CN112318145A - 一种数控龙门复合机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及数控机床，提供一种数控龙门复合机，包括机架、工作台、固定座、水平移动机构、驱动单元、龙门架、斜立柱、卧式主轴箱、第一立式主轴箱、第二立式主轴箱、卧式刀库、第一立式刀库和第二立式刀库，卧式主轴箱和第一立式主轴箱均可滑动地设于龙门架的横梁上，卧式主轴箱对工作台上的待加工大圆机鞍座进行圆周外侧和内圈圆周内侧加工，第一立式主轴箱以及对工作台上的待加工大圆机鞍座进行上端面加工，第二立式主轴箱可于斜立柱的斜面上下滑动地设于斜立柱上对工作台上的待加工大圆机鞍座进行圆周外侧的下倾斜环面加工。本发明解决了现有复合加工中心对大圆机鞍座多方位和多工位需求的工件加工效率低、生产成本高的问题。

Description

一种数控龙门复合机
技术领域
本发明涉及数控机床，尤其涉及一种数控龙门复合机。
背景技术
随着国家装备制造业的振兴与发展，数控机床作为机床工业的主流产品，已成为实现装备制造业现代化的关键设备。在水暖、五金、汽车零部件、压缩机、手机 3C 等行业，随着市场要求的提高，对高效、高可靠性以及高自动化的数控机床的需求也越来越大。多功能加工中心是高度自动化的机械加工设备，其特点为 ：具备刀库，可以完成自动换刀工作，工件一次装夹后，根据事先编制好的数控加工程序， 加工中心可以自动选择加工方式、更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完成多种工序，减少了工件装夹、测量和机床调整等辅助工序时间。 现有技术中，加工中心分为立式、卧式和龙门吊式加工中心，其上均设置有一个主轴，故只能实现单侧加工，对工件的一侧加工完毕之后通过夹具进行换向，再对工件的另一侧进行加工，从而无法实现同时对工件双侧进行加工，加工效率低下。参考图1，特别是对于针织的大圆机鞍座1’加工，需要对鞍座1’的圆周外侧11’、内圈圆周内侧12’、上端面13’和圆周外侧的下倾斜环面14’进行加工，往往需要多台的加工中心配合加工，加工效率低，加工步骤繁琐，同时大圆机鞍座又重又大来回搬换费时费力，加工成本高。
发明内容
因此，针对上述的问题，本发明提出一种结构简单合理、使得大圆机鞍座可在工作台上完成全部加工、提高加工效率、降低加工成本的数控龙门复合机。
为解决此技术问题，本发明采取以下方案：一种数控龙门复合机，包括机架、工作台、固定座、水平移动机构、驱动单元、龙门架、斜立柱、卧式主轴箱、第一立式主轴箱、第二立式主轴箱、卧式刀库、第一立式刀库和第二立式刀库，所述固定座经水平移动机构可于机架上水平移动地设于机架上，所述工作台经驱动单元带动可旋转地设于固定座上，所述机架上位于水平移动机构往返移动的两端分别设有用于安装龙门架和斜立柱的立式安装座和龙门架安装座，所述龙门架固设于机架的龙门架安装座上，所述斜立柱固设于机架的立式安装座上，所述卧式主轴箱和第一立式主轴箱均可滑动地设于龙门架的横梁上，所述卧式主轴箱对工作台上的待加工大圆机鞍座进行圆周外侧和内圈圆周内侧加工，所述第一立式主轴箱以及对工作台上的待加工大圆机鞍座进行上端面加工，所述第二立式主轴箱可于斜立柱的斜面上下滑动地设于斜立柱上对工作台上的待加工大圆机鞍座进行圆周外侧的下倾斜环面加工，所述卧式刀库设于机架上位于卧式主轴箱一侧用于更换卧式主轴箱的加工刀具，所述第一立式刀库设于机架上位于第一立式主轴箱一侧用于更换第一立式主轴箱的加工刀具，所述第二立式刀库设于机架上位于第二立式主轴箱一侧用于更换第二立式主轴箱的加工刀具。
