專利名稱：帶有水平主軸的機床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對工件進行鉆孔或磨削加工的機床，它包括至少兩個主軸箱。
眾所周知，機床中的主軸箱直接在一個固定的或可運動的刀具倉上取下或放回刀具。在這類機床中，主軸箱必須在一道加工工序結(jié)束后，移動到刀具倉。在刀具倉處，更換刀具，并且主軸箱隨后被引導返回至工件處。刀具的更換需要相當長的時間，這不僅是由主軸箱的移動帶來的，而且由于轉(zhuǎn)動主軸的減速和加速造成的時間損耗。在更換刀具過程中，機床不能用于加工處理。
在包含許多以某一轉(zhuǎn)動形式的工作主軸的機床中，一個工作主軸離開工件；然后另一工作主軸伴隨著耦合和加速過程前進至工件，需要消耗相當長的時間。盡管，在一個工作主軸加工工件期間，可給另一工作主軸裝上新的刀具，然而這就在工作主軸上需要高的耗費。并且，這種方式必須使用可以前進至位于其操作位置處的回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的刀具倉。
從日本專利JP59-69242A(日本專利摘要M-317，1984年8月15日第8卷，第177期)可以了解，由本權(quán)利要求1的前序部分構(gòu)成的機床。這種機床有一個支承架，其上有兩個主軸箱可沿垂直方向彼此獨立移動。每一個主軸箱都有一個安裝在其上的復雜的刀具倉，它們和主軸箱一起運動。通過一個旋轉(zhuǎn)臂來完成將刀具從刀具倉傳遞到所屬的主軸箱上。機床的整個支承架可沿進給方向(朝向工作的方向)移動。這種機床具有這樣的優(yōu)點一個主軸箱在加工工作，而另一個主軸箱可進行刀具更換。這樣，由于不需要專門時間更換刀具，可節(jié)約大量時間。
專利DD263 725A1給出的一種機床，包含有單獨一個在支承架上可沿垂直方向移動的主軸箱。另外，該主軸箱可沿其長軸線方向水平移動，可以用一個刀具倉更換刀具。刀具倉安置在機床支承架前面，并在一個水平可移動的滑塊上裝有各種刀具；這樣，每把刀具可移至主軸箱的刀具更換位置。刀具倉的導軌長度至少必須是帶有刀具的刀具倉滑塊的兩倍長。
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡明，并且可迅速更換刀具的機床。
按照本發(fā)明，上述目的通過權(quán)利要求1中所表明的特征來實現(xiàn)。
在本發(fā)明的機床中，兩個主軸箱可以在支承架上沿垂直導軌彼此獨立地運動。并且，每個主軸箱可沿其長軸線方向水平運動。當一個主軸箱用一把刀具對工件進行時，另一主軸箱可自由地移至刀具倉，放下舊刀具，并裝上新刀具。當正實施加工的主軸箱完成其操作時，將后退，而帶有新刀具的主軸箱將對工件加工。按照這種方式，完成一個加工步驟后的更換刀具時間可限制到和同一加工過程中由一個操作位置換至下一個操作位置正常所需要的時間一樣長。這樣，更換刀具幾乎不需要附加的時間或根本不需要時間。刀具更換可在大約一秒的時間內(nèi)完成。工件的加工由兩個主軸箱的交替操作來進行，其中，一個主軸箱加工著工件，而另一主軸箱或進行刀具更換或在備用位置等待操作。
為兩個主軸箱共用的刀具倉有兩個換刀位置，亦即一個位置對應一個主軸箱。通過自動控制刀具倉，可將單個刀具移至對應的各自主軸箱的刀具更換位置。將主軸箱引到刀具倉后面，通過一個簡單的趨前動作，取走置于刀具更換位置的刀具。因而，在刀具倉和主軸箱之間不需要傳遞裝置。刀具倉具有短的結(jié)構(gòu)長度，但刀具存貯量高，兩個主軸箱由換刀位置處于在同一個高度的循環(huán)刀具倉的水平底股供應刀具。
