專利名稱：多軸自動(dòng)車(chē)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在順序的加工臺(tái)中制造工件的，具有多根工件主軸和多個(gè)刀具臺(tái)的多軸自動(dòng)車(chē)床。
美國(guó)專利US1527791公開(kāi)了一種兩軸卡盤(pán)自動(dòng)車(chē)床，它具有一個(gè)借助于氣動(dòng)或電氣動(dòng)可在主軸軸線方向前后移動(dòng)的刀架和一塊裝在刀架上的刀具溜板，該溜板通過(guò)一個(gè)氣動(dòng)傳動(dòng)裝置可相對(duì)于主軸軸線橫向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而每個(gè)主軸配備了兩個(gè)刀具夾，其上裝有不同的刀具以便加工工件。兩個(gè)工件在夾緊心軸上可連續(xù)地推進(jìn)，夾緊心軸夾緊在兩個(gè)主軸的卡盤(pán)中，通過(guò)主軸迴轉(zhuǎn)傳動(dòng)。在第一個(gè)加工過(guò)程結(jié)束以后，兩個(gè)裝在主軸夾緊心軸上面的工件由第一個(gè)刀具夾的刀具以及依靠刀具溜板橫向進(jìn)給的第二個(gè)刀具夾的刀具同時(shí)加工。在第二個(gè)加工過(guò)程以后，帶有刀具溜板的刀架沿主軸軸線方向離開(kāi)主軸，制成的工件從上述兩個(gè)加工臺(tái)上卸下來(lái)，再裝上兩個(gè)新工件。刀具溜板通過(guò)刀架返回運(yùn)動(dòng)而改變運(yùn)動(dòng)方向，并回到它的起始位置，然后上述刀具溜板的兩個(gè)第一刀具夾上的刀具通過(guò)刀架向前行駛又到達(dá)工作位置，從而開(kāi)始了新的工作循環(huán)。
西德專利說(shuō)明書(shū)DE-AS1156292所敘述的雙軸自動(dòng)車(chē)床的結(jié)構(gòu)原理是刀具沿主軸軸線方向以節(jié)拍方式移動(dòng)，而驅(qū)動(dòng)工件的主軸橫向于刀具軸線方向按節(jié)拍地運(yùn)動(dòng)。在這種雙軸自動(dòng)車(chē)床中，由于滾動(dòng)軸承環(huán)的兩側(cè)邊緣倒圓角，具有兩個(gè)工件主軸的主軸箱可以圍繞主軸間距與主軸軸線橫向地往復(fù)移動(dòng)。在最外面的工位，總有一根主軸處在對(duì)于橫向固定的，裝有加工刀具的公共刀具座合適的位置，而另一根主軸與兩個(gè)固定裝配的裝料裝置中的一個(gè)相對(duì)，上述兩個(gè)裝料裝置通過(guò)轉(zhuǎn)移槽與轉(zhuǎn)向裝置相連。
上述兩種公知的、價(jià)格昂貴的自動(dòng)車(chē)床只有兩個(gè)工件主軸，所以它的效率很低，而且生產(chǎn)能力也受限制。西德專利DE-AS1156292所披露的自動(dòng)車(chē)床每一個(gè)工作過(guò)程只制造一個(gè)工件，美國(guó)專利US-PS1527791所公開(kāi)的自動(dòng)車(chē)床每一個(gè)工作過(guò)程同時(shí)制造兩個(gè)工件，所以前者的效率比后者還低。
西德專利DE-OS3428861描述了一種按圓形節(jié)拍原理工作的多軸自動(dòng)車(chē)床，它具有裝夾工件主軸的主軸筒，主軸筒可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在一個(gè)固定不動(dòng)的床座中，主軸筒的轉(zhuǎn)位數(shù)與工件主軸數(shù)相同，裝在主軸筒中可以迴轉(zhuǎn)的工件主軸各自由轉(zhuǎn)數(shù)可調(diào)的電動(dòng)機(jī)分開(kāi)驅(qū)動(dòng)。
這種公知的自動(dòng)車(chē)床的主要缺點(diǎn)在于主軸的驅(qū)動(dòng)、主軸筒驅(qū)動(dòng)以及主軸筒的迴轉(zhuǎn)支承所需費(fèi)用昂貴。此外，根據(jù)圓形節(jié)拍原理工作的自動(dòng)車(chē)床其工件軸的數(shù)量受限制，因?yàn)殡S著裝在主軸筒中的主軸數(shù)的增加，主軸筒直徑也必須相應(yīng)地增大，然而主軸筒直徑增大會(huì)使自動(dòng)車(chē)床的加工精度受到影響。最后，由于刀具只能徑向從外對(duì)工件加工，而工件由位于主軸筒端面的工件軸傳動(dòng)，該自動(dòng)車(chē)床的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力都受到限制。雖然在使用過(guò)程中刀具不會(huì)斷裂，但由于發(fā)熱，刀具磨損很厲害，所以刀具壽命較短。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種多軸自動(dòng)車(chē)床，它與現(xiàn)有的自動(dòng)車(chē)床相比，生產(chǎn)效率較高，通過(guò)增加工件主軸數(shù)和加工臺(tái)的數(shù)量，其生產(chǎn)能力可為萬(wàn)能，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