进一步的，还包括夹持机构，所述工作台上表面设有多条由边沿向工作台中心延伸的卡槽，所述夹持机构包括多个与工作台上各条卡槽相适配的卡块，各个卡块可调节地设于工作台的各条卡槽上用于锁紧工作台中心放置的待加工工件或松开取出工作台中心放置的加工完成的工件。
更进一步的，所述工作台为圆形工作台，各条卡槽由边沿朝向中心延伸设置且均布于工作台上表面。
进一步的，所述驱动单元为伺服电机，工作台经转动轴可旋转地设于固定座上，伺服电机设于固定座上且伺服电机的输出轴连接并带动转动轴转动进而带动工作台旋转。
进一步的，所述卧式主轴箱、第一立式主轴箱和第二立式主轴箱的动力头后端均设有部分穿设于动力头用于更换动力头刀具的打刀缸机构，所述打刀缸机构包括打刀缸、复位弹簧、拉杆和卡爪，所述打刀缸的输出轴经拉杆与卡爪相连接，所述拉杆穿设于动力头内，复位弹簧套设设于拉杆上位于动力头和打刀缸输出轴之间，所述卡爪可卡紧固定刀头于动力头内或松开刀头由拉杆推送出动力头。
更进一步的，所述打刀缸包括液压缸体、调节块、连接座和活塞，所述活塞可伸缩的设于液压缸体内，所述活塞沿轴向设有中空腔体，拉杆远离刀头的一端与连接座一端相连接，连接座位于活塞的中空腔体内且与连接座连接的拉杆部分穿入活塞的中空腔体内，所述调节块可于活塞的中空腔体内调节位置地设于活塞的中空腔体内，调节块的自由端与连接座远离拉杆的一端相连接带动调整连接座于活塞中空腔体内的位置。
进一步的，所述龙门架的横梁上设有第一线轨和第二线轨，第一线轨和第二线轨分别沿横梁轴心设于横梁的上表面和正面上且第一线轨和第二线轨的滑行面所在平面相互垂直，所述卧式主轴箱和第一立式主轴箱均设有滑台且两个滑台均设有与横梁上的第一线轨和第二线轨相适配的滑槽，所述卧式主轴箱和第一立式主轴箱经滑台的滑槽与第一线轨和第二线轨配合可滑动地设于横梁上，龙门架的横梁上设有第二驱动单元，第二驱动单元连接并带动卧式主轴箱和第一立式主轴箱上的滑台于横梁上往返移动。
更进一步的，所述龙门架还包括多段可折叠防尘盖，多段可折叠防尘盖盖设于横梁上且多段可折叠防尘盖与卧式主轴箱和第一立式主轴箱的滑台侧边连接配合防护住横梁上的第一线轨和第二线轨。
进一步的，所述第二驱动单元为电动丝杆，所述第二驱动单元设于横梁上位于第一线轨与第二线轨之间且第二驱动单元的丝杆与横梁的中轴线平行。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：通过将工作台可旋转地设于固定座上，再将固定座可水平往返移动地设于机架上，并且机架上位于水平移动机构往返移动的两端分别安装斜立柱和龙门架安装，将卧式主轴箱和第一立式主轴箱均可滑动地设于龙门架的横梁上，由卧式主轴箱对工作台上的待加工大圆机鞍座进行圆周外侧和内圈圆周内侧加工，由第一立式主轴箱以及对工作台上的待加工大圆机鞍座进行上端面加工，将第二立式主轴箱可于斜立柱的斜面上下滑动地设于斜立柱上对工作台上的待加工大圆机鞍座进行圆周外侧的下倾斜环面加工，使得本发明的复合加工中心可在360°旋转工作台实现多工位共同对大圆机鞍座工件进行360°五面体加工，使得复合加工中心可以更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等连续完成对工件的多种工序，减少了工件装夹、测量和机床调整等辅助工序时间，360°自动旋转配合复合加工中心的自动加工使工件一次完成全部加工，