本發(fā)明涉及數(shù)控機床領(lǐng)域，特別涉及一種萬向車銑復合裝置。

背景技術(shù)：

隨著對數(shù)控機床加工技術(shù)要求的提高，在對某種工件的加工過程中為了達到任意角度上的車削、銑削、鉆孔、鏜孔、攻牙、磨削、雕刻及曲面等復雜加工工序時，使用通用機床或數(shù)控機床都是通過n次更換裝夾方式和n次裝夾來完成，因多次操作而必然產(chǎn)生的裝夾定位誤差無可避免，包括目前市場上比較先進的數(shù)控車銑復合機床，均存在以下不足之處：傳統(tǒng)的通用機床與數(shù)控車床由于在加工過程中弊端太多，技術(shù)上沒有可比性，所以在此不作論述，在此只以目前市場上較為先進的數(shù)控車銑復合機床和一個名稱為一種車銑復合多軸動力頭裝置，專利號為201310734437.3的發(fā)明專利來作比較。

目前較為先進的數(shù)控車銑復合機床均采用旋轉(zhuǎn)式vdi動力刀塔來實現(xiàn)車銑復合加工，銑削動力刀具與靜止車削刀具均安裝在vdi動力刀塔的端面及圓柱面上，這就形成了刀具越多刀塔直徑越大，從而必會出現(xiàn)嚴重的空間不足的問題，并且刀塔直徑越大則可加工工件的幾何尺寸越小，而且刀塔直徑越大，重切削的可切削性越小，此為設(shè)備結(jié)構(gòu)性問題，無可避免。由于vdi動力刀塔的結(jié)構(gòu)性限制，任意角度的斜面、斜孔及曲面特征加工無法實現(xiàn)。vdi動力刀塔端面動力頭與圓柱面上的動力頭由兩套不同的伺服來控制，浪費了有限的機床可用空間，不同動力頭的傳動是由變換齒輪嚙合來完成，結(jié)構(gòu)太過復雜，眾所周知，在運動過程中實現(xiàn)完全嚙合是世界性技術(shù)難題，不可控因素太多一旦出現(xiàn)故障，非制造廠家的專業(yè)人員很難維修，停機待修是很令人頭疼的問題。

目前有一種已公布的發(fā)明專利：一種車銑復合多軸動力頭裝置，專利號201310734437.3，解決了車銑復合機床的一部份不足，但卻產(chǎn)生了新的不足：第一，體積龐大且安裝不易，至使空間不足；第二，結(jié)構(gòu)復雜，一臺電機帶動多軸，且全部采用齒輪傳動，弊端一為一個齒輪出現(xiàn)問題則所有軸均不能工作，弊端二為電機起動后所有軸因長期空轉(zhuǎn)而空耗電機動力，弊端三為所有軸不但因空轉(zhuǎn)耗費動力，而且因軸太多軸距太近，加工過程中所產(chǎn)生的鐵屑與軸相互纏繞，輕則空耗寶貴的動力，重則因軸或刀具因鐵屑相互纏繞而發(fā)生故障出現(xiàn)危險；第三，可用刀具工位不足，一臺車銑復合機床，最多只有8把刀具可用，嚴重不足。

因此，全方位多功能的動力裝置具有廣闊的市場前景。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小、可實現(xiàn)五軸聯(lián)動、能夠進行任意角度上的復雜加工工序的車銑復合裝置。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種萬向車銑復合裝置，包括車床、設(shè)置在車床上的車床主軸以及可移動的安裝在車床上的車銑復合萬向動力頭裝置，車床主軸用于夾持被加工工件；所述車床包括車床主體以及水平設(shè)置且垂直于車床主體的車床橫架，車床主軸可360°轉(zhuǎn)動的設(shè)置在車床主體面向車床橫架的一側(cè)面上；

車床橫架上設(shè)有沿車床橫架長度方向設(shè)置的z軸導軌，萬向車銑復合動力頭裝置可在z軸導軌上沿其軸向左右移動；

萬向車銑復合動力頭裝置包括箱體、可在箱體內(nèi)上下移動的y軸升降本體、一體式車銑靜止及動力回轉(zhuǎn)主軸裝置以及設(shè)置在y軸升降本體上用于驅(qū)動一體式車銑靜止及動力回轉(zhuǎn)主軸裝置360°回轉(zhuǎn)的c軸旋轉(zhuǎn)裝置；

箱體垂直于車床橫架設(shè)置，箱體與z軸導軌之間設(shè)有一z軸移動托板，z軸移動托板可在z軸導軌上左右移動，箱體底部設(shè)有一x軸移動托板，x軸移動托板可在z軸移動托板上前后移動；

