CN110000415A - 一种高速铣床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速铣床，包括能控制工作台沿着X轴方向移动的第一移送机构、能控制机头沿着Y轴方向移动的第二移送机构、能控制机头沿着Z轴方向移动的第三移送机构和线性导轨，机头通过平衡气缸和平衡杆来控制平衡，机头设置于主轴箱上，平衡杆和平衡气缸位于主轴箱的两侧，主轴箱的两侧还成对设置有Z轴线性导轨且这两个Z轴线性导轨与两平衡杆均在同一竖直平面上。本发明的高速铣床结构牢固，且铣床的机头部分平衡性能好，在机头高速转速达8000‑16000转的情况下，机床上的铣刀依然能平稳运作。

Description

一种高速铣床

技术领域

本发明涉及一种高速铣床。

背景技术

铣床主要指用铣刀对工件多种表面进行加工的机床。通常铣刀以旋转运动为主运动，工件和铣刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用，简单来说，铣床可以对工件进行铣削、钻削和镗孔加工的机床，而现有的铣床的铣刀的转速通常在4000-5000转。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种铣刀转速能到达8000-16000转的高速铣床。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 一种高速铣床，包括能控制工作台沿着X轴方向移动的第一移送机构、能控制机头沿着Y轴方向移动的第二移送机构、能控制机头沿着Z轴方向移动的第三移送机构和线性导轨，机头通过平衡气缸和平衡杆来控制平衡，线性导轨包括X轴线性导轨、Y轴线性导轨和Z轴线性导轨，X轴线性导轨、Y轴线性导轨和Z轴线性导轨分别能在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向控制第一移送机构、第二移送机构和第三移送机构沿着直线运动，机头设置于主轴箱上，平衡杆和平衡气缸位于主轴箱的两侧，主轴箱的两侧还成对设置有Z轴线性导轨且这两个Z轴线性导轨与两平衡杆均在同一竖直平面上。

进一步的，主轴箱的顶部两侧对称设置有连接件，连接件通过平衡杆与平衡气缸连接，平衡杆一端与平衡气缸固定连接，另一端与连接件活动连接，平衡杆上还套设有平衡块，平衡杆能在平衡块上沿着Z轴方向来回移动，平衡块的底面与滑鞍相抵。

进一步的，第一移送机构设置在底座上，第一移送机构包括第一驱动电机和X轴丝杆，工作台的底部设置有滑座，滑座与X轴丝杆连接用于控制工作台沿着X轴方向水平移动，滑座的两侧设置有X轴线性导轨，底座上设置有X轴滑槽，X轴线性导轨能沿着X轴滑槽滑动。

进一步的，第二移送机构包括第二驱动电机和Y轴丝杆，机头安装于滑鞍上，滑鞍与第二移送机构连接, Y轴线性导轨设置于横梁上，滑鞍上设置有Y轴滑槽，Y轴线性导轨能沿着Y轴滑槽滑动，滑鞍上设置有与横梁的上表面和侧面的Y轴线性导轨相对应的Y轴滑槽，使得滑鞍在水平方向上和竖直方向上均通过Y轴线性导轨导向连接。

进一步的，工作台的表面间隔设置有多个相互平行的T型槽，T型槽能与第一加工板或第二加工板连接。

进一步的，平衡块的上表面设置有阶梯状的凸台，平衡杆从该凸台穿出。

进一步的，连接件上设置有连接柱，平衡杆的端部设置有连接环，连接柱和连接环活动连接，连接环的下方设置有能与凸台顶面相抵的凸环。

进一步的，滑座的两侧间隔设置有X轴线性导轨。

进一步的，底座上还设置有废料槽，废料槽设置在对应第一移送机构的长度方向上且位于工作台长度方向的侧边缘的下方。

进一步的，主轴箱内部镂空，机头和旋转电机均安装于主轴箱内部，主轴箱的外表面设置有矩形槽，主轴箱的侧面设置有加强筋。

综上所述，本发明的高速铣床结构牢固，且铣床的机头部分平衡性能好，在机头高速转速达8000-16000转的情况下，机床上的铣刀依然能平稳运作。

附图说明

图1为本发明的立体图结构示意图。

图2为本发明的结构主视示意图。

图3为本发明的结构侧视示意图。

图4为本发明的俯视结构示意图。

图5为本发明的滑鞍、第三移送机构和主轴箱配合结构示意图。

图6为本发明的A处结构放大示意图。

图7为本发明的B处结构放大结构示意图。

图8为本发明的C处结构放大示意图。

图9为本发明的工作台和第一加工板结构示意图。

图10为本发明的工作台和第二加工板结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1-10所示，一种高速铣床包括能控制工作台4沿着X轴方向移动的第一移送机构1、能控制机头51沿着Y轴方向移动的第二移送机构2、能控制机头51沿着Z轴方向移动的第三移送机构3和线性导轨8，机头51上设置有用于平衡机头51的平衡气缸71，线性导轨8包括X轴线性导轨81、Y轴线性导轨82和Z轴线性导轨83，X轴线性导轨81、Y轴线性导轨82和Z轴线性导轨83分别能在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向控制第一移送机构1、第二移送机构2和第三移送机构3沿着直线运动。