本发明的复合加工中心如此布局使得其整体刚性好可有效提高对工件加工质量，有效提高加工效率，提高企业生产利润，结构简单合理，通过进一步的设置，即设置夹持机构由边沿往中心调节锁紧工作台上的待加工工件，使得工件可有效稳定地固定在工作台中心进行360°定位加工，工件固定稳固，通过主轴所携带的刀具对工件钻、镗、铣、铰以及攻丝等多种工序加工，通过在动力头上设置新结构的打刀缸机构，即打刀缸机构的活塞沿轴向设有中空腔体，拉杆远离刀头的一端与连接座一端相连接，连接座位于活塞的中空腔体内且与连接座连接的拉杆部分穿入活塞的中空腔体内，并将调节块可于活塞的中空腔体内调节位置地设于活塞的中空腔体内，调节块的自由端与连接座远离拉杆的一端相连接带动调整连接座于活塞中空腔体内的位置，有效缩短打刀缸机构的长度，使得打刀缸配合用于卧式主轴箱的动力头上时可伸入大圆机鞍座内圈对工件的内圈圆周内侧进行镗、铣等工序加工，通过龙门架横梁上的第一线轨和第二线轨分别设置在横梁相邻的两个面且第一线轨和第二线轨的滑行面所在平面相互垂直，进而使得卧式主轴箱和第一立式主轴箱在受到动力头的加工引起震动时由于第一线轨和第二线轨不在同一平面使得该震动力无法在第一线轨和第二线轨之间传递形成联动震动，使得卧式主轴箱和第一立式主轴箱的滑台、第一线轨、第二线轨和龙门架的横梁之间的结构稳固，避免卧式主轴箱和第一立式主轴箱在龙门架的横梁上因受动力头长期加工震动影响而造成偏移，有效保障卧式主轴箱和第一立式主轴箱滑行移动稳定同时保障卧式主轴箱和第一立式主轴箱上动力头的刀具加工精准，多段可折叠防尘罩的设置使得第一线轨和第二线轨不会受灰尘堆积以及加工工件飞出的碎屑阻碍卧式主轴箱和第一立式主轴箱的滑台在第一线轨和第二线轨上滑行，进一步保障卧式主轴箱和第一立式主轴箱滑台于横梁上的稳定滑行移动，可广泛推广应用。
附图说明
图1是现有大圆机鞍座的截面结构示意图；
图2是本发明实施例的部分结构示意图；
图3是本发明实施例中机架、工作台、固定座、水平移动机构和驱动单元的结构示意图；
图4是本发明实施例中打刀缸和动力头的剖视结构示意图；
图5是本发明实施例中卧式主轴箱的剖视结构示意图；
图6是本发明实施例中斜立柱、第二立式主轴箱和第二立式刀库的结构示意图；
图7是本发明实施例中龙门架与卧式主轴箱和第一立式主轴箱的滑台的部分结构示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
参考图2-图7，优选的本发明的数控龙门复合机，包括机架1、工作台2、固定座3、水平移动机构4、驱动单元5、龙门架6、斜立柱7、卧式主轴箱8、第一立式主轴箱9、第二立式主轴箱10、卧式刀库11、第一立式刀库12、第二立式刀库13和夹持机构14，所述固定座3经水平移动机构4可于机架1上水平移动地设于机架1上，所述工作台2为圆形工作台，所述工作台2上表面均布设有多条由边沿向工作台2中心延伸的卡槽201，所述夹持机构14包括多个与工作台2上各条卡槽201相适配的卡块，各个卡块可调节地设于工作台2的各条卡槽201上用于锁紧工作台2中心放置的待加工工件或松开取出工作台2中心放置的加工完成的工件，各条卡槽201由边沿朝向中心延伸设置且均布于工作台2上表面，所述驱动单元5为伺服电机，工作台2经转动轴可旋转地设于固定座3上，伺服电机设于固定座3上且伺服电机的输出轴连接并带动转动轴转动进而带动工作台2旋转，所述机架1上位于水平移动机构4往返移动的两端分别设有用于安装龙门架6和斜立柱7的立式安装座101和龙门架