发明内容
本发明要解决的问题是在于提供一种稳定性好,精度高的卧式加工中心。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:卧式加工中心包括底座、主轴头组件和立柱组件,所述立柱组件设在所述底座上方的一侧,所述立柱组件与所述底座为滑动连接,所述底座上方远离安装所述立柱组件的一端为工作台,所述工作台的设置方向与所述立柱组件的滑动方向相同,所述主轴头组件设置所述立柱组件的一侧,所述主轴头组件面向所述工作台设置且垂直于所述工作台的X向端面,所述主轴头组件相对所述立柱组件为滑动连接,所述主轴头组件包括主轴箱和主轴,所述主轴箱和所述主轴沿Z轴方向为滑动连接。所述底座上设有排屑槽,所述排屑槽一端设有排屑口,所述排屑槽靠近排屑口的一端距离地面的距离小于另一端距离地面的距离,所述排屑槽内设有排屑杆,所述排屑杆的一端设有排屑电机。所述工作台上方设有转台,所述转台相对所述工作台的X向端面中心线对称。
所述底座上方设有第一轨道安装面和第二轨道安装面,所述第一轨道安装面的高度高于所述第二轨道安装面的高度。
所述主轴头组件还包括第一侧轨、第二侧轨、上轨、丝杠和丝母,所述主轴箱为倒置的“L”形,所述上轨设在所述主轴的上方,所述第一侧轨和所述第二侧轨平行设置在所述主轴靠近所述主轴箱的一侧,所述第一侧轨上设有第一滑块,所述第一滑块固定在所述主轴箱上,所述第二侧轨上设有第二滑块,所述第二滑块固定在所述主轴箱上,所述上轨上设有上滑块,所述上滑块固定在所述主轴箱下端面上,所述丝杠设在所述主轴箱上且二者为旋转连接,所述丝杠与所述主轴平行设置,所述主轴靠近所述主轴箱的一侧设有所述丝母,所述丝母与所述丝杠同轴设置。
所述主轴外侧设有机头罩、机头前盖板和机头侧盖板,所述机头罩为“】”形,所述机头罩设在所述主轴远离主轴箱的侧面和上下两面上,所述机头前盖板设在所述主轴的前端,所述机头侧盖板设在所述主轴靠近所述主轴箱的一侧,所述主轴箱外侧设有前护板、下护板、后防护罩,所述前护板设在所述主轴箱靠近所述主轴前端的一侧,所述下护板设在所述主轴箱下,所述后防护罩设在所述主轴箱远离主轴前端的一侧,所述后防护罩上设有开口槽,所述开口槽的外型与所述机头罩的形状相同,且所述开口槽的尺寸大于所述机头罩的尺寸,所述机头罩到所述后防护罩的距离大于所述主轴前后移动的距离。
所述立柱组件包括立柱、X轴电机、Y轴电机、X向第一轨道、X向第二轨道、Y向第一轨道、Y向第二轨道和丝杠组件,所述X轴电机设于所述底座和所述立柱之间,所述X轴电机通过丝杠组件驱动所述立柱沿X向第一轨道、X向第二轨道滑动,所述Y轴电机设置在所述立柱靠近所述主轴箱的一侧,所述Y向电机通过所述丝杠组件驱动所述主轴箱沿Y向第一轨道、Y向第二轨道滑动。
所述立柱两侧靠近所述X向第一轨道的一端设有脚踏板,所述脚踏板远离所述立柱的一侧设有轨道防护罩,靠近所述主轴一侧的轨道防护罩上还设有护栏,所述立柱外侧还设有密封板。
所述底座***还设有机床防护罩组件,所述机床防护罩组件可独立安装,所述机床防护罩组件包括上防护罩组件、下防护罩组件和支撑架,所述下防护罩组件下方的四周连接所述支撑架,所述支撑架设置于地面上,所述上防护罩组件设置在所述下防护罩组件的上方,所述上防护罩组件和所述下防护罩组件的***尺寸相同,所述支撑架与地面之间设有地脚螺钉,所述下防护罩组件后面设有缺口,所述缺口处设有阶梯。
所述上防护罩组件为左右对称结构,所述上防护罩组件上端向内侧折弯,所述上防护罩组件一侧包括前门、前门下板、前侧上围板、上拐角板、侧面上围板、后侧上围板,所述前侧上围板、所述上拐角板、所述侧面上围板和所述后侧上围板由前向后依次设置且前后对称,所述前侧上围板和所述后侧上围板平行设置,所述前门下板设于对称设置的所述前侧上围板之间,所述前门下板的下端面与所述前侧上围板的下端面平齐,所述前门与所述前门下板平行设置,所述前门下板内侧上端设有滑轨,所述前门下端设有滑槽,所述滑槽与所述滑轨相对设置,所述前门外侧面与所述前侧上围板的内侧面平齐,所述下防护罩组件为左右对称结构,所述下防护罩组件上端向内侧折弯,所述支撑架的一端固定在内侧折弯的下端面,所述下防护罩组件的一侧包括前侧下围板、下拐角板、侧面下围板,后侧下围板,所述前侧下围板、所述下拐角板、所述侧面下围板和所述后侧下围板从前向后依次设置,所述下防护罩组件内侧固定连接有后接水板、前接水板、封板,所述后接水板一端固定在所述后侧下围板上,另一端连接所述封板的一端,所述封板的另一端连接所述前接水板的一端,所述前接水板的另一端连接固定在所述前侧下围板上,所述封板远离所述下防护罩组件内侧的一端与机床的工作台靠近下防护罩组件内侧的一端重合且二者的上端面位于同一水平面。