箱體內(nèi)部中空，兩側(cè)面上設(shè)有直線導軌、滾珠絲杠，y軸升降本體的兩側(cè)面上設(shè)有導軌滑塊，導軌滑塊可在直線導軌上上下移動，從而帶動y軸升降本體在箱體內(nèi)上下移動；

c軸旋轉(zhuǎn)裝置包括安裝在y軸升降本體內(nèi)部的c軸旋轉(zhuǎn)裝置程控伺服馬達、與c軸旋轉(zhuǎn)裝置程控伺服馬達輸出軸連接的c軸旋轉(zhuǎn)芯軸盤；c軸旋轉(zhuǎn)芯軸盤可轉(zhuǎn)動，c軸旋轉(zhuǎn)芯軸盤的軸心線與車床主軸軸心線相垂直，且用于連接一體式車銑靜止及動力回轉(zhuǎn)主軸裝置；

一體式車銑靜止及動力回轉(zhuǎn)主軸包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的動力主軸芯體、與動力主軸芯體連接的刀柄以及驅(qū)動動力主軸芯體轉(zhuǎn)動的動力主軸程控伺服馬達。

在本發(fā)明的一個實施例中，z軸導軌為三根。

在本發(fā)明的一個實施例中，箱體內(nèi)置4根導軌，一支精密滾珠絲杠及滾珠絲杠固定底座。

在本發(fā)明的一個實施例中，y軸升降本體為中心有一通孔的四方體，兩側(cè)裝有4只導軌滑塊和滾珠絲杠方型螺母。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述y軸升降本體由y軸升降本體程控伺服馬達驅(qū)動。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述刀柄為通用bt刀柄，可以安裝各種加工功能的切削刀具。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述c軸旋轉(zhuǎn)裝置還包括兩個將c軸旋轉(zhuǎn)芯軸盤固定在y軸升降本體內(nèi)的角接觸軸承及一個鎖緊端蓋，角接觸軸承包括第一雙列角接觸軸承和第二角接觸軸承，第一雙列角接觸軸承的外圈與y軸升降本體內(nèi)孔固定連接，第一雙列角接觸軸承的內(nèi)圈與c軸旋轉(zhuǎn)芯軸盤的中部固定連接；第二角接觸軸承的外圈與y軸升降本體內(nèi)孔連接，第二角接觸軸承的內(nèi)圈與c軸旋轉(zhuǎn)芯軸盤的底部連接并由鎖緊端蓋鎖緊固定。

在本發(fā)明的一個實施例中，一體式車銑靜止及動力回轉(zhuǎn)主軸還包括刀柄拉釘自鎖緊拉爪結(jié)構(gòu)，拉釘自鎖緊拉爪結(jié)構(gòu)由刀柄拉釘、拉刀結(jié)構(gòu)拉爪、拉刀結(jié)構(gòu)芯體、密封銷螺栓、蝶簧以及為自動換刀供氣的迷宮空氣回路所構(gòu)成。

在本發(fā)明的一個實施例中，一體式車銑靜止及動力回轉(zhuǎn)主軸還包括由氣路回路塊、動力軸止動銷套及內(nèi)置的彈簧、動力軸止動銷以及動力主軸定向氣管接頭。

通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小、加工剛性強、加工精度高、兼容性好、可實現(xiàn)五軸聯(lián)動，能夠進行任意角度上的復雜加工工序。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明主視圖；

圖3為本發(fā)明側(cè)視圖；

圖4為本發(fā)明y軸升降本體、一體式車銑靜止及動力回轉(zhuǎn)主軸裝置以及c軸旋轉(zhuǎn)裝置安裝時的剖視圖；

圖中數(shù)字和字母所表示的相應部件名稱：

100、車床主體110、車床主軸200、車床橫架210、z軸導軌300、工件400、箱體410、z軸移動拖板420、x軸移動托板430、直線導軌440、滾珠絲杠500、y軸升降本體510、導軌滑塊520、y軸升降本體程控伺服馬達600、一體式車銑復合靜止及回轉(zhuǎn)動力主軸裝置610、刀柄611、動力軸端蓋612、動力主軸芯體613、角接觸軸承614、氣路回路塊615、動力軸止動銷616、動力軸止動銷套617、動力主軸定向氣管接頭618、拉刀結(jié)構(gòu)迷宮進出氣回路環(huán)619、動力主軸伺服馬達安裝環(huán)620、拉刀結(jié)構(gòu)密封銷螺栓621、動力主軸程控伺服馬達622、通用bt刀柄拉釘623、拉刀結(jié)構(gòu)卡爪624、拉刀結(jié)構(gòu)芯體625、蝶簧700、c軸旋轉(zhuǎn)裝置710、c軸中繼連接法蘭盤720、c軸連接法蘭盤730、c軸回轉(zhuǎn)芯軸盤740、c軸旋轉(zhuǎn)裝置程控伺服馬達760、第一雙列角接觸軸承770、第二角接觸軸承780、鎖緊端蓋。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。

