一種雙刀架雙通道數控立式車床的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙刀架雙通道數控立式車床，屬車床領域。其包括床身、底座、工作臺、卡盤、定梁、刀架組件以及數控系統，通過四組伺服電機分別驅動刀架組件的上下左右運動，通過設置在底座內的變速機構和傳動機構帶動工作臺轉動，實現工件轉動，配合刀架組件實現對工件切削端面和鏜孔的同時加工，提高生產效率，同時本發(fā)明將變速機構和傳動結構巧妙地配合在底座內，使立式車床整體結構更加緊湊，傳動更加穩(wěn)定。刀架組件只需作直線運動，工件的轉動則利用工作臺來驅動，能減少第一刀架和第二刀架的運動路徑，提高進給精度。
【專利說明】一種雙刀架雙通道數控立式車床

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬數控車床領域，具體涉及一種雙刀架雙通道數控立式車床。

【背景技術】
[0002] 由于我國風力資源豐富，以及國家積極倡導清潔能源的使用，還有面臨的環(huán)保壓 力等因素，風能的開發(fā)利用越來越受到重視。風力發(fā)電作為環(huán)保無污染的發(fā)電模式，正被我 國逐步推廣和應用，隨之而來的是對風力發(fā)電機軸承日益增多的需求。由于風電軸承通常 尺寸規(guī)格較大，其毛坯余量也比較大。傳統風電軸承的加工一般采用單刀架數控車床，生產 效率較低，難以滿足生產需求。
[0003] 近年來，汽車安裝鋁合金輪轂逐年增量，新車銷售時，鋁合金輪轂幾乎已成為顧客 選用的標準配置。由于環(huán)保要求，汽車輕量化已為世界趨勢。鋁輪轂較鋼輪轂重量大為減 輕，除對汽車燃料和廢氣排放量的減少外，鋁輪轂較輕的重量可以減少汽車行駛時出現的 作用力，并提升汽車的動態(tài)性能，獲得較佳的舒適性和安全性。而鋁輪轂具有質量輕、散熱 快、精度高及外表亮麗等優(yōu)點，在價格日趨下降的情況下，鋁輪轂將逐漸取代目前的鋼輪轂 成為汽車車輪發(fā)展的一大趨勢。除汽車外，從卡車、乘用車、兩輪車及飛機應用等，鋁輪轂大 小從12"?24. 5"，種類繁多。面對龐大的鋁輪轂市場，國內多數加工行業(yè)早期即己投入鋁 輪轂生產加工，除提供國內汽車業(yè)需求外，因質量及價格優(yōu)勢，亦持續(xù)維持大量外銷訂單， 為國內主要的出口汽車零部件之一。而隨著國內外競爭的激烈，不僅加工行業(yè)考慮如何維 持競爭力，機床制造業(yè)亦配合開發(fā)符合鋁輪轂加工生產的重點裝備。然而，目前市面上用于 加工鋁輪轂的立式車床存在體積較為龐大、車床整機穩(wěn)定性較差、生產精度較低等諸多問 題。
[0004] 鑒于此，本發(fā)明人對上述問題進行深入的研究，遂有本案產生。


【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種結構緊湊、加工精度高、穩(wěn)定性能較佳的雙刀架雙通 道數控立式車床，其能實現工件切削端面和鏜孔的同時加工，提高生產效率高。
[0006] 為了達到上述目的，本發(fā)明采用這樣的技術方案：
[0007] -種雙刀架雙通道數控立式車床，包括床身、底座、設置在底座上的工作臺、用以 夾持工件的卡盤、設置在床身上的定梁、設置在定梁上的刀架組件以及用于控制車床各零 部件時序的數控系統，所述刀架組件包括可相對定梁水平滑動的第一滑箱和第二滑箱，還 包括用以驅動第一滑箱在定梁上移動的第一進給機構，第一進給機構包括第一伺服電機、 第一絲桿以及第一絲桿螺母，第一絲桿螺母與第一滑箱固定連接；還包括用以驅動第二滑 箱在定梁水平滑動的第二進給機構，第二進給機構包括第二伺服電機、第二絲桿以及第二 絲桿螺母，第二絲桿螺母與第二滑箱固定連接；
[0008] 還包括穿設在第一滑箱中的第一滑枕，第一滑箱上設有驅動第一滑枕相對所述第 一滑箱上下運動的第三進給機構，第三進給機構包括第三伺服電機、第三絲桿以及第三絲 桿螺母，第三絲桿螺母與第一滑枕固定連接，第一滑枕的下端連接有第一刀架，第一滑枕的 上端固定有第一連接板，在所述第一滑箱上設與第一滑枕平行設置第一平衡油缸，第一平 衡油缸的第一活塞桿的上端固定在第一連接板上；
[0009] 還包括穿設在第二滑箱上的第二滑枕，第二滑箱上設有驅動第二滑枕相對第二滑 箱上下運動的第四進給機構，第四進給機構包括第四伺服電機、第四絲以及第四絲桿螺母， 第四絲桿螺母與第二滑枕固定連接，第二滑枕的下端連接有第二刀架，第二滑枕的上端設 有第二連接板，在所述第二滑箱上設有與第二滑枕平行設置的第二平衡油缸，第二平衡油 缸的第二活塞桿的上端固定在第二連接板上；
