车床工作状态时，为主轴进给的车削模式，车削圆柱时理论上不存在锥度误差；当机床处于铣床工作状态时，仅由夹持工件的第三工作滑台作上下运动，所需驱动功率较小。由于该机床具有以上部件组合的结构特征，用特定的工作模块即可组合成特定的工作模式，减少了冗余部件，调整、变换、使用方便，功能扩展潜力大，适用性广，易于轻量化，甚至可做成可携带的机床，便于教学示范，也可应用于工业用途。

Claims (10)

1.一种车铣同体的机床，包括机座，工作滑台以及主轴装置，其特征在于：所述的工作滑台包括第一工作滑台以及第二工作滑台，所述的第一工作滑台采用滚动导轨支撑并采用电机-丝杆螺母副驱动，所述的第二工作滑台采用滚动导轨支撑并采用一体式电机-丝杆螺母副驱动，主轴装置设置在第一工作滑台上，呈卧式布置，两个工作滑台的运动方向呈正交布置。

2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于：所述的主轴装置包括一主轴，其主轴旋转中心线与所在工作滑台的运动方向平行。

3.根据权利要求2所述的机床，其特征在于：所述的主轴具有铣刀夹头与卡盘共用的安装结构。

4.根据权利要求1所述的机床，其特征在于：所述主轴装置是电主轴或者是主轴与电机各自独立的分体式主轴。

5.根据权利要求1所述的机床，其特征在于：所述的第二工作滑台包括滑台基座、滑块、滚动导轨、一体式电机-丝杆螺母副，一体式电机-丝杆螺母副由电机和丝杆螺母副组成，丝杆加工在电机轴的外伸部位，所述的滑台基座设置在机座上，所述的滑块通过滚动导轨支撑在滑台基座上，与滑块运动方向垂直的侧面安装有一体式电机-丝杆螺母副。

6.根据权利要求1所述的机床，其特征在于：其进一步包括第三工作滑台，所述的第三工作滑台设置在第二工作滑台上，所述的第三工作滑台采用滚动导轨支撑并采用一体式电机-丝杆螺母副驱动，所述的第三工作滑台的运动方向与水平面基本垂直，用于夹持工件，主轴装置上配置铣刀夹头，用于夹持铣刀，构成铣床工作模式。

7.根据权利要求6所述的机床，其特征在于：所述的第三工作滑台包括滑台基座、滑块、滚动导轨、一体式电机-丝杆螺母副，一体式电机-丝杆螺母副由电机和丝杆螺母副组成，丝杆加工在电机轴的外伸部位，所述的滑块通过滚动导轨支撑在滑台基座上，与滑块运动方向垂直的侧面安装有一体式电机-丝杆螺母副。

8.根据权利要求1所述的机床，其特征在于：进一步包括车刀架，所述的车刀架设置在第二工作滑台上，主轴装置上配置卡盘，用于夹持工件，构成车床工作模式。

9.根据权利要求1所述的机床，其特征在于：其进一步包括旋转工作台，所述的旋转工作台由电机驱动，旋转工作台设置在第二工作滑台上，所述的旋转工作台用于夹持工件，主轴装置上配置铣刀夹头，用于夹持铣刀，构成工件旋转的铣削模式。

10.根据权利要求1、6或9所述的机床，其特征在于：第一工作滑台、第二工作滑台、第三工作滑台以及旋转工作台，其特征在于：每个工作滑台及旋转工作台均包括手轮，所述的手轮分别设置在每个工作滑台及旋转工作台的电机轴上。

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