CN214108939U - 一种小型工件加工铣床 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种小型工件加工铣床，包括：底座、Y轴方向的立柱、滑枕、主轴结构、C轴方向的加工主轴、Z轴和X轴方向的十字滑台、A轴方向的工件主轴、工件库和刀库；立柱上设有导轨，滑枕且沿Y轴方向运动；主轴结构一端与滑枕固定连接，另一端与加工主轴固定连接，加工主轴位于立柱设有导轨的端面一侧且能够在与Y轴方向垂直的水平面内摆动。加工主轴设于立柱设有导轨的端面一侧，没有额外增加加工主轴与立柱之间的距离，避免了主轴刚性下降的同时，保证了加工主轴的可摆动角度，避开了与立柱之间的干涉。而且，本实用新型不需要Y轴进行频繁小位移或者往复运动，避免了制作成本的提升，同时，提高了设备的可靠性。

Description

一种小型工件加工铣床

技术领域

本实用新型涉及机床技术领域，尤其涉及一种小型工件加工铣床。

背景技术

在加工航空发动机的叶盘等小型工件过程中，由于工件的体积小，并且需要加工去除的量少，所以，需要机床有很高的加工精度。

传统的铣床用于加工航空发动机的叶盘等小型工件具有以下不足：

1、主轴与立柱之间的位置关系，对主轴的可摆动角度有直接影响：当主轴与立柱之间距离较大时，主轴的刚性下降，进而影响加工精度；当主轴与立柱之间的距离较小时，主轴需避开运动干涉，进而使摆动角度减小；

2、由于Y轴负载较大，所以，当Y轴频繁发生小位移运动或往复运动时，为了保证Y轴的动态特性和精度，需要付出相对其他直线轴更高昂的代价，即对Y轴的控制、驱动、电机、传动等性能要求更高，这一方面增大了设备的制造成本，另一方面影响设备的可靠性。

实用新型内容

本实用新型提供一种小型工件加工铣床，克服现有铣床在加工小型工件时滑枕驱动丝杠容易磨损、加工效率低以及加工精度不高的问题。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种小型工件加工铣床，包括：

底座、Y轴方向的立柱、滑枕、主轴结构、C轴方向的加工主轴、Z轴和X轴方向的十字滑台、A轴方向的工件主轴、工件库和刀库；

所述立柱设置于所述底座上，且所述立柱上设有导轨，所述滑枕设置于所述导轨上，且沿Y轴方向运动；所述主轴结构一端与所述滑枕固定连接，另一端与所述加工主轴固定连接，所述加工主轴位于所述立柱设有导轨的端面一侧且能够在与Y轴方向垂直的水平面内摆动；

所述十字滑台位于所述立柱设有导轨的端面一侧，且位于所述加工主轴的下方；所述十字滑台上设置所述工件主轴；

所述工件库位于所述立柱设有导轨的端面正前方和所述十字滑台的Z轴一端；所述刀库位于所述十字滑台的X轴靠近所述立柱的一端和所述立柱设有导轨的端面一侧。

进一步地，所述主轴结构，包括：

B轴安装体、B轴以及主轴安装体；

所述B轴安装体包括滑枕连接部、支撑部以及B轴安装部，所述滑枕连接部与所述滑枕固定连接，所述支撑部一端固定在所述滑枕连接部上，另一端位于所述立柱设有导轨的端面一侧且设有所述B轴安装部，所述B轴安装部上设有所述B轴；

所述主轴安装体包括B轴连接部和主轴安装部，所述B轴连接部与所述B轴固定连接，所述主轴安装部上固定有所述加工主轴使得所述加工主轴的工作区域位于所述B轴的下方。

进一步地，所述B轴轴线的延长线与所述加工主轴轴线的延长线正交于一点。

进一步地，所述B轴轴线的延长线位于所述加工主轴的鼻端端面上。

进一步地，所述底座为矩形；

所述立柱与设有导轨的端面相对的一边和所述立柱远离所述十字滑台的一边对应的夹角与所述底座的底角重合。

进一步地，还包括工件主轴安装台、第一滑台以及第一滑台驱动装置，所述工件主轴安装台安装在所述十字滑台上，所述工件主轴安装在所述工件主轴安装台上，所述第一滑台和所述第一滑台驱动装置安装在所述工件主轴安装台上，所述第一滑台驱动装置可驱动所述第一滑台在所述工件主轴安装台上沿X轴方向滑动。