參見圖1至圖4所示，本發(fā)明公開了一種萬向車銑復合裝置，包括車床、設(shè)置在車床上的車床主軸110以及可移動的安裝在車床上的萬向車銑復合動力頭裝置。

車床包括車床主體100以及水平設(shè)置且垂直于車床主體的車床橫架200，車床主軸110可360°轉(zhuǎn)動的設(shè)置在車床主體100面向車床橫架200的一側(cè)面上，車床主軸110用于夾持被加工工件300，并可帶動工件360°旋轉(zhuǎn)，車床主軸110位于車床橫架200上方，使得被加工件300也位于車床橫架200上方，提高了加工的便捷性。

車床橫架200上設(shè)有沿車床橫架長度方向設(shè)置的z軸導軌210，z軸導軌210位于車床主軸110后方的車床橫架200平面上，萬向車銑復合動力頭裝置可在z軸導軌210上左右移動，可用于對被加工件上的不同徑向加工點進行加工；本發(fā)明中的z軸導軌210為3支，其也可以根據(jù)實際需要為別的支數(shù)，此處不加贅述。

萬向車銑復合動力頭裝置包括箱體400、可在箱體內(nèi)上下移動的y軸升降本體500、一體式車銑復合靜止及回轉(zhuǎn)動力主軸裝置600以及設(shè)置在y軸升降本體中用于驅(qū)動一體式車銑復合靜止及回轉(zhuǎn)動力主軸裝置360°轉(zhuǎn)動的c軸旋轉(zhuǎn)裝置700。

箱體400垂直于車床橫架200設(shè)置，箱體400與z軸導軌210之間設(shè)有一z軸移動拖板410，z軸移動托板410安裝在z軸導軌210上，且可在z軸導軌210上左右移動；箱體400的底部設(shè)有一x軸移動托板420，x軸移動托板420安裝在z軸移動托板410上，且可在z軸移動托板410上前后移動，從而帶動整個萬向車銑復合動力頭裝置在車床橫架200平面上進行前后左右運動；箱體400的內(nèi)部中空，內(nèi)部兩側(cè)面上設(shè)有直線導軌430、滾珠絲杠440。

y軸升降本體500的兩側(cè)面上設(shè)有導軌滑塊510，導軌滑塊510可在直線導軌430上上下移動，工作時，通過固定在箱體400頂面的y軸升降本體程控伺服馬達520驅(qū)動箱體400側(cè)面中間部位的滾珠絲杠440，從而帶動y軸升降本體500在箱體400內(nèi)部上下移動；上述設(shè)置使得整個萬向車銑復合動力頭裝置可縱向x軸移動、上下y軸移動以及橫向z軸左右移動，縱向x軸移動和橫向z軸移動由車床自帶的伺服馬達驅(qū)動，此處不加贅述；y軸升降本體500由y軸升降本體伺服馬達520驅(qū)動，y軸升降本體500軸心線垂直于車床主軸110軸心線安裝。

c軸旋轉(zhuǎn)裝置700包括安裝在y軸升降本體500端面的c軸中繼連接法蘭盤710、c軸連接法蘭盤720、c軸回轉(zhuǎn)芯軸盤730、c軸旋轉(zhuǎn)裝置程控伺服馬達740以及芯軸盤端部連接板(圖中未標出)，工作時，經(jīng)c軸旋轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動程控伺服馬達740驅(qū)動c軸回轉(zhuǎn)芯軸盤730，可使整個一體式車銑靜止及回轉(zhuǎn)動力主軸裝置600在所屬平面內(nèi)作任意角度回轉(zhuǎn)。

c軸旋轉(zhuǎn)裝置700還包括兩個將c軸旋轉(zhuǎn)芯軸盤730可轉(zhuǎn)動的固定在y軸升降本體500內(nèi)的角接觸軸承及一個鎖緊端蓋780，角接觸軸承包括第一雙列角接觸軸承760和第二角接觸軸承770，第一雙列角接觸軸承760的外圈與y軸升降本體內(nèi)孔固定連接，第一雙列角接觸軸承760的內(nèi)圈與c軸旋轉(zhuǎn)芯軸盤730的中部固定連接；第二角接觸軸承770的外圈與y軸升降本體內(nèi)孔連接，第二角接觸軸承770的內(nèi)圈與c軸旋轉(zhuǎn)芯軸盤730的底部連接并由鎖緊端蓋780鎖緊固定。

