[发明专利]微型多功能复合加工中心

说明书

技术领域

本发明属于数控机床领域，具体地说，涉及一种微型多功能复合加工中心。

背景技术

加工中心是高度自动化的机械加工设备，其特点为：具备刀库，可以完成自动换刀工作，工件一次装夹后，根据事先编制好的数控加工程序，机床可以自动选择加工方式、更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完成多种工序，减少了工件装夹、测量和机床调整等辅助工序时间。

现有技术中的加工中心设备多是为工业生产加工而设计，其体积庞大，重达数吨，普通的家庭制造爱好者，或者学校实验室，一般无法提供工业加工中心所需的空间与地基要求；供电必须使用三相动力电，即使安装了变相设备，工业加工中心的功率也非照明电源所能承受；工业加工中心的设计目的是为生产使用，其结构特点为高效率，高稳定性，机床的功能越多，其效率与稳定性就越差，因此工业加工中心功能往往较为单调。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种微型多功能复合加工中心，要求体积小、重量轻、支持照明电源、功能丰富满足各种加工需求。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种微型多功能复合加工中心。其特点为：专为家庭或教学以及小零件快速打样设计；其外形体积小，最大外形尺寸仅1.2米，重量轻，整体重量约280KG，随处皆可放置，可以在楼房上使用；功耗低，可直接使用照明电源供电；功能极其丰富，结构灵活可控，含刀库，可自动换刀，拥有两个主轴，五个自由度，可实现五轴联动，可完成车削、铣削、镗削、刨削、磨削、插削、钻削、攻丝、滚齿等加工工艺。

本发明的技术方案为：一种微型多功能复合加工中心，包括刀库、数控系统、两个主轴、三个自由度进给轴、两个自由度旋转轴。所述两个主轴，其一为可受刀库操作完成自动换刀的刀具主轴，另一主轴为装夹工件进行车削加工的工件主轴，另外此主轴还作为机床旋转轴的A轴使用。

所述刀库安装在机床正面，主轴箱正前方最高点位置，其自动刀具交换装置机械臂纵向布置在机床右侧。

所述数控系统安装在机床右侧，通过两段连杆机构连接，可在连杆机构运动范围内自由活动，并可使用锁紧把手锁紧该机构使数控系统位置固定。

所述三个自由度进给轴，分别为X轴、Y轴、Z轴，其空间分布为：Y轴安装在机床底座上，运动部件为X轴滑枕；X轴安装在X轴滑枕上，运动部件为机床工作台；Z轴安装在机床立柱上，机床立柱安装在机床底座上，Z轴的运动部件为旋转轴B轴涡轮箱。

所述两个自由度旋转轴，分别为A轴和B轴，其中A轴同时作为车削主轴使用，采用大功率大惯量伺服电机直驱，高速时可完成车削加工，低速时可做联动铣削，分度等功能；A轴与其配对的尾坐作为分体的组件，可以安装在工作台上进行工作，也可拆除增加工作台空间和机床X轴行程，A轴组件上设有定位机构，确保其拆装后位置精度可靠。

所述B轴安装在B轴涡轮箱上，B轴涡轮箱内含两只蜗杆，一为左旋，一为右旋，一个涡轮，两只蜗杆同时与涡轮啮合，使用一台伺服电机驱动其中一只蜗杆，同步带经过同步轮连接两个蜗杆使其同步，其中一个同步轮使用卷簧与蜗杆连接。

所述B轴与B轴涡轮箱之间使用一圆锥面连接，B轴运动面为一锥形运动体，其固定体为一锥环，使用16只螺钉连接锥环与B轴涡轮箱，其中8只固定螺钉，8只顶起螺钉，两者交替分布。

本机床所使用车刀、刨刀、插刀等刀柄为自行设计，其特点为刀刃中心点过刀柄轴线。

本发明的工作过程如下： 

本机床第一实施例，作为常见普通三轴数控加工中心使用，即只启用本机床刀库，机床运动轴X轴、Y轴、Z轴，即可实现此工作，如工作台空间不足，亦可拆除车削主轴与尾坐来增加工作台空间。

本机床第二实施例，作为常见普通四轴数控加工中心使用，即在第一实施例的基础上，再启用A轴，即可实现此工作。

本机床第三实施例，作为第四轴为B轴的四轴数控加工中心使用，即在第一实施例的基础上，再启用B轴，即可完成此工作。

本机床第四实施例，作为五轴联动数控加工中心使用，即在第一实施例的基础上，再启用A轴、B轴，即可实现此工作。

本机床第五实施例，作为车削加工中心使用，即启用本机床刀库7，机床运动轴X轴、Y轴、Z轴、车削主轴、B轴，在机床主轴上装入车刀刀柄，车削主轴上装夹工件，X轴与Z轴联动即可完成车外圆、车端面等工作，B轴旋转90度使刀柄与车削主轴轴线平行，即可实现车内圆工作，还可使用多轴联动完成复杂型面的车削工作。