[0010] 還包括用以驅動所述工作臺轉動的驅動機構，所述驅動機構包括主電機，所述底 座內設有傳動軸和與傳動軸配合的變速機構，傳動軸與主電機傳動配合連接，傳動軸上設 有小齒圈，所述工作臺設置在所述底座上，所述工作臺下方設有主軸，主軸設置在所述底座 內且固定在所述底座內，所述工作臺上固定有與大齒圈，大齒圈和小齒圈傳動配合連接。 [0011] 較佳地，所述定梁平行分設有沿所述定梁長度方向的上滑軌和下滑軌，所述第一 滑箱上設有與上滑軌和下滑軌配合的第一滑槽，所述第二滑箱上設有與上滑軌和下滑軌配 合的第二滑槽，上滑軌和下滑軌之間設有第一伺服電機固定座和第二伺服電機固定座，第 一伺服電機固定座和第二伺服電機固定座分設在所述定梁左右兩端且上下錯開設置，還包 括與第一伺服電機固定座對應設置的第一絲桿固定座，與第二伺服電機固定座對應設置的 第二絲桿固定座，所述床身沿厚度方向設有"米"字形加強筋。
[0012] 較佳地，所述第三伺服電機的輸出軸連接有第一同步帶輪，所述第三絲桿螺母固 定在所述第一連接板上，所述第三絲桿的一端為自由端，另一端連接有第二同步帶輪，第二 同步帶輪通過同步帶和第一同步帶輪傳動連接，還包括固定在第一滑箱上的第一固定支座 和第二固定支座，第一固定支座上連接有法蘭支架，法蘭支架上嵌設有軸承，所述第三絲桿 穿過所述軸承，法蘭支架通過設置在法蘭支架上端的法蘭壓蓋和設置在法蘭支架下端的鎖 緊螺母進行固定，所述鎖緊螺母穿設在所述第三絲桿上，所述第三伺服電機固定在第二固 定支座上，第二固定支座內形成容納所述第一同步帶輪和所述同步帶的容納空間；所述第 一滑箱上設有與所述第一滑枕匹配的第四滑槽，所述第一滑槽上設置有第四滑枕壓蓋，第 四滑槽和第一滑枕壓蓋共同圍成容置所述第一滑枕的第一通道，所述第一滑枕的橫截面呈 八邊形，所述第一通道的橫截面對應設置八邊形。
[0013] 較佳地，所述第二滑箱上設有沿上下方向的第五滑槽，所述第二滑枕穿設在第五 滑槽中，所述第二平衡油缸為兩個，對稱分設在第二滑枕的兩側，所述第四伺服電機固定在 第二滑箱的上端面，第四伺服電機通過聯軸器連接所述第四絲桿，所述第四絲桿伸入第五 滑槽內，所述第四絲桿螺母穿設在所述第四絲桿上。
[0014] 較佳地，所述第一刀架為單工位鏜刀架，所述第二刀架為四工位電動刀臺。
[0015] 較佳地，所述卡盤包括設置所述工作臺設有四個夾緊機構，所述工作臺上設有與 每個夾緊機構對應的兩條縱截面呈倒T形的第三滑槽，兩條第三滑槽平行設置，第三滑槽 從所述工作臺的外端面向所述工作臺的中心延伸，夾緊機構包括設置在所述工作臺上的卡 爪底座以及設置卡爪底座上的爪頭、用以調整爪頭的夾緊螺桿，卡爪底座通過T型螺栓固 定在第三滑槽上，還包括穿設在卡爪底座上的卡爪定位軸，卡爪定位軸包括設置在卡爪底 座的上端面的調整部、穿設在卡爪底座內的定位部以及收容在所述第三滑槽內的卡塊，卡 爪底座內設有與定位部對應的定位機構，還包括用以收容旋轉后的卡塊的卡槽，所述卡槽 為多個，沿第三滑槽的長度方向布設在第三滑槽邊緣并與第三滑槽連通，所述調整部為設 置在所述卡爪定位軸端部的內六角孔，所述定位部包括設置在所述卡爪定位軸上的兩個定 位孔，所述卡爪底座的內部與定位孔對應設有兩個鋼珠彈簧，所述卡塊包括用以在所述第 三滑槽內滑行的兩個平行的滑行側壁和連接滑行側壁的兩個弧形卡位側壁，兩個卡位側壁 之間的距離大于所述第三滑槽的寬度，所述卡槽對應所述卡位側壁設置弧形支撐側壁，所 述卡槽為分設在所述第三滑槽兩相對邊緣兩個弧形槽，弧形槽上對應所述卡位側壁設置有 所述弧形支撐側壁。
[0016] 較佳地，所述工作臺的中心設有環(huán)形臺階，環(huán)形臺階上固定有編碼器支座，編碼器 支座的中心固定有編碼器，編碼器電連接至所述數控系統，編碼器的轉軸向下延伸并穿過 編碼器支座，所述主軸上端面固定有法蘭盤，法蘭盤的中心固定有連接軸，連接軸通過編碼 器聯軸器與編碼器的轉軸連接，所述編碼器支座上固定有頂蓋，頂蓋的上端面與所述工作 臺的上端面位于同一平面。
[0017] 較佳地，所述傳動軸包括第一傳動軸、第二傳動軸以及第三傳動軸，第一傳動軸上 設有從動皮帶輪，所述主電機的輸出軸設有主動皮帶輪，主動皮帶輪和從動皮帶輪通過皮 帶傳動連接，第一傳動軸上設有與第一傳動軸同步轉動的第一傳動齒輪；第二轉動軸上設 有與第二傳動軸同步轉動的滑移齒輪，滑移齒輪包括沿第二傳動軸間隔設置的第二大齒輪 和第二小齒輪，第二大齒輪與第一傳動齒輪傳動配合連接；第三傳動軸上設有可與第二大 齒輪配合的第三小齒輪和可與第二小齒輪配合的第三大齒輪，第三小齒輪和第三大齒輪均 與第三傳動軸同步轉動，所述小齒圈設在第三傳動軸上；所述變速機構包括固定在所述底 座內的油缸筒，油缸筒內設有活塞，活塞的上端設有上導桿，上導桿伸出油缸筒的上端并設 有觸點，在所述底座內固定有可與觸點配合的上信號位開關和位于上信號位開關下方的下 信號位開關，上信號位開關和下信號位開關均與所述數控系統電連接，活塞的下端連接下 導桿，下導桿伸出油缸筒的下端，油缸筒上設有驅動活塞向下運動的第一輸油管路和驅動 活塞向上運動第二輸油管路，第一輸油管路和第二輸油管路連接至油箱，在下導桿上連接 有變位撥叉，變位撥叉連接至滑動齒輪上，還包括設置在所述下導桿正下方的導向法蘭，導 向法蘭固定在所述底座上，導向法蘭設有容置所述下導桿的下端部的導槽。