在本發(fā)明中，各組件之間環(huán)環(huán)相扣緊密配合，使整個c軸旋轉(zhuǎn)裝置可提供無摩擦旋轉(zhuǎn)任意角度及自由升降。

一體式車銑靜止及動力回轉(zhuǎn)主軸600包括刀柄610、動力軸端蓋611、動力主軸芯體612、角接觸軸承613、氣路回路塊614、動力軸止動銷615、內(nèi)置彈簧的動力軸止動銷套616、動力主軸定向氣管接頭617、拉刀結(jié)構(gòu)迷宮進出氣回路環(huán)618、動力主軸伺服馬達安裝環(huán)619、拉刀結(jié)構(gòu)密封銷螺栓620、動力主軸程控伺服馬達621、通用bt刀柄拉釘622、拉刀結(jié)構(gòu)卡爪623、拉刀結(jié)構(gòu)芯體624、蝶簧625以及為自動換刀供氣的迷宮空氣回路；刀柄610為通用bt刀柄，可以安裝各種功能的切削刀具，此處不加贅述；動力軸端蓋611用于密封防水；角接觸軸承613用于輔助動力主軸芯體非摩擦磨損；當需要使動力主軸芯體612進入車削狀態(tài)時，由此注入空氣推動動力軸止動銷615進入動力主軸圓柱面定向銷孔內(nèi)，動力主軸芯體612則成為靜止車削主軸；動力軸止動銷套616退回時由彈簧頂回動力軸止動銷，鎖定動力主軸芯體612時由空氣頂入，彈簧收縮；動力主軸定向氣管接頭617用于接入空氣，以實現(xiàn)動力主軸芯體612定向鎖緊或松開。

本發(fā)明的工作原理如下：

當需要對被加工件300的徑向面進行加工時(銑削、鉆孔、鏜孔、攻牙、磨削、雕刻及曲面加工)，萬向車銑復合動力頭裝置通過z軸移動托板410在z軸導軌210上移動至被加工件300的正后方，并通過x軸移動托板420在z軸移動托板410上的前后移動進行前后位置調(diào)節(jié)，再通過y軸升降本體500的上下移動，將安裝有刀頭的刀柄610置于被加工件300待加工位置上，此時，車床主軸110可配合工作，可實現(xiàn)在徑向面上進行銑、鉆、鏜、絞、磨、攻牙以及各種復雜的曲面銑削加工工序；如果需要進行車削工序，則機床系統(tǒng)給出指令，自一體式車銑靜止及動力回轉(zhuǎn)主軸裝置600上的定向結(jié)構(gòu)進出氣氣管接頭充入空氣，空氣經(jīng)氣路回路塊將動力主軸止動銷615壓入動力主軸圓柱面的定向孔內(nèi)，c軸旋轉(zhuǎn)裝置程控伺服馬達740抱閘從而使動力主軸芯體612處于靜止定向狀態(tài)而成為車削主軸，反之當主軸需要實現(xiàn)鉆銑鏜功能時，系統(tǒng)控制電磁閥換向，空氣經(jīng)氣路塊回流，動力軸止動銷套616內(nèi)彈簧自動將動力軸止動銷615頂回原始狀態(tài)，c軸旋轉(zhuǎn)裝置程控伺服馬達740開始運轉(zhuǎn)使動力主軸芯體612形成動力回轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)鉆銑鏜等回轉(zhuǎn)運動；如果需要對被加工件任意角度進行加工，只需系統(tǒng)給出指令，c軸旋轉(zhuǎn)裝置700帶動安裝一體式車銑靜止及回轉(zhuǎn)動力主軸裝置600回轉(zhuǎn)至所需角度，然后z軸和y軸相互配合聯(lián)動，即可實現(xiàn)任意角度上的任意角度加工工序，如果需要對被加工件的xy端面進行加工，則只需將一體式靜止及回轉(zhuǎn)動力主軸裝置600旋轉(zhuǎn)90度，使刀尖指向被加工件300的端面，再由x、y軸聯(lián)動，使刀頭移動至指定坐標，z軸左右移動即可對被加工件的端面進行加工。

本發(fā)明能進行z軸、x軸、y軸、車床主軸360°以及c軸旋轉(zhuǎn)裝置360°的5軸聯(lián)動，一次裝夾可輕松處理目前所有工序的加工需求。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。