CN218426868U - 立式工作台卧式加工中心 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种立式工作台卧式加工中心,包括X轴床身、Y轴立柱、Z轴床身、Z轴滑座、夹持框组件以及工作台；所述Y轴立柱滑动设置在X轴床身上；所述Y轴立柱上滑动设置有滑鞍，且所述滑鞍上设置有摆头；所述Z轴床身设置在X轴床身宽度方向的一侧，所述Z轴滑座滑动设置在Z轴床身上；所述夹持框组件安装在Z轴滑座上，所述工作台与夹持框组件靠近X轴床身的一侧滑动连接，X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向三者相互垂直。将工作台竖立安装，并通过摆头对工作台上的产品进行加工，并实现了五轴联动加工，有助于提高排屑的便捷性，且减少了切屑堆积在工件表面或者腔体内的情况发生，有助于提高刀具的使用寿命，且刚性高。

Description

立式工作台卧式加工中心

技术领域

本实用新型涉及机床整机结构技术领域，具体地，涉及一种立式工作台卧式加工中心。

背景技术

机器的生产过程是指从原材料制成产品的全部过程，对机器生产而言包括原材料的运输和保存，生产的准备，毛坯的制造，零件的加工和热处理，产品的装配、及调试，油漆和包装等内容。五轴卧式加工中心是机械生产中的高端制造设备。

现有公告号为CN109262031B的中国专利申请，其公开了一种实现五轴单墙卧式翻板铣的方法及翻板铣床，铣床包括单侧墙，还包括工作台、翻转台、用于驱动工作台在翻转台和单侧墙之间进行位置转换的第一驱动单元和第二驱动单元，所述第一驱动单元和第二驱动单元分别设置于单侧墙和翻转台上，所述翻转台处还设有用于驱动翻转台翻转的第三驱动单元，所述工作台通过滑道在翻转台和单侧墙之间进行位置转换，所述单侧墙和翻转台上均设有用于对工作台锁紧的锁紧机构。

现有技术中的卧式加工中心大多水平放置，不利于排屑，且刀具寿命短，存在待改进之处。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种立式工作台卧式加工中心。

根据本实用新型提供的一种立式工作台卧式加工中心，包括X轴床身、Y轴立柱、Z轴床身、Z轴滑座、夹持框组件以及工作台；所述Y轴立柱滑动设置在X轴床身上，所述Y轴立柱的滑动方向为X轴方向；所述Y轴立柱上滑动设置有滑鞍，所述滑鞍的滑动方向为Y轴方向，且所述滑鞍上设置有摆头；所述Z轴床身设置在X轴床身宽度方向的一侧，所述Z轴滑座滑动设置在Z轴床身上，且所述Z轴滑座的滑动方向为Z轴方向；所述夹持框组件安装在Z轴滑座上，所述工作台与夹持框组件靠近X轴床身的一侧滑动连接，所述工作台的滑动方向为X轴方向；所述X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向三者相互垂直。

优选地，所述X轴床身包括上床身和下床身，所述上床身和下床身呈L形连接，所述上床身和下床身二者均设置有X轴方向导轨。

优选地，所述上床身和下床身上均设置有齿条，所述齿条的长度方向平行于X轴方向；所述Y轴立柱上的对应位置分别设置有与齿条啮合的齿轮，且所述Y轴立柱上还设置有驱动齿轮转动的伺服电机。

优选地，所述Y轴立柱上设置有Y轴方向导轨，所述滑鞍与Y轴方向导轨滑移配合；所述Y轴立柱上还平行间隔设置有两组滚珠丝杠副，两组所述滚珠丝杠副均与滑鞍传动连接，且所述Y轴立柱上还设置有驱动滚珠丝杠副运动的驱动电机，所述驱动电机与滚珠丝杠副一一对应。

优选地，所述Z轴床身上设置有Z轴方向导轨，所述Z轴滑座与Z轴方向导轨滑移配合，且所述Z轴床身上还设置有驱动Z轴滑座运动的丝杠驱动装置；所述Z轴床身平行设置有两组。

优选地，所述夹持框组件包括夹持框本体和传动机构，所述夹持框本体靠近X轴床身的一侧设置有第一单芯导轨，所述第一单芯导轨的长度方向平行于X轴方向，所述工作台与第一单芯导轨滑动配合，所述传动机构驱动工作台沿第一单芯导轨滑移。

优选地，所述夹持框本体靠近工作台的一侧设置有方销和拉油缸，所述方销和拉油缸二者定位工作台。

优选地，还包括过渡框，所述过渡框设置在夹持框本体的一侧，所述过渡框上设置有第二单芯导轨，所述第二单芯导轨的长度方向平行于第一单芯导轨的长度方向，且所述第二单芯导轨和第一单芯导轨在Y轴方向的高度相同。

优选地，还包括刀库、ATC自动换刀装置以及机械手，所述ATC自动换刀装置安装在刀库内，所述机械手抓取或放下刀头。

优选地，所述摆头包括AC摆头，所述AC摆头的主轴围绕Z轴方向旋转，所述AC摆头的A轴围绕X轴方向旋转。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型通过将工作台竖立安装在夹持框组件上，并通过摆头对工作台上的产品进行加工，并实现了沿X轴方向、Y轴方向、Z轴方向三者的直线滑移运动，以及绕Z轴方向、X轴方向的旋转运动的五轴联动加工，有助于提高排屑的便捷性，且减少了切屑堆积在工件表面或者腔体内的情况发生，有助于提高刀具的使用寿命，且刚性高。

2、本实用新型通过采用双丝杠、双双齿条，双导轨的双驱结构，采用高刚性主轴，有助于提高加工精度。

3、本实用新型通过AC摆角，加上X,Y,Z轴的直线运动，实现五轴联动，合理的整机结构配置，进一步保证了加工精度和加工效率。

4、本实用新型通过方销和拉油缸进行定位，保证了较好的可互换性，可实现从单机到产线的合理转变。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型主要体现加工中心整体结构的示意图；

图2为本实用新型主要体现X轴床身整体结构的示意图；

图3为本实用新型主要体现Y轴立柱整体结构的示意图；

图4为本实用新型主要体现工作台整体结构的示意图；

图5为本实用新型主要体现过渡框整体结构的示意图。

附图标记：

X轴床身1 驱动电机2.5

齿条1.1 滑鞍2.6

X轴方向导轨1.2 Z轴床身3

上床身1.3 Z轴滑座4

下床身1.4 刀库5

Y轴立柱2 夹持框组件6

Y轴方向导轨2.1 工作台7

滚珠丝杠副2.2 过渡框8

伺服电机2.3 第二单芯导轨8.2

摆头2.4

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图1、图2以及图3所示，根据本实用新型提供的一种立式工作台7卧式加工中心，包括X轴床身1、Y轴立柱2、Z轴床身3、Z轴滑座4、夹持框组件6以及工作台7。Y轴立柱2滑动设置在X轴床身1上，Y轴立柱2的滑动方向为X轴方向。Y轴立柱2上滑动设置有滑鞍2.6，滑鞍2.6的滑动方向为Y轴方向，且滑鞍2.6上设置有摆头2.4，摆头2.4包括AC摆头，AC摆头的主轴围绕Z轴方向旋转，AC摆头的A轴围绕X轴方向旋转。

Z轴床身3设置在X轴床身1宽度方向的一侧，Z轴滑座4滑动设置在Z轴床身3上，且Z轴滑座4的滑动方向为Z轴方向。夹持框组件6安装在Z轴滑座4上，工作台7与夹持框组件6靠近X轴床身1的一侧滑动连接，工作台7的滑动方向为X轴方向，且工作台7竖立。X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向三者相互垂直。

本申请的立式工作台7卧式加工中心，采用五轴联动加工，实现高效切削加工，分别是沿X轴方向、Y轴方向、Z轴方向三者的直线滑移运动，以及绕Z轴方向、X轴方向的旋转运动。加工过程中工作台7处于立式状态。本申请的优点是：竖立状态的工作台7利于排屑，便于实现自动化。当切屑堆积在工件表面或者腔体内时，容易导致工件局部受热，进而影响精度。更进一步地说，工作台7立式布置，排屑便利，刚性比较高，刀具在加工过程中可以达到更长的寿命，机床可以采用更大的切削参数进行加工，有利于机床整体刚性的提升。

如图1和图2所示，具体地，X轴床身1包括上床身1.3和下床身1.4，上床身1.3和下床身1.4呈L形连接，上床身1.3和下床身1.4二者均安装有X轴方向导轨1.2，Y轴立柱2上具有与X轴方向导轨1.2配合的滑块，实现Y轴立柱2与X轴床身1的滑移配合。上床身1.3和下床身1.4的连接可以是借助现有技术中的紧固件进行连接，使得X轴床身1结构更加稳固。上床身1.3和下床身1.4上均安装有齿条1.1，齿条1.1的长度方向平行于X轴方向，Y轴立柱2上的对应位置分别设置有与齿条1.1啮合的齿轮，且Y轴立柱2上还设置有驱动齿轮转动的伺服电机2.3。

如图1、图2和图3所示，通过Y轴立柱2上的伺服电机2.3带动齿轮转动，并借助齿轮与齿条1.1的啮合，实现Y轴立柱2在X轴床身1上沿X轴方向的滑移运动。一种可行的实时方式为：上床身1.3和下床身1.4上各布置两根X轴方向导轨1.2和两根齿条1.1，实现对Y轴立柱2分别在上床身1.3和下床身1.4上的双驱。

更为具体地，Y轴立柱2上安装有Y轴方向导轨2.1，滑鞍2.6与Y轴方向导轨2.1通过滑块滑移配合。Y轴立柱2上还平行间隔设置有两组滚珠丝杠副2.2，两组滚珠丝杠副2.2均与滑鞍2.6传动连接，且Y轴立柱2上还设置有驱动滚珠丝杠副2.2运动的驱动电机2.5，驱动电机2.5与滚珠丝杠副2.2一一对应。

两组驱动电机2.5同时驱动两个滚珠丝杠副2.2运动，从而带动滑鞍2.6沿Y轴方向导轨2.1做直线滑移运动，实现摆头2.4上的刀具进行Y轴方向的直线加工。

如图1和图4所示，进一步地，Z轴床身3与X轴床身1呈T形分布，Z轴床身3上安装有Z轴方向导轨，Z轴滑座4与Z轴方向导轨滑移配合，且Z轴床身3上还安装有驱动Z轴滑座4运动的丝杠驱动装置。通过丝杠驱动装置驱动Z轴滑座4沿Z轴方向做直线运动，进而带动工作台7沿Z轴方向做直线运动。

一种可行的实时方式为：Z轴床身3平行设置有两组，两个Z轴床身3，整体铸件刚性好，两个Z轴床身3并排分布，对工作台7的适应性高，可调性强。

如图1和图4所示更为具体地，夹持框组件6包括夹持框本体和传动机构，夹持框本体靠近X轴床身1的一侧设置有第一单芯导轨，第一单芯导轨的长度方向平行于X轴方向，工作台7与第一单芯导轨滑动配合，传动机构驱动工作台7沿第一单芯导轨滑移。夹持框本体与工作台7相接触的一侧设置有方销和拉油缸，方销和拉油缸二者用于将工作台7在夹持框本体上精确定位。夹持框上的传动机构借助第一单芯导轨用于工作台7的传动。

如图4所示，工作台7用于固定待加工的产品，且工作台7竖立安装在夹持框本体靠近X轴床身1的一侧，工作台7上具有与方销和拉油缸二者配合的结构，能够有效地保证工作台7的三向定位精度，进而保证产品的加工精度。

首先确定好Z轴床身3的位置，根据Z向行程要求，确定床身上相应的驱动组件行程及导轨行程，Z轴滑座4带动夹持框组件6在滚珠丝杠的驱动下沿着Z向直线运动；具体地说，工作台7通过夹持框本体上的方销和拉油缸进行精确的定位，定位精度达到两丝以内，建立了定位精度高，互换性好的优势。

如图1和图5所示一种可行的实施方式，还包括过渡框8，过渡框8竖立放置在夹持框本体的右侧，所渡框上设置有第二单芯导轨8.2，第二单芯导轨8.2的长度方向平行于第一单芯导轨的长度方向，且第二单芯导轨8.2和第一单芯导轨在Y轴方向的高度相同。且过渡框8上还具有驱动工作台7沿第二单芯导轨8.2直线滑移运动的驱动装置。实现了工作台7在夹持框架本体和过渡框8之间的传递，且工作稳定，位置精度高。

一种优选地方案，还包括刀库5、ATC自动换刀装置以及机械手，ATC自动换刀装置安装在刀库5内，机械手抓取或放下刀头，装刀等技术，实现了自动化换刀，大大降低了生产过程中换刀的时间，从而提高生产效率。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种立式工作台卧式加工中心，其特征在于，包括X轴床身(1)、Y轴立柱(2)、Z轴床身(3)、Z轴滑座(4)、夹持框组件(6)以及工作台(7)；

所述Y轴立柱(2)滑动设置在X轴床身(1)上，所述Y轴立柱(2)的滑动方向为X轴方向；

所述Y轴立柱(2)上滑动设置有滑鞍(2.6)，所述滑鞍(2.6)的滑动方向为Y轴方向，且所述滑鞍(2.6)上设置有摆头(2.4)；

所述Z轴床身(3)设置在X轴床身(1)宽度方向的一侧，所述Z轴滑座(4)滑动设置在Z轴床身(3)上，且所述Z轴滑座(4)的滑动方向为Z轴方向；

所述夹持框组件(6)安装在Z轴滑座(4)上，所述工作台(7)与夹持框组件(6)靠近X轴床身(1)的一侧滑动连接，所述工作台(7)的滑动方向为X轴方向，且所述工作台(7)竖立；

所述X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向三者相互垂直。

2.如权利要求1所述的立式工作台卧式加工中心，其特征在于，所述X轴床身(1)包括上床身(1.3)和下床身(1.4)，所述上床身(1.3)和下床身(1.4)呈L形连接，所述上床身(1.3)和下床身(1.4)二者均设置有X轴方向导轨(1.2)。

3.如权利要求2所述的立式工作台卧式加工中心，其特征在于，所述上床身(1.3)和下床身(1.4)上均设置有齿条(1.1)，所述齿条(1.1)的长度方向平行于X轴方向；

所述Y轴立柱(2)上的对应位置分别设置有与齿条(1.1)啮合的齿轮，且所述Y轴立柱(2)上还设置有驱动齿轮转动的伺服电机(2.3)。

4.如权利要求1所述的立式工作台卧式加工中心，其特征在于，所述Y轴立柱(2)上设置有Y轴方向导轨(2.1)，所述滑鞍(2.6)与Y轴方向导轨(2.1)滑移配合；

所述Y轴立柱(2)上还平行间隔设置有两组滚珠丝杠副(2.2)，两组所述滚珠丝杠副(2.2)均与滑鞍(2.6)传动连接，且所述Y轴立柱(2)上还设置有驱动滚珠丝杠副(2.2)运动的驱动电机(2.5)，所述驱动电机(2.5)与滚珠丝杠副(2.2)一一对应。

5.如权利要求1所述的立式工作台卧式加工中心，其特征在于，所述Z轴床身(3)上设置有Z轴方向导轨，所述Z轴滑座(4)与Z轴方向导轨滑移配合，且所述Z轴床身(3)上还设置有驱动Z轴滑座(4)运动的丝杠驱动装置；

所述Z轴床身(3)平行设置有两组。

6.如权利要求1所述的立式工作台卧式加工中心，其特征在于，所述夹持框组件(6)包括夹持框本体和传动机构，所述夹持框本体靠近X轴床身(1)的一侧设置有第一单芯导轨，所述第一单芯导轨的长度方向平行于X轴方向，所述工作台(7)与第一单芯导轨滑动配合，所述传动机构驱动工作台(7)沿第一单芯导轨滑移。

7.如权利要求6所述的立式工作台卧式加工中心，其特征在于，所述夹持框本体与工作台(7)相接触的一侧设置有方销和拉油缸，所述方销和拉油缸二者定位工作台(7)。

8.如权利要求6所述的立式工作台卧式加工中心，其特征在于，还包括过渡框(8)，所述过渡框(8)设置在夹持框本体的旁边，所述过渡框(8)上设置有第二单芯导轨(8.2)，所述第二单芯导轨(8.2)的长度方向平行于第一单芯导轨的长度方向，且所述第二单芯导轨(8.2)和第一单芯导轨在Y轴方向的高度相同。

9.如权利要求1所述的立式工作台卧式加工中心，其特征在于，还包括刀库(5)、ATC自动换刀装置以及机械手，所述ATC自动换刀装置安装在刀库(5)内，所述机械手抓取或放下刀头。

10.如权利要求1所述的立式工作台卧式加工中心，其特征在于，所述摆头(2.4)包括AC摆头，所述AC摆头的主轴围绕Z轴方向旋转，所述AC摆头的A轴围绕X轴方向旋转。

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