底座61上设置有第一移送机构1，第一移送机构1包括第一驱动电机11和X轴丝杆12，工作台4的底部设置有滑座41，滑座41与X轴丝杆12连接用于控制工作台4沿着X轴方向水平移动，滑座41的两侧设置有X轴线性导轨81，底座61上设置有X轴滑槽64，X轴线性导轨81能沿着X轴滑槽64滑动，用来确保工作台4的水平直线运动。通过丝杆传动实际上是一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动，电动机经齿轮减速后，带动一对丝杆螺母，把电机的旋转运动变成直线运动，利用电动机正反转完成推杆动作，而一对丝杆螺母配合其精度要求较高，要求丝杆和螺母的中心点均处于同一直线上，才能精准的保证其一直在做直线往复运动，从而确保工作台4也一直在做直线往复运动，为了保证丝杆和螺母的中心点均处于同一直线上，线性导轨8就能保证其导向性能，而两侧设置的X轴线性导轨81，就能进一步的保证其方向。为了减小X轴线性导轨81和X轴滑槽64的摩擦力，使得第一移送机构1能更为省力的在X轴方向上一直做直线往复运动，滑座41的两侧间隔设置有X轴线性导轨81。

底座61上还设置有废料槽67，废料槽67设置在对应第一移送机构1的长度方向上且位于工作台4长度方向的侧边缘的下方，废料槽67用于能够回收加工工件后剩余的废料，便于清洁和整理工作台4。另外，工作台4的表面间隔设置有多个相互平行的T型槽42，T型槽42不仅能固定加工所用的模具或工件，也能用于与第一加工板43或第二加工板44连接。具体的说，工作台4上有三种工作方式：第一种，T型槽42直接与加工所用的模具或工件连接，加工所用的模具或工件通过T型槽42固定于工作台4上，确保在铣床在加工工件时，工件的稳定性能；第二种，如图9所示，T型槽42上设置有第一加工板43，第一加工板43是一整块设置有多个圆形通孔的板，第一加工板43能增加一种工作台4与加工所用的模具或工件的连接方式，且将代加工的工件被架空，更利于散热；第三种，如图10所示，T型槽42上设置有多个第二加工板44，每个第二加工板44的底部与一条T型槽42连接且相邻的两个第二加工板44之间存在间隙,不仅可以增加工作台4的高度，也能增加散热性能，减少工件与工作台4面板的摩擦力。

底座61的侧边设置有两立柱62，两立柱62通过横梁63连接，第二移送机构2设置于横梁63上，第二移送机构2包括第二驱动电机21和Y轴丝杆22，也即是Y轴丝杆22与X轴丝杆12是相互垂直的，机头51安装于滑鞍9上，滑鞍9与第二移送机构2连接，即机头51就能沿着Y轴方向移动。横梁63上设置有Y轴线性导轨82，滑鞍9上设置有Y轴滑槽65，Y轴线性导轨82能沿着Y轴滑槽65滑动，用来确保滑鞍9的水平直线运动，具体的说，横梁63的上表面和侧面均设置有Y轴线性导轨82，滑鞍9上设置有与横梁63的上表面和侧面的Y轴线性导轨82相对应的Y轴滑槽65，使得滑鞍9在水平方向上和竖直方向上均通过Y轴线性导轨82导向连接，增大了横梁63与滑鞍9的接触面积，从而加强二者的连接强度，而且在水平方向上和竖直方向上均有导向作用。由于第二移送机构2位于两Y轴线性导轨82之间，就能进一步的确保第二移送机构2能把机头51沿着Y轴水平移动。作为优选的，Y轴线性导轨82、横梁63和立柱62均为镂空的结构，Y轴线性导轨82、横梁63和立柱62上表面设置有多个通孔，这种设计能降低其重量，减小材料成本。

