CN218081636U - 高低速组合动力头及车铣复合加工中心 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高低速组合动力头及车铣复合加工中心，属于机床设备附件技术领域，动力头包括刀座及高速刀轴和低速刀轴，高速刀轴和低速刀轴并列设于刀座上，低速刀轴由低速电机驱动，高速刀轴由高速电机驱动，操作人员可以根据需要自由切换，适用于不同类型的零件，使用方便，能够提高加工效率。车铣复合加工中心包括机身及其上方的主轴箱、X轴滑台及Z轴滑台，高低速组合动力头设于X轴滑台上，X轴滑台通过X轴移动机构在Z轴滑台上移动；Z轴滑台通过Z轴移动机构在机身上移动。本实用新型通过低速刀轴来适应攻牙等阻力大、精度要求不高的加工工艺；高速刀轴来适应倒角加工等阻力不大、精度要求高的加工工艺，操作灵活方便。

Description

高低速组合动力头及车铣复合加工中心

技术领域

本实用新型属于机床设备附件技术领域，尤其涉及一种高低速组合动力头及车铣复合加工中心。

背景技术

动力头也称动力刀座，是能实现主运动和进给运动，并且有自动工件循环的动力部件。因此，动力头常常被应用在铣床或者车铣复合加工中心上，用于驱动刀具旋转。

目前，现有动力头通常只能以单一的速率驱动刀具旋转，当加工不同工艺要求的零件时，需要更换不同速率的动力头，操作十分不便。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高低速组合动力头及车铣复合加工中心，旨在解决现有动力头仅能以单一速度驱动刀具旋转的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种高低速组合动力头，包括刀座及用于安装刀具的高速刀轴和低速刀轴，所述高速刀轴和低速刀轴均水平设置于刀座上，所述高速刀轴和低速刀轴并列设置，所述低速刀轴由低速电机驱动，所述高速刀轴由高速电机驱动。

优选的，所述高速刀轴和低速刀轴均为多个，多个高速刀轴及多个低速刀轴呈竖向两列设置；多个低速刀轴通过驱动部件与低速电机相连，所述高速电机与高速刀轴的数量相等，所述高速电机的输出轴与高速刀轴同轴相连。

优选的，所述驱动部件包括若干个自上至下依次啮合的传动齿轮，多个低速刀轴与对应的传动齿轮同轴固定；所述低速电机通过传动组件驱动传动齿轮及低速刀轴旋转。

优选的，所述传动组件包括联轴器和多个从动齿轮，所述从动齿轮与传动齿轮通过传动轴相连；所述低速电机的输出轴通过联轴器与其中一个从动齿轮的转轴相连，上下相邻的传动轴通过相互啮合的从动齿轮驱动。

优选的，所述传动组件包括联轴器和多个皮带轮，所述皮带轮通过传动轴与传动齿轮一一对应相连，所述皮带轮通过皮带与主动带轮相连，所述低速电机的输出轴通过联轴器与主动带轮的转轴相连。

本实用新型还提供一种车铣复合加工中心，包括机身、主轴箱、X轴滑台及Z轴滑台，所述主轴箱、X轴滑台及Z轴滑台均设置于机身上，所述高低速组合动力头设置于X轴滑台上，所述X轴滑台与Z轴滑台之间设有X轴移动机构，所述X轴移动机构用于驱动X轴滑台在Z轴滑台上沿X轴方向移动；所述Z轴滑台设置于机身上，所述Z轴滑台与机身之间设有Z轴移动机构，所述Z轴移动机构用于驱动Z轴滑台在机身上沿Z轴方向移动；所述主轴箱的主轴末端设有能够夹持工件的卡盘座。

优选的，所述刀座通过B轴旋转机构与X轴滑台相连，所述B轴旋转机构包括旋转电机和转台，所述旋转电机的输出轴与转台同轴设置、且通过驱动组件驱动转台旋转，所述高低速组合动力头设置于转台上，所述旋转电机设置于X轴滑台内。

