一种小型五轴联动数控铣床制造技术

一种小型五轴联动数控铣床，它涉及一种小型数控机床。针对常规尺寸的精密机床进行微小零件的切削加工存在机床体积大、加工成本高、效率低，浪费能源和空间，难以实现加工三维曲面结构复杂微小零件问题。龙门框架式床身固装在底座上，Ｘ轴伺服驱动总成固装在龙门框架式床身上，底座的上端面上固装有Ｙ轴伺服驱动总成，Ｚ轴平板与Ｘ轴伺服驱动总成连接，Ｚ轴伺服驱动总成固装在Ｚ轴平板上，电主轴固装在Ｚ轴伺服驱动总成上，气缸与Ｚ轴伺服驱动总成连接，显微镜与Ｚ轴伺服驱动总成连接，内装有电机的工作转台通过驱动电机驱动，并构成绕Ｚ轴旋转、绕Ｙ轴翻转的复合转台。本发明专利技术可实现五轴联动，能满足对三维曲面结构和复杂的微小零件加工的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种小型数控机床，属机械加工设备领域。
技术介绍
随着科学技术的不断发展，民用和国防等领域对各种微小型产品的需求不 断增加，'对微小装置的功能、结构复杂程度、可靠性等要求也越来越高。基于硅工艺的MEMS (微机电系统縮写)技术可以实现微小零件的加工，但可加 工的材料有限，零件的形状局限于二维或准三维结构，难以加工复杂的三维结 构，且相对精度(零件的公差与特征尺寸之比)低，而在许多情况下，微小零 件都具有复杂的三维结构，因此，研究开发经济上可行、能够加工三维几何形 状和多样化材料的精密三维微小零件的微细加工技术具有重要意义。目前，微 细切削已成为克服MEMS技术局限性的重要技术之一，而微细铣削技术因具 有高效率、高柔性、能加工复杂三维形状和多种材料的特点，已成为一个非常 活跃的研究热点。利用精密机床进行微细切削是加工三维微小零件的一种有效方法，目前普 遍采用的是常规尺寸的精密机床进行微小零件的切削加工，机床体积庞大、价 格昂贵、加工成本高、效率低、浪费能源和空间，因此，采用小型化的机床加 工微小零件成为一种发展趋势。微小零件由于自身特点，影响其加工精度的因 素有很多，多次装夹是影响其加工精度的主要原因之一。有些三维曲面结构和 复杂的微小零件，并且要求一定的精度和表面粗糙度及较高的材料去除率，需 要多轴联动机床才能够实现，目前尚无加工三维曲面结构和复杂的微小零件的 小型多轴联动机床。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种小型五轴联动数控铣床，以解决采用常规尺寸的 精密机床进行微小零件的切削加工存在机床体积庞大、价格昂贵、加工成本高、 效率低、浪费能源和空间，难以实现加工三维曲面结构和复杂的微小零件的问 题。本专利技术为解决上述问题采用的技术方案是本专利技术的铣床包括龙门框架式床身、底座、电主轴、X轴伺服驱动总成、Y轴伺服驱动总成、Z轴伺服驱动 总成、工作转台总成、气缸总成、显微镜总成、Z轴平板和上支撑架；所述龙 门框架式床身固装在底座上，龙门框架式床身由横梁和两个立柱组成，所述两 个立柱相对设置，所述横梁固装在两个立柱上，所述X轴伺服驱动总成由X 轴交流伺服电机、X轴滚珠丝杠、X轴直线导轨、X轴导轨底板、X轴微动开关、X轴光栅尺和X轴光栅尺读数头组成，所述Y轴伺服驱动总成由Y轴交 流伺服电机、Y轴滚珠丝杠、Y轴直线导轨、Y轴导轨底板、Y轴微动开关、 Y轴光栅尺和Y轴光栅尺读数头组成，所述Z轴伺服驱动总成由Z轴交流伺 服电机、Z轴滚珠丝杠、Z轴直线导轨、Z轴导轨底板、Z轴微动开关、Z轴 光栅尺和Z轴光栅尺读数头组成，所述气缸总成由气缸和气缸上支架组成，所 述显微镜总成由显微镜和安装架组成；横梁的上端面上固装有X轴交流伺服 电机、X轴微动开关、X轴光栅尺和X轴直线导轨，X轴交流伺服电机的输 出轴与X轴滚珠丝杠的一端传动连接，X轴滚珠丝杠与X轴导轨底板固接， 所述X轴导轨底板与X轴直线导轨滑动配合，X轴导轨底板上装有X轴光栅 尺读数头；所述底座的上端面上固装有Y轴交流伺服电机、Y轴微动开关、Y 轴光栅尺和Y轴直线导轨，Y轴交流伺服电机的输出轴与Y轴滚珠丝杠的一 端传动连接，Y轴滚珠丝杠与Y轴导轨底板固接，所述Y轴导轨底板与Y轴 直线导轨滑动配合，Y轴导轨底板上装有Y轴光栅尺读数头；所述Z轴平板 通过上支撑架与X轴导轨底板连接，所述Z轴交流伺服电机、Z轴直线导轨、 Z轴微动开关和Z轴光栅尺均固装在Z轴平板上，Z轴交流伺服电机的输出轴 与Z轴滚珠丝杠的一端传动连接，Z轴滚珠丝杠与Z轴导轨底板固接，Z轴导 轨底板与Z轴直线导轨滑动配合，Z轴导轨底板上装有Z轴光栅尺读数头，所 述电主轴固装在Z轴导轨底板上，所述气缸上支架与Z轴平板的上端固接， 装在气缸上支架上的气缸与Z轴导轨底板相连接，所述显微镜通过安装架与Z 轴导轨底板相连接，所述工作转台总成由驱动电机、内装有电机的工作转台和 支架组成，所述支架与Y轴导轨底板固接，所述驱动电机装在支架上，所述 内装有电机的工作转台固装在支架内的驱动电机的输出轴上，内装有电机的工 作转台为绕Z轴旋转、绕Y轴翻转的复合转台。本专利技术具有以下有益效果 一、本专利技术的小型五轴联动数控铣床体积小、 加工精度高，可实现加工三维曲面结构和复杂微小零件。二、本专利技术可实现五轴联动加工，可在一次性装夹的前提下，对工件除底面之外的五个面进行加工。 三、本专利技术工作转台为绕Z轴旋转、绕Y轴翻转的复合转台，这样又可以把 工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔。四、电主轴的结构简单、 刚度高、制造成本低。五、本专利技术在导轨上分别设置光栅尺和微动开关，可 以实现较高的定位精度和重复定位精度，有极高的安全性。 附图说明图1是本专利技术的整体结构主视图，图2是图1的左视图，图3是图1的俯视图，图4是工作转台总成的轴测图，图5是图1的D部放大图。 具体实施例方式具体实施方式一结合图1~图5说明本实施方式，本实施方式的铣床包括龙门框架式床身、底座39、电主轴24、 X轴伺服驱动总成、Y轴伺服驱动 总成、Z轴伺服驱动总成、工作转台总成、气缸总成、显微镜总成、Z轴平板 21和上支撑架46;所述龙门框架式床身固装在底座39上，龙门框架式床身由 横梁32和两个立柱2组成，所述两个立柱2相对设置，所述横梁32固装在两 个立柱2上，所述X轴伺服驱动总成由X轴交流伺服电机60、 X轴滚珠丝杠 62、 X轴直线导轨49、 X轴导轨底板47、 X轴微动开关61、 X轴光栅尺63 和X轴光栅尺读数头59组成，所述Y轴伺服驱动总成由Y轴交流伺服电机 52、 Y轴滚珠丝杠54、 Y轴直线导轨41、 Y轴导轨底板44、 Y轴微动开关68、 Y轴光栅尺53和Y轴光栅尺读数头83组成，所述Z轴伺服驱动总成由Z轴 交流伺服电机15、 Z轴滚珠丝杠45、 Z轴直线导轨11、 Z轴导轨底板18、 Z 轴微动开关33、 Z轴光栅尺22和Z轴光栅尺读数头81组成，所述气缸总成 由气缸14和气缸上支架12组成，所述显微镜总成由显微镜5和安装架6组成； 横梁32的上端面上固装有X轴交流伺服电机60、 X轴微动开关61、 X轴光 栅尺63和X轴直线导轨49， X轴交流伺服电机60的输出轴与X轴滚珠丝杠 62的一端传动连接，X轴滚珠丝杠62与X轴导轨底板47固接，所述X轴导 轨底板47与X轴直线导轨49滑动配合，X轴导轨底板47上装有X轴光栅尺 读数头59;所述底座39的上端面上固装有Y轴交流伺服电机52、 Y轴微动 开关68、 Y轴光栅尺53和Y轴直线导轨41， Y轴交流伺服电机52的输出轴 与Y轴滚珠丝杠54的一端传动连接，Y轴滚珠丝杠54与Y轴导轨底板44固 接，所述Y轴导轨底板44与Y轴直线导轨41滑动配合，Y轴导轨底板44上装有Y轴光栅尺读数头83;所述Z轴平板21通过上支撑架46与X轴导轨底 板47连接，所述Z轴交流伺服电机15、 Z轴直线导轨11、 Z轴微动开关33 和Z轴光栅尺22均固装在Z轴平板21上，Z轴交流伺服电机15的输出轴与 Z轴滚珠丝杠45的一端传动连接，Z轴滚珠丝杠45与Z轴导轨底板18固接， Z轴导轨底板18与Z轴直线导轨11滑动配合，Z轴导轨底板18上装有Z轴 光栅尺读数头81，所述电主轴24固装在Z轴导轨底板18上，所述气缸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型五轴联动数控铣床，其特征在于：所述铣床包括龙门框架式床身、底座（３９）、电主轴（２４）、Ｘ轴伺服驱动总成、Ｙ轴伺服驱动总成、Ｚ轴伺服驱动总成、工作转台总成、气缸总成、显微镜总成、Ｚ轴平板（２１）和上支撑架（４６）；所述龙门框架式床身固装在底座（３９）上，龙门框架式床身由横梁（３２）和两个立柱（２）组成，所述两个立柱（２）相对设置，所述横梁（３２）固装在两个立柱（２）上，所述Ｘ轴伺服驱动总成由Ｘ轴交流伺服电机（６０）、Ｘ轴滚珠丝杠（６２）、Ｘ轴直线导轨（４９）、Ｘ轴导轨底板（４７）、Ｘ轴微动开关（６１）、Ｘ轴光栅尺（６３）和Ｘ轴光栅尺读数头（５９）组成，所述Ｙ轴伺服驱动总成由Ｙ轴交流伺服电机（５２）、Ｙ轴滚珠丝杠（５４）、Ｙ轴直线导轨（４１）、Ｙ轴导轨底板（４４）、Ｙ轴微动开关（６８）、Ｙ轴光栅尺（５３）和Ｙ轴光栅尺读数头（８３）组成，所述Ｚ轴伺服驱动总成由Ｚ轴交流伺服电机（１５）、Ｚ轴滚珠丝杠（４５）、Ｚ轴直线导轨（１１）、Ｚ轴导轨底板（１８）、Ｚ轴微动开关（３３）、Ｚ轴光栅尺（２２）和Ｚ轴光栅尺读数头（８１）组成，所述气缸总成由气缸（１４）和气缸上支架（１２）组成，所述显微镜总成由显微镜（５）和安装架（６）组成；横梁（３２）的上端面上固装有Ｘ轴交流伺服电机（６０）、Ｘ轴微动开关（６１）、Ｘ轴光栅尺（６３）和Ｘ轴直线导轨（４９），Ｘ轴交流伺服电机（６０）的输出轴与Ｘ轴滚珠丝杠（６２）的一端传动连接，Ｘ轴滚珠丝杠（６２）与Ｘ轴导轨底板（４７）固接，所述Ｘ轴导轨底板（４７）与Ｘ轴直线导轨（４９）滑动配合，Ｘ轴导轨底板（４７）上装有Ｘ轴光栅尺读数头（５９）；所述底座（３９）的上端面上固装有Ｙ轴交流伺服电机（５２）、Ｙ轴微动开关（６８）、Ｙ轴光栅尺（５３）和Ｙ轴直线导轨（４１），Ｙ轴交流伺服电机（５２）的输出轴与Ｙ轴滚珠丝杠（５４）的一端传动连接，Ｙ轴滚珠丝杠（５４）与Ｙ轴导轨底板（４４）固接，所述Ｙ轴导轨底板（４４）与Ｙ轴直线导轨（４１）滑动配合，Ｙ轴导轨底板（４４）上装有Ｙ轴光栅尺读数头（８３）；所述Ｚ轴平板（２１）通过上支撑架（４６）与Ｘ轴导轨底板（４７）连接，所述Ｚ轴交流伺服电机（１５）、Ｚ轴直线导轨（１１）、Ｚ轴微动开关（３３）和Ｚ轴光栅尺（２２）均固装在Ｚ轴平板（２１）上，Ｚ轴交流伺服电机（１５）的输出轴与Ｚ轴滚珠丝杠（４５）的一端传动连接，Ｚ轴滚珠丝杠（４５）与Ｚ轴导轨底板（１８）固接，Ｚ轴导轨底...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁迎春，孙雅洲，刘海涛，富宏亚，韩振宇，张翔，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[]