CN1745939A - 立式车床 - Google Patents

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CN1745939A CNA2005101025365A CN200510102536A CN1745939A CN 1745939 A CN1745939 A CN 1745939A CN A2005101025365 A CNA2005101025365 A CN A2005101025365A CN 200510102536 A CN200510102536 A CN 200510102536A CN 1745939 A CN1745939 A CN 1745939A
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Abstract

本发明涉及一种立式车床，它包括一机架(1)，在该机架的顶部设置有一带有工件夹持装置(25)的可垂直移动的工件接纳主轴(5)。机架(1)上设置有用于刀具(15)的可沿水平的X1方向移动的刀架(14)，以及另一用于接纳第二刀具(24)的可沿水平的X2方向和垂直的Z2方向移动的刀架(16)。对工件接纳主轴(5)－包括其旋转驱动(马达)(10)的移动，以及刀架(14、16)的移动的控制通过中央控制单元(39)实现。

Description

立式车床
技术领域
本发明涉及一种特别用于加工车轮、轮辋、制动盘、制动鼓等的立式车床。
背景技术
从DE 34 16 660 C2中可以获知一种立式车床，其中，一工件夹持装置安装在一垂直的工件接纳主轴(accommodation spindle)上，该主轴安装在一可以沿垂直的Z方向和水平的X方向移动的十字滑动件上。该十字滑动件可以沿X方向在工件装载与卸载区域和加工区域之间移动。在加工区域设置有一刀具，通过工件接纳主轴沿垂直和水平方向的可移动性而产生了工件相对于刀具的朝向刀具的运动。该设计在结构上复杂，特别是不允许高加工速度，即用于包括工件装载与卸载的完整的加工作业的周期时间短。
德国专利863 434描述了一种立式车床，在该车床的加工区域布置有多个可以水平和垂直地移动的彼此独立的刀架。
DE 199 00 294 B4公开了一种特别设计成用于加工轴的立式车床。一工件接纳主轴和一相对的尾架可以相对于彼此垂直地调整，以夹持不同长度的工件。在工件接纳主轴的旋转轴线两侧将刀架安装在十字滑动件上，从而可以用彼此独立驱动的两个刀具在该轴的整个长度上和旋转轴线的径向上同时对该轴进行加工。该机器很复杂，并且特别是难以实现自动装载。
从DE 102 37 191 C2中获知一种立式车床，该车床的工件接纳主轴可以沿垂直的Z方向和水平的X方向移动。第一刀具固定地安装在机架上。工件相对于刀具的运动通过工件的双向/双轴线(biaxial)移动实现。第二刀具可以沿水平和垂直方向移动。通过工件接纳主轴与工件一起在装载与卸载区域和加工区域之间移动，实现工件的装载与卸载。该设计不允许任何短的周期时间。
未提前公开的DE 10 2004 012 562.7描述了一种立式车床，该车床包括两个可垂直移动的工件接纳主轴和分别分配给各工件接纳主轴的可水平移动的刀架。该车床包括一装载装置，通过该装载装置从后部的装载和卸载区域装载待加工的工件并向该区域内卸载加工好的工件。
发明内容
本发明的目的是提供一种立式车床，通过该车床可以以简单的方式和非常短的周期时间加工工件，该车床还可以可选地设置有装载装置。
根据本发明，该目的可以通过一种立式车床实现，该车床包括一机架；一设置在机架上的工件接纳主轴，该主轴在底端处具有用于接纳工件的工件夹持装置，并且该主轴可通过主轴驱动马达绕一沿Z1方向垂直延伸的轴线旋转，该主轴还通过Z1驱动马达而仅可沿Z1方向移动；一用于接纳第一刀具的第一刀架，该第一刀架通过X1驱动马达而仅可以沿水平的X1方向移动；一用于接纳第二刀具的第二刀架，该第二刀架可以通过X2驱动马达沿水平的X2方向移动，并通过Z2驱动马达沿垂直的Z2方向移动；一用于在旋转/车削加工工件时致动控制主轴驱动马达、Z1驱动马达、X1驱动马达、X2驱动马达和Z2驱动马达的控制单元。通过工件接纳主轴仅沿Z1方向的受控可移动性和通过仅可沿X1方向的移动的第一刀架，可以实现工件与第一刀具之间沿Z1和X1方向的相对运动。一方面通过第二刀具沿X2方向的移动以及另一方面通过工件接纳主轴沿Z1方向和第二刀具沿Z2方向的运动叠加，可以实现第二刀具与工件之间的相对运动。所以，第一刀架仅在一个平面(轴线)上移动。在加工过程中，通过一通常是CNC的中央控制单元实现对整个致动控制作业的协调。该车床在加工区域中向下敞开，可以很好地去除碎屑，对于容易着火的材料例如镁，这一点特别重要。
有利的结构设计在于：第一刀架设置在仅可以沿X1方向水平地移动的X1滑座上；第二刀架设置在可以沿X2方向水平地移动和沿Z2方向垂直地移动的十字滑动件上；Z1方向、X1方向、X2方向和Z2方向限定一共同的X-Z平面，旋转轴线和刀具的接合部位位于该平面内。这样一种改进方案确保了碎屑有利的且不受阻碍地排出，在所述方案中第一刀具和第二刀具设置在X1滑座和十字滑动件的朝向彼此的侧部上。
另一实施例使得可以可选地设置有一装载装置，该装载装置设置成横向于X-Z平面。该装载装置在通向加工区域的机架的装载通道中被引导，这是一种特别简单的设计方式。当该装载装置包括一带有第一工件座和第一滑动件移动马达的第一装载滑动件，和一带有第二工件座和第二滑动件移动马达的第二装载滑动件时；并且当通过控制单元控制第一滑动件移动马达和第二滑动件移动马达，以卸载加工完的工件并装载待加工的工件时，这些措施使得可以可选地设置该装载装置。
附图说明
从下文结合附图对示例性实施例的描述中，可显而易见本发明的其它特征、优点和细节，其中：
图1是根据本发明的不带装载装置的立式车床的正视图；