雙主軸箱的結(jié)構(gòu)提供了在加工工序(必要的操作時間)和刀具更換(輔助加工時間)間的非關(guān)聯(lián)效應。通過交替使用各個裝配好刀具并加速至操作轉(zhuǎn)速的主軸箱，實際上，消除了非生產(chǎn)性輔助過程時間消耗。由于上述非關(guān)聯(lián)效應，刀具更換所涉及的運動過程可在很大程度上避免加速的突變和振動沖擊，尤其是在主軸箱上的工作主軸的加速和減速中，在刀具倉和刀具的夾緊過程中，以及主軸箱換刀的軸向運動中。這樣，可提高機械和電氣元件的壽命。
兩主軸箱可設(shè)計成不同的功能規(guī)格，相應于當前的任務(wù)，由適合于上述加工過程的那個主軸箱來執(zhí)行。這樣，例如，一個主軸箱可設(shè)計成用大量磨削刀具的機加工，另一主軸箱設(shè)計成使用高速鉆孔刀具。
本機床的另一優(yōu)點在于即使一個主軸箱不能工作了，仍具有可操作性。當然，這種情況下更換刀具需要更多的時間。并且，可在一定條件下，同時平行加工兩個工件。
最好，機床支承架是由兩個立柱和一個橫梁構(gòu)成的橋式支架。在此構(gòu)造中，主軸箱的導軌位于立柱相對的內(nèi)側(cè)面?；蛘呖衫脝蝹€立柱構(gòu)成的支架，其中主軸箱的滑道位于立柱相背的兩外側(cè)面。刀具倉設(shè)置在支承架前側(cè)的伸出的位置上。
最好，刀具倉置于支承架的最上端。當然也可相反，置于支承架最下端，例如在機床的基座上。若刀具倉安裝在支承架上端，其高度會使操作人員難于向刀具倉中裝刀具。按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，刀具倉可以繞著靠近其一端的樞軸轉(zhuǎn)動，這樣可使其另一端降低至裝刀位置。
最好，機床包括一個工作臺，其可沿與主軸箱的長軸線方向垂直的方向水平移動。這種類型的機床構(gòu)成一個獨立加工系統(tǒng)。通過將工件臺集成化為一個自動送料線，本機床也可作為互聯(lián)系統(tǒng)中的一個靈活的工作站。
最好，完全由數(shù)字模式控制機床，亦即，主軸箱的運動過程、刀具倉和工件臺均按預先確定的程序步驟控制，并且互相協(xié)調(diào)，這樣，全部運動均自動完成。
下面參照附圖詳細描述本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，附圖中

圖1是機床的局部剖視圖；圖2是機床的側(cè)視圖，其中機床上部和刀具倉如圖中剖面所示；以及圖3是圖1的局部視圖，刀具倉繞著樞軸向下轉(zhuǎn)至裝刀裝置。
如圖1所示，機床包含從基座11上凸出來的支承架10。支承架10是由兩個相互隔開的立柱，以及連接兩立柱上端的橫梁13組成的橋式支承架。
在兩立柱12相對的兩內(nèi)側(cè)分別布置有供對應的各滑座15沿垂直方向運動的垂直導軌14。每個滑座15包含一個水平導軌，以供相應的主軸箱16或另一主軸箱17沿其作水平運動。在主軸箱16或17內(nèi)部，安裝有一驅(qū)動工作主軸18的驅(qū)動系統(tǒng)，工作主軸18從主軸箱前端伸出來，并包括一個刀具安裝部分。
在支承架10前面，一個工件臺20在基座11上設(shè)置成可沿著與主軸箱16和17長度方向垂直的一個水平導向裝置21移動。該工件臺的移動方向是沿X軸方向，垂直方向是Y軸方向，而主軸箱16、17的長軸方向是沿Z軸方向。
在圖示的實施例中，只有工件臺20可沿X軸方向運動。沿Y軸方向和Z軸方向的運動由各個主軸箱完成。
工件臺20可帶有一個旋轉(zhuǎn)工作臺、一個轉(zhuǎn)向裝置、一個棘爪夾緊裝置、一個棘爪更換裝置以及類似的裝置。工作臺20必須能夠安裝工件并將工件以規(guī)定的精確方式定位。
主軸箱16、17垂直運動的驅(qū)動系統(tǒng)22、23安裝在橫梁13上。各主軸箱可彼此獨立地沿Y軸方向和Z軸方向運動。例如，當主軸箱17正加工工件時，主軸箱16可移至“接收”位置，更換刀具。
