一种带有复合轴承的大型加工中心的制作方法

本实用新型涉及机加工技术领域，特别涉及一种带有复合轴承的大型加工中心。

背景技术：

随着工业化的不断发展，对于工件的机械加工生产效率的要求越来越高，这对机械加工设备提出了更高的新要求，不仅需要机械加工设备具有高的加工精度，同时还需要机械加工设备能够尽快完成多工位步骤的加工。数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础，数控机床是一种典型的运用了数控技术以提高加工精度和效率的数控设备，其出现对传统制造业产生了革命性的影响。

加工中心是带有刀库和自动换刀装置的一种高度自动化的多功能数控机床，常见的加工中心具备车削、铣削、镗削等多种功能，但此类加工中心多用于中小型零件的加工，罕有用于大型零件、特大型零件的加工，尤其是对筒状、箱状零件内壁的加工。常见的立式加工中心，其中心为转动轴，刀具座安装在转动轴顶部。而大型、特大型零件的加工所需的加工中心的体积和重量较大，因而大型加工中心的转动轴受到的压力较大，容易损坏，使用寿命短。为此，亟需一种带有复合轴承的大型加工中心，受自重影响小，使用寿命长。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种带有复合轴承的大型加工中心，受自重影响小，使用寿命长。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种带有复合轴承的大型加工中心，包括基仓座和安装在基仓座上的控制器，所述基仓座中部开设有空腔，所述空腔内设有可升降的中心筒，所述中心筒顶部固定有轴承座，所述轴承座上转动连接有转台，所述转台两侧对称设置有用于承载刀具的左切削臂和右切削臂，所述转台与轴承座之间设有复合轴承组件，所述复合轴承组件包括与所述轴承座固定的轴承外圈以及与转台固定轴承内圈，所述轴承内圈上开设有环形凹槽，所述轴承外圈套设于所述环形凹槽内，且所述轴承外圈表面与环形凹槽之间均匀铺设有多个滚轴。

通过采用上述技术方案，利用轴承内圈和轴承外圈组合形成复合轴承组件，以此适应转台的重量；滚轴的设置减小了轴承内圈与轴承外圈之间的摩擦力，以此减少复合轴承组件的磨损，延长其使用寿命。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述复合轴承组件与转台、轴承座直接采用内六角螺栓固定，所述轴承内圈和轴承外圈上均环绕分布有多个螺纹孔以供内六角螺栓穿过，所述转台下表面和轴承座上表面上亦开设有与轴承内圈、轴承外圈上螺纹孔一一对应的螺纹孔以供内六角螺栓固定，所述转台上开设有若干贯穿转台的工艺孔以供内六角扳手通过，且所述工艺孔与转台中心轴线的距离等于轴承外圈上螺纹孔与其中心轴线的距离。

通过采用上述技术方案，利用环绕分布的多个内六角螺栓将复合轴承组件固定，以使复合轴承组件均匀受力，延长了复合轴承组件的使用寿命；而工艺孔的设计方便了轴承外圈上内六角螺栓的安装和固定，操作人员只需将内六角扳手深入工艺孔即可完成对内六角螺栓的拧紧。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述工艺孔的数量为轴承外圈上开设的螺纹孔的数量的公约数。

通过采用上述技术方案，数量的设置使得可多人同时进行安装，且转动转台即可实现下一内六角螺栓的安装，方便快捷。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述轴承外圈下表面上固定有与控制器电连接的钢栅尺以监测转台转动的角度。

通过采用上述技术方案，利用钢栅尺实时监测转台转动的角度，并将信号传输至控制器中，以此便于控制器控制转台精确转动，从而将工艺孔与螺纹孔精准对齐，便于操作人员拧紧内六角螺栓。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述基仓座上设有用于驱动转台转动的转动机构，转动机构包括固定于轴承座下表面边缘并与控制器电连接的转动电机，所述转动电机的输出轴向上延伸并贯穿轴承座与其转动连接，所述转动电机的输出轴顶部固定有主动齿轮，所述转台下表面上固定有与所述主动齿轮啮合的从动齿圈。