进一步地，还包括换刀装置，所述换刀装置包括换刀滑台、刀具卡爪、刀具卡爪水平驱动装置以及刀具卡爪竖直驱动装置；

所述换刀滑台固定在所述工件主轴安装台上工件主轴的一侧，所述刀具卡爪水平驱动装置可驱动所述刀具卡爪在所述换刀滑台上沿X轴方向滑动，所述刀具卡爪竖直驱动装置可驱动所述刀具卡爪在所述换刀滑台上沿Y轴方向运动。

进一步地，所述支撑部与所述滑枕连接部的连接宽度小于所述滑枕连接部的宽度，且所述支撑部固定于所述滑枕连接部靠近十字滑台的一端。

进一步地，还包括：电控柜，所述电控柜与所述刀库位于所述立柱的相对侧。

进一步地，所述十字滑台的Z轴滑台设置在X轴滑台上侧，所述刀库为盘式刀库，所述盘式刀库与所述立柱的侧面固定连接。

本实用新型公开的小型工件加工铣床，加工主轴设于立柱设有导轨的端面一侧，没有额外增加加工主轴与立柱之间的距离，避免了主轴刚性下降的同时，保证了加工主轴的可摆动角度，避开了与立柱之间的干涉。而且，本实用新型公开的小型工件加工铣床在加工时，利用十字滑台完成了X轴和Z轴方向的运动，与B轴、C轴等负载较小的运动轴来完成五轴运动插补，Y轴主要参与进刀、退刀等少量五轴运动插补，不需要Y轴进行频繁小位移或者往复运动，避免了制作成本的提升，同时，提高了设备的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型公开的小型工件加工铣床的轴测图；

图2是本实用新型公开的小型工件加工铣床的主视图；

图3是本实用新型公开的小型工件加工铣床的左视图；

图4是本实用新型公开的小型工件加工铣床的右视图；

图5是本实用新型公开的小型工件加工铣床的俯视图；

图6是本实用新型公开的小型工件加工铣床的加工主轴的主视图；

图7是本实用新型公开的小型工件加工铣床的加工主轴的轴测图；

图8是本实用新型公开的小型工件加工铣床的工件主轴的主视图；

图9是本实用新型公开的小型工件加工铣床的工件主轴的轴测图；

图10是本实用新型公开的小型工件加工铣床的工件库的侧视图；

图11是本实用新型公开的小型工件加工铣床的刀库的侧视图；

图12是本实用新型公开的小型工件加工铣床的换刀装置的结构示意图；

图13是本实用新型公开的小型工件加工铣床的换刀装置的侧视图。

附图标号说明：

1、底座，10、工件库，11、刀库，2、立柱，20、导轨，21、滑枕，3、主轴结构，30、B轴安装体，31、主轴安装体，32、B轴，300、滑枕连接部，301、支撑部，302、B轴安装部，310、B轴连接部，311、主轴安装部，4、加工主轴，5、十字滑台，6、工件主轴，60、工件主轴安装台，61、第一滑台，62、第一滑台驱动装置，7、排屑结构，8、电控柜，9、换刀装置，90、换刀滑台，91、刀具卡爪，92、刀具卡爪水平驱动装置，93、刀具卡爪竖直驱动装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图9所示为本实用新型公开的小型工件加工铣床，包括：

