斜床身平導軌式車銑複合雙主軸數控工具機的製作方法

2023-05-18 11:31:01

本發明涉及斜床身數控車床，尤其是一種延長使用壽命、降低能耗、擴大加工範圍、降低使用成本、X和Y軸快速定位、一次裝夾工件完成工件兩端加工、不易汙染車間和降低工人勞動強度的斜床身平導軌式車銑複合雙主軸數控工具機。

背景技術：

斜床身布局的車床【導軌傾斜角度通常選擇45°、60°和75°】，不僅可以在同等條件下，改善受力情況；而且還可通過整體封閉式截面設計，提高床身的剛度，特別是自動換刀裝置的布置較方便。 因此，斜床身布局的車床【無論是普通車床，還是數控車床。】被廣泛應用於機械加工行業中，用於精密複雜各種迴轉體零件的多品種加工。

現有技術斜床身布局的車床，導軌的頂平面與導軌安裝面是平行的，也就是說導軌的頂平面與床體的底部位置處的定位基面具有夾角，就造成斜床身的床體的底部基面具有夾角，造成使用該類的斜床身的車床在加工零件時受到制約，例如一些異性多工藝的零件加工，需要多次裝夾，造成加工的零件精度低；該類斜床身布局的車床想將車銑複合為一體，難度大，即使勉強將車銑複合為一體，所使用的附加的零件多，結構複雜；該類斜床身布局的車床剛性相對而言較低，導軌需要承受安裝在其上的床鞍以及刀塔組件，隨加工時間的推移，容易形變，使用壽命短。

在使用時，導軌以及安裝在導軌的床鞍部件使用的潤滑油直接通過床身的低點位置流入位於床身下方的水箱中，與刀具冷卻水在水箱中混合後泵入廢水排液系統。廢水排液系統中的廢液還需另外的油水分離裝置和濾油機進行油水分離，使得企業的使用成本高，能耗大。安裝在導軌上的床鞍部件使用的冷卻水一般通過斜床身上的冷卻水低點自流部自然流入位於斜床身中部下方的水箱中，由於高速運行的刀盤帶動冷卻水高速射向水箱或高速射向中斜床身的低點，使得冷卻水很容易飛濺出水箱，飛濺出水箱的水很快汙染車間的底板，因為該飛濺出水箱的水一般都含有油汙，很難清洗，嚴重影響車間的整潔度，同時工人需要對車間進行汙水清理，增強了工人的勞動強度。

各運行部件是通過其電機的剛性實現制動，隨使用時間的延長，電機的剛性難於保證加工精度需求，往往造成產品精度低、無法保證指令所需要的制動需求，靜態剛性差；一旦；電機出現靜態剛性降低，就會將整個對應的運行部件更換，無形中提高了企業的使用成本。

在加工工件時，只能一次裝夾加工零件的一端，同時主軸組件中的軸承容易損壞，防水性差。

縱觀整個工具機行業，無法將平導軌應用在斜床身上進行工具機的布局，以優化工具機布局，這也是行業的技術瓶頸。

綜上所述，現有技術的斜床身布局的工具機存在的缺點是：運行部件使用壽命短、能耗大、使用成本高、容易汙染車間和工人勞動強度大。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種延長使用壽命、降低能耗、擴大加工範圍、降低使用成本、X和Y軸快速定位、一次裝夾工件完成工件兩端加工、不易汙染車間和降低工人勞動強度的斜床身平導軌式車銑複合雙主軸數控工具機。

為實現上述目的而採用的技術方案是這樣的，即一種斜床身平導軌式車銑複合雙主軸數控工具機，包括液壓站、冷卻系統、防護罩，位於防護罩上可啟閉的門和可編程控制板，位於防護罩內的照明裝置和斜床身，布置在斜床身上的主軸組件、Y軸床鞍組件，和X軸床鞍組件，位於X軸床鞍組件上的刀塔組件；其中：

