微型多功能復(fù)合加工中心
描述[0001]本發(fā)明屬于精工機(jī)床領(lǐng)域，具體地說,，涉及一種微型多功能復(fù)合加工中心,。背景[0002]加工中心是高度自動化的機(jī)械加工設(shè)備，其特點(diǎn)為：具備刀庫,，可以完成自動換刀 工作,，工件一次裝夾后，根據(jù)事先編制好的精工加工程序,，機(jī)床可以自動選擇加工方式,、更 換刀具、自動對刀,、自動改變主軸轉(zhuǎn)速,、進(jìn)給量等，可連續(xù)完成多種工序，減少了工件裝夾,、 測量和機(jī)床調(diào)整等輔助工序時間,。[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的加工中心設(shè)備多是為工業(yè)生產(chǎn)加工而設(shè)計，其體積龐大,，重達(dá)數(shù)噸,， 普通的家庭制造愛好者，或者學(xué)校實驗室,，一般無法提供工業(yè)加工中心所需的空間與地基 要求,；供電必須使用三相動力電，即使安裝了變相設(shè)備,，工業(yè)加工中心的功率也非照明電源 所能承受,；工業(yè)加工中心的設(shè)計目的是為生產(chǎn)使用，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為高效率,，高穩(wěn)定性,，機(jī)床 的功能越多，其效率與穩(wěn)定性就越差,，因此工業(yè)加工中心功能往往較為單調(diào),。內(nèi)容[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種微型多功能復(fù)合加工中心，要求體積小,、重 量輕,、支持照明電源、功能豐富滿足各種加工需求,。[0005]為解決上述技術(shù)問題,，本發(fā)明提出了一種微型多功能復(fù)合加工中心。其特點(diǎn)為：專 為家庭或教學(xué)以及小零件快速打樣設(shè)計,；其外形體積小,，******外形尺寸僅1. 2米，重量輕,， 整體重量約280KG,，隨處皆可放置，可以在樓房上使用,；功耗低,，可直接使用照明電源供電； 功能極其豐富,，結(jié)構(gòu)靈活可控,，含刀庫，可自動換刀,，擁有兩個主軸,，五個自由度,，可實現(xiàn)五 軸聯(lián)動，可完成車削,、統(tǒng)削,、鏜削、刨削,、磨削,、插削、鉆削,、攻絲,、滾齒等加工工藝。[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種微型多功能復(fù)合加工中心,，包括刀庫,、精工系統(tǒng)、兩個 主軸,、三個自由度進(jìn)給軸,、兩個自由度旋轉(zhuǎn)軸。所述兩個主軸,，其一為可受刀庫操作完成自 動換刀的刀具主軸,，另一主軸為裝夾工件進(jìn)行車削加工的工件主軸，另外此主軸還作為機(jī) 床旋轉(zhuǎn)軸的A軸使用,。[0007]所述刀庫安裝在機(jī)床正面,，主軸箱正前方最高點(diǎn)位置，其自動刀具交換裝置機(jī)械 臂縱向布置在機(jī)床右側(cè),。[0008]所述精工系統(tǒng)安裝在機(jī)床右側(cè),，通過兩段連桿機(jī)構(gòu)連接，可在連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動范圍 內(nèi)自由活動,，并可使用鎖緊把手鎖緊該機(jī)構(gòu)使精工系統(tǒng)位置固定,。[0009]所述三個自由度進(jìn)給軸，分別為X軸,、Y軸、Z軸,，其空間分布為：Y軸安裝在機(jī)床底 座上,，運(yùn)動部件為X軸滑枕；X軸安裝在X軸滑枕上,，運(yùn)動部件為機(jī)床工作臺,；Z軸安裝在機(jī) 床立柱上，機(jī)床立柱安裝在機(jī)床底座上,，Z軸的運(yùn)動部件為旋轉(zhuǎn)軸B軸渦輪箱,。