CN1034498A - 多轴自动车床 - Google Patents

Abstract

一种多轴自动车床。具有八个刀具主轴(10)的 自动车床的基本结构在于：除第一个刀具台外，每个 基本刀具台再作一次附加刀具台(2-8)，附加于基本 刀具台数(1-8)中，它们以相同的加工次序装在基本 刀具台(1-8)前面，所以加工台总数N＝2n-1，同时， 装料和卸料装置设在刀具台(1)上。每个工件在刀具 台上每次加工以后，按节拍直线地朝下一个台移动， 在七个输送步骤以及最后的返回行程或两个输送步 骤之间的返回行程以后又回到它的起始加工台。

Description

本发明涉及在顺序的加工台中制造工件的，具有多根工件主轴和多个刀具台的多轴自动车床。

美国专利US1527791公开了一种两轴卡盘自动车床，它具有一个借助于气动或电气动可在主轴轴线方向前后移动的刀架和一块装在刀架上的刀具溜板，该溜板通过一个气动传动装置可相对于主轴轴线横向作往复运动，而每个主轴配备了两个刀具夹，其上装有不同的刀具以便加工工件。两个工件在夹紧心轴上可连续地推进，夹紧心轴夹紧在两个主轴的卡盘中，通过主轴迴转传动。在第一个加工过程结束以后，两个装在主轴夹紧心轴上面的工件由第一个刀具夹的刀具以及依靠刀具溜板横向进给的第二个刀具夹的刀具同时加工。在第二个加工过程以后，带有刀具溜板的刀架沿主轴轴线方向离开主轴，制成的工件从上述两个加工台上卸下来，再装上两个新工件。刀具溜板通过刀架返回运动而改变运动方向，并回到它的起始位置，然后上述刀具溜板的两个第一刀具夹上的刀具通过刀架向前行驶又到达工作位置，从而开始了新的工作循环。

西德专利说明书DE-AS1156292所叙述的双轴自动车床的结构原理是：刀具沿主轴轴线方向以节拍方式移动，而驱动工件的主轴横向于刀具轴线方向按节拍地运动。在这种双轴自动车床中，由于滚动轴承环的两侧边缘倒圆角，具有两个工件主轴的主轴箱可以围绕主轴间距与主轴轴线横向地往复移动。在最外面的工位，总有一根主轴处在对于横向固定的，装有加工刀具的公共刀具座合适的位置，而另一根主轴与两个固定装配的装料装置中的一个相对，上述两个装料装置通过转移槽与转向装置相连。

上述两种公知的、价格昂贵的自动车床只有两个工件主轴，所以它的效率很低，而且生产能力也受限制。西德专利DE-AS1156292所披露的自动车床每一个工作过程只制造一个工件，美国专利US-PS1527791所公开的自动车床每一个工作过程同时制造两个工件，所以前者的效率比后者还低。

西德专利DE-OS3428861描述了一种按圆形节拍原理工作的多轴自动车床，它具有装夹工件主轴的主轴筒，主轴筒可转动地安装在一个固定不动的床座中，主轴筒的转位数与工件主轴数相同，装在主轴筒中可以迴转的工件主轴各自由转数可调的电动机分开驱动。

这种公知的自动车床的主要缺点在于：主轴的驱动、主轴筒驱动以及主轴筒的迴转支承所需费用昂贵。此外，根据圆形节拍原理工作的自动车床其工件轴的数量受限制，因为随着装在主轴筒中的主轴数的增加，主轴筒直径也必须相应地增大，然而主轴筒直径增大会使自动车床的加工精度受到影响。最后，由于刀具只能径向从外对工件加工，而工件由位于主轴筒端面的工件轴传动，该自动车床的生产效率和生产能力都受到限制。虽然在使用过程中刀具不会断裂，但由于发热，刀具磨损很厉害，所以刀具寿命较短。

