专利名称：Cnc复合卧式铣床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种复合式铣床，尤其涉及一种具备立式及万能铣床优点的CNC 复合卧式铣床。
背景技术：
按，一现有的卧式铣床结构6，请参阅图12所示，其结构包含一机床61，包含一床 柱611及床座612，其中床座612为铣床基础，用以承受整个机器的重量，另床柱611为一空 心方柱并装设于床座612上，且柱面上设有主轴孔及升降台滑轨681，供刀轴63装设及升降 台68作ζ轴向位移，上方则设有一鸠尾槽65可供横梁67穿伸，另有一支撑架66用于固定 刀轴63并与横梁67相套合；一工作台64，包含一平台641、上滑槽座、下滑槽座及马达，其 中该平台641供工件固定的器具设置，并通过马达驱动而于上滑槽座χ轴向位移；一升降台 68，包含一滑轨62及马达，其中该滑轨62设于下滑槽座下方，并可通过马达的驱动使下滑 槽座可于滑轨62上y轴向位移。上述为一般卧式铣床结构，而立式铣床结构大都与卧式铣床相同，唯有不同处在 于刀轴为直立式并与工作台呈垂直关系，且刀轴可作上下移动，作小量深度进给，并设有一 配重系统补偿主轴在垂直进给时所受重力的影响；另万能铣床结构与卧式铣床相同，唯有 不同处在于工作台可做水平角度的旋转，可铣削角度或螺旋等特殊工作。
实用新型内容所要解决的技术问题上述所列举各式铣床现有结构虽然使用上相当便利却也有一些令人诟病之处，首 先，于卧式铣床与万能铣床加工工件时，由于主轴固设于床柱上，所以每每加工时都得靠升 降台的升降来达到所需的加工高度，于操作上相当不便，且因工作台需上下升移容易造成 螺杆间的磨损及重心的偏移，另，因ζ轴位移把手及y轴位移把手装设于同一侧上，加工时 容易因混淆而操作不当造成工件及铣刀的损毁。再者，因加工高度需靠升降台升降来达成， 于大量或多样式铣削时容易因定位不易而影响加工精度且因其铣削工序关系，于回程时容 易再次铣削，形成回刀现象，破坏加工精度。另外，于立式铣床加工工件时，如需大量深度的铣削，需通过主轴及升降台的ζ轴 向位移配合，操作相当不便及定位不易；且配重系统一般为质量块式，主轴向上时，质量块 随之向下移动，受重力影响其加速度最大为9. 81m/s2，主轴进给速率受到限制；主轴向下快 速移动且受致动器控制达到定位时，因质量块未受到致动器的控制，将继续位移直到冲量 消失为止，对主轴的定位精度造成干扰。解决问题的技术手段本实用新型发明人有鉴于此，乃凭恃着长期对卧式铣床结构的研究与构思，而创 作出一种计算机数控(Computer numerical control，简称CNC)复合卧式铣床，其结构包 含一头部，包含一主轴头、一 y轴滑座上盖及一主轴马达，其中该主轴头供以横向装设刀杆及铣刀，且该主轴头与y轴滑座上盖及主轴马达互相接合，而该y轴滑座上盖设于立柱所 设的y轴滑轨，并通过配重系统悬吊起头部，主轴马达驱动刀杆座上的铣刀；一立柱，其中 该立柱设有一配重孔供配重系统的设置，该立柱邻侧设有一 y轴马达，且该立柱外缘端设 有一y轴滑轨且供头部通过y轴马达驱动作y轴向位移运动；一工作台，包含一平台、及χ轴 马达，并通过χ轴马达驱动使平台得以在χ轴滑座上χ轴向位移；一鞍座，包含一 χ轴滑座 及ζ轴滑座，其中该χ轴滑座装设于平台下方而与ζ轴滑座相接，而该ζ轴滑座设于ζ轴滑 轨上方；一底座，包含一 ζ轴滑轨及一 ζ轴马达，其中该底座与立柱相接，并供承受整体机器 的重量，并可通过ζ轴马达的驱动使工作台可于ζ轴滑轨上ζ轴向位移；及一数值控制盘， 装设于机壳上，通过程序指令的输入，而将输入的信息暂存于系统的存储器中，通过电脑的 编译计算，而将信息传至各组件驱动器以予驱动运作，达到铣削工件的目的。在一实施例中，该主轴头内可加设一变速机构供切换转速，且该主轴头后侧为一 矩形槽面，且槽内空间供c形定位件及刀杆固定螺丝装设，该主轴头侧边设有定位换刀气 缸，而该定位换刀气缸供c形定位件位移后与刀杆形成卡掣，以便于装卸。在一实施例中，该主轴头侧边设有由气压阀件所组成的开关，而该开关用于操控 定位换刀气缸的运动。在一实施例中，该主轴马达为一高转速马达，并通过皮带而与刀杆相接并传递动 力。在一实施例中，该y轴滑座上盖侧边设有y轴安全极限模组，其包括正向碰块及负 向碰块，而工作台侧边则设有正向碰块及负向碰块，且鞍座的X轴滑座下另设有Z轴碰块。在一实施例中，该立柱侧面设有复数个y轴极限开关，而鞍座侧边则设有X轴极限 开关，并且底座的Z轴滑轨侧边设有Z轴上极限开关及Z轴下极限开关，而这些开关用于配 合y轴安全极限模组、工作台侧边的正向碰块、负向碰块及鞍座X轴滑座的Z轴碰块以防止 工作台及头部因进给过度撞毁。在一实施例中，该配重系统由滑轮座、链条及缸瓶建构而成，并采用气压式，而缸 瓶内的气体为氮气，且该滑轮座装设于立柱顶端，而该链条通过滑轮座，一端固定于头部的 y轴滑座上盖上，另端则固定于立柱内的缸瓶上，由此配重系统的建构以补偿及平衡头部在 y轴向进给时所受重力的影响。在一实施例中，该鞍座侧边设有一送料机构，而该送料机构由工件放置槽、复数个 出料滑轨及送料固定座、纵向交错所建构，且该鞍座上设有转盘供工作台进行水平角度的 旋转位移，其最大位移角度为-45° 45°。在一实施例中，该工平台上另装有尾座及C轴座提供加工旋转端面，且该工作台 后侧设有卸料轨道，提供工件加工后的移卸。通过上述组件的构成，通过数值控制盘的操控，使得头部可相对于立柱的y轴滑 轨作y轴向的快速定位滑移，铣削时不产生回刀现像破坏工件表面及精度，且可于多轴上 位移，达到多轴加工，增加加工的多样化，利于料件的铣削。本实用新型的主要目的在于提供一种可使主轴精确定位及铣削精密的复合式铣 床。本实用新型的次要目的在于提供一种操作方便及快速铣削的复合式铣床。本实用新型的次要目的在于提供一种可旋转角度之加工工作台。[0021](对照先前技术的功效)由以上说明可知，本实用新型相较先前技术，确可达到如下的功效1、由于本实用新型运用气压式的氮气配重系统，因无油压式漏油等污染问题，且 该配重系统可补偿及平衡头部于y轴向进给时所受重力的影响，故而使头部的定位精准， 加工精度得以提高，大大提升了本实用新型铣削的效能。2、由于本实用新型的头部可作y轴方向的快速位移及定位，所以铣削工件时不会 产生回刀现象，可避免工件表面的损毁，让本实用新型适于大量生产的场合。3、由于本实用新型的工作台可作水平角度的旋转，在搭配x、y、z& c轴，可作多轴 加工，以增加加工弹性。4、通过控制定位换刀气缸的运动，进而带动c形固定件的运动位移后，与刀杆转 头形成卡掣，以利于换刀的情况且节省换刀时间。5、由于本实用新型刀杆刚性够强及主轴马达转速够快，故能于刀杆上装设多把铣 刀加工，节省加工程序及加工时间。6、鞍座上设有送料机构及工作台上设有卸料轨道可通过电脑操控加工程序达到 自动加工效果，节省人力与加工时间。7、由于本实用新型的工作台并不作y轴向位移，使工件放置于工作台上时，不因 使用时间久远造成重心些微的偏移，影响加工精度。
图1为本实用新型结构的立体图。图2为本实用新型结构的分解图。图3为本实用新型结构的立柱局部分解图。图4为本实用新型定位换刀气缸未运作于c形定位件示意图。图5为本实用新型定位换刀气缸运作于c形定位件示意图。图6为本实用新型结构头部y轴起始位置示意图。图7为本实用新型结构头部y轴向下移示意图。图8为本实用新型的另一实施例结构。图9为本实用新型另一实施例结构的分解图。图10为本实用新型另一实施例结构的旋转工作台的态样图。图11为本实用新型另一实施例结构的侧视图。图12为现有结构图。主要附图标记说明头部1;刀杆111;支撑架113;y轴滑座上盖12;正向碰块131;主轴马达14;开关16;
主轴头11 ； 刀杆固定螺丝112 ； 横梁114;
y轴安全极限模组13; 负向碰块132 ； 变速机构15 ； 定位换刀气缸17 ；[0050]c形定位件18 ；立柱2 ；配重孔21 ；配重系统22 ；滑轮座221 ；链条222 ；缸瓶223 ；y轴马达23 ；y轴滑轨24 ；y轴极限开关25 ；工作台3 ；平台31 ；χ轴马达32 ；c轴座33 ；尾座34 ；卸料轨道35 ；χ轴极限开关36 ；正向碰块361 ；负向碰块362 ；鞍座4 ；χ轴滑座41 ；ζ轴滑座42 ；转盘43 ；送料机构44 ；工件放置槽441 ；送料固定座442 ；出料滑轨443 ；底座5 ；ζ轴滑轨51 ；ζ轴马达52 ；ζ轴碰块53 ；ζ轴上极限开关531ζ轴下极限开关532 ；数值控制盘7 ；机壳8 ；现有的卧式铣床结构6机床61 ；床柱611 ；床座612 ；滑轨62 ；刀轴63 ；工作台64 ；平台641 ；鸠尾槽65 ；支撑架66 ；横梁67 ；升降台68 ；升降台滑轨681 ；
具体实施方式本实用新型涉及一种CNC复合卧式铣床，请参阅图1及图2，其结构包含一头部1、 立柱2、工作台3、鞍座4、底座5及数值控制盘7。其中，该头部1，包含一主轴头11、一 y轴 滑座上盖12及一主轴马达14，其中该主轴马达14为一高转速马达，另该主轴头11供以横 向装设刀杆111及铣刀，并可通过上方横粱114位置的调整配合刀杆111的长度而与支撑 架113相套合(该支撑架采用轴承来供刀杆固定并降低磨耗，现有通常为铜套)，且该主轴 头11与y轴滑座上盖12及主轴马达14互相接合，而该主轴头11内部可加设一变速机构 15以配合加工工件材质而切换主轴转速(其中该变速机构可为齿轮式及气压推动齿轮杆 等方式)，如图10所示，另外，请配合参阅图4，该主轴头11后侧为一矩形槽面，其槽内空间 供以c形定位件18及刀杆固定螺丝112装设，且主轴头11侧边设有一定位换刀气缸17，可 通过开关16的开启，控制定位换刀气缸17的运动进而带动c形定位件18的运动位移后与 刀杆111形成卡掣以利于换刀的情况下，如图4及图5所示。而y轴滑座上盖12设于立柱 2所设的y轴滑轨24，并通过配重系统22悬吊起头部1，而主轴马达14驱动主轴头11上的铣刀。请配合参阅图3所示，其中该立柱2设有一配重孔21供配重系统22的设置，且该 配重孔21邻侧设有一 y轴马达23，且该立柱2外缘端设有一 y轴滑轨M，而该y轴滑轨M 供头部1通过y轴马达23驱动而于y轴滑轨M上作y轴向位移；且该配重系统22由滑轮 座221、链条222及缸瓶223所建构而成，并采气压式，而缸瓶223内的气体为氮气，其中该 滑轮座221装设于立柱2顶端，而该链条222通过滑轮座221，一端固于头部1的y轴滑座 上盖12上，另端则固于立柱2内的缸瓶223上，而该配重系统22可补偿及平衡头部1在y 轴向进给时所受重力的影响，并使得头部y轴向位移定位精度提升及减少螺杆间的磨耗。请配合参阅图2及图11，其中该工作台3，包含一平台31及χ轴马达32，其中该平 台31供工件固定的器具设置(如图8中c轴座33及尾座34等)，并通过χ轴马达32驱 动，使平台31在χ轴滑座41上χ轴向位移，且工作台3侧边另设有正向碰块361及负向碰 块362以配合鞍座4侧边上所设的χ轴极限开关36，保护工作台3于χ轴向位移时不因位 移过量而造成工作台3的损毁；一鞍座4，包含一 χ轴滑座41及ζ轴滑座42，其中，该χ轴 滑座41装设于平台31下方而与ζ轴滑座42相接，而该ζ轴滑座42设于ζ轴滑轨51上方， 且χ轴滑座41下方设有一 ζ轴极限开关531 ；—底座5，包含一 ζ轴滑轨51及一 ζ轴马达 52，其中该底座5与立柱2相接，并供承受整体机器的重量，并可通过ζ轴马达52的驱动使 工作台3可于ζ轴滑轨51上ζ轴向位移，且ζ轴滑轨51侧边设有ζ轴上极限开关531及 ζ轴下极限开关532供配合χ轴滑座41下的ζ轴碰块53，使其进行ζ轴向位移时不因位移 过量而造成工作台3的损毁。请配合参阅图1所示，一数值控制盘7，装设于机壳8上，可通过程序指令之键入或 多媒体媒介(如磁盘、光盘、记忆卡、随身碟等)的输入，而将输入的信息暂存于系统的存储 器中，通过电脑的编译计算，而将信息传至各组件驱动器以予驱动运作，达到铣削工件的目 的。请参阅图1至图3所示，通过上述组件的组成，通过数值控制盘7的操控，于立柱 2设一 y轴滑轨M供以头部1的y轴滑座上盖12组设，使头部1在立柱2作y轴垂向滑 移；另于立柱2的配重孔21设一配重系统22并通过顶端所设的滑轮座221，使该配重系统 22中的链条222 —端固于头部1的y轴滑座上盖12上，另端则固于立柱2内的缸瓶223， 并通过该配重系统22的作用使头部1于立柱2上的y轴滑轨M作y轴向位移时，不因受 重力影响而使头部1产生震荡，造成定位偏移，而使加工精度下降，利于料件的铣削加工。请参阅图6及图7所示，且头部1的y轴滑座上盖12侧边设有y轴安全极限模组 13，其包含正向碰块131及负向碰块132，且立柱2侧面设有复数个与y轴安全极限模组13 相对应的y轴极限开关25，而该y轴极限开关25供头部1的y轴定位及限位，并通过y轴 极限开关25的设置位置，可定出头部1的原点(上死点)及最大y轴向位移深度(下死 点)，保护头部1不因进给深度过深而损毁，进而让头部1达到快速且精确的位移，例如当 上料于工作台3后，则头部1快速从上死点到下死点并对工件料体施予加工，加工完成后， 头部1快速从下死点到上死点，马上卸料及上料于工作台3。因此，通过本实用新型的头部 1、立柱2及配重系统22的配置，使本实用新型除了定位精准，加工精度高外，亦可适于大量 生产的场合。请参阅图8及图9所示，为本实用新型的另一实施例，该另一实施例与前述实施例的差异为该鞍座4上设有转盘43，而该工作台3可通过转盘43的作用，得以进行水平角 度-45° 45°的旋转，如图10所示。通过工作台3可水平角度旋转及χ、ζ及c轴向位 移，再搭配头部1的y轴垂向移动，使本实用新型可作多轴加工及铣削旋转端面，增加其加 工弹性及广范性。另，请参阅图8及图11所示，其中该鞍座4侧边加设有一送料机构44，其中该送料 机构44由工件放置槽441及复数个送料固定座442、出料滑轨443依横向、纵向交错所建 构，由此送料机构44可达到自动快速上料的目的，且该工作台3后侧设有卸料轨道35，供工 件加工后的移卸。因此，通过送料机构44、卸料轨道35及头部1的运用，若于数值控制盘 7上设定好加工程序，可使料件的加工接近自动化，使本实用新型更适于大量及多轴加工的 场合。综合上述，本实用新型涉及一种“CNC复合卧式铣床”，尤其涉及一种具备立式及万 能铣床优点的卧式铣床，具铣刀的主轴头配合配重系统，并通过数值控制盘的操控，使头部 可相对于立柱的y轴滑轨作y轴的快速定位滑移，利于料件的铣削加工。需要说明的是，以 上所述是本实用新型的具体实施立即所运用的技术原理，若依本实用新型的构想所作的改 变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及图式所涵盖的精神时，均应在本实用新型的范 围内，合予陈明。
权利要求1.一种CNC复合卧式铣床，其特征在于，其结构包含一头部，包含一主轴头、一 y轴滑座上盖及一主轴马达，其中该主轴头供以横向装设刀 杆及铣刀，并与y轴滑座上盖及主轴马达互相接合，而y轴滑座上盖设于立柱所设的y轴滑 轨，并通过配重系统悬吊起头部，主轴马达驱动主轴头上的铣刀；一立柱，其中该立柱设有一配重孔供配重系统的设置，该配重孔邻侧设有一 y轴马达， 且该立柱外缘端设有一 y轴滑轨供头部通过y轴马达驱动作y轴向位移；一工作台，包含一平台及χ轴马达，其中该平台供工件固定的器具设置，并通过χ轴马 达驱动使平台得以在χ轴滑座上χ轴向位移；一鞍座，包含一 χ轴滑座及ζ轴滑座，其中，该χ轴滑座装设于平台下方而与ζ轴滑座 相接，而该ζ轴滑座设于ζ轴滑轨上方；一底座，包含一 ζ轴滑轨及一 ζ轴马达，其中该底座与立柱相接，并供承受整体机器的 重量，并通过ζ轴马达的驱动使工作台于ζ轴滑轨上ζ轴向位移；及一数值控制盘，装设于机壳上，通过程序指令的输入，而将输入的信息暂存于系统的存 储器中，通过电脑的编译计算，而将信息传至各组件驱动器以驱动运作，以铣削工件。
2.根据权利要求1所述的CNC复合卧式铣床，其特征在于，其中，该主轴头内加设有一 变速机构供切换转速，且该主轴头后侧为一矩形槽面，且槽内空间供c形定位件及刀杆固 定螺丝装设，该主轴头侧边设有定位换刀气缸，而该定位换刀气缸供c形定位件位移后与 刀杆形成卡掣，以便于装卸。
3.根据权利要求2所述的CNC复合卧式铣床，其特征在于，其中，该主轴头侧边设有由 气压阀件所组成的开关，而该开关用于操控定位换刀气缸的运动。
4.根据权利要求1所述的CNC复合卧式铣床，其特征在于，其中，该主轴马达为一高转 速马达，并通过皮带而与刀杆相接并传递动力。
5.根据权利要求1所述的CNC复合卧式铣床，其特征在于，其中，该y轴滑座上盖侧边 设有y轴安全极限模组，其包括正向碰块及负向碰块，而工作台侧边也设有正向碰块及负 向碰块，且鞍座的χ轴滑座下另设有ζ轴碰块。
6.根据权利要求5所述的CNC复合卧式铣床，其特征在于，其中，该立柱侧面设有复数 个y轴极限开关，而鞍座侧边则设有χ轴极限开关，并且底座的ζ轴滑轨侧边设有ζ轴上极 限开关及ζ轴下极限开关，而这些开关用于配合y轴安全极限模组、工作台侧边的正向碰 块、负向碰块及鞍座χ轴滑座的ζ轴碰块以防止工作台及头部因进给过度撞毁。
7.根据权利要求1所述的CNC复合卧式铣床，其特征在于，其中，该配重系统由滑轮座、链条及缸瓶建构而成，并采用气压式，而缸瓶内的气体为氮气， 且该滑轮座装设于立柱顶端，而该链条通过滑轮座，一端固定于头部的y轴滑座上盖上，另端则固定于立柱内的缸 瓶上，由此配重系统的建构以补偿及平衡头部在y轴向进给时所受重力的影响。
8.根据权利要求1所述的CNC复合卧式铣床，其特征在于，其中，该鞍座侧边设有一送 料机构，而该送料机构由工件放置槽、复数个出料滑轨及送料固定座、纵向交错所建构，且 该鞍座上设有转盘供工作台进行水平角度的旋转位移，其最大位移角度为-45° 45°。
9.根据权利要求1所述的CNC复合卧式铣床，其特征在于，其中，该工作台上另装有尾 座及C轴座提供加工旋转端面，且该工作台后侧设有卸料轨道，提供工件加工后的移卸。
专利摘要本实用新型涉及一种CNC复合卧式铣床，其结构包含一头部，包含一主轴头、一y轴滑座上盖及一主轴马达，其中该主轴马达驱动主轴头上的铣刀；一立柱，设有一配重系统用于补偿及平衡头部所受的重力影响，且其侧边设有一y轴滑轨可供头部y轴向位移；一工作台，包含一平台及x轴马达；一鞍座，包含一x轴滑座及z轴滑座，其中该x轴滑座装设于平台下方而与z轴滑座相接，而该z轴滑座设于z轴滑轨上方；一底座，包含一z轴滑轨及一z轴马达，其中该底座与立柱相接；一数值控制盘，装设于机壳上；通过上述组件的构成，通过数值控制盘的操控，使头部可相对于立柱的y轴滑轨作y轴向的快速定位滑移，利于料件的铣削加工。
文档编号B23C9/00GK201880973SQ201020621578
公开日2011年6月29日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日
发明者游贺旭 申请人:郁伸企业有限公司