CN221135067U - 一种五轴加工中心 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种五轴加工中心，包括底座、转台、刀库组件、Y轴移动组件、X轴移动组件和Z轴移动组件。其中底座用于对其他部件以及工件进行承载，转台用于承载和固定工件，刀库组件用于储存各类刀具，Y轴移动组件、X轴移动组件以及Z轴移动组件分别驱动主轴沿Y轴方向、X轴方向以及Z轴方向移动。本申请通过将刀库设置在底座内部，使得整个五轴加工中心的重心向中央靠拢，减少加工时振动对加工精度的影响；Z轴驱动电机安装在滑枕上，通过将滑枕下移以降低Z轴驱动电机的高度，方便工人拆卸和维护。本申请涉及机床技术领域。

Description

一种五轴加工中心

技术领域

本申请涉及机床技术领域中的一种五轴加工中心。

背景技术

五轴加工中心，或称五轴机床，是一种仅需一次装夹工件就可完成五面体加工的高精度加工设备，可以对复杂的空间曲面进行高精度加工，更能够适应像汽车零部件、飞机结构件等现代模具的加工。

对于立式五轴加工中心，一般分为摆头式和摇篮式两种结构。摆头式结构指刀头能够沿X轴(或Y轴)和Z轴旋转,工件装在工作台上，一般用于较大型工件的加工。摇篮式结构指工件在装在转台上可绕X轴(或Y轴)和Z轴旋转，刀头仅Z轴进行平移移动，一般用于加工小型工件。

无论是摆头式还是摇篮式结构，加工中心都对自动换刀有要求，因此一般也会设置能够实现自动换刀的刀库。但是，目前的刀库一般外挂于加工中心本体，导致加工中心重心向一侧偏移。在加工时整个加工中心难免振动，摇篮式结构的加工中心对大工件进行切削时尤为明显，重心的偏差使得加工中心发生位置偏移，可能会对加工精度造成影响。另外，由于Z轴电机需要驱动主轴沿竖直方向移动而且要承受切削反作用力和主轴的重力，其需要经常检查维修，目前立式五轴加工中心的Z轴电机一般固定于机床本体而且位于高处，高度较高不好拆卸。

实用新型内容

本申请的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种五轴加工中心，能够提升加工中心承受加工振动时的稳定性，而且能够方便对Z轴电机进行拆装与维护。

根据本申请实施例，提供一种五轴加工中心，包括：

底座；

转台，其安装在所述底座的顶部，所述转台用于承载待加工的工件；

刀库组件，其安装在所述底座的内部，所述刀库组件包括刀库旋转电机、刀库盘和多个刀具夹，所述刀库旋转电机驱动所述刀库盘转动，多个所述刀具夹均安装在所述刀库盘上；

Y轴移动组件，其包括支撑座、Y轴驱动电机和横梁，所述支撑座安装在所述底座的顶部，所述横梁放置在所述支撑座上并能够沿Y轴方向滑动，所述Y轴驱动电机驱动所述横梁滑移；

X轴移动组件，其包括移动滑板和X轴驱动电机，所述移动滑板与所述横梁滑动连接且滑动方向为X轴方向，所述X轴驱动电机驱动所述移动滑板滑移；

Z轴移动组件，其包括滑枕、主轴、Z轴驱动电机和丝杆机构，所述滑枕与所述移动滑板滑动连接且滑动方向为Z轴方向，所述主轴和所述Z轴驱动电机均安装在所述滑枕上，所述Z轴驱动电机的输出轴与所述丝杆机构中的丝杆连接，所述丝杆机构中的丝杆座与所述移动滑板固定连接，所述Z轴驱动电机通过所述丝杆机构驱动所述滑枕滑移。

根据本申请实施例，进一步地，所述转台包括翻转电机和转台本体，所述翻转电机驱动所述转台本体绕X轴翻转。

根据本申请实施例，进一步地，所述转台还包括回转电机和回转盘，所述回转盘绕Z轴可旋转地安装在所述转台本体的顶部，所述回转盘用于承载待加工的工件，所述回转电机驱动所述回转盘转动。

