CN204195408U - 微型多功能复合加工机床 - Google Patents
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Abstract
一种微型多功能复合加工机床,包括刀库、数控***、两个主轴、三个自由度进给轴、两个自由度旋转轴。刀库安装在机床正面,主轴箱正前方最高点位置,其自动刀具交换装置机械臂纵向布置在机床右侧。数控***安装在机床右侧,通过两段连杆机构连接,可在连杆机构运动范围内自由活动,并可使用锁紧把手锁紧该机构使数控***位置固定。三个自由度进给轴,分别为X轴、Y轴、Z轴;两个自由度旋转轴,分别为A轴和B轴,其中A轴同时作为车削主轴使用,并可拆除以增加工作台以及机床X轴的有效行程。本机床特点为外形体积小,重量轻,随处皆可放置,可以在楼房上使用;功耗低,可直接使用照明电源供电;功能极其丰富,结构灵活可控,含刀库,可自动换刀,可实现五轴联动,可完成车削、铣削、镗削、刨削、磨削、插削、钻削、攻丝、滚齿等加工工艺。
Description
技术领域
本实用新型属于数控机床领域,具体地说,涉及一种微型多功能复合加工机床。
背景技术
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,机床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。
现有技术中的加工中心设备多是为工业生产加工而设计,其体积庞大,重达数吨,普通的家庭制造爱好者,或者学校实验室,一般无法提供工业加工中心所需的空间与地基要求;供电必须使用三相动力电,即使安装了变相设备,工业加工中心的功率也非照明电源所能承受;工业加工中心的设计目的是为生产使用,其结构特点为高效率,高稳定性,机床的功能越多,其效率与稳定性就越差,因此工业加工中心功能往往较为单调。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种微型多功能复合加工机床,要求体积小、重量轻、支持照明电源、功能丰富满足各种加工需求。
为解决上述技术问题,本实用新型提出了一种微型多功能复合加工机床。其特点为:专为家庭或教学以及小零件快速打样设计;其外形体积小,最大外形尺寸仅1.2米,重量轻,整体重量约280KG,随处皆可放置,可以在楼房上使用;功耗低,可直接使用照明电源供电;功能极其丰富,结构灵活可控,含刀库,可自动换刀,拥有两个主轴,五个自由度,可实现五轴联动,可完成车削、铣削、镗削、刨削、磨削、插削、钻削、攻丝、滚齿等加工工艺。
本实用新型的技术方案为:一种微型多功能复合加工机床,包括刀库、数控***、两个主轴、三个自由度进给轴、两个自由度旋转轴。所述两个主轴,其一为可受刀库操作完成自动换刀的刀具主轴,另一主轴为装夹工件进行车削加工的工件主轴,另外此主轴还作为机床旋转轴的A轴使用。
所述刀库安装在机床正面,主轴箱正前方最高点位置,其自动刀具交换装置机械臂纵向布置在机床右侧。
所述数控***安装在机床右侧,通过两段连杆机构连接,可在连杆机构运动范围内自由活动,并可使用锁紧把手锁紧该机构使数控***位置固定。
所述三个自由度进给轴,分别为X轴、Y轴、Z轴,其空间分布为:Y轴安装在机床底座上,运动部件为X轴滑枕;X轴安装在X轴滑枕上,运动部件为机床工作台;Z轴安装在机床立柱上,机床立柱安装在机床底座上,Z轴的运动部件为旋转轴B轴减速箱。
所述两个自由度旋转轴,分别为A轴和B轴,其中车削及A轴功能组件(3)同时作为车削主轴和A轴使用,采用大功率大惯量伺服电机直驱,高速时可完成车削加工,低速时可做联动铣削,分度等功能;A轴与其配对的尾座作为分体的组件,可以安装在工作台上进行工作,也可拆除增加工作台空间和机床X轴行程,A轴组件上设有定位机构,确保其拆装后位置精度可靠。
本实用新型的工作过程如下:
本机床第一实施例,作为常见普通三轴数控加工中心使用,即只启用本机床刀库,机床运动轴X轴、Y轴、Z轴,即可实现此工作,如工作台空间不足,亦可拆除车削主轴与尾座来增加工作台空间。
本机床第二实施例,作为常见普通四轴数控加工中心使用,即在第一实施例的基础上,再启用A轴,即可实现此工作。
本机床第三实施例,作为第四轴为B轴的四轴数控加工中心使用,即在第一实施例的基础上,再启用B轴,即可完成此工作。
本机床第四实施例,作为五轴联动数控加工中心使用,即在第一实施例的基础上,再启用A轴、B轴,即可实现此工作。