滑鞍9上安装有第三移送机构3、主轴箱52和机头51，机头51和主轴箱52均能在第三移送机构3的控制下沿着Z轴方向来回移动，主轴箱52上设置有用于控制机头51平衡的平衡气缸71和用于控制机头51导向的Z轴线性导轨83。由于机头51安装在主轴箱52上，机头51能在旋转电机57的带动下转动，而机头51上往往安装有铣刀，通常加工零部件都是通过铣刀的转动而对代加工的零部件加工，而在加工这个过程中铣刀高速转动，主轴箱52则会承受较大的反作用力，而零件加工需机头的平衡性能要求高，因此本实施例针对平衡问题设计了双重保护。第一种保护是通过平衡气缸71能给予主轴箱52一个承接的力，就既能给予主轴箱52向上的作用力，也能给予主轴箱52向下的作用力，能够根据实际情况调整主轴箱52的左右平衡问题。而第二重保护则是Z轴线性导轨83，Z轴线性导轨83主要是对机头51起到导向作用力，特别是由于第三移送机构3包括第三驱动电机31和Z轴丝杆32，而通过丝杆传动实际上是一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动，电动机经齿轮减速后，带动一对丝杆螺母，把电机的旋转运动变成直线运动，利用电动机正反转完成推杆动作，而一对丝杆螺母配合其精度要求较高，要求丝杆和螺母的中心点均处于同一直线上，才能精准的保证其一直在做直线往复运动，从而确保机头51也一直在做直线往复运动，为了保证丝杆和螺母的中心点均处于同一直线上，Z轴线性导轨83就能保证其导向性能。

主轴箱52的顶部两侧对称设置有Z字形的连接件53，连接件53通过平衡杆54与平衡气缸71连接，平衡杆54一端与平衡气缸71固定连接，另一端与连接件53活动连接，也就是连接件53上设置有连接柱，平衡杆54的端部设置有连接环56，连接柱和连接环56活动连接，连接环56能以连接柱为中心转动，也就是平衡杆54也能以连接柱为中心转动。平衡杆54上还套设有平衡块55，平衡杆54能在平衡块55上沿着Z轴方向来回移动，平衡块55的底面与滑鞍9相抵，平衡块55能保证平衡气缸71推动平衡块55运动时的受力方向是沿着Z轴方向的。作为优选的，平衡块55的上表面设置有阶梯状的凸台551，平衡杆54从该凸台551穿出，连接环56的下方设置有能与凸台551顶面相抵的凸环552，凸台551的设计增大了平衡杆54与平衡块55的接触面积，更好的保证平衡杆54的受力运动方向。连接件53为Z字形，靠近主轴箱52的一侧设置有加强版521，远离主轴箱52的一侧设置有防撞斜面522，加强版521用于加强连接件53的牢固度，使得连接件53能够承受更大的平衡气缸71产生的力的作用，而防撞斜面522则可以与平衡块55配合从而控制平衡杆54能转动的最大角度。

由于第三移送机构3的一对丝杆螺母配合其精度要求较高，平衡气缸71与Z轴线性导轨83起到了双重保护的平衡及导向的作用，确保微量进给之准确性及加工之精度。主轴箱52的两侧设置有用于控制机头51平衡的平衡杆54和平衡气缸71，主轴箱52的两侧成对设置有Z轴线性导轨83且这两个Z轴线性导轨83与两平衡杆54均在同一竖直平面上，能使得平衡气缸71与Z轴线性导轨83起到了最大程度的双重保护的平衡及导向的作用。主轴箱52的内表面也成对设置有Z轴线性导轨83，主轴箱52的内表面指的是与主轴箱52的两侧相互垂直且靠近滑鞍9内部的一个面，滑鞍9上设置有与这两对Z轴线性导轨83相互配合的Z轴滑槽66。为了便于观察主轴箱52相对滑鞍9的高度关系或者增加其灵活性，Z轴线性导轨83上设置有间隔均匀的油孔831。油孔831内可加入润滑油，油孔831通过硅胶盖过盈配合密封油孔，而润滑油可使得Z轴线性导轨83与Z轴滑槽66滑动更为灵活。

Z轴线性导轨83的侧边设置有凹部，Z轴滑槽66上设置有凸部，凸部能沿着凹部滑动，从而进一步的保证其导向性能的稳定。由于在加工过程中铣刀的转动会对主轴箱52产生较大反作用力，因此，针对机头51和旋转电机57的安装有着较高的要求。为了减小主轴箱52的重量，主轴箱52内部镂空，机头51和旋转电机57均固定安装于主轴箱52内部，而主轴箱52的外表面（即与主轴箱51内表面相对应的一个面）设置有开窗58，为增加主轴箱52牢固度，主轴箱52的侧面设置有加强筋。