[0018] 在上述方案中，所述數控系統為SIEMINS公司的840DSL數控系統。
[0019] 結構緊湊、生產效率高、加工精度高、穩(wěn)定性能較佳
[0020] 采用本發(fā)明的技術方案后，通過第一進給機構驅動和第二進給機構分別驅動第一 滑箱和第二滑箱左右運動，實現刀架組件水平進給，通過第三進給機構和第四進給機構分 別帶動第一滑枕和第二滑枕上下移動，實現刀架組件的上下進給，由于第一滑枕穿設在第 一滑箱中，第二滑枕穿設在第二滑箱中，第一滑箱和第二滑箱能分別對第一滑枕和第二滑 枕進行精確引導，保證刀架組件精確進給，提高工件的加工精度，同時通過第一平衡油缸和 第二平衡油缸來平衡第一滑枕和第二滑枕的上下運動，保證刀架組件進給的平穩(wěn)；將工件 放置在工作臺上的卡盤上并通過卡盤卡緊工件，通過驅動機構驅動工作臺轉動并帶動工件 轉動，同時通過數控系統控制第一刀架和第二刀架的進給運動，可以實現對工件切削外圓 端面和鏜孔的同時加工，提高生產效率，同時在切削工件時，第一刀架和第二刀架只需作直 線運動，工件的轉動則利用工作臺來驅動，能減少第一刀架和第二刀架的運動路徑，提高進 給精度；再者本發(fā)明將變速機構和傳動機構均設置在底座內，使各立式車床結構更加緊湊， 傳動更加穩(wěn)定，特別適合盤類和殼類的加工。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1本發(fā)明的立體圖（其中工件未示出）；
[0022] 圖2為本發(fā)明的主視圖；
[0023] 圖3為本發(fā)明的俯視圖；
[0024] 圖4為本發(fā)明定梁的主視圖；
[0025] 圖5為本發(fā)明第一滑箱的結構示意圖；
[0026] 圖6為圖5中A處的放大圖；
[0027] 圖7為本發(fā)明第二滑箱與定梁配合時的結構示意圖；
[0028] 圖8為本發(fā)明卡爪與工作臺配合結構示意圖；
[0029] 圖9為本發(fā)明工作臺和卡爪結構示意圖；
[0030] 圖10中（a)為本發(fā)明卡爪定位軸的仰視圖；
[0031] 圖10中（b)為本發(fā)明卡爪定位軸的主視圖；
[0032] 圖10中（c)為圖10中（b)A-A處剖視圖；
[0033] 圖11為本發(fā)明驅動結構的結構示意圖；
[0034] 圖12為本發(fā)明變速機構的結構示意圖；
[0035] 圖13為圖11中B處的放大圖；
[0036] 圖14為圖11中C處的放大圖；
[0037] 圖中：
[0038] 100-床身 200-工作臺
[0039] 300-底座 301-第一傳動軸
[0040] 302-第二傳動軸 303-第三傳動軸
[0041] 304-從動皮帶輪 305-主動皮帶輪
[0042] 306-皮帶 307-第二大齒輪
[0043] 308-第二小齒輪 309 -第二小齒輪
[0044] 310-第二大齒輪 311 -小齒圈
[0045] 312-大齒圈 313-油缸筒
[0046] 314-活塞 315-上導桿
[0047] 316-觸點 317-上信號位開關
[0048] 318-下信號位開關 319-上法蘭蓋
[0049] 320-下法蘭蓋 321-變位撥叉
[0050] 322-第一輸油管道 323-第二輸油管道
[0051] 324-導向法蘭 325-第一傳動齒輪
[0052] 326-主軸 327-編碼器支座
[0053] 328-編碼器 329-法蘭盤
[0054] 330-連接軸 331-編碼器聯軸器
[0055] 332-轉軸 333-頂蓋
[0056] 334-下導桿 101-加強筋
[0057] 400-卡盤 401-卡爪底座
[0058] 402-爪頭 403-夾緊螺桿
[0059] 404-卡爪定位軸 405-卡槽
[0060] 406-內六角孔 407-定位孔
[0061] 408-鋼珠彈簧 409-滑行側壁
[0062] 410-卡位側壁 411-弧形支撐側壁
[0063] 412-定位部 413-卡塊
[0064] 414-T形螺栓 201-第三滑槽
[0065] 500-定梁 501-上導軌
[0066] 502-下導軌 503-第一伺服電機固定座
[0067] 504-第二伺服電機固定座 505-第二絲桿固定座
[0068] 506-第一絲桿固定座 600-第一滑箱
[0069] 601-第一伺服電機 602-第一絲桿
[0070] 604-第一滑枕 605-第三伺服電機
[0071] 606-第三絲桿 607-第三絲桿螺母
