新型精密复合六轴联动的数控机床制造技术

本发明专利技术的目的是设计一种新型精密复合六轴联动的数控机床，刀座安装在滑座上，且刀座相对于滑座在铅垂面内摆动，床身设置有驱动滑座上下运动的Z轴驱动装置以及沿X向、Y向运动的X轴驱动装置和Y轴驱动装置，所述的床身上还设有旋转加工平台，旋转加工平台上设置有夹持工件并使之回转和定位的夹持机构，旋转加工平台的回转中心与Z向一致、夹持机构的回转中心与X向一致。由于Z、X和Y轴驱动装置的设置，刀座上的刀具可以移动到操作区域的任意位置，夹持机构和旋转加工平台均可任意旋转，实现工件的回转运动，再加之刀座可在铅垂面内摆动，从而实现六轴联动的加工方式，能够适应不同复杂曲面结构零件的加工，满足工件的高精度加工。

【技术实现步骤摘要】
新型精密复合六轴联动的数控机床
本专利技术涉及机床精密加工
，特别是一种新型精密复合六轴联动的数控机床。
技术介绍
代表机床制造业最高境界是五轴联动以上的精密数控机床，它在工业生产中占有非常重要的作用。随着机械加工向集成化、高速化、高精度、多轴联动的方向发展，多轴数控加工已成为现代制造技术的主流。传统的三、四轴数控机床加工自适应性低，工序集中、一机多用功能不强，复杂曲面的加工难以实现，加工表面质量不稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种功能齐全且加工精度高的新型精密复合六轴联动的数控机床。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种新型精密复合六轴联动的数控机床，床身上设置装夹刀具的刀座，刀座安装在滑座上，且刀座相对于滑座在铅垂面内摆动，床身设置有驱动滑座上下运动的Z轴驱动装置，以及沿X向、Y向运动的X轴驱动装置和Y轴驱动装置，所述的床身上还设有旋转加工平台，旋转加工平台上设置有用于夹持工件并使之回转和定位的夹持机构，旋转加工平台的回转中心与Z向一致、夹持机构的回转中心与X向一致。上述方案中，由于Z轴驱动装置、X轴驱动装置和Y轴驱动装置的设置，刀座上的刀具可以移动到操作区域的任意位置，工件装夹在夹持机构上，夹持机构和旋转加工平台均可任意旋转，实现工件的回转运动，再加之刀座可在铅垂面内摆动，从而实现六轴联动的数控加工方式，能够适应不同复杂曲面结构零件的加工，对工件的加工精度高。附图说明图1为机床的整体结构示意图；图2为刀座上安装车刀架的结构示意图；图3为刀座上安装电主轴的结构示意图；图4为图1的俯视图；图5为图3的部分结构示意图；图6为刀具库的安装结构图；图7为底座的结构示意图。具体实施方式下面结合图1-图7对本专利技术作进一步详细论述。一种新型精密复合六轴联动的数控机床，床身10上设置装夹刀具的刀座20，刀座20安装在滑座31上，且刀座20相对于滑座31在铅垂面内摆动(即绕图中的B轴转动)，床身10设置有驱动滑座31上下运动的Z轴驱动装置以及沿X向、Y向运动的X轴驱动装置和Y轴驱动装置，所述的床身10上还设有旋转加工平台40，旋转加工平台40上设置有用于夹持工件并使之回转和定位的夹持机构50，旋转加工平台40的回转中心(即图中所示的C轴)与Z向一致、夹持机构50的回转中心(即图中所示的A轴)与X向一致。由于Z轴驱动装置、X轴驱动装置和Y轴驱动装置的设置，刀座20可以移动到操作区域的任意位置，也就是说刀座20上安装的刀具可以移动到操作区域的任何位置对待加工工件进行加工；夹持机构50和旋转加工平台40均可任意旋转，实现工件的回转运动，待加工工件只需一次装夹即可实现正反面及各个部位的加工，误差小，加工精度高，同时也提高了生产效率；再加之在待加工工件不需要从夹持机构50上多次拆装的情况下，通过在刀座20上安装不同的刀具，例如车刀、磨头、铣刀等，对工件进行全方位的加工，误差小，加工精度高，同时也提高了生产效率。本申请中的数控机床采用X、Y、Z三个直线轴和A、B、C三个转动轴构成的六轴联动的数控加工方式，工序集成度高、复合度高，能够适应不同复杂曲面结构零件的加工，能保证工件的加工精度高。进一步的，所述的Y轴驱动装置包括设有旋转加工平台40两侧的箱体61，箱体61的上端面设置有第一直线导轨62，第一直线导轨62的长度方向与Y向平行，第一直线导轨62与第一滑块63构成滑动配合，横梁64的两端分别与两个箱体61上的第一滑块63固接，横梁64上设置有第二直线导轨65，第二直线导轨65的长度方向与X向平行，第二直线导轨65上设置有第二滑块66，第二滑块66上设置有与Z向平行的第三直线导轨67，所述的滑座31与第三直线导轨67构成滑动配合。将横梁64设置在两个箱体61上方并随着第一滑块63同步动作。因此，能承受XYZ方向的外载荷重载的高抗弯力，减小了X轴和Y轴间的扭转误差，保证了该数控机床在加工时的刚度和精度。三个直线导轨采用精密滚动导轨，可以承受径向、法向的荷载，具有刚抗弯和高刚度的性能。刀座20包括固定在滑座31上的固定座21，固定座21中部设置有与固定座21构成径向转动配合、轴向限位配合的旋转座22，旋转座22的端部连接有用于连接车刀刀架23或电主轴刀架24，力矩电机机构驱动旋转座22摆动带动车刀刀架23或电主轴刀架24在铅垂面内摆动。旋转座22的摆动角度为-170°—+170°。对于车刀来说刀架如图2所示。对于铣刀、磨头等来说，刀架如图3所示，因此车刀刀架23或电主轴刀架24可更换地安装在旋转座22上，并相对于滑座31在铅垂面内摆动，实现数控机床五轴或六轴联动的运动，能加工不同复杂件的加工，具有工序集中，加工效率高，反复装夹定位误差极小的优点。在必要时(即刀具是磨、铣削刀具时)，驱动机构可以驱动旋转座21带动刀具在铅垂面内摆动(-170°—+170°)，使铣刀或磨头能够避开顶点切削和切削干涉，保证刀具切削点具有一定的线速度，可有效地提高工件表面的加工精度和表面粗糙度。为了方便的更换刀具，箱体61上固定有防护板71，防护板71的板面位于铅锤面内，防护板71上设置有气缸72，气缸72的上方设置有刀具库73，气缸72动作将刀具在刀具库73与电主轴刀架24之间转运。由于滑座31上连接有刀座20，刀座20是用于安装刀具的部件，所以为了保证滑座31在Z向运动时的稳定性，第二滑块66的上端连接有配重平衡系统32，通过配重平衡系统32的设置，保证滑座31在Z向运动的平稳性，消除重力的影响，从而确保主轴头运动的稳定性和响应速度，有效保护被加工工件和刀具的安全，提高工件的加工精度。进一步的，夹持机构50包括固定在旋转加工平台40上的固定座51，固定座51上设置有精密三爪卡盘52，精密三爪卡盘52的轴心方向为水平向布置。旋转加工平台40和精密三爪卡盘52均可任意角度旋转，工作时可以实现工件在三爪卡盘52的轴心方向以及水平面内的回转运动，精密三爪卡盘52能够提供可靠地夹紧力对工件进行夹紧定位，同时精密三爪卡盘52高速转动时可实现工件的切、削、磨等工艺，精密三爪卡盘52带动工件旋转一定角度时，可对工件上不同的面进行加工，旋转加工平台40旋转时，可调整三爪卡盘52的轴心方向，对工件进行斜孔等加工工艺；一次装夹即可实现不同面、不同角度、不同工序的加工。为了提高加工精度，旋转加工平台40上还设置有对刀仪41和精密定位夹具42，精密定位夹具42在旋转加工平台40的两侧各安装有一个，且精密定位夹具42的长度方向与精密三爪卡盘52的轴心方向一致。床身10的下端的四个角部位置处通过空气隔振弹簧91与底座92相连起到缓冲作用，底座92包括上下位布置的上、下板921、922，主要用于安装时调底座92的水平度，上板921与空气隔振弹簧91通过螺钉连接，床身10侧部还设置有排屑器93用于排出碎屑。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型精密复合六轴联动的数控机床，其特征在于：床身(10)上设置装夹刀具的刀座(20)，刀座(20)安装在滑座(31)上，且刀座(20)相对于滑座(31)在铅垂面内摆动，床身(10)设置有驱动滑座(31)上下运动的Z轴驱动装置以及沿X向、Y向运动的X轴驱动装置和Y轴驱动装置，所述的床身(10)上还设有旋转加工平台(40)，旋转加工平台(40)上设置有用于夹持工件并使之回转和定位的夹持机构(50)，旋转加工平台(40)的回转中心与Z向一致、夹持机构(50)的回转中心与X向一致。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型精密复合六轴联动的数控机床，其特征在于：床身(10)上设置装夹刀具的刀座(20)，刀座(20)安装在滑座(31)上，且刀座(20)相对于滑座(31)在铅垂面内摆动，床身(10)设置有驱动滑座(31)上下运动的Z轴驱动装置以及沿X向、Y向运动的X轴驱动装置和Y轴驱动装置，所述的床身(10)上还设有旋转加工平台(40)，旋转加工平台(40)上设置有用于夹持工件并使之回转和定位的夹持机构(50)，旋转加工平台(40)的回转中心与Z向一致、夹持机构(50)的回转中心与X向一致。