本发明的任务是提供一种多轴自动车床，它与现有的自动车床相比，生产效率较高，通过增加工件主轴数和加工台的数量，其生产能力可为万能，而且结构简单。

解决上述任务的技术方案是：在这种具有多根工件主轴和多个刀具台的多轴自动车床中，工件主轴与刀具台彼此按节拍相对移动，工件主轴的数量（n）与刀具台数量（n）相等，除第一个刀具台外，每个基本刀具台再作一次附加刀具台（2到n），附加于基本刀具台数（1到n）中，它们以同样的加工次序装在基本刀具台（1到n）前面，所以加工台总数为N＝2n-1。加工可这样实现，即每个工件在刀具台上每次加工以后都按节拍直线地朝着下一个台移动，而且在n-1个输送步骤以及最后的返回行程或两个输送步骤之间的返回行程以后又回到起始加工台，工件的装料和卸料装置至少设置在一个刀具台上。

工件的装料和卸料装置也可以装在第一刀具台上。

主轴或加工台装在由液压传动或电气传动的溜板上。

每根主轴由各自的无级调节转数的传动装置尤其是由电动机来驱动。

主轴装在公共的主轴箱内。

每个刀具台上的刀具装在工件周围的全部范围，以及工件的正面。

本发明的自动车床与现有的自动车床相比具有下列优点：

根据线性节拍原理工作的自动车床由于工件主轴安装在公共的主轴箱内，其成本比利用圆形节拍原理的现有自动车床低多了，所以，人们能设计出很多比现有的车床更合理、更好的车床。这种自动车床操作非常方便，这种新的自动车床能实现无级调节，例如用小型计算机数字控制传动，这样，可使工件主轴彼此保持独立，还可以迴转。这种自动车床的主轴箱底座和刀具座有很高的刚性和良好的支承能力最后，这种自动车床还能保证无阻碍地出屑。

下面通过附图将清楚地描述本发明的其他优点。其中：

图1表示多轴自动车床的基本原理;

图2为具有七根主轴的自动车床的第一个实施例的正视图;

图3为图2的自动车床的侧视图;

图4为在两个工作循环中按节拍方式进给及主轴溜板回行的七轴自动车床的原理图;

图5为具有斜装五主轴和九个加工台的自动机床的第二个实施例的正视图。

图1中清楚地表示了在八个顺序的加工台中制造工件的、具有八个工件主轴10的自动车床的基本结构，除第一个刀具台外，每个基本刀台2-8再作一次附加刀具台，附加于基本刀具台数（1-8）中，这些附加刀具台以同样的加工次序装在基本刀具台1-8前面，所以加工台总数为N＝2n-1，而且在刀具台1上设置了装料和卸料台。工件在自动车床上是这样加工的，即：每个工件在刀具台上每次加工后都按节拍直线地朝着下一个台移动，经七个输送步骤以及最后的返回行程或两个输送溜板之间的返回行程以后又回到起始加工台。

图2和图3中的自动车床11具有未画出工件固定部分的七个工件主轴10，以及带垂直和水平设置的刀具的七个基本刀具台1-7。此外，自动车床11中，除第一个刀具台外，每个基本刀具台还作为附加的刀具台2-7，它们以同样的加工次序装在基本刀具台1-7前面。因此，该自动车床总共有十三个加工台。

具有刀具12的垂直刀具台2-7和1-7装在位于总支架14中的固定溜板13上。具有刀具15的水平刀具台2-7和1-7位于固定溜板16上。垂直和水平加工台2-7和1-7由机架17支承。工件主轴10安装在公共主轴箱18中的溜板19上面，溜板19依靠一个在图上未画出的液压传动装置来实现节拍式的进给以及无中断的返回行程。每根主轴10由一个在图上没有画出的无级调节转数的电动机驱动。

工件的装料和卸料装置装在刀具台1上。

图3清楚地说明了垂直刀具12可以单独地、或成对地、面对面地装在工件周围，工件的正面装有水平刀具15。

图2和图3所示的自动车床11的工作方式可从图4得知。

自动车床11的工作循环包括具有七个工件主轴10的溜板19的节拍式进给，它经六个节拍步骤由原始工位19'到达终端工位19''，还包括溜板19由终端工位19''回到起始工位19'的不中断的返回行程。