解決上述任務(wù)的技術(shù)方案是在這種具有多根工件主軸和多個(gè)刀具臺(tái)的多軸自動(dòng)車(chē)床中，工件主軸與刀具臺(tái)彼此按節(jié)拍相對(duì)移動(dòng)，工件主軸的數(shù)量(n)與刀具臺(tái)數(shù)量(n)相等，除第一個(gè)刀具臺(tái)外，每個(gè)基本刀具臺(tái)再作一次附加刀具臺(tái)(2到n)，附加于基本刀具臺(tái)數(shù)(1到n)中，它們以同樣的加工次序裝在基本刀具臺(tái)(1到n)前面，所以加工臺(tái)總數(shù)為N＝2n-1。加工可這樣實(shí)現(xiàn)，即每個(gè)工件在刀具臺(tái)上每次加工以后都按節(jié)拍直線地朝著下一個(gè)臺(tái)移動(dòng)，而且在n-1個(gè)輸送步驟以及最后的返回行程或兩個(gè)輸送步驟之間的返回行程以后又回到起始加工臺(tái)，工件的裝料和卸料裝置至少設(shè)置在一個(gè)刀具臺(tái)上。
工件的裝料和卸料裝置也可以裝在第一刀具臺(tái)上。
主軸或加工臺(tái)裝在由液壓傳動(dòng)或電氣傳動(dòng)的溜板上。
每根主軸由各自的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)數(shù)的傳動(dòng)裝置尤其是由電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。
主軸裝在公共的主軸箱內(nèi)。
每個(gè)刀具臺(tái)上的刀具裝在工件周?chē)娜糠秶?，以及工件的正面?br> 本發(fā)明的自動(dòng)車(chē)床與現(xiàn)有的自動(dòng)車(chē)床相比具有下列優(yōu)點(diǎn)根據(jù)線性節(jié)拍原理工作的自動(dòng)車(chē)床由于工件主軸安裝在公共的主軸箱內(nèi)，其成本比利用圓形節(jié)拍原理的現(xiàn)有自動(dòng)車(chē)床低多了，所以，人們能設(shè)計(jì)出很多比現(xiàn)有的車(chē)床更合理、更好的車(chē)床。這種自動(dòng)車(chē)床操作非常方便，這種新的自動(dòng)車(chē)床能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，例如用小型計(jì)算機(jī)數(shù)字控制傳動(dòng)，這樣，可使工件主軸彼此保持獨(dú)立，還可以迴轉(zhuǎn)。這種自動(dòng)車(chē)床的主軸箱底座和刀具座有很高的剛性和良好的支承能力最后，這種自動(dòng)車(chē)床還能保證無(wú)阻礙地出屑。
下面通過(guò)附圖將清楚地描述本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)。其中

圖1表示多軸自動(dòng)車(chē)床的基本原理;
圖2為具有七根主軸的自動(dòng)車(chē)床的第一個(gè)實(shí)施例的正視圖;
圖3為圖2的自動(dòng)車(chē)床的側(cè)視圖;
圖4為在兩個(gè)工作循環(huán)中按節(jié)拍方式進(jìn)給及主軸溜板回行的七軸自動(dòng)車(chē)床的原理圖;
圖5為具有斜裝五主軸和九個(gè)加工臺(tái)的自動(dòng)機(jī)床的第二個(gè)實(shí)施例的正視圖。
圖1中清楚地表示了在八個(gè)順序的加工臺(tái)中制造工件的、具有八個(gè)工件主軸10的自動(dòng)車(chē)床的基本結(jié)構(gòu)，除第一個(gè)刀具臺(tái)外，每個(gè)基本刀臺(tái)2-8再作一次附加刀具臺(tái)，附加于基本刀具臺(tái)數(shù)(1-8)中，這些附加刀具臺(tái)以同樣的加工次序裝在基本刀具臺(tái)1-8前面，所以加工臺(tái)總數(shù)為N＝2n-1，而且在刀具臺(tái)1上設(shè)置了裝料和卸料臺(tái)。工件在自動(dòng)車(chē)床上是這樣加工的，即每個(gè)工件在刀具臺(tái)上每次加工后都按節(jié)拍直線地朝著下一個(gè)臺(tái)移動(dòng)，經(jīng)七個(gè)輸送步驟以及最后的返回行程或兩個(gè)輸送溜板之間的返回行程以后又回到起始加工臺(tái)。
