与数控走心机正轴配合的第三轴组机构制造技术

一种数控走心式车铣机床正轴配合的第三轴组机构，由Z3、X3、Y3轴组组成；Z3轴组包括Z3轴丝杆、Z3轴滑板、Z3轴伺服电机，Z3轴滑板用于滑动安装在机床床身上， Z3轴丝杆与Z3轴滑板螺纹连接并穿过Z3轴滑板、与Z3轴伺服电机的传动轴相接；X3轴组包括X3轴滑板、X3轴丝杆、X3轴伺服电机，X3轴滑板滑动安装在Z3轴滑板上，X3轴丝杆与X3轴滑板螺纹连接并穿过X3轴滑板、与X3轴伺服电机的传动轴相连；所述Y3轴组包括Y3轴滑板、Y3轴丝杆、Y3轴伺服电机，Y3轴滑板滑动安装在X3轴滑板上，Y3轴丝杆与Y3轴滑板螺纹连接并穿过Y3轴滑板、与Y3轴伺服电机的传动轴相连。本发明专利技术可实现复杂零件的一次加工成型，且生产效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种与数控走心式车铣机床正轴配合的第三轴组机构。
技术介绍
在现有的走心机市场上，对于机床的运动轴这一技术一直有所研究，而当下应用最为广泛的就是包括由X1轴组、Y1轴组、Z1轴组组成的正轴组的三轴走心式车铣机床（定义：包含滑板、丝杆、伺服电机的机构为一轴组），其中机床正主轴安装在Z1轴滑板上，机床正主轴内为通孔，工件原材料直接送入机床正主轴内，为方便加工，机床正主轴尾端连接送料机，送料机可持续不间断向机床正主轴送料，机床主轴夹持工件材料，带动材料在Z轴方向来回运动，操作人员编辑好程序后，主轴配合机床的导套结构（此处导套可与同步电导套、联动导套等互换）或者无导套结构，将工件送到接近刀排，刀排上的刀具按程序先后顺序分别对工件的相应的工序进行先后加工：分别完成工件能在正轴结构完成的车削、铣削、钻孔、攻丝、偏心孔成型、斜孔成型等工序。当正轴结构结束切断工件后，如工件切断端面需要再加工，则主轴结构无法实现，需要增加副轴结构以避免工件因二次装夹带来的误差。机床的副轴组与正轴组相向安装，位于机床的副轴位置，副轴组由X2轴组、Y2轴组、Z2轴组构成，或者由X2轴组、Z2轴组组成，或者由Z2轴组组成，主要针对工件加工时正轴组无法完成的切断端面加工。机床副主轴安装在Z2轴组的滑板上，配合机床正主轴加工，接应由机床正主轴传出的工件，工件被切断后，机床副主轴夹持工件，配合刀排，对工件的背面进行加工，也可代替机床正主轴完成一部分加工，节省加工时间。当工件成型后，机床副主轴可将加工好的零件自动送出，该副轴结构同样可以完成零件车削、铣削、钻孔、攻丝、雕刻、斜孔成型、偏心孔成型等工艺。根据待加工工件的工艺安排，可确定是否需要增加副轴组，或者单独增加副轴组中的Z2轴组，与正轴结构组成四轴走心式车铣机床；或者增加副轴组中Z2轴组和X2轴组，与正轴结构组成五轴走心式车铣机床；或者增加副轴中的Z2轴组、X2轴组、Y2轴组，与正轴结构组成六轴走心式车铣机床。正轴组中的Y1轴组的Y1轴滑板通常安装两排刀具，两排刀具在X方向上相向存在，由于Y1轴滑板是一个完整零件，因此所有刀具在X、Y、Z三方向上运动时为同步动作，所需加工的工艺只能在一把刀具完成行程后才能由下一把刀具进行下一个工艺的加工。这就造成机床在加工工件时机床正轴有弊端，刀具相互局限导致工件成型时间没有得到很好的优化，影响工件的成型效率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是就现有走心式车铣机床无法实现复杂零件的一次加工成型，且效率不高的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种与走心式车铣机床正轴结构配使用的第三轴组机构，该第三轴组机构由Z3轴组、X3轴组、Z3轴组组成。所述Z3轴组包括Z3轴丝杆、Z3轴滑板、Z3轴伺服电机，Z3轴滑板用于滑动安装在机床床身上， Z3轴丝杆与Z3轴滑板螺纹连接并穿过Z3轴滑板，Z3轴丝杆的一端与Z3轴伺服电机的传动轴相接。