底座1、Y轴方向的立柱2、滑枕21、主轴结构3、C轴方向的加工主轴4、Z轴和X轴方向的十字滑台5、A轴方向的工件主轴6、工件库10和刀库11；

所述立柱2设置于所述底座1上，且所述立柱2上设有导轨20，所述滑枕设置于所述导轨20上，且滑枕可沿Y轴方向上下运动；所述主轴结构3一端与所述滑枕固定连接，另一端与所述加工主轴4固定连接，所述加工主轴4位于所述立柱2设有导轨20的端面一侧且能够在与Y轴方向垂直的水平面内摆动；立柱大致为立方体结构，底面与底座1连接，如图5所示，立柱固定在图中左上角位置，则立柱的四个侧面中，有两个侧面朝向机床内，其中一个侧面装有导轨20，主轴结构通过滑枕与导轨20连接，并且，主轴结构将加工主轴向另一个朝向机床内的侧面所朝方向伸出；具体地，所述主轴结构，包括：B轴安装体30、B轴32以及主轴安装体31；所述B轴安装体30包括滑枕连接部300、支撑部301以及B轴安装部302，所述滑枕连接部300与所述滑枕21固定连接，所述支撑部301一端固定在所述滑枕连接部300上，另一端位于所述立柱2设有导轨20的端面一侧且设有所述B轴安装部302，所述B轴安装部302上设有所述B轴32；所述主轴安装体31包括B轴连接部310和主轴安装部311，所述B轴连接部310与所述B轴32固定连接，所述主轴安装部311上固定有所述加工主轴4使得所述加工主轴4的工作区域位于所述B轴32的下方。

所述十字滑台5位于所述立柱2设有导轨20的端面一侧，即加工主轴伸出的一侧，且位于所述加工主轴4的下方；所述十字滑台5上设置所述工件主轴6，在本实施例中，所述十字滑台5的Z轴滑台设置在X轴滑台上侧；

支撑部301大致为横向结构体，使B轴在Z轴方向上比立柱更靠近十字滑台。

所述工件库10位于所述立柱2设有导轨20的端面正前方和所述十字滑台5的Z轴一端；所述刀库11位于所述十字滑台5的X轴靠近所述立柱2的一端和所述立柱2设有导轨20的端面一侧。

本实用新型中通过B轴安装体、B轴以及主轴安装体使得加工主轴位于立柱2设有导轨20的端面一侧，即B轴在Z轴方向上比立柱更靠近十字滑台，且B轴的转动可以驱动加工主轴在在与Y轴方向垂直的水平面内摆动，进而可以消除加工主轴在水平面内摆动时与立柱之间的干涉，同时，由于加工主轴设置与立柱设有导轨的端面一侧，使得立柱设有导轨的端面所朝向的方向可以设置工件库，立柱朝向十字滑台的一侧可以设置刀库，有效了利用了整个空间，保证了机床结构紧凑，提高了空间利用率，同时，减小了加工主轴的轴线与导轨端面之间的距离，保证了加工主轴与滑枕之间的刚性，提高了机床的动态性能。

加工主轴设于立柱设有导轨的端面一侧，没有额外增加加工主轴与立柱之间的距离，避免了主轴刚性下降的同时，保证了加工主轴的可摆动角度，避开了与立柱之间的干涉。而且，本实用新型公开的小型工件加工铣床在加工时，利用十字滑台完成了X轴和Z轴方向的运动，与B轴、C轴等负载较小的运动轴来完成五轴运动插补，Y轴主要参与进刀、退刀等少量五轴运动插补，不需要Y轴进行频繁小位移或者往复运动，避免了制作成本的提升，同时，提高了设备的可靠性。

进一步地，所述B轴32轴线的延长线与所述加工主轴4轴线的延长线正交于一点。本申请中，加工主轴的延长线与B轴的延长线正交于一点，使得加工主轴的鼻端靠近旋转中心，减小了加工主轴的摆动距离，进而减少了加工主轴工作时的计算量，提高的加工效率。同时，由于加工主轴的鼻端靠近B轴的轴线，减小了B轴驱动加工主轴工作时的误差，提高了加工精度。

进一步地，所述B轴32轴线的延长线位于所述加工主轴4的鼻端端面上。即加工主轴在水平面内的回转中心与B轴的轴线重合，进一步的减小了加工主轴的计算量，提高了加工效率和加工精度。

进一步地，所述底座1为矩形；

所述立柱2与设有导轨20的端面相对的一边和所述立柱2远离所述十字滑台5的一边对应的夹角与所述底座1的底角重合。将立柱设置在底座的一角，使得底座上位于立柱设有导轨端面的前端的空间可以用于设置工件库，立柱设有导轨端面的一侧可以设置刀库，实现了将底座所有空间的充分利用，极大的可以提高机床的空间利用率。

进一步地，还包括工件主轴安装台60、第一滑台61以及第一滑台驱动装置62，所述工件主轴安装台60安装在所述十字滑台5上，工作主轴安装台60上设有导轨，第一滑台61设置在导轨上，第一滑台驱动装置62可以是液压缸或丝杠机构，所述工件主轴6安装在所述工件主轴安装台60上，所述第一滑台61和所述第一滑台驱动装置62安装在所述工件主轴安装台60上，所述第一滑台驱动装置62可驱动所述第一滑台61在所述工件主轴安装台60上沿X轴方向滑动，第一滑台上可以设置顶尖或支撑架等结构以用于保证加工时工件两端都有支撑提高加工质量。