实施例2：

实施例2与实施例1的区别在于：机头51和旋转电机57能升降装置的控制下在主轴箱52内上下移动 ，这样子也就是实现了在Z轴方向上有两个可上下调节的的装置，而两组可上下调节的装置能够满足不同精度的加工需求，也就是主轴箱52能在第三移送机构3控制下上下移动，从而带动机头51上下调节，另外，机头51本身也能在主轴箱52内上下移动，当然无论何时机头上安装的铣刀均有露出主轴箱52的表面。当加工的工件的精度要求比较小的时候，只需要调节机头51相对于主轴箱52的位置即可，当要求加工的工件的精度要求较高，则可通过丝杆调节主轴箱52的位置来确保精度的准确定。

另外，主轴箱52的外表面上设置有开窗58, 开窗58包括检修窗581和档位窗582，检修窗581的面积大于档位窗582的面积；档位窗582可用于对机头51和旋转电机57的检修，而档位窗582则可以观察机头51相对于主轴箱52运动的高度。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种高速铣床，其特征在于：包括能控制工作台（4）沿着X轴方向移动的第一移送机构（1）、能控制机头（51）沿着Y轴方向移动的第二移送机构（2）、能控制机头（51）沿着Z轴方向移动的第三移送机构（3）和线性导轨（8），机头（51）通过平衡气缸（71）和平衡杆（54）来控制平衡，线性导轨（8）包括X轴线性导轨（81）、Y轴线性导轨（82）和Z轴线性导轨（83），X轴线性导轨（81）、Y轴线性导轨（82）和Z轴线性导轨（83）分别能在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向控制第一移送机构（1）、第二移送机构（2）和第三移送机构（3）沿着直线运动，机头（51）设置于主轴箱（52）上，平衡杆（54）和平衡气缸（71）位于主轴箱（52）的两侧，主轴箱（52）的两侧还成对设置有Z轴线性导轨（83）且这两个Z轴线性导轨（83）与两平衡杆（54）均在同一竖直平面上。

2.根据权利要求1所述一种高速铣床，其特征在于：所述主轴箱（52）的顶部两侧对称设置有连接件（53），连接件（53）通过平衡杆（54）与平衡气缸（71）连接，平衡杆（54）一端与平衡气缸（71）固定连接，另一端与连接件（53）活动连接，平衡杆（54）上还套设有平衡块（55），平衡杆（54）能在平衡块（55）上沿着Z轴方向来回移动，平衡块（55）的底面与滑鞍（9）相抵。

3.根据权利要求1所述一种高速铣床，其特征在于：所述第一移送机构（1）设置在底座（61）上，第一移送机构（1）包括第一驱动电机（11）和X轴丝杆（12），工作台（4）的底部设置有滑座（41），滑座（41）与X轴丝杆（12）连接用于控制工作台（4）沿着X轴方向水平移动，滑座（41）的两侧设置有X轴线性导轨（81），底座（61）上设置有X轴滑槽（64），X轴线性导轨（81）能沿着X轴滑槽（64）滑动。

4.根据权利要求1所述一种高速铣床，其特征在于：所述第二移送机构（2）包括第二驱动电机（21）和Y轴丝杆（22），机头（51）安装于滑鞍（9）上，滑鞍（9）与第二移送机构（2）连接,Y轴线性导轨（82）设置于横梁（63）上，滑鞍（9）上设置有Y轴滑槽（65），Y轴线性导轨（82）能沿着Y轴滑槽（65）滑动，滑鞍（9）上设置有与横梁（63）的上表面和侧面的Y轴线性导轨（82）相对应的Y轴滑槽（65），使得滑鞍（9）在水平方向上和竖直方向上均通过Y轴线性导轨（82）导向连接。

5.根据权利要求1所述一种高速铣床，其特征在于：所述工作台（4）的表面间隔设置有多个相互平行的T型槽（42），T型槽（42）能与第一加工板（43）或第二加工板（44）连接。

6.根据权利要求2所述一种高速铣床，其特征在于：所述平衡块（55）的上表面设置有阶梯状的凸台（551），平衡杆（54）从该凸台（551）穿出。

7.根据权利要求2所述一种高速铣床，其特征在于：所述连接件（53）上设置有连接柱，平衡杆（54）的端部设置有连接环（56），连接柱和连接环（56）活动连接，连接环（56）的下方设置有能与凸台（551）顶面相抵的凸环（552）。

8.根据权利要求3所述一种高速铣床，其特征在于：所述滑座（41）的两侧间隔设置有X轴线性导轨（81）。

9.根据权利要求3所述一种高速铣床，其特征在于：所述底座（61）上还设置有废料槽（67），废料槽（67）设置在对应第一移送机构（1）的长度方向上且位于工作台（4）长度方向的侧边缘的下方。

10.根据权利要求2所述一种高速铣床，其特征在于：所述主轴箱（52）内部镂空，机头（51）和旋转电机（57）均安装于主轴箱（52）内部，主轴箱（52）的外表面设置有矩形槽（58），主轴箱（52）的侧面设置有加强筋。