机床制造技术

本发明专利技术涉及一种具有床身(1)的机床，在所述床身(1)的上侧上布置了机床支架(2)，在所述机床支架(2)上设置了工作主轴(25)，所述工作主轴(25)能够在第一、第二和/或第三运动方向上移动，该工作主轴(25)上安装有主轴套筒(9)且布置在机床支架上。所述主轴套筒(9)包括套筒壳体(8)，所述套筒壳体(8)沿着设置在机床支架(2)上的导轨(5)被引导，并且可以沿第一方向轴向移动，支撑刀具的所述工作主轴(25)可以沿相同的运动方向移入和移出所述套筒壳体(8)。

Machine tool

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机床
本专利技术涉及一种用于利用带有主轴套筒的工作主轴加工工件的机床，以及一种在机床支架上具有工作主轴的机床的构造，该工作主轴可以在三个移动方向上移动，特别是跨过切屑通道移动。
技术介绍
从现有技术中已知各种工作主轴上具有主轴套筒的钻床、铣床和/或车床。原则上，主轴套筒是固定机床中的适于轴向运动的中空钻孔的工作主轴。空心轴，即工作主轴，用于带有旋转刀具的切削机中，例如钻床、镗铣床或铣床，以将扭矩传递到刀具和进给工具上。工作主轴一端被钻开以容纳各种刀具。对于构造为主轴套筒的工作主轴，提供了主轴相对于支撑件或主轴架的手动或自动的轴向运动。该套筒轴线(通常称为w轴)可以被配置为定位轴线，即，该位置是为随后的机床操作而事先确定的；或进给轴线，即该位置在加工操作期间作为进给运动而改变。与横向的滑动件不同，只有主轴的旋转部分沿轴向移动，而支撑件或主轴壳体则是固定的。为此，主轴套筒被数次地固定以吸收径向力和轴向力，主要是固定在滚子轴承中，但是，主轴套筒可以相对于壳体沿轴向移动，以实现调节运动。为了传递旋转运动和扭矩，主轴套筒通常通过齿轮组、皮带轮、联轴器等或其他合适的元件连接至齿轮。在车床上，尾座主轴通常称为主轴套筒。例如从DE102009058649A1中已知一种带有铣刀架的钻铣床，该钻铣床配备有附加的车刀架。为此，在安装在支架上的铣刀架托架上设有水平移动的水平铣刀架。另外，支撑相应的车刀夹具的车刀架在水平铣刀架上水平移动。这两个托架被配置为使它们可以分别地移动。DE102006007737A1示出了用于立式加工中心的带有中空工作主轴的钻削主轴。刀具主轴安装在主轴托架中，该主轴托架相对于竖直托架可水平地伸缩。主轴本身也可以相对于主轴托架水平移动。主轴托架本身安装在竖直托架上并穿过竖直托架。主轴托架可以通过竖直托架水平地移动。如介绍所述，本专利技术还涉及一种工作主轴的基本结构，该工作主轴可以相对于切屑收集室在三个方向上移位，并且涉及一种相关的机床构造构思。例如，EP176233A2公开了一种机床构思，其中两个机床支架被布置在床身上并且通过桥架连接。在两个相互连接的机床支架上沿竖直方向布置了可以竖直和水平移动的矩形框架。在此第一框架内，设置了具有工作主轴的第二框架，该工作主轴可以在相对于两个框架的竖直方向上移动。在框架结构下方，在床身中设有切屑通道，切屑通道的纵向轴线平行于主轴轴线延伸。在EP2865485B1中描述了一种类似的机床构思，其中在三个空间方向上可移动的工作主轴布置在切屑通道上方。在这个构思中，机床支架被安装在床身的两侧，并通过叉形的桥架相互连接。在该桥架上，主轴座安装在导轨上，该主轴座可以在主轴轴线方向上水平地，并附加地垂直地移动。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对工作主轴的运动路径、主轴架的刚性、刀具相对于工件/机床工作台的可定位性以及在切屑进给方面优化上述机床构思。该目的或其部分方面通过独立权利要求1和13中所述的机床构思来解决。优选地，根据本专利技术的机床被配置为水平加工中心，即，工作主轴平行于机床工作台的表面布置并且沿水平方向移动。根据本专利技术的机床包括床身，在该床身的上侧布置有机床支架。该机床支架可以布置在床身上，或者侧面地布置在床身上。优选地，机床支架配置有至少两个机床支架体，该至少两个机床支架体可以相对于彼此移动并且可以构造为块体。第一机床支架体可以直接可移动地安装在床身的上侧，在该床身的上侧上还安装有工件台。而第二机床支架体可以安装在第一机床支架体上并且布置在床身上，使得第二机床支架体可以在垂直于第一机床支架体的移动方向的方向上移动。在包括枢转圆台的机床配置的实施例中，如果第一机床支架体可以例如通过床身上的水平托架沿平行于枢转圆台的枢转轴线的方向移动，则可以实现一尤其实用的设计。这使得机床的尺寸在其表面积方面以及同时在机床作为整体的高度方面受到限制。此外，对于大多数工件，具有尤其负载稳定的结构的工作主轴的行程非常短且有效。机床支架可以承载具有主轴套筒的工作主轴，主轴套筒可以在第一方向、第二方向和第三方向上移动。