例如，在溜板19的起始工位19'，由卸料装置将在基本刀具台1上已制成的工件卸下来以后，一个新工件1'由装料装置装入第一个工作主轴的夹紧装置中，例如卡盘中。这样，在溜板19的六个节拍步骤期间、在自动车床的工作循环期间，工件1'通过所有基本刀具台1-7，而到达刀具台7，再由滑板19的返回行程将其从2位19''返回输送到起始加工台1的工位19'，在该工位，由卸料装置将其卸下。

例如，溜板19在第三次进给节拍步骤以后，在刀具台1上，工件4'被装进第四个工件主轴的夹紧装置中，在工作循环的其余三个工步中，它从基本刀具台2移动到4，再借助诹锇?9由工位19''回到工位19'的返回行程而被输送到附加刀具台5。而在溜板19的三个进给节拍步骤以后，在自动车床工作循环结束时，工件4'经过台6和7到达基本刀具台1，到此工件4'加工完毕，由卸料装置卸下来。

图4清楚地反映了自动车床的另一个优点。该优点在于：在一个工作循环期间，至少在一个工作节拍期间，刀具台2-7和1-7是从台2开始的，最高限度有六个以上的工作节拍没有被占用，所以刀具可以冷却，因此刀具寿命提高了。

图5表示一个具有斜装刀具台2-5和1-5的自动车床20的另一个实施例，它有夹固刀具12，15的溜板13，16以及工件主轴10的溜板19。

此外，刀具台也可以垂直安装。

上述结构原理揭示了这种可能性，即：在相应地增加装料和卸料装置的数量的情况下，可以同时在多轴自动车床上制造两个和更多的相同或不同的工件。

最后，由于每个工件主轴的传动电动机的无级调节转数，使在加工台上的主轴可以用相同或不同的转数驱动，同时在另一个加工台的主轴却停止不转，例如，在一个加工台，对迴转的工件车削圆柱形截面，而在其后的两个加工台对静止的工件攻丝。这个实例表明，与现有的自动车床相比，该自动车床由于主轴驱动电机的无级调节转数，可大大提高其制造能力。

上述用于卡盘自动车床的基本原理也可以用于自动棒料车床。

Claims (8)

1、一种在顺序的加工台中制造工件的，具有多根工件主轴(10)和多个刀具台的多轴自动车床，主轴与刀具台彼此按节拍相对移动，其工件主轴(10)的数量(n)等于刀具台的数量(n)，其特征在于：除第一个刀具台外，每个基本刀具台再作一次附加刀具台(2到n)，附加于基本刀具台数(1到n)中，它们以同样的加工次序装在基本刀具台(1到n)前面，所以加工台总数为N=2n-1加工可这样实现，即：每个工件在刀具台上每次加工以后都按节拍、直线地朝着下一台移动，而且在n-1个输送步骤以及最后的返回行程或两个输送步骤之间的返回行程以后又回到起始加工台，工件的装料和卸料装置至少设置在一个刀具台上。

2、根据权利要求1所述的自动车床，其特征在于工件的装料和卸料装置装在刀具台（1）上。

3、根据权利要求1和2所述的自动车床，其特征在于主轴（10）或加工台（N）装在由液压传动或电气传动的溜板（19、13、16）上。

4、根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的自动车床，其特征在于每根主轴（10）由无级调节转数的传动装置，尤其是电动机来驱动。

5、根据权利要求1-4中任一项权利要求所述的自动车床，其特征在于主轴（10）装在公共的主轴箱（18）内。

6、根据权利要求1-5中任一项权利要求所述的自动车床，其特征在于每个刀具台（1到n;2到n）的刀具（12，15）装在工件周围的全部范围以及工件的正面。

7、根据权利要求1-6中任一项权利要求所述的自动车床，其特征在于该车床为卡盘自动车床（11）。

8、根据权利要求1-6中任一项权利要求所述的自动车床，其特征在于该车床为自动棒料车床。

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