[0010]所述兩個自由度旋轉(zhuǎn)軸,，分別為A軸和B軸，其中A軸同時作為車削主軸使用,，采 用大功率大慣量伺服電機(jī)直驅(qū),，高速時可完成車削加工，低速時可做聯(lián)動銑削,，分度等功 能,；A軸與其配對的尾坐作為分體的組件，可以安裝在工作臺上進(jìn)行工作,，也可拆除增加工作臺空間和機(jī)床X軸行程,，A軸組件上設(shè)有定位機(jī)構(gòu)，確保其拆裝后位置精度可靠,。[0011]所述B軸安裝在B軸渦輪箱上,，B軸渦輪箱內(nèi)含兩只蝸桿，一為左旋,，一為右旋,，一 個渦輪，兩只蝸桿同時與渦輪嚙合,，使用一臺伺服電機(jī)驅(qū)動其中一只蝸桿,，同步帶經(jīng)過同步 輪連接兩個蝸桿使其同步，其中一個同步輪使用卷簧與蝸桿連接,。[0012]所述B軸與B軸渦輪箱之間使用一圓錐面連接,，B軸運(yùn)動面為一錐形運(yùn)動體，其固 定體為一錐環(huán),，使用16只螺釘連接錐環(huán)與B軸渦輪箱,，其中8只固定螺釘，8只頂起螺釘,，兩 者交替分布,。[〇〇13] 本機(jī)床所使用車刀、刨刀,、插刀等刀柄為自行設(shè)計,，其特點(diǎn)為刀刃中心點(diǎn)過刀柄軸線。[0014]本發(fā)明的工作過程如下：本機(jī)床第一實施例,，作為常見普通三軸精工加工中心使用,，即只啟用本機(jī)床刀庫，機(jī)床 運(yùn)動軸X軸,、Y軸,、Z軸，即可實現(xiàn)此工作,，如工作臺空間不足,，亦可拆除車削主軸與尾坐來增 加工作臺空間,。[0015]本機(jī)床第二實施例，作為常見普通四軸精工加工中心使用,，即在第一實施例的基 礎(chǔ)上,，再啟用A軸，即可實現(xiàn)此工作,。[0016]本機(jī)床第三實施例,，作為第四軸為B軸的四軸精工加工中心使用，即在第一實施 例的基礎(chǔ)上,，再啟用B軸,，即可完成此工作。[0017]本機(jī)床第四實施例,，作為五軸聯(lián)動精工加工中心使用,，即在第一實施例的基礎(chǔ)上， 再啟用A軸,、B軸,，即可實現(xiàn)此工作。[0018]本機(jī)床第五實施例,，作為車削加工中心使用,，即啟用本機(jī)床刀庫7，機(jī)床運(yùn)動軸X 軸,、Y軸,、Z軸、車削主軸,、B軸,，在機(jī)床主軸上裝入車刀刀柄，車削主軸上裝夾工件,，X軸與Z 軸聯(lián)動即可完成車外圓,、車端面等工作，B軸旋轉(zhuǎn)90度使刀柄與車削主軸軸線平行,，即可實 現(xiàn)車內(nèi)圓工作,，還可使用多軸聯(lián)動完成復(fù)雜型面的車削工作。[0019]本機(jī)床第六實施例,，作為五軸聯(lián)動車銑復(fù)合精工加工中心使用,，即在第四實施例 的基礎(chǔ)上，結(jié)合第五實施例功能,，兩者工序交替進(jìn)行，實現(xiàn)車銑復(fù)合精工加工,。[0020]本機(jī)床第七實施例,，作為常見普通三軸精工平面磨床使用,，即在第一實施例的基 礎(chǔ)上，再啟用B軸,，使用其分度功能,，使主軸箱組件6旋轉(zhuǎn)90度，在主軸上裝入磨削砂輪,，即 可實現(xiàn)此工作,。[0021]本機(jī)床第八實施例，作為常見普通精工萬能磨床使用,，即在第五實施例的基礎(chǔ)上,， 在主軸上裝入磨削砂輪，即可實現(xiàn)此工作,。[0022]本機(jī)床第九實施例,，作為常見普通刨床使用，即在第一實施例的基礎(chǔ)上,，在主軸上 裝入刨刀,，機(jī)床X軸快速往復(fù)運(yùn)動作為主運(yùn)動，Y,、Z軸進(jìn)給運(yùn)動,，即可實現(xiàn)此工作。