进一步地，还包括换刀装置9，所述换刀装置9包括换刀滑台90、刀具卡爪91、刀具卡爪水平驱动装置92以及刀具卡爪竖直驱动装置93；

所述换刀滑台90固定在所述工件主轴安装台60上工件主轴6的一侧，换刀滑台90上设有导轨，所述刀具卡爪水平驱动装置92可驱动所述刀具卡爪91在所述换刀滑台90上沿X轴方向滑动，所述刀具卡爪竖直驱动装置92可驱动所述刀具卡爪91在所述换刀滑台上沿Y轴方向运动。通过该换刀装置可以实现加工主轴的自动换刀，具体换刀过程如下：本实施例中，刀库为盘式刀库，盘式刀库与所述立柱的侧面固定连接，滑枕带动加工主轴向上运动至一定高度以避免加工主轴与工件主轴的干涉，B轴驱动加工主轴在水平面内转动，使得加工主轴的轴线方向与Z轴平行，且加工主轴的鼻端朝向十字滑台一侧，刀具卡爪水平驱动装置驱动驱动刀具卡爪沿X方向(远离刀库的一侧)运动，以避免加工主轴与刀库的干涉，并通过十字滑台将刀具卡爪调至与加工主轴位置对应的位置处，滑枕带动加工主轴下落，将刀具卡入刀具卡爪中后，十字滑台沿Z轴向远离加工主轴的一侧运动，刀具与加工主轴分离，然后十字滑台驱动换刀装置运动至刀库附件，刀具卡爪竖直驱动装置驱动刀具运动至与刀库位置平齐的高度，并在十字滑台的作用下***刀库的空到位中，刀具卡爪竖直驱动装置驱动刀具卡爪向下运动与刀具分离，然后刀库转动将需要更换的刀具的刀位旋转至与刀具卡爪对应的位置，刀具卡爪竖直驱动装置驱动刀具卡爪向上运动卡住刀具后，十字滑台驱动刀具更换装置沿Z轴向远离刀库的一侧运动，使得刀具与刀库分离，然后十字滑台驱动刀具更换装置将需要更换的刀具***加工主轴中，刀具卡爪竖直驱动装置驱动刀具卡爪向下运动与刀具分离从而实现了自动换刀，本实用新型使得换刀过程仅在现有的XYZ三坐标下即可实现，不需要其他辅助构件，结构简单，控制方便，换刀效率高。

进一步地，支撑部301与所述滑枕连接部300的连接宽度小于所述滑枕连接部300的宽度，且所述支撑部301固定于所述滑枕连接部300靠近十字滑台5的一端，可以增加支撑部下方的空间，以便于设置加工主轴，有效地避免了加工主轴与立柱之间产生干涉。

所述刀库11为盘式刀库，所述盘式刀库与所述立柱的侧面固定连接。刀库采用盘式刀库并固定在立柱的侧面上，可以有效的减小刀库的占用空间，进而提高机床的空间利用率，同时可以有效的避免刀库与加工主轴之间的空间干涉。

进一步地，还包括：电控柜8，所述电控柜8与所述刀库位于所述立柱的相对侧，将电控柜设置在与刀库的相对侧，可以有效的利用的机床的各部分空间，提高了机床的空间利用率。

工件库包括工件库基座、链式工件库支架、链式工件库以及链式工件库水平驱动装置；所述工件库基座固定在底座上，工件库基座一侧设有导轨，链式工件库支架和链式工件库水平驱动装置固定在所述工件库基座上，链式工件库水平驱动装置可驱动链式工件库支架在导轨上沿Z轴方向运动，链式工件库安装在链式工件库支架上。