通过采用上述技术方案，利用转动电机驱动主动齿轮转动，以此带动从动齿圈和转台转动，实现了调整左切削臂和右切削臂的功能，且齿轮系的传动，高速稳定，精密度好，减小了传动结构对左切削臂和右切削臂上刀具的工作的影响，有利于确保加工精度。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述左切削臂和右切削臂与转台连接的一端端部面积为另一端面积的2-3倍，所述左切削臂和右切削臂侧壁为变截面。

通过采用上述技术方案，利用变截面使得左切削臂和右切削臂与转台连接的一端重量大于另一端的重量，以此在保证左切削臂和右切削臂刚性的同时，将左切削臂和右切削臂的重心靠近转台中心，从而减小转动机构受到的力矩，减少转动机构因受压而产生的磨损，延长转动机构的使用寿命。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述左切削臂和右切削臂内部中空，其内固定有多个异形箱，所述异形箱上开设有多个减重孔。

通过采用上述技术方案，利用内部中空的异形箱对左切削臂和右切削臂进行支撑，以此在确保左切削臂和右切削臂刚性的同时减小其重量，而减重孔的设置进一步减小了左切削臂和右切削臂的自重，从而进一步减小了转动机构受到的压力。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述中心筒内设有升降机构，升降机构包括位于中心筒内并与控制器电连接的升降电机，所述升降电机上传动连接有位于中心筒中部的升降丝杠，所述升降丝杠底部与基仓座转动连接且其上螺纹配合有升降筒，所述升降筒顶部延伸至中心筒外并固定有导向筒，所述转台中心开设有与导向筒卡紧的导向孔。

通过采用上述技术方案，利用升降电机驱动升降丝杠转动，以此带动升降筒在升降丝杠上进行上下移动，进而带动导向筒和转台升降，实现了对左切削臂和右切削臂高度的调节，便于进行加工。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述基仓座上固定有顶部与中心筒内顶面抵触的承重液压缸；所述转台、中心筒和基仓座上均开设有多个减重孔。

通过采用上述技术方案，承重液压缸的设计起到平衡转台和中心筒的重量的作用，避免升降机构受压过大而损坏，延长了升降机构的使用寿命；转台、中心筒和基仓座上的减重孔减轻了加工中心的重量，以此降低了承重液压缸能耗。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

1.本方案利用轴承内圈和轴承外圈组合形成复合轴承组件，以此适应转台的重量；滚轴的设置减小了轴承内圈与轴承外圈之间的摩擦力，以此减少复合轴承组件的磨损，延长其使用寿命；

2.本方案利用环绕分布的多个内六角螺栓将复合轴承组件固定，以使复合轴承组件均匀受力，延长了复合轴承组件的使用寿命；而工艺孔的设计方便了轴承外圈上内六角螺栓的安装和固定，操作人员只需将内六角扳手深入工艺孔即可完成对内六角螺栓的拧紧；

3.本方案中，工艺孔和轴承外圈上螺纹孔的设置使得可多人同时进行安装，且转动转台即可实现下一内六角螺栓的安装，方便快捷。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中左切削臂上结构的爆炸示意图；