本机床第五实施例,作为车削加工中心使用,即启用本机床刀库7,机床运动轴X轴、Y轴、Z轴、车削主轴、B轴,在机床主轴上装入车刀刀柄,车削主轴上装夹工件,X轴与Z轴联动即可完成车外圆、车端面等工作,B轴旋转90度使刀柄与车削主轴轴线平行,即可实现车内圆工作,还可使用多轴联动完成复杂型面的车削工作。
本机床第六实施例,作为五轴联动车铣复合数控加工中心使用,即在第四实施例的基础上,结合第五实施例功能,两者工序交替进行,实现车铣复合数控加工。
本机床第七实施例,作为常见普通三轴数控平面磨床使用,即在第一实施例的基础上,再启用B轴,使用其分度功能,使主轴箱组件6旋转90度,在主轴上装入磨削砂轮,即可实现此工作。
本机床第八实施例,作为常见普通数控万能磨床使用,即在第五实施例的基础上,在主轴上装入磨削砂轮,即可实现此工作。
本机床第九实施例,作为常见普通刨床使用,即在第一实施例的基础上,在主轴上装入刨刀,机床X轴快速往复运动作为主运动,Y、Z轴进给运动,即可实现此工作。
本机床第十实施例,作为常见普通插床使用,即在第一实施例的基础上,在主轴上装入插刀,机床Z轴快速往复运动作为主运动,X、Y轴进给运动,即可实现此工作。
本机床第十一实施例,作为常见普通滚齿机使用,即在第二实施例的基础上,在主轴上装入滚刀,机床主轴与A轴联动切削齿坯,X、Y轴进给运动,即可实现此工作。
本机床第十二实施例,在以上全部实施例基础上随意搭配工艺工序,自动化完成多种多类工序,即称为多功能复合加工中心。
本实用新型的有益效果在于:1、外形体积小,最大外形尺寸仅1.2米,重量轻,整体重量约280KG,随处皆可放置,可以在楼房上使用;2、功耗低,可直接使用照明电源供电;3、功能极其丰富,结构灵活可控,含刀库,可自动换刀,拥有两个主轴,五个自由度,可实现五轴联动,可完成车削、铣削、镗削、刨削、磨削、插削、钻削、攻丝、滚齿等加工工艺;4、利用旋转轴的灵活特点,将刀库的自动刀具交换装置机械臂纵向安置,省去了换刀行程,使机床Z轴行程的利用率大为提高;5、自行开发研制的数控***,可实现前述所有机械运动功能的灵活控制。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构等轴侧视图。
图2是本实用新型的整体结构主视图。
图3是本实用新型的整体结构轴侧视图。
具体实施方式
以下结合附图具体说明本实用新型。
如图1所示,本实用新型包括机床底座1、X轴滑枕2、车削及A轴功能组件3、机床立柱4、B轴减速箱组件5、主轴箱组件6、刀库7、刀库支架8、数控***9、尾座10、工作台11、油盘12、卡盘13、数控***支架14、数控***支架锁紧机构15、刀具主轴16、自动刀具交换装置机械臂17,其中:工作台11为机床X之轴运动部件、X轴滑枕2为机床Y轴运动部件、B轴减速箱组件5为Z轴运动部件、卡盘13为机床A轴运动部件、主轴箱组件6为B轴运动部件。
刀库7安装在机床正面,主轴箱组件6正前方最高点位置,其自动刀具交换装置机械臂17纵向布置在机床右侧;数控***9安装在机床右侧,通过两段连杆机构的数控***支架14连接,可在连杆机构运动范围内自由活动,并可使用数控***支架锁紧机构15锁紧该机构使数控***位置固定;X轴、Y轴、Z轴的空间分布为:Y轴安装在机床底座1上,X轴安装在X轴滑枕2上,Z轴安装在机床立柱4上,机床立柱4安装在机床底座1上。
两个自由度旋转轴分别为A轴和B轴,采用大功率大惯量伺服电机直驱,高速时可完成车削加工,低速时可做联动铣削,分度等功能;车削及A轴功能组件3与其配对的尾座10作为分体的组件,可以安装在工作台11上进行工作,也可拆除增加工作台11空间和机床X轴行程,车削及A轴功能组件3上设有定位机构,确保其拆装后位置精度可靠。 本实用新型的工作过程如下:
本机床第一实施例,作为常见普通三轴数控加工中心使用,即只启用本机床刀库7,机床运动轴X轴(运动部件为工作台11)、Y轴(运动部件为X轴滑枕2)、Z轴(运动部件为主轴箱组件6),即可实现此工作,如工作台空间不足,亦可拆除车削及A轴功能组件3与尾座10来增加工作台空间。
本机床第二实施例,作为常见普通四轴数控加工中心使用,即在第一实施例的基础上,再启用A轴(运动部件为卡盘13),即可实现此工作。
本机床第三实施例,作为第四轴为B轴的四轴数控加工中心使用,即在第一实施例的基础上,再启用B轴(运动部件为B轴减速箱组件5),即可完成此工作。
本机床第四实施例,作为五轴联动数控加工中心使用,即在第一实施例的基础上,再启用A轴(运动部件为卡盘13)、B轴(运动部件为B轴减速箱组件5),即可实现此工作。
