CN108422237A - 一种具有高效高精度的采用双夹持固定长轴管类工件的双刀头铣床装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有高效高精度的采用双夹持固定长轴管类工件的双刀头铣床装置，包括床身框架，所述床身框架的上横杆上连接定位管，其下横杆套接液压缸，液压缸通过连接进液管，进液管连接液压站，液压站连接回液管，回液管连接液压缸，液压缸连接压板轴，其上端连接压板；床身框架顶面固接直线导轨，直线导轨上对称卡配两组滑块，两组滑块均布固接于上体座底部边角，上体座底侧连接传动座，动力组件安装于床身一侧，上座体连接高度升降机构，高度升降机构的主轴座连接双刀头切削机构；本装置采用液压多段夹紧，X伺服电机通过滚柱丝杆传动，重复定位精度高达0.005mm，定位精度高达0.01mm/1000mm，效率较普通铣床提高10倍以上。

Description

一种具有高效高精度的采用双夹持固定长轴管类工件的双刀 头铣床装置

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种具有高效高精度的采用双夹持固定长轴管类工件的双刀头铣床装置。

背景技术

数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的一种自动加工设备，两者的加工工艺基本相同，结构也有些相似。数控铣床有分为不带刀库和带刀库两大类。其中带刀库的数控铣床又称为加工中心。

为了解决在加工轴类、管类零件表面键槽、通孔、T型槽、燕尾槽、标尺槽、防滑纹、台阶等形状时产生的精度低、表面质量差、零件变形严重、效率低下的现象而研发生产的一款数控自动铣床。

设备采用自动化数字程序控制，一次装夹即可完成圆周各角度形状的加工，避免了二次装夹产生的累积误差。机床特有的V型夹具及液压夹紧装置能严格保证加工过程种工件定位可靠性，龙门式机头设计可显著提高加工件长度上限。双机头可同时加工，效率较普通铣床提高10倍以上。

发明内容

本发明的目的是针对现有问题，提供了一种具有高效高精度的采用双夹持固定长轴管类工件的双刀头铣床装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种具有高效高精度的采用双夹持固定长轴管类工件的双刀头铣床装置，包括床身框架，所述床身框架的上横杆上平行连接若干定位管，其下横杆中间的孔套接液压缸，液压缸通过进液支管连接进液管出口端，进液管入口端通过进液支管连接液压站的出液口，液压站的回液口通过回液支管连接回液管出口端，回液管的入口端通过回液支管连接液压缸，液压缸的活塞杆连接压板轴下端，其上端连接压板；所述床身框架的两侧顶面固接长直线导轨，长直线导轨上对称卡配两组大滑块，两组大滑块均布固接于上体座底部边角，上体座底部一侧连接动力组件的传动座，动力组件安装于床身框架一侧，所述的动力组件由传动座、螺母、长丝杆、固定座、压紧盖、X从同步轮、X主同步轮、X同步带、电机支架、X伺服电机组成，所述传动座的下孔内套接螺母，螺母内螺纹配合连接长丝杆，长丝杆两端通过固定座安装于床身框架一内侧，所述长丝杆一端部套接X从同步轮，X从同步轮通过X同步带连接X主同步轮，X主同步轮套接于X伺服电机的输出轴上，X伺服电机安装于电机支架上，电机支架固接于床身框架一外侧壁，所述床身框架的一端连接夹持机构。

作为对上述方案的进一步改进，还包括高度升降机构，所述上体座顶部通过螺栓穿接第一等高柱并连接固定板，固定板上安装升降Z伺服电机，Z升降伺服电机的输出轴贯穿固定板后通过梅花联轴器连接短丝杆上端部，短丝杆螺纹配合螺母，螺母套接于螺母座内，螺母座固接于主轴座一立面，主轴座两侧固接的滑块组卡配短直线导轨，短直线导轨对称固接于短丝杆两侧的上体座上。

作为对上述方案的进一步改进，还包括双刀头切削机构，所述主轴座的座台上连接固定座，固定座上连接盖板，盖板前侧安装主伺服电机，其后侧通过小等高柱对称安装打刀缸，打刀缸的工作杆贯穿盖板连接主轴，主轴通过轴座安装于主轴座下端，所述主轴上端套接从同步轮，所述主伺服电机的输出轴贯穿盖板，其端部套接主同步轮，主同轮与对称安装的从同步轮套设同步带，所述主轴下端连接刀头。

作为对上述方案的进一步改进，所述的床身框架包括上横杆和下横杆，所述上横杆固接于床身框架的立板间上部，所述下横杆固接于床身框架的上横杆下侧，且位于上横杆中间偏下处。