[0072] 608-第一刀架 609-第一連接板
[0073] 610-第一平衡油缸 611-第一同步帶輪
[0074] 612-第二同步帶輪 613-同步帶
[0075] 614-第一固定支座 615-第二固定支座
[0076] 616-法蘭支架 617-軸承
[0077] 618-法蘭壓蓋 619-鎖緊螺母
[0078] 620-第一滑枕壓蓋 621-第一通道
[0079] 622-固定軸 623-防塵密封
[0080] 624-隔套 625-油封
[0081] 626-第一活塞桿 700-第二滑箱
[0082] 701-第二伺服電機 702-第第二絲桿
[0083] 704-第二滑枕 705-第四伺服電機
[0084] 706-第四絲桿 707-第四絲桿螺母
[0085] 708-第二刀架 709-第二平衡油缸
[0086] 710-第二活塞桿711-第二連接板
[0087] 8〇〇-工件 9〇0_主電機

【具體實施方式】
[0088] 為了進一步解釋本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖進行詳細闡述。
[0089] 如圖1至14所示，一種雙刀架雙通道數控立式車床，包括床身100、底座300、設置 在底座300上的工作臺200、用以夾持工件800的卡盤400、設置在床身100上的定梁500、 設置在定梁500上的刀架組件以及用于控制車床各零部件時序的數控系統（圖中未示出）， 數控系統選用SIEMINS公司生產的840DSL數控系統。
[0090] 所述刀架組件包括可相對定梁500水平滑動的第一滑箱600和第二滑箱700,還包 括用以驅動第一滑箱600在定梁500上移動的第一進給機構，第一進給機構包括第一伺服 電機601，第一伺服電機601的輸出軸通過聯軸器連接第一絲桿602、第一絲桿602上穿設 有第一絲桿螺母（圖中未示出），第一絲桿螺母與第一滑箱600固定連接。本發(fā)明還包括用 以驅動第二滑箱700在定梁500水平滑動的第二進給機構，第二進給機構包括第二伺服電 機701，第二伺服電機701的輸出軸通過聯軸器連接第二絲桿702,第二絲桿702上穿設有 第二絲桿螺母（圖中未示出），第二絲桿螺母與第二滑箱700固定連接。
[0091] 本發(fā)明還包括穿設在第一滑箱600中的第一滑枕604,第一滑箱600上設有驅動第 一滑枕604相對所述第一滑箱600上下運動的第三進給機構，第三進給機構包括第三伺服 電機605、第三絲桿606以及第三絲桿螺母607,第三絲桿螺母607與第一滑枕604固定連 接，第一滑枕604的下端連接有第一刀架608,第一滑枕604的上端固定有第一連接板609， 在所述第一滑箱600上設與第一滑枕604平行設置第一平衡油缸610,第一平衡油缸610的 第一活塞桿626的上端固定在第一連接板609上。
[0092] 本發(fā)明中，所述第三伺服電機605的輸出軸連接有第一同步帶輪611，所述第三絲 桿螺母607固定在所述第一連接板609上，所述第三絲桿606的上端為自由端，下端連接有 第二同步帶輪612,第二同步帶輪612通過同步帶613和第一同步帶輪611傳動連接。還包 括固定在第一滑箱600上的第一固定支座614和第二固定支座615,第一固定支座614上連 接有法蘭支架616,法蘭支架616上嵌設有軸承617,所述第三絲桿606穿過所述軸承617， 法蘭支架616通過設置在法蘭支架616上端的法蘭壓蓋618和設置在法蘭支架616下端的 鎖緊螺母619進行固定，所述鎖緊螺母619穿設在所述第三絲桿606上，在第三絲桿606與 法蘭壓蓋618連接處設有防塵密封623,在第三絲桿606穿出法蘭支架616的部位設有隔套 619和油封625,隔套619套設在第三絲桿606上，油封625則套設在隔套619外。所述第 三伺服電機605固定在第二固定支座615上，第二固定支座615內形成容納所述第一同步 帶輪611和所述同步帶613的容納空間；所述第一滑箱600上設有與所述第一滑枕604匹 配的第四滑槽，所述第四滑槽上設置有第一滑枕壓蓋620,第四滑槽和第一滑枕壓蓋620共 同圍成容置所述第一滑枕604的第一通道621，所述第一滑枕604的橫截面呈八邊形，所述 第一通道621的橫截面對應設置八邊形。采用這種方案后，將第三伺服電機605通過第一 同步帶輪611、同步帶613以及第二同步帶輪612將動力傳遞至第三絲桿606,第三絲桿606 的轉動帶動第三絲桿螺母607上下移動，進而通過帶動第一連接板609上下移動帶動第一 滑枕604上下移動。由于將第三伺服電機605和第三絲桿606分開設置，節(jié)省了縱向空間， 使車床整機結構更加緊湊，第三伺服電機605設置在第一滑箱600上，方便安裝和檢修；通 過設置法蘭支架616和軸承617對第三絲桿606進行支撐和定位，保證第三絲桿606傳動 的穩(wěn)定性，進而保證第一刀架608進給的穩(wěn)定性。