所述斜床身上設置有第二主軸組件，該第二主軸組件與主軸組件相對設置；

所述斜床身的導軌安裝面上設置有兩條第二主軸導軌和兩條床鞍導軌，所述兩條第二主軸導軌的頂滑面和兩條床鞍導軌的頂滑面均與導軌安裝面形成相同的夾角a，所述導軌安裝面與斜床身的基準面形成夾角b，該夾角b與夾角a相等，使得兩條第二主軸導軌和兩條床鞍導軌形成以基準面為參照的平導軌結構；

所述兩條第二主軸導軌上設置有第二主軸滑塊，該第二主軸滑塊的滑槽與第二主軸導軌相互匹配，該第二主軸滑塊的背板與第二主軸組件的底部固定為一體，所述第二主軸組件的底部固定有絲杆螺母a，第二主軸伺服電機的絲杆a穿入絲杆螺母a，該第二主軸伺服電機固定在斜床身上並由可編程控制板控制啟閉，所述第二主軸伺服電機驅動絲杆a在絲杆螺母a中轉動，使得與絲杆螺母a一體的第二主軸組件沿第二主軸導軌左右移動；

所述兩條床鞍導軌上設置有床鞍滑塊，該床鞍滑塊的滑槽與床鞍導軌相互匹配，該床鞍滑塊的背板與Y軸床鞍組件的底部固定為一體，所述Y軸床鞍組件的底部固定有絲杆螺母b，床鞍伺服電機的絲杆b穿入絲杆螺母b，該床鞍伺服電機固定在斜床身上並由可編程控制板控制啟閉，所述床鞍伺服電機驅動絲杆b在絲杆螺母b中轉動，使得位於Y軸床鞍組件上的刀塔組件隨絲杆螺母b一體沿床鞍導軌左右移動；固定在Y軸電機的絲杆b上的Y軸電機絲杆連接件b，該Y軸電機絲杆連接件b固定在Y軸電機絲杆安裝座b，所述Y軸電機絲杆連接件b與Y軸電機絲杆安裝座b的連接處設置有相互匹配的定位部b；

所述Y軸床鞍組件的床鞍的頂部設置有兩條X軸床鞍導軌，該X軸床鞍導軌上設置有X軸床鞍滑塊，該X軸床鞍滑塊的背板與刀塔組件的底部固定為一體，所述X軸床鞍滑塊的滑槽與X軸床鞍導軌相互匹配；Y軸床鞍組件的底部固定有絲杆螺母d, X軸電機的絲杆d穿入絲杆螺母d，該X軸電機固定在Y軸床鞍組件的床鞍的頂部並由可編程控制板控制啟閉；X軸電機驅動絲杆d在絲杆螺母d中轉動，使得X軸床鞍組件隨絲杆螺母d一體沿Y軸床鞍組件的床鞍的頂部的X軸床鞍導軌上下移動；固定在X軸電機的絲杆d上的X軸電機絲杆連接件d，該X軸電機絲杆連接件d固定在X軸電機絲杆安裝座d，所述X軸電機絲杆連接件d與X軸電機絲杆安裝座d的連接處設置有相互匹配的定位部d；

所述X軸床鞍組件的床鞍的頂部設置有兩條兩條刀塔組件導軌，該兩條刀塔組件導軌上設置有刀塔滑塊，該刀塔滑塊的滑槽與刀塔組件導軌相互匹配，該刀塔滑塊的背板與拖板的底部固定為一體，該拖板的頂部與刀塔組件的底部固定為一體；所述拖板的底部固定有絲杆螺母c，刀塔伺服電機的絲杆c穿入絲杆螺母c，該刀塔伺服電機固定在Y軸床鞍組件的床鞍上並由可編程控制板控制啟閉，所述刀塔伺服電機驅動絲杆c在絲杆螺母c中轉動，使得與絲杆螺母c一體的拖板以及位於拖板上的刀塔組件沿刀塔組件導軌上下移動；

所述X軸床鞍導軌的頂滑動面與基準面形成夾角c。

本發明由於上述結構而具有的優點是：延長了使用壽命、降低了能耗、擴大了加工範圍、X和Y軸快速定位、一次裝夾工件完成工件兩端加工、降低了使用成本、不易汙染車間和降低了工人勞動強度。