图2是沿图1的线II-II的车床的垂直剖视图；
图3是沿图1的线III-III的按图1的车床的垂直剖视图；
图4是根据本发明的车床的正视图，该车床与图1至3所示车床的不同之处在于带有装载装置；
图5是沿图4的线V-V的按图4的车床的垂直剖视图；
图6是沿图4的线VI-VI的按图4的车床的垂直剖视图；
图7是根据图1和4的车床在加工工件时的视图；
图8是根据图5的车床在移走己加工完的工件时的视图；以及
图9是根据图6的车床在装载待加工工件时的视图。
具体实施方式
图中所示的立式车床包括一机架1，该机架包括一基本上是立方形的底架2和一安置在其上的顶架3，这两部分相互结合成一体的。在机架1的前部设置加工区域4。在加工区域4中，在顶架3上安装工件接纳主轴5，所述工件接纳主轴的旋转轴线6是垂直的。该工件接纳主轴支承在主轴滑座7上，该滑座可在安装在顶架3上的导轨8上垂直地移动。通过安装在顶架3上的电动的Z1驱动马达9致动滑座7使其沿垂直的Z1方向移动。通过安装在滑座7上的电动的主轴驱动马达10致动主轴5旋转。当从加工区域4观察时，滑座7和主轴5近似地位于机架1的中部。主轴5仅可以垂直地移动。
底架2上设有可以沿X1方向水平移动的X1滑座11；该滑座可移动地支承在水平导轨12上。通过安装在底架2上的电动的X1驱动马达13致动(X1滑座11)移动。在X1滑座11的朝向旋转轴线6的一侧安装有转塔式的第一刀架14；该刀架可以可选择地接纳各种第一刀具15。
与第一刀架14镜像对称地设置第二刀架16；该第二刀架安装在十字滑动件17上。该十字滑动件17包括一可以沿Z2方向移动的Z2滑座18；该十字滑动件安装在底架2上，以沿垂直方向Z2在导轨19上移动。通过安装在底架2上的电动的Z2驱动马达20对Z2滑座进行致动。在Z2滑座18上设置X2滑座21，以沿水平方向X2在导轨22上移动。通过安装在Z2滑座18上的电动的X2驱动马达23致动(X2滑座21)移动。第二刀架16安装在X2滑座21的朝向旋转轴线6的一侧。该第二刀架设计成与第一刀架14相同，用于可选择地接纳各种第二刀具24。
在工件接纳主轴5的底侧设有用于接纳待加工工件26的工件夹持装置25。垂直旋转轴线6、第一刀具15的接合(engagement)部位27和第二刀具24的接合部位28处于一共同的垂直的X-Z平面内。
一装载通道30从加工区域4延伸到机架1的后部29的装载与卸载区域38，所述装载通道中可选地容纳有一装载装置31。在根据图1至3的实施例中没有设置这种装载装置，而在图4至6的实施例中设置有装载装置31。该装载装置包括具有第一工件座34的第一装载滑动件32和具有第二工件座35的第二装载滑动件33。装载滑动件32、33可以分别由第一滑动件移动马达36和第二滑动件移动马达37驱动。特别如图4所示，工件座34、35沿Z1方向彼此叠置成使它们可以彼此相向移动。装载滑动件32、33设计成伸缩式的，从而工件座34、35可以从后部的装载与卸载区域38向加工区域4移动和以相反的方向移动。所述装载滑动件32和33的结构形式是公知的。
通过通常设计成CNC的控制单元39(示意性地示出)对所述多个驱动装置-即Z1驱动马达9、主轴驱动马达10、X1驱动马达13、Z2驱动马达20、X2驱动马达23、工件夹持装置25和必要时还有滑动件移动马达36、37-进行控制。
图7示出对工件26的加工，此处所示出的工件26是一制动盘。该制动盘包括一平的上部制动面40、一平的下部制动面41和一内侧柱状对中面42，所有的所述面都必须加工。第一刀具15是双刃刀具(double tool)，即该刀具具有一用于加工下部制动面41的第一切削刃43和一用于加工对中面42的第二切削刃44。第二刀具24具有一用于切削上部制动面40的切削刃45。
以这样的方式进行加工，即，X1滑座11与刀具15一起沿X1方向在工件26的下方移动。致动工件26绕旋转轴线6旋转，并使主轴滑座7沿Z1方向向下移动。与此同时，第二切削刃44加工对中面42。然后，第一切削刃43加工下部制动面41，而切削刃45加工上部制动面40。为此，将滑座7沿Z1方向移入对应于用于加工下部制动面41的第一切削刃43的接合部位的位置。通过移动Z2滑座18，使切削刃45移入加工上部制动面40所必需的位置。然后，在主轴滑座7静止的状态下，沿朝向旋转轴线6的方向移动X1滑座11和X2滑座21，从而同时对下部制动面41和上部制动面40进行加工。当然，也可以进行任何形式的叠加运动。
当不是通过手动或不是从前面通过机械手等对工件夹持装置25进行装载而是通过装载装置31对其进行装载时，这按下述方式进行：
如图8所示，为了移走已加工完的工件，将带有第一工件座34的第一装载滑动件32移入加工区域4。使主轴5向下移动，并将工件26放入第一工件座34中。第二装载滑动件33与一待加工的工件26一起已经处于加工区域4上游的等待位置，并在工件接纳主轴5已经沿Z1方向向上充分移动后移入该区域4。工件夹持装置25夹持起另一工件26，下一次加工作业可以立即进行。同时，刀具15和24已从其加工作业结束的终止位置移到其初始位置。下一次加工作业可以立即开始。
在将待加工的工件26传递给工件夹持装置25时，利用第一装载滑动件32将已加工完的工件移动到装载与卸载区域38并将其从第一工件座34上取下。将另一待加工工件放置到第一工件座34内。第一工件座34再次立即移入加工区域4后面的等待位置。
如上所述，在将位于第二工件座35中的工件26传递给工件夹持装置25后，第二工件座35移入加工区域4后面的等待位置，从而在位于工件夹持装置25中的工件26加工完成后，立即可以用于接纳该工件26。
当然，也可以以这样一种方式控制装载装置31的使用：装载滑动件32或33与所属的工件座34或35一起总是用于装载待加工工件26，而另一装载滑动件33或32与其工件座35或34一起仅用于卸载已加工完的工件26。