[0093] 本發(fā)明還包括設置在第二滑箱700上的第二滑枕704,第二滑箱700上設有驅動第 二滑枕704相對第二滑箱700上下運動的第四進給機構，第四進給機構包括第四伺服電機 705、第四絲桿706以及第四絲桿螺母707,第四絲桿螺母707與第二滑枕704固定連接，第 二滑枕704的下端連接有第二刀架708,第二滑枕704的上端設有第二連接板711，在所述 第二滑箱700上設有與第二滑枕704平行設置的第二平衡油缸709,第二平衡油缸709的 第二活塞桿710的上端固定在第二連接板711上。較佳地，所述第二滑箱700上設有沿上 下方向的第五滑槽，所述第二滑枕704穿設在第五滑槽中，所述第二平衡油缸709為兩個， 對稱分設在第二滑枕704的兩側，所述第四伺服電機705固定在第二滑箱700的上端面，第 四伺服電機705通過聯軸器連接所述第四絲桿706,所述第四絲桿706伸入第五滑槽內，第 四絲桿706的末端則通過絲桿固定座進行固定，所述第四絲桿螺母707穿設在所述第四絲 桿706且第四絲桿螺母707與第二滑箱700固定在一起。采用這種方案，通過左右對稱的 兩個第二平衡油缸709,能保證第二滑枕704穩(wěn)定升降，保證第二刀架708更加穩(wěn)定進給，提 高工件800的加工精度。
[0094] 還包括用以驅動所述工作臺200轉動的驅動機構，所述驅動機構包括設置在所述 床身100上的主電機900,所述底座300內設有傳動軸和與傳動軸配合的變速機構，傳動軸 與主電機900傳動配合連接，傳動軸上設有小齒圈311，所述工作臺200設置在所述底座 300上，所述工作臺200下方設有主軸326,主軸326設置在所述底座300內且固定在所述 底座300內，所述工作臺200上固定有與大齒圈312,大齒圈312和小齒圈311傳動配合連 接。具體地，所述傳動軸包括第一傳動軸301、第二傳動軸302、第三傳動軸303,第一傳動 軸301上設有從動皮帶輪304、所述主電機900的輸出軸設有主動皮帶輪305,主動皮帶輪 305和從動皮帶輪304通過皮帶306傳動連接。第一傳動軸301上設有與第一傳動軸301 同步轉動的第一傳動齒輪325。第二轉動軸302上設有與第二傳動軸302同步轉動的滑移 齒輪，滑移齒輪包括沿第二傳動軸302軸向間隔設置的第二大齒輪307和第二小齒輪308， 第二大齒輪307與第一傳動齒輪325傳動配合連接。第三傳動軸303上設有可與第二大齒 輪307配合的第三小齒輪309和可與第二小齒輪308配合的第三大齒輪310,第三小齒輪 309和第三大齒輪310均與第三傳動軸303同步轉動，所述小齒圈311設在第三傳動軸303 上。
[0095] 本發(fā)明中，變速機構包括固定在所述底座300內的油缸筒313,油缸筒313內設有 活塞314,活塞314的上端設有上導桿315,上導桿315伸出油缸筒313的上端并設有觸點 316,在所述底座300內固定有可與觸點316配合的上信號位開關317和位于上信號位開關 317下方的下信號位開關318,上信號位開關317和下信號位開關318均與所述數控系統電 連接?；钊?14的下端連接下導桿334,下導桿334伸出油缸筒313的下端，所述油缸筒313 的上端部設有上法蘭蓋319,所述上導桿315穿出上法蘭蓋319,上法蘭蓋319和所述上導 桿315之間設有密封圈；所述油缸筒313的下端部設有下法蘭蓋320,所述下導桿334伸出 所述下法蘭蓋320,下法蘭蓋320和下導桿334之間設有密封圈用以實現油缸筒313的密 封。油缸筒313上設有驅動活塞314向下運動的第一輸油管路322和驅動活塞向上運動第 二輸油管路323,第一輸油管路322和第二輸油管路323連接至油箱（圖中未示出），油箱 的進出油則數控系統進行控制。在下導桿334上連接有變位撥叉321，變位撥叉321連接至 滑動齒輪上。還包括設置在所述下導桿334正下方的導向法蘭324,導向法蘭324固定在所 述底座300上，導向法蘭324設有容置所述下導桿334的下端部的導槽。
[0096] 采用這種方案后，通過第一輸油管道322和第二輸油管道323的進油和回油，帶動 活塞314上下運動。當第一輸油管道322回油，第二輸油管道323進油時，活塞314向上運 動，下導桿334上的變位撥叉321帶動滑移齒輪向上運動，第二大齒輪307和第三小齒輪 309嚙合，同時上導桿315的觸點316與上信號位開關317接觸并發(fā)出變速信號，實現上位 變速；當第一輸油管道322進油，第二輸油管道323回油時，活塞314向下運動時，下導桿 334的的變位撥叉321帶動滑移齒輪向下運動，第二小齒輪308和第三大齒輪310嚙合，同 時上導桿315上的觸點316與下信號位開關318接觸并發(fā)出變速信號，實現下位變速。如 此將變速機構設置在底座300內且變速結構簡易，變速方便，能保證整個驅動機構的穩(wěn)定 運行，達到結構緊湊、驅動穩(wěn)定的效果。同時通過導向法蘭324引導下導桿334在導向法蘭 324的導槽內運動，能保證變位撥321叉準確變位，實現各齒輪的準確嚙合，保證工作臺200 的穩(wěn)定轉動，進而提供工件800的加工精度。