附圖說明

本發明可以通過附圖給出的非限定性實施例進一步說明。

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明各組件在斜床身上的局部結構示意圖。

圖3為本發明X軸快速定位處的結構示意圖。

圖4為本發明Y軸快速定位處的結構示意圖。

圖5為本發明X軸和Y軸處各部件複合一體的結構示意圖。

圖6為本發明Y軸床鞍組件的結構示意圖。

圖7為本發明主軸組件的結構示意圖。

圖8為本發明第二主軸組件的防水結構位置處的局部剖視結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明：

參見附圖1至8，圖中的斜床身平導軌式車銑複合雙主軸數控工具機，包括液壓站、冷卻系統、防護罩1，位於防護罩1上可啟閉的門2和可編程控制板3，位於防護罩1內的照明裝置和斜床身4，布置在斜床身4上的主軸組件5、Y軸床鞍組件7，和X軸床鞍組件77，位於X軸床鞍組件77上的刀塔組件8；其中：

所述斜床身4上設置有第二主軸組件6，該第二主軸組件6與主軸組件5相對設置；

所述斜床身4的導軌安裝面9上設置有兩條第二主軸導軌10和兩條床鞍導軌11，所述兩條第二主軸導軌10的頂滑面和兩條床鞍導軌11的頂滑面均與導軌安裝面9形成相同的夾角a，所述導軌安裝面9與斜床身4的基準面12形成夾角b，該夾角b與夾角a相等，使得兩條第二主軸導軌10和兩條床鞍導軌11形成以基準面12為參照的平導軌結構；

所述兩條第二主軸導軌10上設置有第二主軸滑塊601，該第二主軸滑塊601的滑槽與第二主軸導軌10相互匹配，該第二主軸滑塊601的背板與第二主軸組件6的底部固定為一體，所述第二主軸組件6的底部固定有絲杆螺母a，第二主軸伺服電機602的絲杆a穿入絲杆螺母a，該第二主軸伺服電機602固定在斜床身4上並由可編程控制板3控制啟閉，所述第二主軸伺服電機602驅動絲杆a在絲杆螺母a中轉動，使得與絲杆螺母a一體的第二主軸組件6沿第二主軸導軌10左右移動；

所述兩條床鞍導軌11上設置有床鞍滑塊701，該床鞍滑塊701的滑槽與床鞍導軌11相互匹配，該床鞍滑塊701的背板與Y軸床鞍組件7的底部固定為一體，所述Y軸床鞍組件7的底部固定有絲杆螺母b，床鞍伺服電機702的絲杆b穿入絲杆螺母b，該床鞍伺服電機702固定在斜床身4上並由可編程控制板3控制啟閉，所述床鞍伺服電機702驅動絲杆b在絲杆螺母b中轉動，使得位於Y軸床鞍組件7上的刀塔組件8隨絲杆螺母b一體沿床鞍導軌11左右移動；固定在Y軸電機702的絲杆b上的Y軸電機絲杆連接件b771，該Y軸電機絲杆連接件b771固定在Y軸電機絲杆安裝座b772，所述Y軸電機絲杆連接件b771與Y軸電機絲杆安裝座b772的連接處設置有相互匹配的定位部b773；

所述Y軸床鞍組件7的床鞍的頂部設置有兩條X軸床鞍導軌7701，該X軸床鞍導軌7701上設置有X軸床鞍滑塊7702，該X軸床鞍滑塊7702的背板與刀塔組件8的底部固定為一體，所述X軸床鞍滑塊7702的滑槽與X軸床鞍導軌7701相互匹配；Y軸床鞍組件7的底部固定有絲杆螺母d, X軸電機7703的絲杆d穿入絲杆螺母d，該X軸電機7703固定在Y軸床鞍組件7的床鞍的頂部並由可編程控制板3控制啟閉；X軸電機7703驅動絲杆d在絲杆螺母d中轉動，使得X軸床鞍組件77隨絲杆螺母d一體沿Y軸床鞍組件7的床鞍的頂部的X軸床鞍導軌7701上下移動；固定在X軸電機7703的絲杆d上的X軸電機絲杆連接件d7711，該X軸電機絲杆連接件d7711固定在X軸電機絲杆安裝座d7722，所述X軸電機絲杆連接件d7711與X軸電機絲杆安裝座d7722的連接處設置有相互匹配的定位部d7733；