启动Z3伺服电机，Z3轴伺服电机的传动轴带动Z3轴丝杆旋转，由于Z3轴丝杆与Z3轴滑板螺纹连接，因此，Z3轴滑板在Z3轴丝杆转动的同时沿现Z轴方向移动，实现第三轴组中的Z轴方向的运动。所述X3轴组包括X3轴滑板、X3轴丝杆、X3轴伺服电机，X3轴滑板滑动安装在Z3轴滑板上，X3轴丝杆与X3轴滑板螺纹连接并穿过X3轴滑板，X3轴丝杆的一端与X3轴伺服电机的传动轴相连。启动X3伺服电机，X3轴伺服电机的传动轴带动X3轴丝杆旋转，由于X3轴丝杆与XZ3轴滑板螺纹连接，因此，X3轴滑板在X3轴丝杆转动的同时沿现X轴方向移动，实现第三轴组中X轴方向运动；所述Y3轴组包括Y3轴滑板、Y3轴丝杆、Y3轴伺服电机，Y3轴滑板滑动安装在X3轴滑板上，Y3轴丝杆与Y3轴滑板螺纹连接并穿过Y3轴滑板，Y3轴丝杆的一端与Y3轴伺服电机的传动轴相连。当Y3轴伺服电机启动时，Y3轴丝杆在其带动下转动，由于Y3轴丝杆与Y3轴滑板螺纹连接，进而带动Y3滑板实现Y轴方向的移动，实现第三轴组中Y轴方向的运动。作为进一步的技术方案，Z3轴组还包括由Z3轴线轨和Z3轴滑块构成的Z3轴滑动副，所述Z3轴线轨用于安装在机床床身上，Z3轴滑块安装在Z3轴滑板座底部。线轨与滑块配合，实现Z3轴滑板在Z轴方向来回运动。X3轴组还包括由X3轴线轨、X3轴滑块构成的X3轴滑动副，所述X3轴线轨安装在Z3轴滑板座上， X3轴滑块安装在X3轴滑板上。线轨与滑块配合，实现X3轴滑板在X轴方向上的来回运动；Y3轴组还包括由Y3轴线轨、Y3轴滑块构成的Y3轴滑动副，所述Y3轴线轨安装在Y3轴滑板上， Y3轴滑块安装在X3轴滑板上。线轨与滑块配合，实现Y3轴滑板在Y轴方向上的来回运动。上述线轨与滑块的配合安装结构大大提高各轴在平面上的运动精度，能实现机床各轴的高速来回运动，而且安装方便，更容易达到高速运转。作为进一步的技术方案，本专利技术Z3轴组还包括Z3轴联轴器、Z3轴电机座，Z3轴电机座使用时固定在机床床身上，用于安装Z3轴伺服电机，其内装有轴承，Z3轴丝杆的一端穿过轴承，并通过Z3轴联轴器与Z3轴伺服电机的传动轴连接；X3轴组还包括X3轴联轴器、X3轴电机座，X3轴电机座固定在Z3轴滑板的侧面，用于安装X3轴伺服电机，其内装有轴承，X3轴丝杆的一端穿过轴承，并通过X3轴联轴器与X3轴伺服电机的传动轴连接。Y3轴组还包括Y3轴联轴器、Y3轴电机座，Y3轴电机座固定在X3轴滑板上，用于安装X3轴伺服电机，其内装有轴承，Y3轴丝杆的一端穿过轴承，并通过Y3轴联轴器与Y3轴伺服电机的传动轴连接。由于Z3轴丝杆较长，为保证了丝杆的运动精度，进一步提高了机床的稳定性，避免由于丝杆过长造成的机床自身误差，作为进一步的技术方案，Z3轴组还包括Z3轴座，其内装有轴承，Z3轴丝杆的另一端穿过Z3轴滑板后伸入Z3轴座的轴承内。这样，Z3轴座与Z3轴电机座相配合，使丝杆两端均被轴承支撑，实现丝杆的预拉，且轴承滚动体的滚动摩擦可以很大程度上减少了丝杆旋转过程中的发热。如此一来，每一轴组中的伺服电机都可通过电机座固定，每一轴组内的轴承一方面可以支撑丝杆，另一方面可以使丝杆实现无障碍旋转，丝杆带动轴承内圈旋转，利用轴承的滚珠带来的滚动摩擦代替丝杆直接装在电机座内形成的滑动摩擦，避免滑动摩擦带来的阻力，减少发热量，保证丝杆高精度旋转。联轴器的使用，不仅可以避免电机轴与丝杆连接时由于零件加工误差导致的同心度偏差问题，还可以使丝杆与电机转轴同步高精度旋转，提高机床自身精度。本专利技术与包括由X1轴组、Y1轴组和Z1轴组构成的正轴组的三轴走心式车铣机床配合，可形成六轴数控走心式车铣机床（如图9所示），配合方式是将第三轴组沿正轴组的X方向布置在正轴组的左侧或右侧。这样将避免由于各刀具结构安排在同一Y轴滑板上，使得刀排相互牵连，无法实现独立运作造成的不必要的时间浪费。机床正轴结构上的刀排对工件加工时，第三轴组上的独立刀具可同时对工件进行同时不同工序的加工。例如，当正轴结构的刀具在给工件外径切削时，第三轴组结构的刀具同时可在同一时间内实现对同一工件端面打孔或车削外径等本文档来自技高网...