[0097] 較佳地，所述定梁500平行分設有沿所述定梁500長度方向的上滑軌501和下滑 軌502,所述第一滑箱600上設有與上滑軌501和下滑軌502配合的第一滑槽，所述第二滑 箱700上設有與上滑軌501和下滑軌502配合的第二滑槽。上滑軌501和下滑軌502之間 設有第一伺服電機固定座503和第二伺服電機固定座504,第一伺服電機固定座503和第 二伺服電機固定座504分設在所述定梁500左右兩端且上下錯開設置。還包括與第一伺服 電機固定座503對應設置的第一絲桿固定座506,與第二伺服電機固定座504對應設置的 第二絲桿固定座505,所述床身100沿厚度方向設有"米"字形加強筋101。將第一伺服電 機固定座503和第二伺服電機固定座504上下錯開設置，在保證第一滑箱600和第二滑箱 700不會相互干擾的同時，節(jié)省定梁500橫向的空間，使車床結構更加緊湊，設置"米"字形 加強筋則保證床身100的穩(wěn)定性，提高了整機的剛性。
[0098] 較佳地，所述第一刀架608為單工位鏜刀架，主要用于工件800的鏜孔，所述第二 刀架708為四工位電動刀臺，四工位電動刀臺型號為AK27300X4D，該電動刀臺連接至數控 系統，通過數控系統可以控制電動刀臺的旋轉，實現不同四種刀架的切換，用于工件800車 外圓和車端面。在實際設計中，每個刀架一次進刀最大切深ap = 10mm，進給f= lmm/r，雙 刀架可同時進行加工，雙刀架同時重切，粗、精加工可以在一臺機床上實現，能成倍提高工 件800的加工效率，實現批量化加工。
[0099] 較佳地，所示卡盤400由設置在所述工作臺200設有四個夾緊機構，所述工作臺 200上設有與每個夾緊機構對應的兩條縱截面呈倒T形的第三滑槽201，兩條第三滑槽201 平行設置，第三滑槽201從所述工作臺200的外端面向所述工作臺200的中心延伸。夾緊 機構包括設置在所述工作臺200上的卡爪底座401、設置卡爪底座401上的爪頭402、用以 調整爪頭402的夾緊螺桿403,卡爪底座401通過T型螺栓414固定在第三滑槽201上。夾 緊螺桿403例如可以采用絲桿結構，絲桿結構上設置有絲桿螺母，爪頭402則與絲桿螺母固 定連接，通過轉動絲桿，將轉動轉化成爪頭402的直線運動，通過調整爪頭402的運動，使 爪頭402夾持住工件，以方便對工件進行各種加工。還包括穿設在卡爪底座401上的卡爪 定位軸404,卡爪定位軸404包括設置在卡爪底座401的上端面的調整部、穿設在卡爪底座 401內的定位部412以及收容在所述第三滑槽201內的卡塊413,卡爪底座401內設有與定 位部412對應的定位機構，還包括用以收容旋轉后的卡塊413的卡槽405,所述卡槽405為 多個，沿第三滑槽201的長度方向布設在第三滑槽201邊緣并與第三滑槽201連通。所述 調整部為設置在所述卡爪定位軸404端部的內六角孔406,所述定位部412包括設置在所述 卡爪定位軸404上的兩個定位孔407,所述卡爪底座401的內部與定位孔407對應設有兩個 鋼珠彈簧408。所述卡塊413包括用以在所述第三滑槽201內滑行的兩個平行的滑行側壁 409和連接滑行側壁409的兩個弧形卡位側壁410,兩個卡位側壁410之間的距離大于所述 第三滑槽201的寬度，所述卡槽405對應所述卡位側壁410設置弧形支撐側壁411，所述卡 槽405為分設在所述第三滑槽201兩相對邊緣兩個弧形槽，弧形槽上對應所述卡位側壁410 設置有弧形支撐側壁411。
[0100] 在調整夾緊機構時，松開T形螺栓414,推動卡爪底座401在第三滑槽201內移動， 在卡爪底座401移動時，卡爪定位軸404則同時在第三滑槽201內滑動，當卡爪底座401移 動至合適的位置時，通過調節(jié)卡爪定位軸404的調整部帶動卡塊413旋轉并旋入相應的卡 槽405,同時卡爪底座401內的定位機構與卡爪定位軸404上的定位部412配合，實現對卡 爪定位軸404的定位，之后鎖緊T形螺栓414,卡爪定位軸404配合T型螺栓414共同將卡 爪底座401固定在工作臺200上，避免卡爪底座401在滑槽415中滑動。將工件800放置 在卡爪底座401上，通過夾緊螺桿403調整爪頭402的位置，實現對工件800的夾持。這樣 通過卡塊413和卡槽405的配合來實現對卡爪底座401的限位，調整更加方便，采用卡爪底 座401進行粗調整，通過夾緊螺桿403進行微調，保證夾緊機構對工件的穩(wěn)定夾持，以提高 車床整體的加工精度。