根据本申请实施例，进一步地，所述刀具夹在所述刀库盘上呈圆周阵列分布。

根据本申请实施例，进一步地，所述刀库盘上设置有对应各个所述刀具夹的标号牌。

根据本申请实施例，进一步地，所述刀库组件还包括挡板，所述挡板安装在所述刀库盘上，用于阻挡加工产生的废屑飞溅至各个所述刀具夹上夹持的刀具。

根据本申请实施例，进一步地，所述挡板设有引导废屑下落的斜面。

根据本申请实施例，进一步地，所述支撑座为龙门式结构并横跨在所述转台和所述刀库组件之上，所述支撑座的双肩分别安装有滑轨，所述横梁与两个所述滑轨滑动连接。

根据本申请实施例，进一步地，所述支撑座的中部沿Y轴方向延伸出一个支撑台，所述Y轴驱动电机安装在所述支撑台上以对所述横梁进行驱动。

根据本申请实施例，进一步地，所述Y轴驱动电机通过丝杆机构或直线电机驱动所述横梁移动，所述X轴驱动电机通过丝杆机构或直线电机驱动所述移动滑板移动。

本申请实施例的有益效果至少包括：本申请通过将刀库设置在底座内部，使得整个五轴加工中心的重心向中央靠拢，减少加工时振动对加工精度的影响；Z轴驱动电机安装在滑枕上，通过将滑枕下移以降低Z轴驱动电机的高度，方便工人拆卸和维护。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本申请实施例五轴加工中心的正面三维图；

图2是本申请实施例五轴加工中心的背面三维图；

图3是本申请实施例五轴加工中心中转台200的三维图；

图4是本申请实施例五轴加工中心中刀库组件300的三维图；

图5是本申请实施例五轴加工中心中Z轴移动组件600的三维图。

附图标记：100-底座、200-转台、210-翻转电机、220-转台本体、230-回转电机、240-回转盘、300-刀库组件、310-刀库旋转电机、320-刀库盘、330-刀具夹、340-挡板、341-斜面、400-Y轴移动组件、410-支撑座、411-支撑台、420-Y轴驱动电机、430-横梁、500-X轴移动组件、510-移动滑板、520-X轴驱动电机、600-Z轴移动组件、610-滑枕、620-主轴、630-Z轴驱动电机。

具体实施方式

本部分将详细描述本申请的具体实施例，本申请之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本申请的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本申请保护范围的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本申请的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

对于立式五轴加工中心，一般分为摆头式和摇篮式两种结构。而无论是摆头式还是摇篮式结构，加工中心都对自动换刀有要求，因此一般也会设置能够实现自动换刀的刀库。但是，目前的刀库一般外挂于加工中心本体，导致加工中心重心向一侧偏移。在加工时整个加工中心难免振动，摇篮式结构的加工中心对大工件进行切削时尤为明显，重心的偏差使得加工中心发生位置偏移，可能会对加工精度造成影响。另外，由于Z轴电机需要驱动主轴沿竖直方向移动而且要承受切削反作用力和主轴的重力，其需要经常检查维修，目前立式五轴加工中心的Z轴电机一般固定于机床本体而且位于高处，高度较高不好拆卸。

对此，本申请提出一种五轴加工中心，通过将刀库设置在底座100的内部，使得整个五轴加工中心的重心向中央靠拢，减少加工时振动对加工精度的影响；Z轴驱动电机630安装在滑枕610上，通过将滑枕610下移以降低Z轴驱动电机630的高度，方便工人拆卸和维护。