安装座102，所述龙门架6固设于机架1的龙门架安装座102上，所述斜立柱7固设于机架1的立式安装座101上，所述卧式主轴箱8和第一立式主轴箱9均可滑动地设于龙门架6的横梁上，所述卧式主轴箱8对工作台2上的待加工大圆机鞍座进行圆周外侧和内圈圆周内侧加工，所述第一立式主轴箱9以及对工作台2上的待加工大圆机鞍座进行上端面加工，所述第二立式主轴箱10可于斜立柱7的斜面71上下滑动地设于斜立柱7上对工作台2上的待加工大圆机鞍座进行圆周外侧的下倾斜环面加工，所述卧式刀库11设于机架1上位于卧式主轴箱8一侧用于更换卧式主轴箱8的加工刀具，所述第一立式刀库12设于机架1上位于第一立式主轴箱9一侧用于更换第一立式主轴箱9的加工刀具，所述第二立式刀库13设于机架1上位于第二立式主轴箱10一侧用于更换第二立式主轴箱10的加工刀具。
所述卧式主轴箱8、第一立式主轴箱9和第二立式主轴箱10的动力头15后端均设有部分穿设于动力头15用于更换动力头15刀具的打刀缸机构，所述打刀缸机构16包括打刀缸161、复位弹簧162、拉杆163和卡爪164，所述打刀缸161的输出轴经拉杆163与卡爪164相连接，所述拉杆163穿设于动力头15内，复位弹簧162套设设于拉杆163上位于动力头15和打刀缸161输出轴之间，所述卡爪164可卡紧固定刀头17于动力头17内或松开刀头17由拉杆163推送出动力头15，所述打刀缸161包括液压缸体1611、调节块1612、连接座1613和活塞1614，所述活塞1614可伸缩的设于液压缸体1611内，所述活塞1614沿轴向设有中空腔体，拉杆163远离刀头17的一端与连接座1613一端相连接，连接座1613位于活塞1614的中空腔体内且与连接座1613连接的拉杆163部分穿入活塞1614的中空腔体内，所述调节块1612可于活塞1614的中空腔体内调节位置地设于活塞1614的中空腔体内，调节块1612的自由端与连接座1613远离拉杆163的一端相连接带动调整连接座1613于活塞1614中空腔体内的位置。
参考图5，卧式主轴箱8包括滑台81、箱体82、氮气平衡杆83、主轴电机84、同步轮85、上下移动机构86、动力头15、刀头17和打刀缸机构16。卧式刀库11与卧式主轴箱8配合更换刀头17
参考图6，设于斜立柱7上的第二立式主轴箱10包括上下滑动机构1001、箱体1002、主轴电机、同步轮、动力头15、刀头17和打刀缸机构16，第二立式刀库13与第二立式主轴箱10配合更换刀头17。
参考图7，所述龙门架6的横梁61上设有第一线轨62、第二线轨63和多段可折叠防尘盖64，第一线轨62和第二线轨63分别沿横梁61轴心设于横梁61的上表面和正面上且第一线轨62和第二线轨63的滑行面所在平面相互垂直，所述卧式主轴箱8和第一立式主轴箱9均设有滑台81、91且两个滑台81、91均设有与横梁61上的第一线轨62和第二线轨63相适配的滑槽，所述卧式主轴箱8和第一立式主轴箱9经滑台81、91的滑槽与第一线轨62和第二线轨63配合可滑动地设于横梁61上，龙门架6的横梁61上设有第二驱动单元65，所述第二驱动单元65为电动丝杆，所述第二驱动单元65设于横梁61上位于第一线轨62与第二线轨63之间且第二驱动单元65的丝杆与横梁61的中轴线平行，第二驱动单元65连接并带动卧式主轴箱8和第一立式主轴箱9上的滑台81、91于横梁61上往返移动，多段可折叠防尘盖64盖设于横梁61上且多段可折叠防尘盖64与卧式主轴箱8和第一立式主轴箱9的滑台81、91侧边连接配合防护住横梁61上的第一线轨62和第二线轨63。