本发明具有的优点和积极效果是:与现有技术相比,1、本发明工作台和底座采用一体铸件,刚性好,稳定性佳,且主轴可沿主轴箱Z向移动,主轴箱沿立柱Y向移动,而立柱可沿底座X向移动,从而实现主轴X、Y、Z三个方向的移动,可实现工件一次装夹完成全部加工过程;2、排屑机构可及时将加工过程中产生的铁屑,切削液等加工副产物排出,而且排屑槽设定一定的倾斜角度,有有利于铁屑的排出;3、工作台上转台的设置,方便工件的装夹,也有利于实现工作的旋转,更全方位对工件进行加工,而且工作的规格可根据实际加工工件的尺寸而选择,操作简单方便;4阶梯式轨道,而且第一轨道安装面高于第二轨道安装面,有利于重心前移,提升立柱移动时候的稳定性;5、主轴箱和主轴之间设有侧轨和上轨,两者之间可相对滑动,在原Y向移动的基础上增加实现了主轴Z向的移动,满足了大型重工件的加工精度需求,而且同时使用侧轨和上轨,主轴的刚性好,移动的重复定位精度高,提升加工精度;6、主轴头增加的防护罩将主轴的前方和侧面均进行了覆盖,可有效防止铁屑和切削液进入到主轴内侧,主轴箱的前后端和下端也均设有防护罩,同样防止铁屑和切削液的进入,当切削液有腐蚀性时保护效果尤为明显,后防护罩开口槽的尺寸大于机头罩的外形尺寸,保证主轴在Z向移动的时候,机头罩与后防护罩侧面不干涉,距离差保证了主轴在Z向移动的极限位置,机头罩与后防护罩底端不干涉,两者配合形成可相对移动的配合面;7、立柱可底座时间可实现X方向移动,与主轴箱之间可实现Y方向的移动,且移动采用轨道,重复定位精度高,而且轨道可根据切削的情况选择使用线轨或者硬轨道;8、立柱两侧设置脚踏板,方便机床在进行故障排除或者维修过程中人员的操作,另外还有轨道防护罩,防止加工过程的切削液或者铁屑等落入到轨道上,从而保证轨道的清洁,提升配合精度,立柱四周也设有密封板,避免铁屑等加工副产物进入,对立柱进行腐蚀,从而保护立柱的结构;9、机床防护罩组件为上下结构,且下防护罩可通过支撑架直接固定在地面上,实现了防护罩不依附机床直接安装的方式,可以在机床组装的同时进行防护罩的组装,组装方便,在组装过程中如有配合问题也可方便拆卸,此结构有利于缩短组装工期,提升工作效率;10、上、下防护罩组件均为对称结构,外形美观,而且采用钣金向内折弯结构,增加了上、下防护罩组件的强度,前门设置在围板内侧,可滑动实现开关门,占用空间小,接水板的设置有利加工过程中产生的切削液或者冷却液的汇集和排出,避免环境污染,也方便后续的二次利用。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
如图1所示,本发明为卧式加工中心,包括包括底座1、主轴头组件2、机床防护罩组件3、立柱组件4和转台5。
如图1、图4所示,立柱组件4设在所述底座1上方的一侧,立柱组件4与底座1为滑动连接,底座1上方远离安装立柱组件4的一端为工作台11,工作台11的设置方向与立柱组件4的滑动方向相同,主轴头组件2设置立柱组件4的一侧,主轴头组件2面向工作台11设置且垂直于工作台11的X向端面,主轴头组件2相对立柱组件4为滑动连接,主轴头组件2包括主轴箱21和主轴22,主轴箱21和主轴22沿Z轴方向为滑动连接,进一步,如图2所示,底座1上设有排屑槽12,排屑槽12一端设有排屑口13,排屑槽12靠近排屑口13的一端距离地面的距离小于另一端距离地面的距离,排屑槽内12设有排屑杆62,排屑杆62的一端设有排屑电机61,底座1上还设有肋板16,肋板16均布在底座1的纵向侧面靠近地面的一端,有助于增强底座1的强度,在进一步,底座1上还设有减重圆孔17,减重圆孔17均布在底座1上,减少底座1的铸件用料,降低铸件成本,均布外形美观,结构稳定。
进一步,工作台11上方设有转台5,转台5相对工作台11的X向端面中心线对称,在进一步,如图,3所示,底座1上方设有第一轨道安装面14和第二轨道安装面15,第一轨道安装面14的高度高于第二轨道安装面15的高度。