[〇〇23] 本機(jī)床第十實施例,，作為常見普通插床使用,，即在第一實施例的基礎(chǔ)上，在主軸上 裝入插刀,，機(jī)床Z軸快速往復(fù)運(yùn)動作為主運(yùn)動,，X、Y軸進(jìn)給運(yùn)動,，即可實現(xiàn)此工作,。[〇〇24] 本機(jī)床第十一實施例，作為常見普通滾齒機(jī)使用,，即在第二實施例的基礎(chǔ)上,，在主 軸上裝入滾刀，機(jī)床主軸與A軸聯(lián)動切削齒坯,，X,、Y軸進(jìn)給運(yùn)動，即可實現(xiàn)此工作,。[0025]本機(jī)床第十二實施例,，在以上全部實施例基礎(chǔ)上隨意搭配工藝工序，自動化完成 多種多類工序,，即稱為多功能復(fù)合加工中心,。[0026]本發(fā)明的有益效果在于：1,、外形體積小，******外形尺寸僅1. 2米,，重量輕,，整體重量約280KG，隨處皆可放置,，可以在樓房上使用,；2、功耗低,，可直接使用照明電源供電,；3、功 能極其豐富,，結(jié)構(gòu)靈活可控,，含刀庫，可自動換刀,，擁有兩個主軸,，五個自由度，可實現(xiàn)五軸 聯(lián)動,，可完成車削,、銑削、鏜削,、刨削,、磨削、插削,、鉆削,、攻絲、滾齒等加工工藝,；4,、使用了一 種高剛性無背隙的旋轉(zhuǎn)軸設(shè)計，解決了普通旋轉(zhuǎn)軸設(shè)計方案精度差或剛性低的問題,；5,、利 用旋轉(zhuǎn)軸的靈活特點(diǎn)，將刀庫的自動刀具交換裝置機(jī)械臂縱向安置,，省去了換刀行程,，使機(jī) 床Z軸行程的利用率大為提高；6,、自行開發(fā)研制的精工系統(tǒng),，可實現(xiàn)前述所有機(jī)械運(yùn)動功 能的控制。附圖說明[〇〇27] 圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)等軸側(cè)視圖。[0028]圖2是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)主視圖,。[0029]圖3是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)軸側(cè)視圖,。[0030]圖4是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)軸正面結(jié)構(gòu)剖視圖,。[0031]圖5是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)軸外形示意圖,。[0032]圖6是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)軸側(cè)面結(jié)構(gòu)剖視圖。[0033]圖7是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動方法示意圖,。實施[0034]以下結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明,。[0035]如圖1所示，本發(fā)明包括機(jī)床底座1,、X軸滑枕2,、車削主軸（A軸組件）3、機(jī)床立柱 4,、B軸蝸輪箱組件5,、主軸箱組件6、刀庫7,、刀庫支架8,、精工系統(tǒng)9、尾坐10,、工作臺11,、油 盤12、卡盤13,、精工系統(tǒng)支架14,、精工系統(tǒng)支架鎖緊機(jī)構(gòu)15、刀具主軸16,、自動刀具交換裝 置機(jī)械臂17,其中：工作臺11為機(jī)床X之軸運(yùn)動部件,、X軸滑枕2為機(jī)床Y軸運(yùn)動部件、B 軸蝸輪箱組件5為Z軸運(yùn)動部件,、卡盤13為機(jī)床A軸運(yùn)動部件,、主軸箱組件6為B軸運(yùn)動 部件。