本发明通过将工作台可旋转地设于固定座上，再将固定座可水平往返移动地设于机架上，并且机架上位于水平移动机构往返移动的两端分别安装斜立柱和龙门架安装，将卧式主轴箱和第一立式主轴箱均可滑动地设于龙门架的横梁上，由卧式主轴箱对工作台上的待加工大圆机鞍座进行圆周外侧和内圈圆周内侧加工，由第一立式主轴箱以及对工作台上的待加工大圆机鞍座进行上端面加工，将第二立式主轴箱可于斜立柱的斜面上下滑动地设于斜立柱上对工作台上的待加工大圆机鞍座进行圆周外侧的下倾斜环面加工，使得本发明的复合加工中心可在360°旋转工作台实现多工位共同对大圆机鞍座工件进行360°五面体加工，使得复合加工中心可以更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等连续完成对工件的多种工序，减少了工件装夹、测量和机床调整等辅助工序时间，360°自动旋转配合复合加工中心的自动加工使工件一次完成全部加工，本发明的复合加工中心如此布局使得其整体刚性好可有效提高对工件加工质量，有效提高加工效率，提高企业生产利润，结构简单合理，通过进一步的设置，即设置夹持机构由边沿往中心调节锁紧工作台上的待加工工件，使得工件可有效稳定地固定在工作台中心进行360°定位加工，工件固定稳固，通过主轴所携带的刀具对工件钻、镗、铣、铰以及攻丝等多种工序加工，通过在动力头上设置新结构的打刀缸机构，即打刀缸机构的活塞沿轴向设有中空腔体，拉杆远离刀头的一端与连接座一端相连接，连接座位于活塞的中空腔体内且与连接座连接的拉杆部分穿入活塞的中空腔体内，并将调节块可于活塞的中空腔体内调节位置地设于活塞的中空腔体内，调节块的自由端与连接座远离拉杆的一端相连接带动调整连接座于活塞中空腔体内的位置，有效缩短打刀缸机构的长度，使得打刀缸配合用于卧式主轴箱的动力头上时可伸入大圆机鞍座内圈对工件的内圈圆周内侧进行镗、铣等工序加工，通过龙门架横梁上的第一线轨和第二线轨分别设置在横梁相邻的两个面且第一线轨和第二线轨的滑行面所在平面相互垂直，进而使得卧式主轴箱和第一立式主轴箱在受到动力头的加工引起震动时由于第一线轨和第二线轨不在同一平面使得该震动力无法在第一线轨和第二线轨之间传递形成联动震动，使得卧式主轴箱和第一立式主轴箱的滑台、第一线轨、第二线轨和龙门架的横梁之间的结构稳固，避免卧式主轴箱和第一立式主轴箱在龙门架的横梁上因受动力头长期加工震动影响而造成偏移，有效保障卧式主轴箱和第一立式主轴箱滑行移动稳定同时保障卧式主轴箱和第一立式主轴箱上动力头的刀具加工精准，多段可折叠防尘罩的设置使得第一线轨和第二线轨不会受灰尘堆积以及加工工件飞出的碎屑阻碍卧式主轴箱和第一立式主轴箱的滑台在第一线轨和第二线轨上滑行，进一步保障卧式主轴箱和第一立式主轴箱滑台于横梁上的稳定滑行移动，可广泛推广应用。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种数控龙门复合机，包括机架、工作台、固定座、水平移动机构、驱动单元、龙门架、斜立柱、卧式主轴箱、第一立式主轴箱、第二立式主轴箱、卧式刀库、第一立式刀库和第二立式刀库，所述固定座经水平移动机构可于机架上水平移动地设于机架上，其特征在于：所述工作台经驱动单元带动可旋转地设于固定座上，所述机架上位于水平移动机构往返移动的两端分别设有用于安装龙门架和斜立柱的立式安装座和龙门架安装座，所述龙门架固设于机架的龙门架安装座上，所述斜立柱固设于机架的立式安装座上，所述