Claims (9)

1.一种立式车床，包括：
—机架(1)；
—设置在所述机架(1)上的工件接纳主轴(5)，
—该工件接纳主轴(5)在底端处具有一用于接纳工件(26)的工件夹持装置(25)，并且
—该工件接纳主轴(5)可由一主轴驱动马达(10)驱动绕沿Z1方向延伸的垂直旋转轴线(6)旋转，并且
—该工件接纳主轴(5)通过一Z1驱动马达(9)仅可沿Z1方向移动；
—用于接纳第一刀具(15)的第一刀架(14)，
—该第一刀架(14)通过X1驱动马达(13)仅可沿水平的X1方向移动；
—用于接纳第二刀具(24)的第二刀架(16)，
—该第二刀架(16)可通过X2驱动马达(23)沿水平的X2方向移动，并且
—该第二刀架(16)可通过Z2驱动马达(20)沿垂直的Z2方向移动；
以及
—在车削加工所述工件(26)时用于致动控制所述主轴驱动马达(10)、所述Z1驱动马达(9)、所述X1驱动马达(13)、所述X2驱动马达(23)和所述Z2驱动马达(20)的控制单元(39)。
2.一种根据权利要求1所述的立式车床，其特征在于，所述第一刀架(14)设置在仅可沿X1方向水平地移动的X1滑座(11)上。
3.一种根据权利要求2所述的立式车床，其特征在于，所述第二刀架(16)设置在可沿X2方向水平地移动并可沿Z2方向垂直地移动的十字滑动件(17)上。
4.一种根据权利要求1所述的立式车床，其特征在于，所述Z1方向、所述X1方向、所述X2方向和所述Z2方向限定一共同的X-Z平面，所述旋转轴线(6)和所述刀具(15、24)的接合部位(27、28)位于该平面中。
5.一种根据权利要求3所述的立式车床，其特征在于，所述第一刀具(15)和所述第二刀具(24)设置在所述X1滑座(11)和所述十字滑动件(17)的彼此朝向的侧部上。
6.一种根据权利要求1所述的立式车床，其特征在于，设有一横向于所述X-Z平面设置的装载装置(31)。
7.一种根据权利要求6所述的立式车床，其特征在于，所述装载装置(31)在所述机架(1)的通向所述加工区域(4)的装载通道(30)中被引导。
8.一种根据权利要求6所述的立式车床，其特征在于，所述装载装置(31)包括一带有第一工件座(34)和第一滑动件移动马达(36)的第一装载滑动件(32)，和一带有第二工件座(35)和第二滑动件移动马达(37)的第二装载滑动件(33)；并且通过所述控制单元(39)控制所述第一滑动件移动马达(36)和所述第二滑动件移动马达(37)，以卸载加工完的工件(26)并装载待加工的工件(26)。
9.一种根据权利要求8所述的立式车床，其特征在于，所述第一工件座(34)和所述第二工件座(35)沿Z1方向彼此叠置。
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