【技术保护点】
与数控走心式车铣机床正轴配合的第三轴组机构，其特征在于由Z3轴组、X3轴组、Y3轴组组成；所述Z3轴组包括Z3轴丝杆（2）、Z3轴滑板（3）、Z3轴伺服电机（4），Z3轴滑板（3）用于滑动安装在机床床身上， Z3轴丝杆与Z3轴滑板螺纹连接并穿过Z3轴滑板（3），Z3轴丝杆的一端与Z3轴伺服电机（4）的传动轴相接；所述X3轴组包括X3轴滑板（5）、X3轴丝杆（6）、X3轴伺服电机（7），X3轴滑板（5）滑动安装在Z3轴滑板（3）上，X3轴丝杆（6）与X3轴滑板（3）螺纹连接并穿过X3轴滑板（3），X3轴丝杆（6）的一端与X3轴伺服电机（4）的传动轴相连；所述Y3轴组包括Y3轴滑板（8）、Y3轴丝杆（9）、Y3轴伺服电机（10），Y3轴滑板（8）滑动安装在X3轴滑板（5）上，Y3轴丝杆（9）与Y3轴滑板（8）螺纹连接并穿过Y3轴滑板（8），Y3轴丝杆（9）的一端与Y3轴伺服电机（10）的传动轴相连。

【技术特征摘要】
1.与数控走心式车铣机床正轴配合的第三轴组机构，其特征在于由Z3轴组、X3轴组、Y3轴组组成；
所述Z3轴组包括Z3轴丝杆（2）、Z3轴滑板（3）、Z3轴伺服电机（4），Z3轴滑板（3）用于滑动安装在机床床身上， Z3轴丝杆与Z3轴滑板螺纹连接并穿过Z3轴滑板（3），Z3轴丝杆的一端与Z3轴伺服电机（4）的传动轴相接；
所述X3轴组包括X3轴滑板（5）、X3轴丝杆（6）、X3轴伺服电机（7），X3轴滑板（5）滑动安装在Z3轴滑板（3）上，X3轴丝杆（6）与X3轴滑板（3）螺纹连接并穿过X3轴滑板（3），X3轴丝杆（6）的一端与X3轴伺服电机（4）的传动轴相连；
所述Y3轴组包括Y3轴滑板（8）、Y3轴丝杆（9）、Y3轴伺服电机（10），Y3轴滑板（8）滑动安装在X3轴滑板（5）上，Y3轴丝杆（9）与Y3轴滑板（8）螺纹连接并穿过Y3轴滑板（8），Y3轴丝杆（9）的一端与Y3轴伺服电机（10）的传动轴相连。
2.如权利要求1所述的与数控走心式车铣机床正轴配合的第三轴组机构，其特征在于：
Z3轴组还包括由Z3轴线轨（11）和Z3轴滑块（12）构成的Z3轴滑动副，所述Z3轴线轨（11）用于安装在机床床身上，Z3轴滑块（12）安装在Z3轴滑板（3）底部；
X3轴组还包括由X3轴线轨（13）、X3轴滑块（14）构成的X3轴滑动副，所述X3轴线轨（13）安装在Z3轴滑板（3）上， X3轴滑块（14）安装在X3轴滑板（5）上；
Y3轴组还包括由Y3轴线轨（15）、Y3轴滑块（16）构成的Y3轴滑动副，所述Y3轴线轨（15）安装在Y3轴滑板（8）上， Y3轴滑块（16）安装在X3轴滑板（5）上。
3.如权利要求1或2所述的与数控走心式车铣机床正轴配合的第三轴组机构，其特征在于： 
Z3轴组还包括Z3轴联轴器（17）和Z3轴电机座（18），Z3轴电机座（18）使用时固定在机床床身上，其中Z3轴电机座（18）用于安装Z3轴伺服电机（4），其内装有轴承；Z3轴丝杆（2）的一端穿过轴承，并通过Z3轴联轴器（17）与Z3轴伺服电机（4）的传动轴连接，另一端穿过Z3轴滑板（3）；
X3轴组还包括X3轴联轴器（19）、X3轴电机座（20），X3轴电机座（20）固定在Z3轴滑板（3）的侧面，用于安装X3轴伺服电机（7），其内装有轴承，X3轴丝杆（6）的一端穿过轴承，并通过X3轴联轴器（19）与X3轴伺服电机（7）的传动轴连接，另一端穿过X3轴滑板（3）；
Y3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建飞，
申请(专利权)人：南京建克机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32