卧式主轴箱和第一立式主轴箱均可滑动地设于龙门架的横梁上，所述卧式主轴箱对工作台上的待加工大圆机鞍座进行圆周外侧和内圈圆周内侧加工，所述第一立式主轴箱以及对工作台上的待加工大圆机鞍座进行上端面加工，所述第二立式主轴箱可于斜立柱的斜面上下滑动地设于斜立柱上对工作台上的待加工大圆机鞍座进行圆周外侧的下倾斜环面加工，所述卧式刀库设于机架上位于卧式主轴箱一侧用于更换卧式主轴箱的加工刀具，所述第一立式刀库设于机架上位于第一立式主轴箱一侧用于更换第一立式主轴箱的加工刀具，所述第二立式刀库设于机架上位于第二立式主轴箱一侧用于更换第二立式主轴箱的加工刀具。
2.根据权利要求1所述的一种数控龙门复合机，其特征在于：还包括夹持机构，所述工作台上表面设有多条由边沿向工作台中心延伸的卡槽，所述夹持机构包括多个与工作台上各条卡槽相适配的卡块，各个卡块可调节地设于工作台的各条卡槽上用于锁紧工作台中心放置的待加工工件或松开取出工作台中心放置的加工完成的工件。
3.根据权利要求2所述的一种数控龙门复合机，其特征在于：所述工作台为圆形工作台，各条卡槽由边沿朝向中心延伸设置且均布于工作台上表面。
4.根据权利要求1所述的一种数控龙门复合机，其特征在于：所述驱动单元为伺服电机，工作台经转动轴可旋转地设于固定座上，伺服电机设于固定座上且伺服电机的输出轴连接并带动转动轴转动进而带动工作台旋转。
5.根据权利要求1所述的一种数控龙门复合机，其特征在于：所述卧式主轴箱、第一立式主轴箱和第二立式主轴箱的动力头后端均设有部分穿设于动力头用于更换动力头刀具的打刀缸机构，所述打刀缸机构包括打刀缸、复位弹簧、拉杆和卡爪，所述打刀缸的输出轴经拉杆与卡爪相连接，所述拉杆穿设于动力头内，复位弹簧套设设于拉杆上位于动力头和打刀缸输出轴之间，所述卡爪可卡紧固定刀头于动力头内或松开刀头由拉杆推送出动力头。
6.根据权利要求5所述的一种数控龙门复合机，其特征在于：所述打刀缸包括液压缸体、调节块、连接座和活塞，所述活塞可伸缩的设于液压缸体内，所述活塞沿轴向设有中空腔体，拉杆远离刀头的一端与连接座一端相连接，连接座位于活塞的中空腔体内且与连接座连接的拉杆部分穿入活塞的中空腔体内，所述调节块可于活塞的中空腔体内调节位置地设于活塞的中空腔体内，调节块的自由端与连接座远离拉杆的一端相连接带动调整连接座于活塞中空腔体内的位置。
7.根据权利要求1所述的一种数控龙门复合机，其特征在于：所述龙门架的横梁上设有第一线轨和第二线轨，第一线轨和第二线轨分别沿横梁轴心设于横梁的上表面和正面上且第一线轨和第二线轨的滑行面所在平面相互垂直，所述卧式主轴箱和第一立式主轴箱均设有滑台且两个滑台均设有与横梁上的第一线轨和第二线轨相适配的滑槽，所述卧式主轴箱和第一立式主轴箱经滑台的滑槽与第一线轨和第二线轨配合可滑动地设于横梁上，龙门架的横梁上设有第二驱动单元，第二驱动单元连接并带动卧式主轴箱和第一立式主轴箱上的滑台于横梁上往返移动。
8.根据权利要求7所述的一种数控龙门复合机，其特征在于：所述龙门架还包括多段可折叠防尘盖，多段可折叠防尘盖盖设于横梁上且多段可折叠防尘盖与卧式主轴箱和第一立式主轴箱的滑台侧边连接配合防护住横梁上的第一线轨和第二线轨。
9.根据权利要求7所述的一种数控龙门复合机，其特征在于：所述第二驱动单元为电动丝杆，所述第二驱动单元设于横梁上位于第一线轨与第二线轨之间且第二驱动单元的丝杆与横梁的中轴线平行。
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