所述X軸床鞍組件77的床鞍的頂部設置有兩條兩條刀塔組件導軌703，該兩條刀塔組件導軌703上設置有刀塔滑塊801，該刀塔滑塊801的滑槽與刀塔組件導軌703相互匹配，該刀塔滑塊801的背板與拖板15的底部固定為一體，該拖板15的頂部與刀塔組件8的底部固定為一體；所述拖板15的底部固定有絲杆螺母c，刀塔伺服電機802的絲杆c穿入絲杆螺母c，該刀塔伺服電機802固定在Y軸床鞍組件7的床鞍上並由可編程控制板3控制啟閉，所述刀塔伺服電機802驅動絲杆c在絲杆螺母c中轉動，使得與絲杆螺母c一體的拖板15以及位於拖板15上的刀塔組件8沿刀塔組件導軌703上下移動；

所述X軸床鞍導軌7701的頂滑動面與基準面12形成夾角c【該夾角c可以是與夾角b或夾角a相等，與也可以採用不等的，根據加工需要，採用不等時，可以進一步擴大加工範圍，】。該實施例中，同一零件，一次裝夾進行多工序加工，使得斜床身平導軌布局車床得以實現，克服了本領域長期存在的技術難題。斜床身平導軌布局的車床結構緊湊，運行平穩，提高了加工零件的精度，降低了工人勞動強和降低了使用成本。在該實施例中，所述刀塔組件導軌703的頂滑動面與導軌安裝面9平行，該刀塔組件導軌703的頂滑動面與基準面12形成的夾角c與所述夾角b和夾角a相等。在該實施例中，X軸和Y軸精準快速定位，一線該處調校需要幾小時甚至十幾小時，害的藉助輔助量具，本發明結構使得構成標配結構，只需幾分鐘便能X軸和Y軸精準定位安裝。

為實現降低能耗，進一步降低企業使用成本和避免油汙汙染車間地板，上述實施例中，優選地：所述導軌安裝面9的邊部固定有與導軌安裝面9一體的圍板13，該圍板13的內壁與兩條第二主軸導軌10的側壁和兩條床鞍導軌11的側壁之間形成一條封閉的回油槽14，在回油槽14最低點位置處通過管道與潤滑油回油箱連通；

所述Y軸床鞍組件7的兩條X軸床鞍導軌7701的下端固定有導流板a707,該導流板a707與Y軸床鞍組件7的中心槽a708之間形成的縫隙為X軸床鞍導軌潤滑油回流通道，該X軸床鞍導軌潤滑油回流通道的出油口位於回油槽14圍合的區域上方；

所述X軸床鞍組件77上的兩條刀塔組件導軌703的下端固定有導流板b777,該導流板b777與X軸床鞍組件77的中心槽b778之間形成的縫隙為刀塔組件導軌潤滑油回流通道，該刀塔組件導軌潤滑油回流通道的出油口位於中心槽a708圍合的區域上方。該實施例能夠有效的形成油水分離結構，即潤滑油與冷卻水有效分離。

為保證冷卻水不從水箱中溢至車間地板上，更進一步降低工人勞動強度，上述實施例中，優選地：在斜床身4上中部靠左的冷卻水低點自流部16位置處設置有至少兩塊導流板b17，該兩塊導流板b17之間形成防溢槽18。

所述第二主軸組件6中設置有與主軸組件5結構相同的防水結構，該防水結構又包括套裝在轉動軸19的後軸段上的密封盤20，該密封盤20還包括與轉動軸19匹配的套筒Ⅰ21，與套筒Ⅰ21右端一體的連接盤Ⅰ22，該連接盤Ⅰ22的盤體上具有凹凸的咬合部Ⅰ23，該咬合部Ⅰ23與咬合部Ⅱ24相互咬合，該咬合部Ⅱ24與咬合部Ⅰ23相互匹配，所述咬合部Ⅱ24位於密封連接盤25上，該密封連接盤25套裝在套筒Ⅰ21的外壁上；