2.根据权利要求1所述的新型精密复合六轴联动的数控机床，其特征在于：所述的Y轴驱动装置包括设有旋转加工平台(40)两侧的箱体(61)，箱体(61)的上端面设置有第一直线导轨(62)，第一直线导轨(62)的长度方向与Y向平行，第一直线导轨(62)与第一滑块(63)构成滑动配合，横梁(64)的两端分别与两个箱体(61)上的第一滑块(63)固接，横梁(64)上设置有第二直线导轨(65)，第二直线导轨(65)的长度方向与X向平行，第二直线导轨(65)上设置有第二滑块(66)，第二滑块(66)上设置有与Z向平行的第三直线导轨(67)，所述的滑座(31)与第三直线导轨(67)构成滑动配合。


3.根据权利要求2所述的新型精密复合六轴联动的数控机床，其特征在于：刀座(20)包括固定在滑座(31)上的固定座(21)，固定座(21)中部设置有与固定座(21)构成径向转动配合、轴向限位配合的旋转座(22)，旋转座(22)的端部连接车刀刀架(23)或电主轴刀架(24)，力矩电机机构驱动旋转座(22)，带动车刀刀架(23)或电主轴刀架(24)在铅...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗熙淳，赵茂俞，姜海，徐强，甄冒发，秦强，蒋克荣，蒙争争，戴淮初，田一鸣，
申请(专利权)人：合肥学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34