图3是本实用新型中基仓座内结构的爆炸示意图。

附图标记：1、基仓座；11、中心筒；111、承重液压缸；12、轴承座；2、转台；21、导向孔；22、工艺孔；23、顶盖；3、左切削臂；31、下底座；32、上底座；33、x向驱动机构；331、第一驱动电机；332、x向丝杠；333、第一移动块；34、y向驱动机构；341、第二驱动电机；342、y向丝杠；343、第二移动块；35、刀具座；4、右切削臂；51、转动电机；52、主动齿轮；53、从动齿圈；54、复合轴承组件；541、轴承外圈；542、滚轴；543、轴承内圈；544、环形凹槽；61、升降电机；62、升降丝杠；63、传动箱；64、升降筒；65、连接盘；66、导向筒；68、承重液压缸；69、竖直滑轨；691、竖直滑块；7、异形箱。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，为本实用新型公开的一种带有复合轴承的大型加工中心，包括基仓座1、转台2和控制器（未示出）；基仓座1为塔型，其内部中空留有空腔，结合图3所示，空腔内设有中心筒11，中心筒11的横截面为正八边形，且其内部中空，顶部设有圆形开口。中心筒11顶部设有轴承座12，轴承座12为圆环形盘状结构，且转台2转动安装在轴承座12上。转台2的横截面为环形，其周边设有两个对称的断面，两个断面上分别固定有左切削臂3和右切削臂4，左切削臂3和右切削臂4上均安装有用于加工的刀具；控制器作为加工中心的中央处理器，用于识别操作人员编写好的操作命令，并控制刀具对工件进行加工。

如图1、图2所示，左切削臂3上设有下底座31和上底座32，上底座32底部与下底座31固定，且上底座32上设有装有刀具的刀具座35。左切削臂3和右切削臂4内部中空为内部中空的箱式结构，且左切削臂3和右切削臂4与转台2连接的一端端部面积为另一端面积的2-3倍，左切削臂3和右切削臂4侧壁为变截面。左切削臂3和右切削臂4内固定有多个用于支撑的异形箱7，异形箱7上开设有多个减重孔。

左切削臂3上设有供下底座31滑移的滑槽以及用于驱动下底座31滑移的x向滑移机构，x向滑移机构包括第一驱动电机331、x向丝杠332和第一移动块333。第一驱动电机331固定在左切削臂3开设的滑槽靠近转台2的一端，且第一驱动电机331的输出轴延伸向滑槽另一端，第一驱动电机331的输出轴上固定有x向丝杠332，x向丝杠332的另一端与滑槽另一端转动连接。当第一驱动电机331转动时，带动x向丝杠332转动，以此驱动第一移动块333沿x向丝杠332移动，从而实现下底座31以及其上刀具座35的x向滑移，便于调整刀具的x向位置。上底座32上设有供刀具座35滑移的滑槽以及用于驱动刀具座35滑移的y向驱动机构34，y向驱动机构34包括第二驱动电机341、y向丝杠342和第二移动块343。第二驱动电机341固定在上底座32开设的滑槽的一端，且第二驱动电机341的输出轴延伸向滑槽另一端，第二驱动电机341的输出轴上固定有y向丝杠342，y向丝杠342的另一端与滑槽另一端转动连接。当第二驱动电机341转动时，带动y向丝杠342转动，以此驱动第二移动块343沿y向丝杠342移动，从而实现刀具座35的y向滑移，便于调整刀具的y向位置。

如图1所示，基仓座1上设有转动机构，转动机构包括转动电机51、主动齿轮52、从动齿圈53和复合轴承组件54。本实施例中，转动电机51有两个，两个转动电机51均固定在轴承座12下表面边缘并与控制器电连接，且转动电机51的输出轴向上延伸并贯穿轴承座12，转动电机51的输出轴与轴承座12转动连接，且主动齿轮52固定在转动电机51的输出轴上。从动齿圈53为圆环形，其外侧壁上带有齿，通过螺栓固定在转台2下表面上，且从动齿圈53与两个主动齿轮52均啮合。当转动电机51启动时，带动主动齿轮52转动，以此带动从动齿圈53和转台2转动，实现了调整左切削臂3和右切削臂4的功能。