所述套筒Ⅰ21的左端緊抵在位於轉動軸19後軸段上的軸承組件606的右端面上，所述連接盤Ⅰ22的右端面緊抵在限位盤26上，該限位盤26位於轉動軸19的後端並與轉動軸19固定為一體，在限位盤26的外沿上套裝有密封蓋27，該密封蓋27的內壁與密封連接盤25的外沿固定為一體；

所述密封連接盤25的套筒Ⅱ28的左端緊抵在位於轉動軸19後軸段上的軸承組件606的右端面上，密封連接盤25的連接盤Ⅱ29通過螺釘固定在箱體1的側壁上；

在限位盤26外沿上設置有至少一個回水環槽Ⅰ30，該回水環槽Ⅰ30位於密封蓋27與限位盤26之間；

所述連接盤Ⅰ22的外沿上和/或套筒Ⅰ21的外壁上設置有至少一個回水環槽Ⅱ31；連接盤Ⅰ22上的回水環槽Ⅱ31位於連接盤Ⅰ22的外沿與連接盤Ⅱ29右端內沿的連接處，套筒Ⅰ21上的回水環槽Ⅱ31位於套筒Ⅰ21外壁與套筒Ⅱ28內壁的連接處；

所述密封蓋27上設置有至少一個出水孔32，該出水孔32位於轉動軸19的下方，密封蓋27跟密封連接盤25右端面之間形成的間隙與所述出水孔32連通；

所述密封蓋27的內壁與密封連接盤25的外沿之間、所述套筒Ⅱ28的外壁與主軸箱體之間、所述套筒Ⅰ21的的內壁與轉動軸19的外壁之間均設置有橡膠密封圈。在該實施例中，為便於採用防水結構時的描述，主軸組件5中主軸501與所述轉動軸19為同一作用的工件夾具轉軸。

為延長第二主軸組件6和主軸組件5的使用壽命，保證其防水性，降低企業使用成本，上述實施例中，優選地：位於轉動軸19後軸段上的軸承組件606的左端面緊抵在密封環Ⅰ37的右端面上，該密封環Ⅰ37與轉動軸19固定為一體；

所述密封環Ⅰ37的外沿上設置有至少一個回水環槽Ⅲ38，該回水環槽Ⅲ38位於密封環Ⅰ37的外沿與主軸用箱體507之間；

位於轉動軸19前軸段上的軸承組件606的右端面緊抵在密封環Ⅱ39的左端面上，該密封環Ⅱ39與轉動軸19固定為一體，所述位於轉動軸19前軸段上的軸承組件606的左端面緊抵在軸承限位環的端面，該軸承限位環固定在轉動軸19上；所述密封環Ⅱ39的外沿上設置有至少一個回水環槽Ⅳ40，該回水環槽Ⅳ40位於密封環Ⅱ39的外沿與主軸用箱體507之間。所述回水環槽Ⅲ38與回水環槽Ⅳ40、回水環槽Ⅰ30和回水環槽Ⅱ31結構相同，它們的截面形狀均為直角梯形。

為實現第二主軸組件6的快速制動，提高加工精度，保證第二主軸組件6的靜態剛性，延長使用壽命，降低企業使用成本，上述實施例中，優選地：所述第二主軸組件6中的轉動軸19動力輸入端具有動力制動盤a33，該動力制動盤a33的盤體位於液壓夾持器d34的夾持槽d35中,該液壓夾持器d34外殼通過螺釘固定在連接板d36的上部，該連接板d36的下部通過螺釘固定在主軸用箱體507的外壁上；

所述液壓夾持器d34的夾持槽d35的兩側壁的相對位置上設置有制動塊，該制動塊由液壓站的液壓油管路中的液壓油驅動伸縮，所述液壓夾持器d34的液壓驅動腔通過管道與液壓站連通；