进一步,如图4、图5所示,主轴头组件2还包括第一侧轨25、第二侧轨26、上轨27、丝杠23和丝母29,主轴箱21为倒置的“L”形,上轨27设在主轴的上方,第一侧轨25和第二侧轨26平行设置在主轴22靠近主轴箱21的一侧,第一侧轨25上设有第一滑块251,第一滑块251固定在主轴箱21上,第二侧轨26上设有第二滑块261,第二滑块261固定在主轴箱21上,上轨27上设有上滑块271,上滑块271固定在主轴箱21下端面上,丝杠23设在主轴箱21上且二者为旋转连接,丝杠23与主轴22平行设置,主轴22靠近主轴箱21的一侧设有丝母29,丝母29上设有螺孔291,螺孔291与与丝杠23同轴心同轴设置,再进一步,上轨27居中设置在主轴22的上端面,第一侧轨25和第二侧轨26对称设置在主轴22侧面的两端,丝杠23远离主轴前端的一侧连接有电机28,电机28优选伺服电机,方便主轴22的定位,也能保证主轴22的重复定位精度,丝杠23靠近主轴前端的一端固定有螺母231,提升丝杠23组装后的稳定性。
再进一步,如图6所示,主轴箱21上设有第一减重孔211、第二减重孔212和加强筋213,第一减重孔211和第二减重孔212相对主轴箱21的中心线对称,加强筋213相对主轴箱21的中心线对称,再进一步,如图7所示,主轴箱21远离主轴22的一面还设有第一加工面215、第二加工面216和第三加工面217,第一加工面215和第二加工面216对称设置在所在面的两端,第三加工面217居中设置。
再进一步,如图8所示,主轴外侧设有机头罩221、机头前盖222板和机头侧盖板223,机头罩221为“】”形,机头罩221设在主轴22远离主轴箱21的侧面和上下两面上,机头前盖222板设在主轴22的前端,机头侧盖板223设在主轴22靠近主轴箱21的一侧。
进一步,如图8所示,主轴箱21外侧设有前护板241、下护板242、后防护罩243,前护板241设在主轴箱21靠近主轴22前端的一侧,下护板242设在主轴箱21下,后防护罩243设在主轴箱21远离主轴22前端的一侧,且后防护罩243设在电机28的外部,对电机28起到很好的防护作用,再进一步,如图9所示,后防护罩243上设有开口槽2432,开口槽2432的外型与机头罩221的形状相同,且开口槽2432的尺寸大于机头罩221的尺寸,机头罩221到后防护罩243的距离大于主轴22前后移动的距离,再进一步,后防护罩243上还设有线槽2431。。
进一步,如图1和图2所示,立柱组件4包括立柱41、X轴电机42、Y轴电机43、X向第一轨道44、X向第二轨道45、Y向第一轨道46、Y向第二轨道和丝杠组件48,X轴电机42设于底座1和立柱41之间,X轴电机42通过丝杠组件48驱动立柱41沿X向第一轨道44、X向第二轨道滑动45,Y轴电机43设置在立柱41靠近主轴箱21的一侧,Y向电机43通过丝杠组件48驱动主轴箱21沿Y向第一轨道46、Y向第二轨道滑动,再进一步,立柱41两侧靠近X向第一轨道44的一端设有脚踏板411,脚踏板411远离立柱41的一侧设有轨道防护罩412,靠近主轴22一侧的轨道防护罩412上还设有护栏4121,立柱41外侧还设有密封板413。
进一步,底座***还设有机床防护罩组件3,机床防护罩组件3可独立安装,如图10所示,机床防护罩组件3包括上防护罩组件32、下防护罩组件31和支撑架33,下防护罩组件31下方的四周连接支撑架33,支撑架33设置于地面上,上防护罩组件32设置在下防护罩组件31的上方,上防护罩组件32和下防护罩组件31的***尺寸相同,支撑架33与地面之间设有地脚螺钉34,下防护罩组件31后面设有缺口311,缺口处设有阶梯35。
再进一步,如图12所示,上防护罩组件32为左右对称结构,上防护罩组件32上端向内侧折弯,上防护罩组件32的一侧包括前门321、前门下板326、前侧上围板322、上拐角板323、侧面上围板324、后侧上围板325,前侧上围板322、上拐角板323、侧面上围板324和后侧上围板325由前向后依次设置且前后对称,前侧上围板322和后侧上围板325平行设置,前门下板326设于对称设置的前侧上围板322之间,前门下板326的下端面与前侧上围板322的下端面平齐,前门321与前门下板326平行设置,如图14,图15所示,前门下板326内侧上端设有滑轨3261,前门321下端设有滑槽3212,滑槽3212与滑轨3261相对设置,前门321外侧面与前侧上围板322的内侧面平齐,侧面上围板324为门,再进一步,前门321上和前侧上围板322均设有观察窗口3211,再进一步,前侧上围板322和后侧上围板325上均设有横向加强筋3251和纵向加强筋3252。