[0101] 較佳地，所述工作臺200的中心設有環(huán)形臺階，環(huán)形臺階上固定有編碼器支座 327,編碼器支座327的中心固定有編碼器328,編碼器328電連接至所述數控系統。編碼器 328的轉軸332向下延伸并穿過編碼器支座327,所述主軸326上端面固定有法蘭盤329,法 蘭盤329的中心固定有連接軸330,連接軸330通過編碼器聯軸器331與編碼器328的轉軸 332連接，所述編碼器支座327上固定有頂蓋333,頂蓋333的上端面與所述工作臺200的 上端面位于同一平面。這樣將工作臺200的轉動反應至編碼器328上并反饋至數控系統， 以精確控制工件800的轉動速度，進一步提供工件800的加工精度。
[0102] 本發(fā)明還設有液壓系統、潤滑系統、排屑系統、冷卻系統。液壓系統各主要液壓元 件均采用疊加安裝方式，結構緊湊安裝方便。潤滑系統由數控系統根據實際工況需油量設 定運行時間與間歇時間，并具有液位報警及壓力報警功能。冷卻系統配有大流量水泵，出口 壓力在0. 4MPa左右，揚程40米。冷卻水由冷卻泵引出后經分水器分為三路：一路與刀架組 件上的冷卻水口相連接，經由刀夾噴嘴噴出，為工件和刀具提供冷卻及潤滑；另一路與主軸 左側底座上面的水管相連接，用于沖鐵屑：第三路與水槍連接，用于工件及機床的清潔。排 屑系統可以選配鏈板式排屑器、磁刮板式排屑器和磁力式排屑器。鏈板式排屑器適合于排 除鋼屑，而磁刮板式和磁力式排屑器則適合于排除鑄鐵屑。這些在常規(guī)的立式數控車床中 已有揭示，這里不再進行詳述。
[0103] 本發(fā)明的產品形式并非限于本案圖示和實施例，任何人對其進行類似思路的適當 變化或修飾，皆應視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。
【權利要求】
1. 一種雙刀架雙通道數控立式車床，包括床身、底座、設置在底座上的工作臺、用以夾 持工件的卡盤、設置在床身上的定梁、設置在定梁上的刀架組件以及用于控制車床各零部 件時序的數控系統，其特征在于：所述刀架組件包括可相對定梁水平滑動的第一滑箱和第 二滑箱，還包括用以驅動第一滑箱在定梁上移動的第一進給機構，第一進給機構包括第一 伺服電機、第一絲桿以及第一絲桿螺母，第一絲桿螺母與第一滑箱固定連接；還包括用以驅 動第二滑箱在定梁水平滑動的第二進給機構，第二進給機構包括第二伺服電機、第二絲桿 以及第二絲桿螺母，第二絲桿螺母與第二滑箱固定連接； 還包括穿設在第一滑箱中的第一滑枕，第一滑箱上設有驅動第一滑枕相對所述第一滑 箱上下運動的第三進給機構，第三進給機構包括第三伺服電機、第三絲桿以及第三絲桿螺 母，第三絲桿螺母與第一滑枕固定連接，第一滑枕的下端連接有第一刀架，第一滑枕的上端 固定有第一連接板，在所述第一滑箱上設與第一滑枕平行設置第一平衡油缸，第一平衡油 缸的第一活塞桿的上端固定在第一連接板上； 還包括穿設在第二滑箱上的第二滑枕，第二滑箱上設有驅動第二滑枕相對第二滑箱上 下運動的第四進給機構，第四進給機構包括第四伺服電機、第四絲桿以及第四絲桿螺母，第 四絲桿螺母與第二滑枕固定連接，第二滑枕的下端連接有第二刀架，第二滑枕的上端設有 第二連接板，在所述第二滑箱上設有與第二滑枕平行設置的第二平衡油缸，第二平衡油缸 的第二活塞桿的上端固定在第二連接板上； 還包括用以驅動所述工作臺轉動的驅動機構，所述驅動機構包括主電機，所述底座內 設有傳動軸和與傳動軸配合的變速機構，傳動軸與主電機傳動配合連接，傳動軸上設有小 齒圈，所述工作臺設置在所述底座上，所述工作臺下方設有主軸，主軸設置在所述底座內且 固定在所述底座內，所述工作臺上固定有與大齒圈，大齒圈和小齒圈傳動配合連接。
2. 如權利要求1所述的雙刀架雙通道數控立式車床，其特征在于：所述定梁平行分設 有沿所述定梁長度方向的上滑軌和下滑軌，所述第一滑箱上設有與上滑軌和下滑軌配合的 第一滑槽，所述第二滑箱上設有與上滑軌和下滑軌配合的第二滑槽，上滑軌和下滑軌之間 設有第一伺服電機固定座和第二伺服電機固定座，第一伺服電機固定座和第二伺服電機固 定座分設在所述定梁左右兩端且上下錯開設置，還包括與第一伺服電機固定座對應設置的 第一絲桿固定座，與第二伺服電機固定座對應設置的第二絲桿固定座，所述床身沿厚度方 向設有"米"字形加強筋。