优选的，所述驱动组件包括外齿轮及与之啮合的内齿轮，所述内齿轮设置于转台的中心孔内。

优选的，所述X轴移动机构及Z轴移动机构的结构相同，均包括驱动电机、丝杆、丝杆螺母、滑块和导轨，所述丝杆由驱动电机驱动，所述丝杆螺母与丝杆配合，所述滑块与导轨滑动配合；所述X轴移动机构的导轨设置于Z轴滑台上、丝杆螺母及滑块均设置于X轴滑台的底部，所述X轴移动机构的驱动电机设置于Z轴滑台的上端顶部；所述Z轴移动机构的导轨设置于机身上、丝杆螺母及滑块均设置于Z轴滑台的底部，所述Z轴移动机构的驱动电机设置于机身的右侧。

优选的，所述机身的顶部设有底座，所述底座的上表面朝向前侧倾斜，所述底座的左端顶部设有支架，所述主轴箱通过Y轴升降机构设置于支架上，所述Z轴滑台及Z轴移动机构设置于支架右侧的底座上。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于： 与现有技术相比，本实用新型通过在刀座上安装高速刀轴和低速刀轴，低速刀轴由低速电机驱动，旋转速率低（3-4千转），但力量大，适合用于攻牙等阻力大、精度要求不高的加工工艺；高速刀轴由高速电机驱动，旋转速率高达1-2万转，适合用于倒角加工等阻力不大、精度要求高的加工工艺。采用本实用新型能够加工不同工艺要求的产品，无需频繁更换不同速率的动力头，操作人员可以根据需要自由切换，适用于不同类型的零件，使用方便，能够提高加工效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例提供的一种高低速组合动力头的结构示意图；

图2是图1中高低速组合动力头的立体图；

图3是图2中高低速组合动力头的背面结构图；

图4是本实用新型实施例提供的一种车铣复合加工中心的结构示意图；

图5是图4中车铣复合中心的背面结构示意图；

图6是图4中车铣复合中心的左侧视图；

图7是图4中主轴箱及Y轴升降机构的结构示意图；

图8是图7中主轴箱及Y轴升降机构的背面结构图；

图中：1-机身，2-主轴箱，3-高低速组合动力头，31-刀座，32-高速刀轴，33-低速刀轴，34-低速电机，35-传动齿轮，36-高速电机，37-传动轴；4-主轴，5-X轴滑台，6-Z轴滑台，7-旋转电机，8-转台，9-驱动电机，10-丝杆，11-丝杆螺母，12-滑块，13-导轨，14-支架，15-收集槽，16-底座，17-主轴输入轮，18-卡盘座,19-护板，20-导轨座，21-排屑口，22-刀具架。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1-3，本实用新型提供的一种高低速组合动力头，所述高低速组合动力头3包括刀座31及用于安装刀具的高速刀轴32和低速刀轴33，所述高速刀轴32和低速刀轴33均水平设置于刀座31上，所述高速刀轴32和低速刀轴33并列设置，所述低速刀轴33由低速电机34驱动，所述高速刀轴32由高速电机36驱动。其中，所述高速刀轴32和低速刀轴33均为多个，多个高速刀轴32及多个低速刀轴33呈竖向两列设置；多个低速刀轴33通过驱动部件与低速电机34相连，所述高速电机36与高速刀轴32的数量相等，所述高速电机的输出轴与高速刀轴32同轴相连。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图2所示，所述驱动部件包括若干个自上至下依次啮合的传动齿轮35，多个低速刀轴33与对应的传动齿轮35同轴固定；所述低速电机34通过传动组件驱动传动齿轮35及低速刀轴33旋转。

具体制作时，所述传动组件包括联轴器和多个从动齿轮（图中未画出），所述从动齿轮与传动齿轮35通过传动轴37相连；所述低速电机34的输出轴通过联轴器与其中一个从动齿轮的转轴相连，上下相邻的传动轴37通过相互啮合的从动齿轮驱动。