作为对上述方案的进一步改进，所述的液压缸通过法兰盘连接于下横杆的下侧，且法兰盘位于下横杆上方，所述法兰盘上部套设防尘圈。

作为对上述方案的进一步改进，所述的固定座内套接轴承，轴承套接于长丝杆端，且长丝杆上还套接压紧盖，压紧盖固接于固定座的外侧端。

作为对上述方案的进一步改进，还包括夹持机构，其组成由固接于床身框架一端的床身板，床身板一平面连接立直线导轨，立直线导轨卡配立滑块，立滑块固接于端支架，端支架下侧对称固接弹簧一端，弹簧另一端通过盘套连接大气缸的伸缩杆，大气缸的主体固接垫块，所述端支架的上平面中部固接调整板，调整板上平面两侧分别连接第一减速机和第二减速机，所述第一减速机和第二减速机间通过联轴器连接，所述第一减速机的输入端连接法兰一端，法兰另一端连接A伺服电机，所述法兰内设置转接轴，转接轴一端连接A伺服电机的输出轴，转接轴另一端连接第一减速机的输入端轴，所述端支架一端前侧还通过连接片连接调压阀，第一减速机和第二减速机的输出端均通过卡盘法兰连接三爪自定心卡盘。

作为对上述方案的进一步改进，所述的短丝杆上端和下部均通过丝杆座安装于上体座一立面，所述丝杆座内套接轴承，轴承分别套接于短丝杆上端和下端，短丝杆上端和下端均依次套设锁紧螺母和压板，且螺纹连接于丝杆座外侧端孔内并压触轴承，压板通过螺栓固接于丝杆座外侧端。

作为对上述方案的进一步改进，所述的从同步轮和主同步轮均设于固定座内，并套设呈三角状的同步带。

作为对上述方案的进一步改进，所述的固定座为盒体结构，其槽内前侧设置主同步轮，其后侧设置对称从同步轮，主同步轮和对称从同步轮上套设齿型相配的同步带。

作为对上述方案的进一步改进，由液压站的出液口排出高压油液，通过进液支管及进液管压入到液压缸内，液压缸工作，其活塞杆伸出带动压板轴升高，压板轴上端连接的压板也随之升高，加工件放入固定管上的V型槽内，在液压缸内的油液通过回流管及回液支管流入到液压站，液压缸的活塞杆回缩，而位于固定管的V型槽内的加工件通过压板两端的弧形面压夹加工件，达到夹紧加工件的目的。

作为对上述方案的进一步改进，Z伺服电机运行后通过梅花联轴器带动滚柱丝杆传动，再通过螺母座带动主轴座在直线导轨上进行Z轴方向上的运动，同时丝杆两端采用进口角接触轴承配对安装，锁紧螺母拉紧，重复定位精度高达0.005mm，定位精度高达0.01mm，另外主伺服电机也同时工作通过同步带将动力传递给对称的二根主轴，从而实现主轴下方的刀头转动，达到切削加工的目的。

作为对上述方案的进一步改进，通过床身板固定于机床床身，加工件被三爪自定心卡盘夹紧后程序控制伺服电机旋转，通过与联轴器相连的减速器同步旋转，从而实现加工件圆周各个角度的切削加工；底部装有两组汽缸-弹簧缓冲装置，通过调压阀可使卡盘及减速机结构悬停所需高度，方便不同外径、不同中心高轴类加工件的夹紧与旋转。

本发明相比现有技术具有以下优点：具有结构简单，设计合理，本装置采用液压多段夹紧，定位管通过键槽与螺栓连接至上横杆，保证V型槽的平行度，加工件由V型槽口和压板固定压紧，且压板端的弧形面增大与加工件的压紧面，保证压紧效果、防止压伤，工件旋转液压油缸在程序控制下自动升起，定位管、压板、压板轴可更换方便加工不同规格的工件；X伺服电机通过滚柱丝杆传动，带动直线导轨上的上体座及其他部件进行X轴方向上的运动，丝杆两端采用进口角接触轴承配对安装，运行平稳无阻滞，通过压紧盖锁紧螺母拉紧，重复定位精度高达0.005mm，定位精度高达0.01mm/1000mm；Z升降伺服电机通过滚柱丝杆传动，带动直线导轨上的部件进行Z轴方向上的运动，实现刀头升降，丝杆两端采用进口角接触轴承配对安装，锁紧螺母拉紧，重复定位精度高达0.005mm，定位精度高达0.01mm；刀头伺服电机可前后位移，便于张紧同步带，避免打滑现象发生，该装置运行平稳可靠，并通过打刀缸更换刀具方便快捷，且夹持牢固，可同时加工，效率较普通铣床提高10倍以上。

附图说明

图1为本发明中液压夹持的结构示意图。

图2为图1中侧视结构示意图。

图3为本发明中床身框架X轴方向动力机构的结构示意图

图4为图3中A-A剖切结构示意图。

图5为高度升降机构的结构示意图。

图6为图5中B-B剖切结构示意图。

图7为双刀头切削机构的结构示意图。

图8为图7双刀头切削机构的侧视结构示意图。

图9为图7中C-C剖切结构示意图。

图10为夹持机构的结构示意图。

图11为图10中F-F剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1-11中所示，

一种具有高效高精度的采用双夹持固定长轴管类工件的双刀头铣床装置，包括床身框架1，所述床身框架1的上横杆102上平行连接若干定位管2，定位管上设有V型槽口201，床身框架1的下横杆101中间的孔套接液压缸3，液压缸3通过进液支管401连接进液管4出口端，进液管4入口端通过进液支管401连接液压站6的出液口，液压站6的回液口通过回液支管501连接回液管5出口端，回液管5的入口端通过回液支管501连接液压缸6，液压缸6的活塞杆连接压板轴7下端，其上端连接压板8；所述床身框架1的两侧顶面固接长直线导轨901，长直线导轨901上对称卡配两组大滑块902，两组大滑块902均布固接于上体座11底部边角，上体座11底部一侧连接动力组件10的传动座1008，动力组件10安装于床身框架1一侧，所述的动力组件10由传动座1008、螺母1009、长丝杆1007、固定座1006、压紧盖1011、X从同步轮1005、X主同步轮1002、X同步带1004、电机支架1001、X伺服电机1003组成，所述传动座1006的下孔内套接螺母1009，螺母1009内螺纹配合连接长丝杆1007，长丝杆1007两端通过固定座1006安装于床身框架1一内侧，所述长丝杆1007一端部套接X从同步轮1005，X从同步轮1005通过X同步带1004连接X主同步轮1002，X主同步轮1002套接于X伺服电机1003的输出轴上，X伺服电机1003安装于电机支架1001上，电机支架1001固接于床身框架1一外侧壁，所述床身框架1相对电机支架1001的一端连接夹持机构40。

作为对上述方案的进一步改进，还包括高度升降机构，所述上体座11顶部通过螺栓穿接第一等高柱15并连接固定板16，固定板16上安装Z升降伺服电机17，Z升降伺服电机17的输出轴贯穿固定板16后通过梅花联轴器18连接短丝杆19上端部，短丝杆19螺纹配合螺母26，螺母26套接于螺母座27内，螺母座27固接于主轴座28一立面，主轴座28两侧固接的滑块组25卡配短直线导轨24，短直线导轨24对称固接于短丝杆19两侧的上体座11上。

作为对上述方案的进一步改进，还包括双刀头切削机构，所述主轴座28的座台上连接固定座29，固定座29上连接盖板30，盖板30前侧安装主伺服电机31，其后侧通过小等高柱32对称安装打刀缸33，打刀缸33的工作杆贯穿盖板30连接主轴38，主轴38通过轴座37安装于主轴座28下端，所述主轴38上端套接从同步轮35，所述主伺服电机31的输出轴贯穿盖板30，其端部套接主同步轮34，主同步轮34与对称安装的从同步轮35套设同步带36，所述主轴38下端连接刀头39。

作为对上述方案的进一步改进，所述的床身框架1包括上横杆102和下横杆101，所述上横杆102固接于床身框架1的立板间上部，所述下横杆101固接于床身框架1的上横杆102下侧，且位于上横杆102中间偏下处。

作为对上述方案的进一步改进，所述的液压缸3通过法兰盘302连接于下横杆101的下侧，且法兰盘302位于下横杆101上方，所述法兰盘302上部套设防尘圈301。

作为对上述方案的进一步改进，所述的固定座1006内套接轴承1010，轴承1010套接于长丝杆1007端，且长丝杆1007上还套接压紧盖1011，压紧盖1011固接于固定座1006的外侧端。

作为对上述方案的进一步改进，还包括夹持机构40，其组成由固接于床身框架1一端的床身板4001，床身板4001一平面连接立直线导轨4002，立直线导轨4002卡配立滑块4003，立滑块4003固接于端支架4004，端支架4004下侧两端对称固接弹簧4015一端，弹簧4015另一端通过盘套4016连接大气缸4017的伸缩杆，大气缸4017的主体固接垫块4018，所述端支架4004的上平面中部固接调整板4005，调整板4005上平面两侧分别连接第一减速机4006和第二减速机4007，所述第一减速机4006和第二减速机4007间通过联轴器4008连接，所述第一减速机4006的输入端连接法兰4009一端，法兰4009另一端连接A伺服电机4010，所述法兰4009内设置转接轴4011，转接轴4011一端连接A伺服电机4010的输出轴，转接轴4011另一端连接第一减速机4006的输入端轴，所述端支架4004一端前侧还通过连接片连接调压阀4012，第一减速机4006和第二减速机4007的输出端均通过卡盘法兰4013连接三爪自定心卡盘4014。

作为对上述方案的进一步改进，所述的短丝杆19上端和下部均通过丝杆座20安装于上体座11一立面，所述丝杆座20内套接轴承21，轴承21分别套接于短丝杆19上端和下端，短丝杆19上端和下端均依次套设锁紧螺母22和压板23，且螺纹连接于丝杆座20外侧端孔内并压触轴承，压板23通过螺栓固接于丝杆座20外侧端。

作为对上述方案的进一步改进，所述的从同步轮35和主同步轮34均设于固定座29内，并套设呈三角状的同步带36。

作为对上述方案的进一步改进，所述的固定座29为盒体结构，其槽内前侧设置主同步轮34，其后侧设置对称从同步轮35，主同步轮34和对称从同步轮35上套设齿型相配的同步带36。

作为对上述方案的进一步改进，所述的第一减速机4006的平速输出端连接联轴器4008一端，联轴器4008另一端连接第二减速机4007的输入端。

作为对上述方案的进一步改进，所述的A伺服电机4010型号为LB-130ST-M10015L。

作为对上述方案的进一步改进，所述的第一减速机4006和第二减速机4007的型号均为NMRV63-40。

作为对上述方案的进一步改进，所述的X伺服电机1003的型号为LB-150ST-M18020L。

作为对上述方案的进一步改进，所述的Z升降伺服电机17型号为LB-130ST-M10015L,并带有刹车功能。

作为对上述方案的进一步改进，所述的主伺服电机31为主轴伺服电机，其型号为CTB-47P5ZGB15-80H5JB。

作为对上述方案的进一步改进，由液压站的出液口排出高压油液，通过进液支管及进液管压入到液压缸内，液压缸工作，其活塞杆伸出带动压板轴升高，压板轴上端连接的压板也随之升高，加工件放入固定管上的V型槽内，在液压缸内的油液通过回流管及回液支管流入到液压站，液压缸的活塞杆回缩，而位于固定管的V型槽内的加工件通过压板两端的弧形面压夹加工件，达到夹紧加工件的目的。

作为对上述方案的进一步改进，Z伺服电机运行后通过梅花联轴器带动滚柱丝杆传动，再通过螺母座带动主轴座在直线导轨上进行Z轴方向上的运动，同时丝杆两端采用进口角接触轴承配对安装，锁紧螺母拉紧，重复定位精度高达0.005mm，定位精度高达0.01mm，另外主伺服电机也同时工作通过同步带将动力传递给对称的二根主轴，从而实现主轴下方的刀头转动，达到切削加工的目的。

作为对上述方案的进一步改进，通过床身板固定于机床床身，加工件被三爪自定心卡盘夹紧后程序控制伺服电机旋转，通过与联轴器相连的减速器同步旋转，从而实现加工件圆周各个角度的切削加工；底部装有两组汽缸-弹簧缓冲装置，通过调压阀可使卡盘及减速机结构悬停所需高度，方便不同外径、不同中心高轴类加工件的夹紧与旋转。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有高效高精度的采用双夹持固定长轴管类工件的双刀头铣床装置，包括床身框架，其特征在于，所述床身框架的上横杆上平行连接若干定位管，其下横杆中间的孔套接液压缸，液压缸通过进液支管连接进液管出口端，进液管入口端通过进液支管连接液压站的出液口，液压站的回液口通过回液支管连接回液管出口端，回液管的入口端通过回液支管连接液压缸，液压缸的活塞杆连接压板轴下端，其上端连接压板；所述床身框架的两侧顶面固接长直线导轨，长直线导轨上对称卡配两组大滑块，两组大滑块均布固接于上体座底部边角，上体座底部一侧连接动力组件的传动座，动力组件安装于床身框架一侧，所述的动力组件由传动座、螺母、长丝杆、固定座、压紧盖、X从同步轮、X主同步轮、X同步带、电机支架、X伺服电机组成，所述传动座的下孔内套接螺母，螺母内螺纹配合连接长丝杆，长丝杆两端通过固定座安装于床身框架一内侧，所述长丝杆一端部套接X从同步轮，X从同步轮通过X同步带连接X主同步轮，X主同步轮套接于X伺服电机的输出轴上，X伺服电机安装于电机支架上，电机支架固接于床身框架一外侧壁，所述床身框架的一端连接夹持机构。