圖2和圖3中的自動(dòng)車(chē)床11具有未畫(huà)出工件固定部分的七個(gè)工件主軸10，以及帶垂直和水平設(shè)置的刀具的七個(gè)基本刀具臺(tái)1-7。此外，自動(dòng)車(chē)床11中，除第一個(gè)刀具臺(tái)外，每個(gè)基本刀具臺(tái)還作為附加的刀具臺(tái)2-7，它們以同樣的加工次序裝在基本刀具臺(tái)1-7前面。因此，該自動(dòng)車(chē)床總共有十三個(gè)加工臺(tái)。
具有刀具12的垂直刀具臺(tái)2-7和1-7裝在位于總支架14中的固定溜板13上。具有刀具15的水平刀具臺(tái)2-7和1-7位于固定溜板16上。垂直和水平加工臺(tái)2-7和1-7由機(jī)架17支承。工件主軸10安裝在公共主軸箱18中的溜板19上面，溜板19依靠一個(gè)在圖上未畫(huà)出的液壓傳動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)拍式的進(jìn)給以及無(wú)中斷的返回行程。每根主軸10由一個(gè)在圖上沒(méi)有畫(huà)出的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)數(shù)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
工件的裝料和卸料裝置裝在刀具臺(tái)1上。
圖3清楚地說(shuō)明了垂直刀具12可以單獨(dú)地、或成對(duì)地、面對(duì)面地裝在工件周?chē)?，工件的正面裝有水平刀具15。
圖2和圖3所示的自動(dòng)車(chē)床11的工作方式可從圖4得知。
自動(dòng)車(chē)床11的工作循環(huán)包括具有七個(gè)工件主軸10的溜板19的節(jié)拍式進(jìn)給，它經(jīng)六個(gè)節(jié)拍步驟由原始工位19'到達(dá)終端工位19''，還包括溜板19由終端工位19''回到起始工位19'的不中斷的返回行程。
例如，在溜板19的起始工位19'，由卸料裝置將在基本刀具臺(tái)1上已制成的工件卸下來(lái)以后，一個(gè)新工件1'由裝料裝置裝入第一個(gè)工作主軸的夾緊裝置中，例如卡盤(pán)中。這樣，在溜板19的六個(gè)節(jié)拍步驟期間、在自動(dòng)車(chē)床的工作循環(huán)期間，工件1'通過(guò)所有基本刀具臺(tái)1-7，而到達(dá)刀具臺(tái)7，再由滑板19的返回行程將其從2位19''返回輸送到起始加工臺(tái)1的工位19'，在該工位，由卸料裝置將其卸下。
例如，溜板19在第三次進(jìn)給節(jié)拍步驟以后，在刀具臺(tái)1上，工件4'被裝進(jìn)第四個(gè)工件主軸的夾緊裝置中，在工作循環(huán)的其余三個(gè)工步中，它從基本刀具臺(tái)2移動(dòng)到4，再借助諏鋨 9由工位19''回到工位19'的返回行程而被輸送到附加刀具臺(tái)5。而在溜板19的三個(gè)進(jìn)給節(jié)拍步驟以后，在自動(dòng)車(chē)床工作循環(huán)結(jié)束時(shí)，工件4'經(jīng)過(guò)臺(tái)6和7到達(dá)基本刀具臺(tái)1，到此工件4'加工完畢，由卸料裝置卸下來(lái)。
圖4清楚地反映了自動(dòng)車(chē)床的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。該優(yōu)點(diǎn)在于在一個(gè)工作循環(huán)期間，至少在一個(gè)工作節(jié)拍期間，刀具臺(tái)2-7和1-7是從臺(tái)2開(kāi)始的，最高限度有六個(gè)以上的工作節(jié)拍沒(méi)有被占用，所以刀具可以冷卻，因此刀具壽命提高了。
圖5表示一個(gè)具有斜裝刀具臺(tái)2-5和1-5的自動(dòng)車(chē)床20的另一個(gè)實(shí)施例，它有夾固刀具12，15的溜板13，16以及工件主軸10的溜板19。
此外，刀具臺(tái)也可以垂直安裝。
上述結(jié)構(gòu)原理揭示了這種可能性，即在相應(yīng)地增加裝料和卸料裝置的數(shù)量的情況下，可以同時(shí)在多軸自動(dòng)車(chē)床上制造兩個(gè)和更多的相同或不同的工件。