再进一步,如图11所示,下防护罩组件31为左右对称结构,下防护罩组件31上端向内侧折弯,支撑架33的一端固定在内侧折弯的下端面,下防护罩组件31的一侧包括前侧下围板317、下拐角板318、侧面下围板319,后侧下围板310,前侧下围板317、下拐角板318、侧面下围板319和后侧下围板310从前向后依次设置。
更进一步,如图13所示,下防护罩组件31内侧固定连接有后接水板312、前接水板313、封板315,后接水板312一端固定在后侧下围板310上,另一端连接封板315的一端,封板315的另一端连接前接水板313的一端,前接水板313的另一端连接固定在前侧下围板317上,封板315下远离防护罩组件31内侧的一端与机床的工作台靠近下防护罩组件31内侧的一端重合且二者的上端面位于同一水平面,再进一步,前接水板313靠近后接水板312的一侧向下倾斜设置。
在组装的过程中,将底座1设置在地面上,然后将立柱组件4安装在底座1上,进而将主轴头组件2安装在立柱组件4上,排屑杆62安装在底座1的开口槽12内,排屑杆62靠近排屑口13的一端安装排屑电机61,最后在工作台11上对称固定转台5,然后立柱组4安装密封板413,两侧依次安装脚踏板411和轨道防护罩412,在靠近主轴22一侧的轨道防护罩412上安装防护栏4121,方便操作人员站在脚踏板上进行机床的维护,故障排除和操作,护栏提升安全性,保证操作者的便利,然后进行主轴头组件的安装,实际加工过程中,主轴22前后移动,电机28启动,带动丝杠23旋转,丝杠23旋动驱动固定在主轴22上丝母29前后移动,从而带动主轴22前后移动,主轴22可沿第一侧轨25,、第二侧轨26和上轨27前后移动,完成不同零件的加工,机头罩221、机头前盖222板和机头侧盖板223随主轴22一起移动,且机头罩221向后移动的时候进入到后防护罩243内部,固定在主轴箱上的前护板241、下护板242、后防护罩243随主轴箱一起移动,整个防护钣金形成一个完整的保护罩,整个结构采用轨道导行,稳定性好,重复定位精度高,实现了主轴Z向的移动,以上组装调试的同时可进行机床防护罩组件3的组装,首先将支撑架33上端与下防护罩组件31连接,下端与地脚螺钉34连接,然后将地脚螺钉34设置在地面上,后侧下围板310,前侧下围板317、下拐角板318、侧面下围板319和后侧下围板310从前向后依次设置形成下防护罩组件31的***,然后内侧固定后接水板312、前接水板313、封板315,后接水板312,与机床台的工作台配合,加工过程中产生的切削液等液体汇集后排出,然后安装在上方对应安装上防护罩组件32,在实际的组装过程中,如有零件配合有问题可及时进行返修后重新组装,在后侧开口位置设置阶梯35,在加工过程遇到报警需要维修时或者定位进行机床维护时,操作人员可通过移动式前门321或者门式结构的侧面上围板322或者后面的缺口311进入到机床内部进行检验或维护,整个结构,不依附于机床可独立安装,大大增加了操作者的组装空间,如组装过程中配合有问题,也方便拆卸进行后续处理,还可以与机床主体的组装同步,缩短总组装工时,提升工作效率。
在卧式加工中心整机的实际加工过程中,将工件装卡在工作台5上,主轴22按照设定的加工程序进行Z轴方向的移动,对工件Z向的特征进行加工,此部分加工完成后,主轴22随主轴箱21在立柱41上沿Y轴移动,进行工件Y向特征的加工,同时工件还可以随工作5进行旋转,完成此部位不同方向的加工,然后立柱41在X轴电机42的驱动下,通过丝杠组件48实现X轴方向的移动,从而带动主轴箱21和主轴22一起移动,完成工件X轴方向不同部位的加工,在加上转台5的旋转,实现了整个卧式机床四轴方向的转向,完成大型工件,一次装夹全部加工完成,且工作无需移动,加工精度高,合格率高,且整个结构布局对称,受力均匀,稳定性好。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。