2.一种如权利要求1所述的具有高效高精度的采用双夹持固定长轴管类工件的双刀头铣床装置，其特征在于，还包括高度升降机构，所述上体座顶部通过螺栓穿接第一等高柱并连接固定板，固定板上安装升降Z伺服电机，Z升降伺服电机的输出轴贯穿固定板后通过梅花联轴器连接短丝杆上端部，短丝杆螺纹配合螺母，螺母套接于螺母座内，螺母座固接于主轴座一立面，主轴座两侧固接的滑块组卡配短直线导轨，短直线导轨对称固接于短丝杆两侧的上体座上。

3.一种如权利要求2所述的具有高效高精度的采用双夹持固定长轴管类工件的双刀头铣床装置，其特征在于，还包括双刀头切削机构，所述主轴座的座台上连接固定座，固定座上连接盖板，盖板前侧安装主伺服电机，其后侧通过小等高柱对称安装打刀缸，打刀缸的工作杆贯穿盖板连接主轴，主轴通过轴座安装于主轴座下端，所述主轴上端套接从同步轮，所述主伺服电机的输出轴贯穿盖板，其端部套接主同步轮，主同轮与对称安装的从同步轮套设同步带，所述主轴下端连接刀头。

4.如权利要求1所述的一种具有高效高精度的采用双夹持固定长轴管类工件的双刀头铣床装置，其特征在于，所述的床身框架包括上横杆和下横杆，所述上横杆固接于床身框架的立板间上部，所述下横杆固接于床身框架的上横杆下侧，且位于上横杆中间偏下处。

5.如权利要求1所述的一种具有高效高精度的采用双夹持固定长轴管类工件的双刀头铣床装置，其特征在于，所述的液压缸通过法兰盘连接于下横杆的下侧，且法兰盘位于下横杆上方，所述法兰盘上部套设防尘圈。

6.如权利要求1所述的一种具有高效高精度的采用双夹持固定长轴管类工件的双刀头铣床装置，其特征在于，所述的固定座内套接轴承，轴承套接于长丝杆端，且长丝杆上还套接压紧盖，压紧盖固接于固定座的外侧端。

7.一种如权利要求1所述的具有高效高精度的采用双夹持固定长轴管类工件的双刀头铣床装置，其特征在于，还包括夹持机构，其组成由固接于床身框架一端的床身板，床身板一平面连接立直线导轨，立直线导轨卡配立滑块，立滑块固接于端支架，端支架下侧对称固接弹簧一端，弹簧另一端通过盘套连接大气缸的伸缩杆，大气缸的主体固接垫块，所述端支架的上平面中部固接调整板，调整板上平面两侧分别连接第一减速机和第二减速机，所述第一减速机和第二减速机间通过联轴器连接，所述第一减速机的输入端连接法兰一端，法兰另一端连接A伺服电机，所述法兰内设置转接轴，转接轴一端连接A伺服电机的输出轴，转接轴另一端连接第一减速机的输入端轴，所述端支架一端前侧还通过连接片连接调压阀，第一减速机和第二减速机的输出端均通过卡盘法兰连接三爪自定心卡盘。

8.如权利要求3所述的一种具有高效高精度的采用双夹持固定长轴管类工件的双刀头铣床装置，其特征在于，所述的短丝杆上端和下部均通过丝杆座安装于上体座一立面，所述丝杆座内套接轴承，轴承分别套接于短丝杆上端和下端，短丝杆上端和下端均依次套设锁紧螺母和压板，且螺纹连接于丝杆座外侧端孔内并压触轴承，压板通过螺栓固接于丝杆座外侧端。

9.如权利要求3所述的一种具有高效高精度的采用双夹持固定长轴管类工件的双刀头铣床装置，其特征在于，所述的从同步轮和主同步轮均设于固定座内，并套设呈三角状的同步带。

10.如权利要求3所述的一种具有高效高精度的采用双夹持固定长轴管类工件的双刀头铣床装置，其特征在于，所述的固定座为盒体结构，其槽内前侧设置主同步轮，其后侧设置对称从同步轮，主同步轮和对称从同步轮上套设齿型相配的同步带。