所述液壓站由可編程控制板3控制啟閉。

為進一步實現第二主軸組件6的快速制動，提高加工精度，保證第二主軸組件6的靜態剛性，延長使用壽命，降低企業使用成本，上述實施例中，優選地：所述第二主軸組件6的底部設置有液壓夾持器b607,該液壓夾持器b607的夾持槽b608的兩側壁的相對位置上設置有制動塊，該制動塊由液壓站的液壓油管路中的液壓油驅動伸縮，所述液壓夾持器b607的液壓驅動腔通過管道與液壓站連通，所述夾持槽b608與第二主軸滑塊601的滑槽位於同一直線上；

所述液壓站由可編程控制板3控制啟閉。

為實現主軸組件5的快速制動，提高加工精度，保證主軸組件5的靜態剛性，延長使用壽命，降低企業使用成本，上述實施例中，優選地：所述主軸組件5的主軸501的動力輸入端具有動力制動盤502，該動力制動盤502，該動力制動盤502的盤體位於液壓夾持器a503的夾持槽504中，該液壓夾持器a503的外殼通過螺釘固定在連接板a504的上部，該連接板a504的下部通過螺釘固定在主軸組件5的箱體的外壁上；

所述液壓夾持器a503的夾持槽a505的兩側壁的相對位置上設置有制動塊，該制動塊由液壓站的液壓油管路中的液壓油驅動伸縮，所述液壓夾持器a503的液壓驅動腔通過管道與液壓站連通；

所述液壓站由可編程控制板3控制啟閉。所述連接板a504位於主軸組件5的主軸501的下方。該連接板a504的側面形狀為座椅狀。

為實現Y軸床鞍組件7和位於Y軸床鞍組件7上的刀塔組件8的快速制動，提高加工精度，保證床鞍體704的靜態剛性，延長使用壽命，降低企業使用成本，上述實施例中，優選地：所述Y軸床鞍組件7的床鞍體704的底部固定有液壓夾持器c705，該液壓夾持器c705的夾持槽c706與床鞍導軌11相互匹配，且液壓夾持器c705的夾持槽c706與床鞍滑塊701的滑槽位於同一直線上；

所述液壓夾持器c705的夾持槽c706的兩側壁的相對位置上設置有制動塊，該制動塊由液壓站的液壓油管路中的液壓油驅動伸縮，所述液壓夾持器c705的液壓驅動腔通過管道與液壓站連通；

所述液壓站由可編程控制板3控制啟閉。床鞍體704的邊部具有內防護罩安裝部。和/或在X軸床鞍組件77的底部固定有液壓夾持器h788,該液壓夾持器h788的夾持槽h789與X軸床鞍導軌7701相互匹配，且夾持槽h789的滑槽與X軸床鞍滑塊7702的滑槽位於同一條直線上；所述液壓夾持器h788的夾持槽h789的兩側壁的相對位置上設置有制動塊，該制動塊由液壓站的液壓油管路中的液壓油驅動伸縮，所述液壓夾持器h788的液壓驅動腔通過管道與液壓站連通；所述液壓站由可編程控制板3控制啟閉。

位延長導軌以及導軌處滑動部件的使用壽命，上述實施例中，優選地：所述第二主軸導軌10與第二主軸滑塊601之間的滑動面上、所述床鞍導軌11與床鞍滑塊701之間的滑動面上、所述刀塔組件導軌703與刀塔滑塊801之間的滑動面上、X軸床鞍導軌7701與X軸床鞍滑塊7702之間的滑動面上均設置有淬火層。

上述實施例中涉及的液壓站、冷卻系統、防護罩1，位於防護罩1上可啟閉的門2和可編程控制板3均採用市場銷售產品，所有的液壓夾持器也採用市場銷售產品。

顯然，上述所有實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明所述實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範疇。

綜上所述，由於上述結構，延長了使用壽命、降低了能耗、擴大了加工範圍、X和Y軸快速定位、一次裝夾工件完成工件兩端加工、降低了使用成本、不易汙染車間和降低了工人勞動強度。