3. 如權利要求1所述的雙刀架雙通道數控立式車床，其特征在于：所述第三伺服電機 的輸出軸連接有第一同步帶輪，所述第三絲桿螺母固定在所述第一連接板上，所述第三絲 桿的一端為自由端，另一端連接有第二同步帶輪，第二同步帶輪通過同步帶與第一同步帶 輪傳動連接，還包括固定在第一滑箱上的第一固定支座和第二固定支座，第一固定支座上 連接有法蘭支架，法蘭支架上嵌設有軸承，所述第三絲桿穿過所述軸承，法蘭支架通過設置 在法蘭支架上端的法蘭壓蓋和設置在法蘭支架下端的鎖緊螺母進行固定，所述鎖緊螺母穿 設在所述第三絲桿上，所述第三伺服電機固定在第二固定支座上，第二固定支座內形成容 納所述第一同步帶輪和所述同步帶的容納空間；所述第一滑箱上設有與所述第一滑枕匹配 的第四滑槽，所述第四滑槽上設置有第一滑枕壓蓋，第四滑槽和第一滑枕壓蓋共同圍成容 置所述第一滑枕的第一通道，所述第一滑枕的橫截面呈八邊形，所述第一通道的橫截面對 應設置八邊形。
4. 如權利要求1所述的雙刀架雙通道數控立式車床，其特征在于：所述第二滑箱上設 有沿上下方向的第五滑槽，所述第二滑枕穿設在第五滑槽中，所述第二平衡油缸為兩個，對 稱分設在第二滑枕的兩側，所述第四伺服電機固定在第二滑箱的上端面，第四伺服電機通 過聯軸器連接所述第四絲桿，所述第四絲桿伸入第五滑槽內，所述第四絲桿螺母穿設在所 述第四絲桿上。
5. 如權利要求1所述的雙刀架雙通道數控立式車床，其特征在于：所述第一刀架為單 工位鏜刀架，所述第二刀架為四工位電動刀臺。
6. 如權利要求1所述的雙刀架雙通道數控立式車床，其特征在于：所述卡盤包括設置 在所述工作臺設有四個夾緊機構，所述工作臺上設有與每個夾緊機構對應的兩條縱截面呈 倒T形的第三滑槽，兩條第三滑槽平行設置，第三滑槽從所述工作臺的外端面向所述工作 臺的中心延伸，夾緊機構包括設置在所述工作臺上的卡爪底座、設置卡爪底座上的爪頭以 及用以調整爪頭的夾緊螺桿，卡爪底座通過T型螺栓固定在第三滑槽上，還包括穿設在卡 爪底座上的卡爪定位軸，卡爪定位軸包括設置在卡爪底座的上端面的調整部、穿設在卡爪 底座內的定位部以及收容在所述第三滑槽內的卡塊，卡爪底座內設有與定位部對應的定位 機構，還包括用以收容旋轉后的卡塊的卡槽，所述卡槽為多個，沿第三滑槽的長度方向布設 在第三滑槽邊緣并與第三滑槽連通，所述調整部為設置在所述卡爪定位軸端部的內六角 孔，所述定位部包括設置在所述卡爪定位軸上的兩個定位孔，所述卡爪底座的內部與定位 孔對應設有兩個鋼珠彈簧，所述卡塊包括用以在所述第三滑槽內滑行的兩個平行的滑行側 壁和連接滑行側壁的兩個弧形卡位側壁，兩個卡位側壁之間的距離大于所述第三滑槽的寬 度，所述卡槽對應所述卡位側壁設置弧形支撐側壁，所述卡槽為分設在所述第三滑槽兩相 對邊緣兩個弧形槽，弧形槽上對應所述卡位側壁設置有所述弧形支撐側壁。
7. 如權利要求1所述的雙刀架雙通道數控立式車床，其特征在于：所述工作臺的中心 設有環(huán)形臺階，環(huán)形臺階上固定有編碼器支座，編碼器支座的中心固定有編碼器，編碼器電 連接至所述數控系統，編碼器的轉軸向下延伸并穿過編碼器支座，所述主軸上端面固定有 法蘭盤，法蘭盤的中心固定有連接軸，連接軸通過編碼器聯軸器與編碼器的轉軸連接，所述 編碼器支座上固定有頂蓋，頂蓋的上端面與所述工作臺的上端面位于同一平面。
8. 如權利要求1所述的雙刀架雙通道數控立式車床，其特征在于：所述傳動軸包括第 一傳動軸、第二傳動軸以及第三傳動軸，第一傳動軸上設有從動皮帶輪，所述主電機的輸出 軸設有主動皮帶輪，主動皮帶輪和從動皮帶輪通過皮帶傳動連接，第一傳動軸上設有與第 一傳動軸同步轉動的第一傳動齒輪；第二轉動軸上設有與第二傳動軸同步轉動的滑移齒 輪，滑移齒輪包括沿第二傳動軸間隔設置的第二大齒輪和第二小齒輪，第二大齒輪與第一 傳動齒輪傳動配合連接；第三傳動軸上設有與第二大齒輪配合的第三小齒輪和與第二小齒 輪配合的第三大齒輪，第三小齒輪和第三大齒輪均與第三傳動軸同步轉動，所述小齒圈設 在第三傳動軸上；所述變速機構包括固定在所述底座內的油缸筒，油缸筒內設有活塞，活塞 的上端設有上導桿，上導桿伸出油缸筒的上端并設有觸點，在所述底座內固定有與觸點配 合的上信號位開關和位于上信號位開關下方的下信號位開關，上信號位開關和下信號位開 關均與所述數控系統電連接，活塞的下端連接下導桿，下導桿伸出油缸筒的下端，油缸筒上 設有驅動活塞向下運動的第一輸油管路和驅動活塞向上運動第二輸油管路，第一輸油管路 和第二輸油管路連接至油箱，在下導桿上連接有變位撥叉，變位撥叉連接至滑動齒輪上，還 包括設置在所述下導桿正下方的導向法蘭，導向法蘭固定在所述底座上，導向法蘭設有容 置所述下導桿的下端部的導槽。
9.如權利要求1至8任一項所述的雙刀架雙通道數控立式車床，其特征在于：所述數 控系統為SIEMINS公司的840DSL數控系統。
【文檔編號】B23B21/00GK104096861SQ201410321817
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月4日 優(yōu)先權日:2014年7月4日
【發(fā)明者】周泗進, 曹先強, 賴安業(yè), 白輝明 申請人:福建成功機床有限公司