工件库为链式工件库，工件可转动的装在工件库中，工件在工件库中的安装方向与工件在工件库中的转动平面相垂直，并与工件主轴的方向相同，工件库具有在Z轴方向上的驱动装置，可驱动工件库在Z轴方向移动，靠近或远离所述十字滑台。更换工件时，带有工件的工件主轴安装台沿X和Z方向运动，使加工好的工件与工件库内放置工件的空位对应，然后工件库沿Z轴方向运动，靠近工件主轴，并使工件进入工件库；第一滑台在第一滑台驱动装置的驱动下，释放工件，使工件脱离工件主轴；工件库转动，使待加工工件转动至工件主轴可固定位置，工件主轴与第一滑台配合，固定工件；工件库沿Z轴方向运动，远离工件主轴；完成更换工件。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种小型工件加工铣床，其特征在于，包括：

底座、Y轴方向的立柱、滑枕、主轴结构、C轴方向的加工主轴、Z轴和X轴方向的十字滑台、A轴方向的工件主轴、工件库和刀库；

所述立柱设置于所述底座上，且所述立柱上设有导轨，所述滑枕设置于所述导轨上，且沿Y轴方向运动；所述主轴结构一端与所述滑枕固定连接，另一端与所述加工主轴固定连接，所述加工主轴位于所述立柱设有导轨的端面一侧且能够在与Y轴方向垂直的水平面内摆动；

所述十字滑台位于所述立柱设有导轨的端面一侧，且位于所述加工主轴的下方；所述十字滑台上设置所述工件主轴；

所述工件库位于所述立柱设有导轨的端面正前方和所述十字滑台的Z轴一端；所述刀库位于所述十字滑台的X轴靠近所述立柱的一端和所述立柱设有导轨的端面一侧。

2.根据权利要求1所述的小型工件加工铣床，其特征在于，所述主轴结构，包括：

B轴安装体、B轴以及主轴安装体；

所述B轴安装体包括滑枕连接部、支撑部以及B轴安装部，所述滑枕连接部与所述滑枕固定连接，所述支撑部一端固定在所述滑枕连接部上，另一端位于所述立柱设有导轨的端面一侧且设有所述B轴安装部，所述B轴安装部上设有所述B轴；

所述主轴安装体包括B轴连接部和主轴安装部，所述B轴连接部与所述B轴固定连接，所述主轴安装部上固定有所述加工主轴使得所述加工主轴的工作区域位于所述B轴的下方。

3.根据权利要求2所述的小型工件加工铣床，其特征在于，所述B轴轴线的延长线与所述加工主轴轴线的延长线正交于一点。

4.根据权利要求3所述的小型工件加工铣床，其特征在于，所述B轴轴线的延长线位于所述加工主轴的鼻端端面上。

5.根据权利要求4所述的小型工件加工铣床，其特征在于，所述底座为矩形；

所述立柱与设有导轨的端面相对的一边和所述立柱远离所述十字滑台的一边对应的夹角与所述底座的底角重合。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的小型工件加工铣床，其特征在于，还包括工件主轴安装台、第一滑台以及第一滑台驱动装置，所述工件主轴安装台安装在所述十字滑台上，所述工件主轴安装在所述工件主轴安装台上，所述第一滑台和所述第一滑台驱动装置安装在所述工件主轴安装台上，所述第一滑台驱动装置可驱动所述第一滑台在所述工件主轴安装台上沿X轴方向滑动。

7.根据权利要求6所述的小型工件加工铣床，其特征在于，还包括换刀装置，所述换刀装置包括换刀滑台、刀具卡爪、刀具卡爪水平驱动装置以及刀具卡爪竖直驱动装置；

所述换刀滑台固定在所述工件主轴安装台上工件主轴的一侧，所述刀具卡爪水平驱动装置可驱动所述刀具卡爪在所述换刀滑台上沿X轴方向滑动，所述刀具卡爪竖直驱动装置可驱动所述刀具卡爪在所述换刀滑台上沿Y轴方向运动。

8.根据权利要求2所述的小型工件加工铣床，其特征在于，所述支撑部与所述滑枕连接部的连接宽度小于所述滑枕连接部的宽度，且所述支撑部固定于所述滑枕连接部靠近十字滑台的一端。

9.根据权利要求1所述的小型工件加工铣床，其特征在于，还包括：电控柜，所述电控柜与所述刀库位于所述立柱的相对侧。

10.根据权利要求1所述的小型工件加工铣床，其特征在于，所述十字滑台的Z轴滑台设置在X轴滑台上侧，所述刀库为盘式刀库，所述盘式刀库与所述立柱的侧面固定连接。

Images