刀具倉24安置在支承架10上的前置的位置(亦即在支承架前面)，且在支承架10上的固定高度處。該刀具倉包含一循環(huán)輸送裝置，亦即鏈式裝置，其安裝成在垂直平面內(nèi)循環(huán)運動，并在其上有向外凸出的刀具夾持件25。刀具倉24具有細長的形狀，從其水平下股鏈上凸出的那些刀具夾持件上的刀具25可被主軸箱咬住。刀具夾持件25具有夾持相應一把刀具的夾臂。
如圖2所示，主軸箱16可向上移至位于刀具倉24后面的“接收”位置UP。接收位置是主軸箱16在Y軸方向上的最上端位置，同時是其Z軸方向上的最后端位置。在接收位置，刀具26此時在刀具倉24的水平下股鏈上的更換位置WP處，主軸18在刀具26之后，且二者在同一軸線上。當主軸箱16沿Z軸方向從接收位置WP稍稍向前運動時，主軸箱16通過工作主軸18的安裝部分將刀具26的后部夾住。同時，刀具26在轉(zhuǎn)動主軸18中固定住。隨后，主軸箱16可向下移動，而且這樣做，使刀具26從刀具倉24卸下來。在刀具倉的下股鏈的高度處，有兩個刀具更換位置。可以看出分別對應每個主軸箱。
為了便于操作人員向安置在主軸箱10上端的刀具倉24上人工安裝刀具，刀具倉可繞水平樞軸30轉(zhuǎn)動，樞軸30在圖1中沒有明確顯示出來，只是示意地標明了。樞軸30安裝在細長形刀具倉的一端附近。當繞樞軸30轉(zhuǎn)動刀具倉時，其轉(zhuǎn)動后位置如圖3所示，其端部24a處已轉(zhuǎn)動到下方。這樣，靠近轉(zhuǎn)動到下方的端24a處的刀具26，就可很容易夠到了。為可繞樞軸轉(zhuǎn)動刀具倉，在橫梁13上安裝了一個液壓缸31。鏈狀的刀具倉由數(shù)控驅(qū)動系統(tǒng)來驅(qū)動，以便單個刀具夾持件25能分別移至各自需要的位置。
刀具倉24上覆蓋著外殼32，此外殼連在支承架10的上端，并僅在朝下方向有開口。
權(quán)利要求
1.一種機床，它包含一個支承架(10)，其上安裝有兩個主軸箱(16，17)，它們可沿垂直導軌(14)相互獨立地移動，其特征在于，各個主軸箱(16，17)還可以在支承架(10)上沿其長軸線方向水平運動；支承架上安裝有為兩主軸箱共用的一刀具倉(24)，該刀具倉為循環(huán)式刀具倉，它包含無窮循環(huán)輸送裝置；各個主軸箱(16，17)均可移至接收位置(UP)，從刀具倉(24)中獲取刀具(26)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機床，其特征在于，所述刀具倉(24)安裝在支承架(10)上端的一個固定高度處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機床，其特征在于，所述刀具倉(24)具有細長的形狀，并且可繞位于其一端的樞軸轉(zhuǎn)動，以降低其另一端的位置至裝刀位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項權(quán)利要求所述的機床，其特征在于，在支承架(10)前方安裝一工件臺(20)，其可沿與主軸箱(16，17)的長軸方向垂直的水平方向運動。
全文摘要
一種機床,它包含兩個安裝在支承架上的主軸箱,且主軸箱可相互獨立地沿其高度和長軸線方向移動。當一個主軸箱正對工件臺上的工件加工時,而另一主軸箱可移至刀具倉,從該刀具倉上獲取刀具。當一個主軸箱仍在對工件加工時,帶有下一把刀具的另一主軸箱已被加速至需要的工作轉(zhuǎn)速,并向工件前進。這樣,更換刀具所需的時間極短。
文檔編號B23Q3/157GK1172448SQ96191692
公開日1998年2月4日 申請日期1996年1月4日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月3日
發(fā)明者羅爾夫·科爾布林, 萊因哈德·施奈德, 維爾納·米勒, 霍斯特·法因 申請人:洪斯貝格·拉姆特殊機床有限公司