本机床第五实施例,作为车削加工中心使用,即启用本机床刀库7,机床运动轴X轴(运动部件为工作台11)、Y轴(运动部件为X轴滑枕2)、Z轴(运动部件为主轴箱组件6)、车削主轴(运动部件为卡盘13)、B轴(运动部件为B轴减速箱组件5),在机床主轴上装入车刀刀柄,车削主轴上装夹工件,X轴与Z轴联动即可完成车外圆、车端面等工作,B轴旋转90度使刀柄与车削主轴轴线平行,即可实现车内圆工作,还可使用多轴联动完成复杂型面的车削工作。
本机床第六实施例,作为五轴联动车铣复合数控加工中心使用,即在第四实施例的基础上,结合第五实施例功能,两者工序交替进行,实现车铣复合数控加工。
本机床第七实施例,作为常见普通三轴数控平面磨床使用,即在第一实施例的基础上,再启用B轴(运动部件为B轴减速箱组件5),使用其分度功能,使主轴箱组件6旋转90度,在主轴上装入磨削砂轮,即可实现此工作。
本机床第八实施例,作为常见普通数控万能磨床使用,即在第五实施例的基础上,在主轴上装入磨削砂轮,即可实现此工作。
本机床第九实施例,作为常见普通刨床使用,即在第一实施例的基础上,在主轴上装入刨刀,机床X轴快速往复运动作为主运动,Y、Z轴进给运动,即可实现此工作。
本机床第十实施例,作为常见普通插床使用,即在第一实施例的基础上,在主轴上装入插刀,机床Z轴快速往复运动作为主运动,X、Y轴进给运动,即可实现此工作。
本机床第十一实施例,作为常见普通滚齿机使用,即在第二实施例的基础上,在主轴上装入滚刀,机床主轴与A轴联动切削齿坯,X、Y轴进给运动,即可实现此工作。
本机床第十二实施例,在以上全部实施例基础上随意搭配工艺工序,自动化完成多种多类工序,即称为多功能复合加工中心。
本实用新型不限于所展示的实施例,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化,这些变化都落入本实用新型专利的要求保护范围内。
Claims (3)
1. 一种微型多功能复合加工机床,其特征在于,包括机床底座(1)、X轴滑枕(2)、车削及A轴功能组件(3)、机床立柱(4)、B轴减速箱组件(5)、主轴箱组件(6)、刀库(7)、刀库支架(8)、数控***(9)、尾座(10)、工作台(11)、油盘(12)、卡盘(13)、数控***支架(14)、数控***支架锁紧机构(15)、刀具主轴(16)、自动刀具交换装置机械臂(17),所述X轴滑枕(2)通过直线导轨安装在机床底座(1)上方,工作台(11)通过直线导轨安装在X轴滑枕(2)上方,车削及A轴功能组件(3)与尾座(10)对称安装在工作台上方的一侧,机床立柱(4)安装在机床底座(1)上方后端,其上装有刀库支架(8)、数控***支架(14),B轴减速箱组件(5)通过直线导轨安装在机床立柱(4)前方,主轴箱组件(6)安装在B轴减速箱组件(5)上,刀具主轴(16)安装在主轴箱组件(6)内,刀库(7)安装在机床正面,主轴箱组件(6)正前方最高点位置,数控***(9)安装在机床右侧,工作台(11)为机床X轴运动部件、X轴滑枕(2)为机床Y轴运动部件、B轴减速箱组件(5)为Z轴运动部件、卡盘(13)为机床A轴运动部件、主轴箱组件(6)为B轴运动部件。
2. 根据权利要求1所述的微型多功能复合加工机床,其特征在于,刀库(7)的自动刀具交换装置机械臂(17)纵向布置在机床右侧;数控***(9)安装在机床右侧,通过两段连杆机构的数控***支架(14)连接,数控***支架(14)上装有数控***支架锁紧机构(15);X轴、Y轴、Z轴的空间分布为:Y轴安装在机床底座(1)上,X轴安装在X轴滑枕(2)上,Z轴安装在机床立柱(4)上,机床立柱(4)安装在机床底座(1)上。
3. 根据权利要求1所述的微型多功能复合加工机床,其特征在于,两个自由度旋转轴分别为A轴和B轴,其中车削及A轴功能组件(3)同时作为车削主轴和A轴使用,车削及A轴功能组件(3)与其配对的尾座(10)作为分体的组件,可以安装在工作台(11)上进行工作,也可拆除增加工作台(11)空间和机床X轴行程,车削及A轴功能组件(3)上设有定位机构。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104308668A (zh) * | 2014-10-12 | 2015-01-28 | 续宗耀 | 微型多功能复合加工中心 |
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