换言之，在根据本专利技术的机床中，安装在机床支架上的具有主轴套筒的工作主轴可以在三个空间方向上移动。根据本专利技术，所提供的任何主轴套筒都包括套筒壳体，该套筒壳体可相对于工作主轴沿着安装在机床支架上的导轨在第一方向上轴向移动。支撑刀具的工作主轴另外可沿第一运动方向缩回和伸出到套筒壳体中。换言之，本专利技术提供了一种具有主轴套筒的工作主轴，该主轴套筒可以通过两个不同的驱动器沿相同方向移动，即，一方面通过移动到套筒壳体中或从套筒壳体中移出的工作主轴，另一方面通过套筒壳体本身，该套筒壳体可以沿着机床支架上的导轨移动。主轴套筒在第一运动方向上的这种“双重”可移动性的一个特别的优点在于，除了增加的行程之外，由两个由分开的驱动器和导轨组成的机构实现的行程至少在部分上彼此平行，这反过来又增加了工作主轴的可定位性的刚性和精度。与例如上面讨论的DE102006007737A1中所示的其中水平主轴托架穿过竖直主轴托架的机床构思相比，以此方式可以大大提高机床的刚性。更准确地说，在由a.具有主轴箱和工作主轴的套筒壳体在导轨上的可移动性以及b.工作主轴缩回和伸出套筒壳体的运动组合产生的在第一运动方向上的整个行程范围确保增加的刚性。这在加工大型工件和施加扭矩时至关重要。在本专利技术的一个特别优选的实施例中，机床支架包括两个固定的机床支架体，两个固定的机床支架体侧面地布置在床身上或布置在床身上并且通过桥架彼此连接，其中，桥架上的套筒壳体水平地并平行于床身地沿机床支架体之间的第二运动方向可移动地布置。为此，在桥架上设置有两个水平导轨，通过两个水平导轨，套筒壳体可以在整个桥架上的相对较宽的区域内以相应高的刚性沿水平方向移动。这种布置的另一个优点是，具有主轴套筒的工作主轴在于理想情况下具有相同构造的两个机床支架体之间的定位产生了机床构思的基本热对称的结构，这对于加工大型工件也至关重要。优选地，一对竖直导轨安装在机床支架体的每一侧。借助于在导轨中被引导的竖直托架，可以沿第三方向竖直地移动支撑着具有主轴套筒的工作主轴的桥架。在此，也通过设置双重导轨来确保高刚性。因此，本专利技术的这样的实施例的特征在于，彼此成直角的所有三个运动方向确保了在双导轨中的导向，从而即使在长行程的情况下也可以保证在整个行程范围上的高刚度。在本专利技术的特别实用的实施例中，在三个指定的(第一、第二和第三)运动方向X、Y和Z中的每个方向上设有四个导向滑架以移动主轴。圆台可以布置在床身上，但也可以是枢转台布置在床身上，该枢转台的枢转轴线优选地垂直于套筒轴线布置。如此使得可以对工件进行高效的五轴加工。优选地，在套筒壳体上方设置有平行于上述桥架的连接元件，其中该连接元件连接两个机床支架体。套筒壳体可以在桥架和桥架上的连接元件之间水平地、并且平行于床身地沿机床支架体之间的第二运动方向移动。两个机床支架体通过连接元件的连接形成了特别稳定的机床的结构，其中，减少本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有床身(1、63、82、58、98、110)的机床，在所述床身(1、63、82、58、98、110)的上侧或在所述床身(1、63、82、58、98、110)上侧面地布置有机床支架(2、62、78)，在所述机床支架(2、62、78)上安装有具有主轴套筒(9、69、74、85、99)的工作主轴(25)，所述工作主轴(25)能够在第一、第二和/或第三运动方向上移动，/n其特征在于/n所述主轴套筒(9、69、74、85、99)包括套筒壳体(8、70、87、95、106)，所述套筒壳体(8、70、87、95、106)可沿着安装在所述机床支架(2、62、78)上的导轨(5、68a、68b)在所述第一方向上轴向移动，并且支撑刀具的所述工作主轴(25)能够沿相同的运动方向缩回和伸出到所述套筒壳体(8、70、87、95、106)中。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180130 DE 102018201419.11.具有床身(1、63、82、58、98、110)的机床，在所述床身(1、63、82、58、98、110)的上侧或在所述床身(1、63、82、58、98、110)上侧面地布置有机床支架(2、62、78)，在所述机床支架(2、62、78)上安装有具有主轴套筒(9、69、74、85、99)的工作主轴(25)，所述工作主轴(25)能够在第一、第二和/或第三运动方向上移动，
其特征在于
所述主轴套筒(9、69、74、85、99)包括套筒壳体(8、70、87、95、106)，所述套筒壳体(8、70、87、95、106)可沿着安装在所述机床支架(2、62、78)上的导轨(5、68a、68b)在所述第一方向上轴向移动，并且支撑刀具的所述工作主轴(25)能够沿相同的运动方向缩回和伸出到所述套筒壳体(8、70、87、95、106)中。