[0036]刀庫7安裝在機(jī)床正面,，主軸箱組件6正前方最高點(diǎn)位置,，其自動刀具交換裝置機(jī) 械臂17縱向布置在機(jī)床右側(cè)；精工系統(tǒng)9安裝在機(jī)床右側(cè),，通過兩段連桿機(jī)構(gòu)的精工系統(tǒng) 支架14連接,，可在連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動范圍內(nèi)自由活動，并可使用精工系統(tǒng)支架鎖緊機(jī)構(gòu)15鎖緊 該機(jī)構(gòu)使精工系統(tǒng)位置固定,；X軸,、Y軸、Z軸的空間分布為：Y軸安裝在機(jī)床底座1上，X軸 安裝在X軸滑枕2上,，Z軸安裝在機(jī)床立柱3上,，機(jī)床立柱3安裝在機(jī)床底座1上。[0037]兩個自由度旋轉(zhuǎn)軸分別為A軸和B軸,，其中A軸組件3同時作為車削主軸使用,， 采用大功率大慣量伺服電機(jī)直驅(qū)，高速時可完成車削加工,，低速時可做聯(lián)動銑削,，分度等功 能；A軸組件3與其配對的尾坐10作為分體的組件,，可以安裝在工作臺11上進(jìn)行工作,，也 可拆除增加工作臺11空間和機(jī)床X軸行程，A軸組件3上設(shè)有定位機(jī)構(gòu),，確保其拆裝后位 置精度可靠,。[0038]主軸箱組件6安裝在B軸渦輪箱組件5上，B軸渦輪箱組件5內(nèi)含兩只蝸桿20和 蝸桿25, 一為左旋,，一為右旋,，一個渦輪31，兩只蝸桿同時與渦輪31嚙合,，使用一臺伺服電 機(jī)18驅(qū)動其中一只蝸桿,，同步帶23經(jīng)過同步輪22和同步輪28連接兩個蝸桿使其同步，其 中一個同步輪28使用卷簧26與蝸桿25連接,，利用蝸輪的自鎖性,，在卷簧僅需較小彈力的前提下也可完全排除蝸輪31的回程間隙。[0039] 主軸箱組件6與B軸渦輪箱組件5之間使用一圓錐面連接,，主軸箱組件6運(yùn)動面 為一錐形運(yùn)動體,，其固定體為一壓蓋錐環(huán)40,使用16只螺釘連接錐環(huán)與B軸渦輪箱36,其 中8只螺釘39為固定螺釘，8只螺釘41為頂起螺釘,，兩者交替分布,，調(diào)整壓蓋錐環(huán)40與主 軸箱箱體32之間的間隙，完成壓蓋錐環(huán)40的固定工工作,。[0040] 本機(jī)床在實行某些工藝時,，如車削、刨削等,，需要鎖定主軸,，目前采取伺服電機(jī)自 鎖，和刀具刀柄設(shè)計減輕扭轉(zhuǎn)力矩的方法來解決,，具體如下,，所有車刀，刨刀，插刀等,，刀刃 中心點(diǎn)過刀柄軸線,，使用此方法制造車刀柄基本不會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩，相對于強(qiáng)力主軸鎖定 更有利于切削穩(wěn)定,。[0041] 本發(fā)明的工作過程如下：本機(jī)床第一實施例,，作為常見普通三軸精工加工中心使用，即只啟用本機(jī)床刀庫7,機(jī) 床運(yùn)動軸X軸(運(yùn)動部件為工作臺11 ),、Y軸(運(yùn)動部件為X軸滑枕2),、Z軸(運(yùn)動部件為主軸 箱組件6)，即可實現(xiàn)此工作,，如工作臺空間不足，亦可拆除車削主軸（A軸組件）3與尾坐10 來增加工作臺空間,。[〇〇42] 本機(jī)床第二實施例,，作為常見普通四軸精工加工中心使用，即在第一實施例的基 礎(chǔ)上,，再啟用A軸(運(yùn)動部件為卡盤13),，即可實現(xiàn)此工作。[0043] 本機(jī)床第三實施例,，作為第四軸為B軸的四軸精工加工中心使用,，即在第一實施 例的基礎(chǔ)上，再啟用B軸(運(yùn)動部件為B軸蝸輪箱組件5),，即可完成此工作,。[〇〇44] 本機(jī)床第四實施例，作為五軸聯(lián)動精工加工中心使用,，即在第一實施例的基礎(chǔ)上,， 再啟用A軸(運(yùn)動部件為卡盤13)、B軸(運(yùn)動部件為B軸蝸輪箱組件5),，即可實現(xiàn)此工作,。 [0045] 本機(jī)床第五實施例，作為車削加工中心使用,，即啟用本機(jī)床刀庫7,機(jī)床運(yùn)動軸X 軸(運(yùn)動部件為工作臺11),、Y軸(運(yùn)動部件為X軸滑枕2)、Z軸(運(yùn)動部件為主軸箱組件6),、 車削主軸(運(yùn)動部件為卡盤13),、B軸(運(yùn)動部件為B軸蝸輪箱組件5)，在機(jī)床主軸上裝入車 刀刀柄,，車削主軸上裝夾工件,，X軸與Z軸聯(lián)動即可完成車外圓、車端面等工作，B軸旋轉(zhuǎn)90 度使刀柄與車削主軸軸線平行,，即可實現(xiàn)車內(nèi)圓工作,，還可使用多軸聯(lián)動完成復(fù)雜型面的 車削工作。[〇〇46] 本機(jī)床第六實施例,，作為五軸聯(lián)動車銑復(fù)合精工加工中心使用,，即在第四實施例 的基礎(chǔ)上，結(jié)合第五實施例功能,，兩者工序交替進(jìn)行,，實現(xiàn)車銑復(fù)合精工加工。[〇〇47] 本機(jī)床第七實施例,，作為常見普通三軸精工平面磨床使用,，即在第一實施例的基 礎(chǔ)上，再啟用B軸(運(yùn)動部件為B軸蝸輪箱組件5),，使用其分度功能,，使主軸箱組件6旋轉(zhuǎn) 90度，在主軸上裝入磨削砂輪,，即可實現(xiàn)此工作,。[0048] 本機(jī)床第八實施例，作為常見普通精工萬能磨床使用,，即在第五實施例的基礎(chǔ)上,， 在主軸上裝入磨削砂輪，即可實現(xiàn)此工作,。[0049] 本機(jī)床第九實施例,，作為常見普通刨床使用，即在第一實施例的基礎(chǔ)上,，在主軸上 裝入刨刀,，機(jī)床X軸快速往復(fù)運(yùn)動作為主運(yùn)動，Y,、Z軸進(jìn)給運(yùn)動,，即可實現(xiàn)此工作。[0050] 本機(jī)床第十實施例,，作為常見普通插床使用,，即在第一實施例的基礎(chǔ)上，在主軸上 裝入插刀,，機(jī)床Z軸快速往復(fù)運(yùn)動作為主運(yùn)動,，X、Y軸進(jìn)給運(yùn)動,，即可實現(xiàn)此工作,。[0051] 本機(jī)床第十一實施例,，作為常見普通滾齒機(jī)使用，即在第二實施例的基礎(chǔ)上,，在主 軸上裝入滾刀,，機(jī)床主軸與A軸聯(lián)動切削齒坯，X,、Y軸進(jìn)給運(yùn)動,，即可實現(xiàn)此工作。[0052]本機(jī)床第十二實施例,，在以上全部實施例基礎(chǔ)上隨意搭配工藝工序,，自動化完成 多種多類工序，即稱為多功能復(fù)合加工中心,。[0053]本發(fā)明不限于所展示的實施例,，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還 會有各種變化,，這些變化都落入本發(fā)明專利的要求保護(hù)范圍內(nèi),。提示：由于編輯困難導(dǎo)致圖片無法顯示及全文的完整、準(zhǔn)確性或存在缺失,！本文由海天精工整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請注明,！