复合轴承组件54包括轴承外圈541、轴承内圈543和滚轴542。轴承内圈543和轴承外圈541均为圆环形，轴承内圈543周侧开设有一个环形的凹槽以供轴承外圈541配合。滚轴542有多个，多个滚轴542均匀铺设在轴承外圈541表面与环形凹槽544之间。轴承外圈541通过六角螺栓固定在轴承座12上表面上，轴承内圈543通过六角螺栓固定在转台2下表面上，轴承内圈543和轴承外圈541上均环绕分布有多个螺纹孔以供内六角螺栓穿过。转台2上开设有若干贯穿转台2的工艺孔22以供内六角扳手通过，工艺孔22与转台2中心轴线的距离等于轴承外圈541上螺纹孔与其中心轴线的距离，以便操作人员固定轴承外圈541。本实施例中，外圈上开设有48个螺纹孔，工艺孔22的数量为6个，操作人员在拧内六角螺栓时，只需转动7次即可完成所有内六角螺栓的拧紧。轴承外圈541下表面上固定有钢栅尺，本实施例中，钢栅尺选用德国amo公司生产的圆形钢栅尺，钢栅尺与控制器电连接，用于实时监测转台2转动的角度，并将信号传输至控制器中，便于控制器执行加工命令，达到精确控制转台2转动角度的目的。

如图1所示，转台2中部开设有圆形的导向孔21，轴承座12中部开口处设有导向筒66，导向筒66为圆筒形，且导向筒66外侧壁与导向孔21内侧壁通过键连接卡紧。导向筒66顶部边缘还设有圆锥面，以此便于导向筒66与导向孔21的安装。结合图3所示，导向筒66为升降机构的一部分，升降机构还包括升降电机61、升降丝杠62、传动箱63和升降筒64。升降电机61位于基仓座1内并与控制器电连接，传动箱63位于升降电机61下侧，且升降电机61的输出轴向下延伸入传动箱63内。升降丝杠62的底部亦延伸入传动箱63内，传动箱63内部带有齿轮传动组件，以此实现升降电机61与升降丝杠62之间的传动连接，达到减速和传动的目的。升降筒64为圆筒形，套设在升降丝杠62顶部并与升降丝杠62螺纹配合；升降筒64顶部设有一个圆形的连接盘65，连接盘65的中部与升降筒64顶部固定，连接盘65的上表面边缘与导向筒66底部固定。当升降电机61启动时，带动升降丝杠62转动，以此带动升降筒64在升降丝杠62上进行上下移动，进而带动导向筒66和转台2升降，实现了对左切削臂3和右切削臂4高度的调节，便于进行镗铣加工。转台2上还设有一个顶盖23，顶盖23为圆筒形，顶盖23开口的一端与导向孔21顶部卡接，且顶盖23外侧壁上一体成型有环形的凸缘，凸缘将顶盖23与导向孔21之间的缝隙遮盖，以此起到隔绝、防护作用。

如图1、图3所示，基仓座1内还设有两个承重液压缸68111，两个承重液压缸68111底部与基仓座1内底面固定，顶部与中心筒11内顶面抵触，用于平衡转台2和中心筒11的重量，避免升降机构受压过大而损坏。转台2、基仓座1和中心筒11上均开设有减重孔以减轻承重液压缸68111的负重。

中心筒11的外侧壁上还设有两个竖直滑轨69，竖直滑轨69顶部与轴承座12下表面固定，侧面与中心筒11外侧壁滑移连接，且每一竖直滑轨69上滑移配合有两个竖直滑块691，竖直滑块691背对中心筒11的一侧与基仓座1通过法兰连接。

本实施例的实施原理为：当工件需要进行加工时，操作人员只需将加工工序编写成程序语言并输入控制器中，控制器控制转动机构和升降机构运转，并控制左切削臂3和右切削臂4上的刀具运动，以此进行加工。上述过程中，由轴承内圈543和轴承外圈541组合成复合轴承组件54能够适应转台2的重量，增强了复合轴承组件54的耐磨性能，延长了复合轴承组件54使用寿命。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。