2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，所述机床支架(2)包括两个固定的机床支架体(2a、2b；101a、101b)，所述两个固定的机床支架体(2a、2b；101a、101b)通过桥架(4、111)连接，其中，所述套筒壳体(8)在所述机床支架体(2a、2b、101a、101b)之间的垂直于所述第一运动方向的所述第二运动方向上相对于所述床身(1)水平地可移动地布置在所述桥架(4、111)上。


3.根据权利要求2所述的机床，其特征在于，导轨(7a、7b)安装在两个所述机床支架体(2a、2b)的侧面上，其中，竖直托架(3a、3b)在一个相应的机床支架体(2a、2b)的所述导轨(7a、7b)中被引导，通过所述导轨(7a、7b)，支撑具有主轴套筒(9)的所述工作主轴(25)的所述桥架(4)能够垂直于所述第一运动方向和第二运动方向沿所述第三方向移动。


4.根据权利要求2或3所述的机床，其特征在于，连接元件布置在所述套筒壳体(8)上方并且平行于所述桥架(4)，所述连接元件连接两个机床支架体(2a、2b、101a、101b)。


5.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，所述机床支架(62、78)垂直于所述第一方向沿所述第二方向水平且可移动地布置。


6.根据权利要求5所述的机床，其特征在于，所述机床支架包括第一机床支架体和第二机床支架体(88a、88b；92a、92b)以及布置在两个所述机床支架体(88a、88b；92a、92b)之间的连接元件(84、93)，使得所述套筒壳体(87、95)沿所述第一方向可移动地布置在所述连接元件(84、93)上，并且所述套筒壳体(87、95)借助于所述连接元件(84、93)可沿垂直于所述第一方向和第二方向的所述第三方向竖直地移动。


7.根据权利要求6所述的机床，其特征在于，所述机床支架布置在所述床身(58)的上侧。


8.根据权利要求6所述的机床，其特征在于，所述机床支架侧面地布置在所述床身(98)上。


9.根据权利要求5所述的机床，其特征在于，所述套筒壳体(70)能够借助于侧面地布置在所述机床支架(62、78)上的竖直托架在垂直于所述第一方向和第二方向的所述第三方向上竖直移动。


10.根据权利要求9所述的机床，其特征在于，水平托架(59)，所述水平托架(59)布置在所述床身(82)和所述机床支架(78)之间，使得所述水平托架(59)布置成使得所述机床支架(78)沿垂直于所述第一方向的所述第二方向水平且可移动。


11.根据权利要求2所述的机床，其特征在于，所述桥架(111)相对于所述床身(110)以预定的倾斜的角度布置，使得所述主轴套筒(105)也相对于所述床身(110)以倾斜的角度定向。


12.根据权利要求1至11中任一项所述的机床，其特征在于，所述机床包括布置在所述床身(1)上，用于借助于带有主轴套筒(9)的所述工作主轴(25)对工件进行五轴加工的枢转台(12)，所述枢转台(12)的枢转轴线垂直于套筒轴线布置。


13.用于五轴加工工件的机床，包括：
床身(1)，
机床支架(2)，所述机床支架(2)布置在所述床身(1)的上侧或侧面地布置在所述床身(1)上；
工作主轴(25)，所述工作主轴(25)以水平布置安装在机床支架(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·荣格，阿尔弗雷德·盖斯勒，斯蒂芬·基普克，
申请(专利权)人：德克尔马霍普夫龙滕有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE