专利名称：卧式镗铣加工中心及其工件交换台的制作方法
技术领域：
本发明涉及机床技术领域，特别涉及一种卧式镗铣加工中心及其工件交换台。
背景技术：
近年来，在社会经济飞速发展下，装备制造业取得了迅猛的发展。作为装备制造的加工设备——数控机床也随之得到了快速发展。为适应制造业快速发展的需求，例如大型机械设备、船舶、煤炭机械，尤其国内未来航空母舰的加工制造，数控加工中心机床越做越大，对加工精度和质量的要求越来越高。其中，卧式镗铣加工中心主要适用于高速钢及硬质合金刀具对各种黑色金属、有色金属和部分非金属材料零件的镗铣削加工，特别适合复杂的箱体类零件加工。
但是，现有的卧式加工中心结构，存在以下缺点回转工作台不能全行程范围内360度旋转，影响工件加工范围，降低机床工作性倉泛。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种卧式镗铣加工中心及其工件交换台，以使工件回转台可以在全程范围内实现360度旋转，进而提高机床的工作性能。第一方面用于卧式镗铣加工中心的工件交换台，包括底座、滑座和托盘；所述滑座通过第一滑动机构与所述底座滑动连接；所述托盘通过第二滑动机构与所述滑座滑动连接。进一步地，上述工件交换台中，所述第一滑动机构包括安装于所述底座的第一驱动单元和直线导轨，所述第一驱动单元还与所述滑座相连接；所述第一驱动单元用于驱动所述滑座，使其沿所述直线导轨水平滑动。进一步地,上述工件交换台中，还包括第一传动单元；该第一传动单元包括齿条；所述第一驱动单元为第一变频电机；所述第一变频电机通过齿条驱动所述滑座水平滑动。进一步地，上述工件交换台中，所述第二滑动机构包括第二驱动单元和第二传动单元，所述第二驱动单元安装于所述滑座36且与所述托盘8相连接；所述第二驱动单元通过所述第二传动单元驱动所述托盘8，使其相对于所述滑座36水平滑动。进一步地，上述工件交换台中，所述第二驱动单元为第二变频电机；所述第二传动单元包括设置于所述滑座的主链轮、从链轮和链条；所述第二变频电机驱动所述主链轮转动，并带动所述托盘沿所述链条水平滑动。第二方面，本发明还提供了一种卧式镗铣加工中心，包括X向横床身、与所述横床身垂直设置且固定连接的Z向纵床身、以及，垂直于所述横床身和所述纵床身的Y向立柱；所述X向、Y向和Z向为空间直角坐标系的三个垂直的方向；所述加工中心还包括至少一个上述工件交换台，所述工件交换台用于将待加工工件推至所述横床身的工作台，以及，将加工完毕的工件拉下所述横床身的工作台。
进一步地，上述卧式镗铣加工中心中，所述X向横床身上设置有驱动电机，所述驱动电机通过滚珠丝杠驱动所述横向床身上的回转工作台的转动；并且,所述加工中心还包括与所述滚珠丝杠相配合的随动式辅助支撑机构，用于支撑所述滚珠丝杠。进一步地，上述卧式镗铣加工中心中，所述横床身的两侧，还分别设置有排屑器。进一步地，上述卧式镗铣加工中心中，所述横床身和所述纵床身通过螺钉紧固连接，呈T型结构。进一步地，上述卧式镗铣加工中心中，所述加工中心包括两个工件交换台。本发明中，工件交换台由于增加了滑座，因此，实质上是一个双层可滑动机构。具体来说，滑座可以相对于底座滑动，托盘可以相对于滑座滑动。这样，当需要将较大直径的待加工工件(例如，待加工工件的直径与横床身的最大行程接近)推至横床身的回转工作台时，由于工件交换台是具有两层滑动机构，因此，工件交换平台可以设置于离X向横床身较远的距离，这样，当待加工零件在X向横床身的回转工作台旋转时，不会因为工件交换台距离横床身的距离较近而受到阻碍和干涉，因此，回转工作台在X向全程范围内360度旋转， 由此，增加了工件加工范围，提高了加工中心的工作性能。
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图I为本发明卧式镗铣加工中心的立体结构示意图；图2为图I中随动式辅助支撑机构的局部放大图；图3为卧式镗铣加工中心实施例的工件交换台的立体示意图；图4为图3去掉工作台托盘8的俯视图；图5为图3去掉工作台托盘8的后视图；图6为图3去掉工作台托盘8的正视图。
具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。参照图I至图6，示出了本发明卧式镗铣加工中心的优选实施例。本发明卧式镗铣加工中心立体结构如图I所示，X向横床身I和Z向纵床身2通过螺钉连接在一起，呈“T”字型结构。当然，X向横床身I和Z向纵床身2也可以通过其他形式的固定连接方式连接。此为本领域技术人员习知，在此不再赘述。布置在横床身I中间上的一个X轴驱动伺服电机12通过滚珠丝杠13，驱动回转工作台滑座3，以及回转工作台滑座3上的回转工作台回转座30和工作台托盘8，在对称布置在横床身I上的直线导轨14和15做左右运动，为X轴运动。布置在纵床身2上后端的一个Z轴驱动伺服电机通过滚珠丝杠16，驱动垂直于纵床身2的立柱4和布置在立柱4上平行于纵床身2的主轴箱25，在对称布置在纵床身2上的直线导轨17和18做前后运动，为Z轴运动。布置在立柱4顶上的伺服电机19和20通过对称布置在立柱4前立面上的滚珠丝杠21和22，驱动主轴箱25，在对称布置在立柱4前立面的直线导轨23和24上做上下运动，为Y轴运动。镶嵌在主轴33里面的镗杆34，做前后运动为W轴运动。B轴驱动伺服电机31和32驱动回转工作台转座30，带动工作台托盘8在回转工作台滑座3内绕Y轴轴线旋转，为B轴运动。布置在横床身I两侧的排屑器27和28，可以将高速加工中产生的大量切屑快速可靠的输送走，运送至集屑小车29中，再由防护罩顶部喷淋，横床身I两端侧喷淋，以及立柱4前立面的喷淋装置配合冲刷，可避免切屑堆积，减小机床热变形，提高机床精度稳定性。机床纵床身2左侧面配置电气柜9 ;右侧配置刀库5，刀库5与主轴33之间配置换刀机械手臂26，先从刀库5中选择下一步工序需要的新刀具，运行到主轴34前端，从主轴34中拔出使用过的刀具，并插入新刀具，然后把使用过的刀具插回刀库5中，实现自动换 刀。配置在纵床身2后端的液压站10，为机床提供油润滑、冷却和液压动力。X向丝杠随动式辅助支撑机构示意图如图I和图I的局部放大图2所示。伺服电机12通过滚珠13驱动回转工作台滑座3，回转工作台滑座3再带动随动式辅助支撑机构35 一起做左右运动，减小长距离丝杠自重下垂和颤振问题，使丝杠螺母在传动过程中能平稳左右运动，延长丝杠使用寿命，提高丝杠传动的平稳性、可靠性。如图3至图6所示，为本发明加工中心的双层工件交换台示意图。工件交换台垂直于X向床身。布置在工件交换台6和工件交换台7的底座37上的变频电机43通过齿条44，驱动交换站滑座36，在对称布置在交换站底座37直线导轨38和39上做前后运动。然后通过布置在交换站滑座36上的变频电机45，通过布置在交换站滑座36上的主链轮40和从链轮41，以及链条42，驱动工作台托盘8，做前后运动，实现工作台托盘自动交换。待加工工件放在工作台托盘8后，通过工件交换台6的一次或两次相对滑动，推至X向横床身I上的回转工作台；加工完毕后，将工件从X向横床身I上的回转工作台转移至工件交换台6 ;此时，另一待加工工件放在工作台托盘8后，通过工件交换台7的一次或两次相对滑动，推至X向横床身I上的回转工作台继续加工。依次类推。由此可见，设置两个工件交换台对连续作业来说，可以很好的提高工作效率。当然，两个或更多个工件交换台也是可行的。可以根据实际需要作出选择。若只有工件交换台，对于实现零件在X向横床身I全程的360度旋转也是可行的，只是对于连续作业来说，工作效率会降低。本实施例中，工件交换台由于增加了滑座，因此，实质上是一个双层可滑动机构。具体来说，滑座可以相对于底座滑动，托盘可以相对于滑座滑动。这样，当需要将较大直径的待加工工件(待加工工件的直径与横床身的最大行程接近，例如，待加工工件直径为3. 5米，而横床身的最大行程为4米)推至横床身的回转工作台时，由于工件交换台是具有两层滑动机构，因此，工件交换平台可以设置于离X向横床身较远的距离，这样，当待加工零件在X向横床身的回转工作台旋转时，不会因为工件交换台距离横床身的距离较近而受到阻碍和干涉，因此，回转工作台在X向全程范围内360度旋转，由此，增加了工件加工范围，提高了加工中心的工作性能。在该实施例中，工作台的双层可滑动机构进行了非常具体的说明。但是，事实上，对于本领域的技术人员来说，只要“工件交换台包括底座、滑座和托盘，并且，滑座通过第一滑动机构与底座滑动连接，托盘通过第二滑动机构与滑座滑动连接”，这样的技术方案，均在本发明的保护范围之内。因为，滑动机构的具体形式为由本领域技术人员所习知，可以将各种滑动形式进行组合，实现两次的相对滑动即可。滑动机构中，驱动单元、传动单元的形式有多种，本发明在此不做限定。并且，其实，工件交换台的“可滑动层数”并不一定限定为两层，也可以根据实际需要，设计为多层，实现更长距离的推送。这需要根据实际工况来确定。此外，本优选实施例中I、主轴箱采用两档变速，主轴转速范围10 3500r/min，每档间可无级调速。同时具有高转速、大扭矩的特点，主轴扭矩2500N m，镗杆直径O 150mm，可伸出750mm，能实现ATC和APC功能，即可满足用户对大扭矩主轴的要求，又可满足用户对高转速主轴的要求。齿轮润滑采用喷淋润滑方式，润滑油通过油冷机可实现恒温循环，减少了主轴热变形，主轴轴承采用油雾润滑，确保轴承寿命，保护主轴；2、X、Y、Z和W直线运动系统采用高速直线导轨，配有光栅尺，进行全闭环控制，具有承载大，摩擦力小，吸振性好，可提高运动精度和定位精度，且低速运行时无爬行； 3、工作台尺寸2500 X2000mm，最大承载可达20T，回转工作台分度精度为0.001。；4、两套工件交换台采用双层运动，工作台交换时间60s，减小辅助时间；5、配有60把刀的链式刀库，最大刀具长度600mm，最大刀具重量35kg，最大刀盘直径O 340mm (相邻两空位)，换刀时间12s ；6、X、Y、Z丝杠预拉伸，消除温变，确保精度，其中X向行程4000mm，并配有丝杠随动式辅助支撑机构，减小长距离丝杠自重下垂和颤振问题，使丝杠螺母在传动过程中能平稳左右运动，延长丝杠使用寿命，提高丝杠传动的平稳性、可靠性；7、整机具有全防护和自动排屑、冷却和净化装置。其中全防护采用方直形态配合小圆角过渡的设计，空间呈“T”字形结构，外观防护前门采用液压油缸控制，进行上下升降，大气壮观。冲屑冷却系统喷口分布在刀具中心，主轴鼻端，工作台两侧，立柱前端和防护罩顶部，可彻底冷却刀具和工件，以及冲屑，冷却液可循环过滤和利用。综上，本优选实施例结构新颖，回转工作台在X向全程范围内360度旋转，增加了工件加工范围，同时减少了辅助时间，提高工作效率，适合长时间连续作业，可靠性高，自动化程度高，特别适合于高速、重载切削的卧式加工中心。其工作性能以镗、铣削为主，也可进行钻扩孔、锪平面、攻丝等多种工序的加工，并且速度高，扭矩大，适合于中、小批量多品种的生产方式，它具有提高工作效率，降低生产成本等优点，特别适合复杂的箱体类零件加工。可广泛用于国防、军工、造船、煤炭机械、汽车、模具、纺织等多种行业的机械加工。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于卧式镗铣加工中心的工件交换台，其特征在于，包括 底座(37)、滑座(36)和托盘(8);所述滑座(36)通过第一滑动机构与所述底座(37)滑动连接；所述托盘(8)通过第二滑动机构与所述滑座(36)滑动连接。
2.根据权利要求I所述的工件交换台，其特征在于，所述第一滑动机构包括 安装于所述底座(37)的第一驱动单元和直线导轨， 所述第一驱动单元还与所述滑座(36)相连接； 所述第一驱动单元用于驱动所述滑座(36 )，使其沿所述直线导轨水平滑动。
3.根据权利要求2所述的工件交换台，其特征在于，还包括第一传动单元； 该第一传动单元包括齿条(44)； 所述第一驱动单元为第一变频电机(43)； 所述第一变频电机(43 )通过齿条(44 )驱动所述滑座(36 )水平滑动。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的工件交换台，其特征在于，所述第二滑动机构包括 第二驱动单元和第二传动单元，所述第二驱动单元安装于所述滑座(36 )且与所述托盘(8)相连接； 所述第二驱动单元通过所述第二传动单元驱动所述托盘(8)，使其相对于所述滑座(36)水平滑动。
5.根据权利要求4所述的工件交换台，其特征在于， 所述第二驱动单元为第二变频电机(45)； 所述第二传动单元包括设置于所述滑座(36)的主链轮(40)、从链轮(41)和链条(42); 所述第二变频电机(45)驱动所述主链轮(40)转动，并带动所述托盘(8)沿所述链条(42)水平滑动。
6.一种卧式镗铣加工中心，包括 X向横床身(I)、与所述横床身(I)垂直设置且固定连接的Z向纵床身(2)、以及，垂直于所述横床身(I)和所述纵床身(2)的Y向立柱(6);所述父向、Y向和Z向为空间直角坐标系的三个垂直的方向； 其特征在于， 所述加工中心还包括至少一个如权利要求I至5中任一项所述的工件交换台,所述工件交换台用于将待加工工件推至所述横床身(I)的工作台，以及，将加工完毕的工件拉下所述横床身(I)的工作台。
7.根据权利要求6所述的卧式镗铣加工中心，其特征在于， 所述X向横床身(I)上设置有驱动电机(12 )，所述驱动电机(12 )通过滚珠丝杠(13 )驱动所述横向床身(I)上的回转工作台的转动；并且 所述加工中心还包括与所述滚珠丝杠(13)相配合的随动式辅助支撑机构(35)，用于支撑所述滚珠丝杠(13)。
8.根据权利要求7所述的卧式镗铣加工中心，其特征在于， 所述横床身(I)的两侧，还分别设置有排屑器。
9.根据权利要求8所述的卧式镗铣加工中心，其特征在于， 所述横床身(I)和所述纵床身(2)通过螺钉紧固连接，呈T型结构。
10.根据权利要求9所述的卧式镗铣加工中心，其特征在于，所述加工中心包括两个工件交换台。
全文摘要
本发明公开了一种卧式镗铣加工中心及其工件交换台。其中，用于卧式镗铣加工中心的工件交换台，包括底座、滑座和托盘；所述滑座通过第一滑动机构与所述底座滑动连接；所述托盘通过第二滑动机构与所述滑座滑动连接。通过本发明，可以使回转工作台在加工中心X向全程范围内360度旋转，由此，增加了工件加工范围，提高了加工中心的工作性能。
文档编号B23Q7/00GK102825288SQ20121031991
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者王聪康, 李强, 郭春亮 申请人:上海三一精机有限公司