参照图1至图2，本申请实施例中的五轴加工中心，包括底座100、转台200、刀库组件300、Y轴移动组件400、X轴移动组件500以及Z轴移动组件600。其中底座100用于对其他部件以及工件进行承载，转台200用于承载和固定工件，刀库组件300用于储存各类刀具，Y轴移动组件400、X轴移动组件500以及Z轴移动组件600分别驱动主轴沿Y轴方向、X轴方向以及Z轴方向移动。

具体地，参照图3，转台200安装在底座100的顶部，其包括翻转电机210和转台本体220，翻转电机210驱动转台本体220绕X轴翻转，从而能够连带着翻转工件。进一步地，转台200还可以包括回转电机230和回转盘240，回转盘240绕Z轴可旋转地安装在转台本体220的顶部，回转盘240上承载有待加工的工件，回转电机230能够驱动回转盘240转动，进而带动工件旋转。翻转电机210和回转电机230联合工作，能够更为自由地调整工件的姿态，完成对复杂工件的加工。

刀库组件300安装在底座100的内部，从而将本五轴加工中心的重心向中央靠拢，而且也减少换刀时主轴的移动距离，提升换刀效率。参照图4，刀库组件300包括刀库旋转电机310、刀库盘320和多个刀具夹330，刀库旋转电机310驱动刀库盘320转动，多个刀具夹330均安装在刀库盘320上，各个刀具夹330分别夹持有不同类别的刀具。当需要换刀时，主轴将目前使用的刀具放置在空的刀具夹330上，经刀库旋转电机310转动，使得需要安装的刀具移动至主轴的下方，再驱动主轴安装新的刀具即可。刀库的自动换刀技术为现有技术。

进一步地，各个刀具夹330在刀库盘320上呈圆周阵列分布。而且刀库盘320上设置有对应各个刀具夹330的标号牌，方便工人确认各个刀具的使用情况并根据需要进行刀具的更换和维护。

进一步地，刀库组件300还包括挡板340，其安装在刀库盘320上。进行加工工作时，挡板340挡在主轴和各个刀具夹330之间，用于阻挡加工产生的废屑，防止废屑飞溅至各个刀具夹330上夹持的刀具。而且，挡板340设有引导废屑下落的斜面341，使得被阻挡的废屑能够沿斜面341滑落至下方的废屑储存区，方便后续清理。

Y轴移动组件400包括支撑座410、Y轴驱动电机420和横梁430，支撑座410安装在底座100的顶部，横梁430放置在支撑座410上并能够沿Y轴方向滑动，Y轴驱动电机420驱动横梁430滑移。具体地，支撑座410为龙门式结构并横跨在转台200和刀库组件300之上，支撑座410的双肩分别安装有滑轨，横梁430与两个滑轨滑动连接以实现移动。支撑座410的中部沿Y轴方向延伸出一个支撑台411，Y轴驱动电机420安装在支撑台411上以对横梁430进行驱动。由于Y轴驱动电机420作用于横梁430的作用力点位于横梁430的中部，可以减少施力时横梁430所产生的滑移偏差，使得移动更为顺畅；另一方面，Y轴驱动电机420相较于本五轴加工中心居中设置，也能够使得整体重心向中间靠拢。

X轴移动组件500包括移动滑板510和X轴驱动电机520，移动滑板510与横梁430滑动连接且滑动方向为X轴方向，X轴驱动电机520驱动移动滑板510滑移。

参照图5，Z轴移动组件600包括滑枕610、主轴620、Z轴驱动电机630和丝杆机构。滑枕610与移动滑板510滑动连接且滑动方向为Z轴方向，主轴620和Z轴驱动电机630均安装在滑枕610上。从而滑枕610的移动能够带动Z轴驱动电机630移动，在需要拆装Z轴驱动电机630时可以将滑枕610下移，降低Z轴驱动电机630的高度以方便拆装。Z轴驱动电机630的输出轴与丝杆机构中的丝杆连接，丝杆机构中的丝杆座与移动滑板510固定连接，从而Z轴驱动电机630能够通过丝杆机构驱动滑枕610滑移。

进一步地，Y轴驱动电机420通过丝杆机构或直线电机驱动横梁430移动，X轴驱动电机520通过丝杆机构或直线电机驱动移动滑板510移动。

以上是对本申请的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种五轴加工中心，其特征在于，包括：

底座(100)；

转台(200)，其安装在所述底座(100)的顶部，所述转台(200)用于承载待加工的工件；

刀库组件(300)，其安装在所述底座(100)的内部，所述刀库组件(300)包括刀库旋转电机(310)、刀库盘(320)和多个刀具夹(330)，所述刀库旋转电机(310)驱动所述刀库盘(320)转动，多个所述刀具夹(330)均安装在所述刀库盘(320)上；

Y轴移动组件(400)，其包括支撑座(410)、Y轴驱动电机(420)和横梁(430)，所述支撑座(410)安装在所述底座(100)的顶部，所述横梁(430)放置在所述支撑座(410)上并能够沿Y轴方向滑动，所述Y轴驱动电机(420)驱动所述横梁(430)滑移；

X轴移动组件(500)，其包括移动滑板(510)和X轴驱动电机(520)，所述移动滑板(510)与所述横梁(430)滑动连接且滑动方向为X轴方向，所述X轴驱动电机(520)驱动所述移动滑板(510)滑移；

Z轴移动组件(600)，其包括滑枕(610)、主轴(620)、Z轴驱动电机(630)和丝杆机构，所述滑枕(610)与所述移动滑板(510)滑动连接且滑动方向为Z轴方向，所述主轴(620)和所述Z轴驱动电机(630)均安装在所述滑枕(610)上，所述Z轴驱动电机(630)的输出轴与所述丝杆机构中的丝杆连接，所述丝杆机构中的丝杆座与所述移动滑板(510)固定连接，所述Z轴驱动电机(630)通过所述丝杆机构驱动所述滑枕(610)滑移。

2.根据权利要求1所述的五轴加工中心，其特征在于：所述转台包括翻转电机(210)和转台本体(220)，所述翻转电机(210)驱动所述转台本体(220)绕X轴翻转。

3.根据权利要求2所述的五轴加工中心，其特征在于：所述转台还包括回转电机(230)和回转盘(240)，所述回转盘(240)绕Z轴可旋转地安装在所述转台本体(220)的顶部，所述回转盘(240)用于承载待加工的工件，所述回转电机(230)驱动所述回转盘(240)转动。

4.根据权利要求1所述的五轴加工中心，其特征在于：所述刀具夹(330)在所述刀库盘(320)上呈圆周阵列分布。

5.根据权利要求4所述的五轴加工中心，其特征在于：所述刀库盘(320)上设置有对应各个所述刀具夹(330)的标号牌。

6.根据权利要求1所述的五轴加工中心，其特征在于：所述刀库组件(300)还包括挡板(340)，所述挡板(340)安装在所述刀库盘(320)上，用于阻挡加工产生的废屑飞溅至各个所述刀具夹(330)上夹持的刀具。

7.根据权利要求6所述的五轴加工中心，其特征在于：所述挡板(340)设有引导废屑下落的斜面(341)。

8.根据权利要求1所述的五轴加工中心，其特征在于：所述支撑座(410)为龙门式结构并横跨在所述转台(200)和所述刀库组件(300)之上，所述支撑座(410)的双肩分别安装有滑轨，所述横梁(430)与两个所述滑轨滑动连接。

9.根据权利要求8所述的五轴加工中心，其特征在于：所述支撑座(410)的中部沿Y轴方向延伸出一个支撑台(411)，所述Y轴驱动电机(420)安装在所述支撑台(411)上以对所述横梁(430)进行驱动。

10.根据权利要求1至9中任一所述的五轴加工中心，其特征在于：所述Y轴驱动电机(420)通过丝杆机构或直线电机驱动所述横梁(430)移动，所述X轴驱动电机(520)通过丝杆机构或直线电机驱动所述移动滑板(510)移动。