最后，由于每個(gè)工件主軸的傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)數(shù)，使在加工臺(tái)上的主軸可以用相同或不同的轉(zhuǎn)數(shù)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)在另一個(gè)加工臺(tái)的主軸卻停止不轉(zhuǎn)，例如，在一個(gè)加工臺(tái)，對(duì)迴轉(zhuǎn)的工件車(chē)削圓柱形截面，而在其后的兩個(gè)加工臺(tái)對(duì)靜止的工件攻絲。這個(gè)實(shí)例表明，與現(xiàn)有的自動(dòng)車(chē)床相比，該自動(dòng)車(chē)床由于主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)數(shù)，可大大提高其制造能力。
上述用于卡盤(pán)自動(dòng)車(chē)床的基本原理也可以用于自動(dòng)棒料車(chē)床。
權(quán)利要求
1.一種在順序的加工臺(tái)中制造工件的，具有多根工件主軸(10)和多個(gè)刀具臺(tái)的多軸自動(dòng)車(chē)床，主軸與刀具臺(tái)彼此按節(jié)拍相對(duì)移動(dòng)，其工件主軸(10)的數(shù)量(n)等于刀具臺(tái)的數(shù)量(n)，其特征在于除第一個(gè)刀具臺(tái)外，每個(gè)基本刀具臺(tái)再作一次附加刀具臺(tái)(2到n)，附加于基本刀具臺(tái)數(shù)(1到n)中，它們以同樣的加工次序裝在基本刀具臺(tái)(1到n)前面，所以加工臺(tái)總數(shù)為N=2n-1加工可這樣實(shí)現(xiàn)，即每個(gè)工件在刀具臺(tái)上每次加工以后都按節(jié)拍、直線地朝著下一臺(tái)移動(dòng)，而且在n-1個(gè)輸送步驟以及最后的返回行程或兩個(gè)輸送步驟之間的返回行程以后又回到起始加工臺(tái)，工件的裝料和卸料裝置至少設(shè)置在一個(gè)刀具臺(tái)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)車(chē)床，其特征在于工件的裝料和卸料裝置裝在刀具臺(tái)(1)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的自動(dòng)車(chē)床，其特征在于主軸(10)或加工臺(tái)(N)裝在由液壓傳動(dòng)或電氣傳動(dòng)的溜板(19、13、16)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的自動(dòng)車(chē)床，其特征在于每根主軸(10)由無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)數(shù)的傳動(dòng)裝置，尤其是電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的自動(dòng)車(chē)床，其特征在于主軸(10)裝在公共的主軸箱(18)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的自動(dòng)車(chē)床，其特征在于每個(gè)刀具臺(tái)(1到n;2到n)的刀具(12，15)裝在工件周?chē)娜糠秶约肮ぜ恼妗?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的自動(dòng)車(chē)床，其特征在于該車(chē)床為卡盤(pán)自動(dòng)車(chē)床(11)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的自動(dòng)車(chē)床，其特征在于該車(chē)床為自動(dòng)棒料車(chē)床。
全文摘要
一種多軸自動(dòng)車(chē)床。具有八個(gè)刀具主軸(10)的自動(dòng)車(chē)床的基本結(jié)構(gòu)在于除第一個(gè)刀具臺(tái)外，每個(gè)基本刀具臺(tái)再作一次附加刀具臺(tái)(2-8)，附加于基本刀具臺(tái)數(shù)(1-8)中，它們以相同的加工次序裝在基本刀具臺(tái)(1-8)前面，所以加工臺(tái)總數(shù)N＝2n-1，同時(shí)，裝料和卸料裝置設(shè)在刀具臺(tái)(1)上。每個(gè)工件在刀具臺(tái)上每次加工以后，按節(jié)拍直線地朝下一個(gè)臺(tái)移動(dòng)，在七個(gè)輸送步驟以及最后的返回行程或兩個(gè)輸送步驟之間的返回行程以后又回到它的起始加工臺(tái)。
文檔編號(hào)B23B9/00GK1034498SQ8810841
公開(kāi)日1989年8月9日 申請(qǐng)日期1988年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1987年10月23日
發(fā)明者彼得·內(nèi)格爾, 弗蘭茨·施米德 申請(qǐng)人:彼得·內(nèi)格爾, 弗蘭茨·施米德