在另外一个具体实施例中，所述传动组件包括联轴器和多个皮带轮（图中未画出），所述皮带轮通过传动轴37与传动齿轮35一一对应相连，所述皮带轮通过皮带与主动带轮相连，所述低速电机34的输出轴通过联轴器与主动带轮的转轴相连。

参见图4-8，本实用新型还提供一种车铣复合加工中心，包括机身1、主轴箱2、X轴滑台5及Z轴滑台6，所述主轴箱2、X轴滑台5及Z轴滑台6均设置于机身1上，所述高低速组合动力头3设置于X轴滑台5上，所述X轴滑台5与Z轴滑台6之间设有X轴移动机构，所述X轴移动机构用于驱动X轴滑台5在Z轴滑台6上沿X轴方向移动；所述Z轴滑台6设置于机身1上，所述Z轴滑台6与机身1之间设有Z轴移动机构，所述Z轴移动机构用于驱动Z轴滑台6在机身1上沿Z轴方向移动；所述主轴箱2的主轴末端设有能够夹持工件的卡盘座18。凡是含有上述高低速组合动力头的车铣复合加工中心，均在本实用新型的保护范围之内。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图1、4所示，所述刀座31通过B轴旋转机构与X轴滑台5相连，所述B轴旋转机构包括旋转电机7和转台8，所述旋转电机7的输出轴与转台8同轴设置、且通过驱动组件驱动转台8绕B轴旋转，所述高低速组合动力头3设置于转台8上，所述旋转电机7设置于X轴滑台5内。

具体制作时，所述驱动组件包括外齿轮及与之啮合的内齿轮，所述内齿轮设置于转台8的中心孔内。通过旋转电机驱动外齿轮旋转，外齿轮带动内齿轮及转台旋转，进而带动组合动力头的刀座旋转。

作为一种优选结构，所述X轴移动机构及Z轴移动机构的结构相同，均包括驱动电机9、丝杆10、丝杆螺母11、滑块12和导轨13，所述丝杆10由驱动电机9驱动，所述丝杆螺母11与丝杆10配合，所述滑块12与导轨13滑动配合；所述X轴移动机构的导轨13设置于Z轴滑台6上、丝杆螺母11及滑块12均设置于X轴滑台5的底部，所述X轴移动机构的驱动电机9设置于Z轴滑台6的上端顶部；所述Z轴移动机构的导轨13设置于机身1上、丝杆螺母11及滑块12均设置于Z轴滑台6的底部，所述Z轴移动机构的驱动电机9设置于机身1的右侧。

进一步优化上述技术方案，如图4-6所示，所述机身1的顶部设有底座16，所述底座16的上表面朝向前侧倾斜，所述底座16的左端顶部设有支架14，所述主轴箱2通过Y轴升降机构设置于支架14上，所述Z轴滑台6及Z轴移动机构设置于支架14右侧的底座16上。同时，Y轴升降机构与上述X轴移动机构及Z轴移动机构的结构相同， Y轴升降机构的导轨13及主轴箱2均设置于机身1前端的支架14上，所述主轴箱2及滑块12均固定于Y轴滑台上，所述Y轴滑台与支架14上的导轨13滑动配合，所述Y轴升降机构的驱动电机9设置于支架14的顶部。通过驱动电机驱动丝杆旋转，随着丝杆的旋转带动主轴箱2沿着Y轴方向移动、X轴滑台5沿着X轴方向移动及Z轴滑台6沿着Z轴方向移动，进而能够控制主轴的平移及高低速组合动力头的平移，且三个移动方向相互垂直，能够实现车铣复合加工。

如图4-6所示，所述机身1的前侧设有用于容纳金属屑的收集槽15，并在收集槽的右侧机身侧壁上设置排屑口21，方便及时将加工过程中收集的金属屑排出；所述机身1的后侧顶部设有朝向前侧倾斜的底座16，所述支架14垂直设置于底座16的左端，所述主轴箱2的箱体设置于支架14上；所述Z轴滑台6设置于底座16的右侧，所述Z轴移动机构的导轨13设置于底座16的斜面上、驱动电机9设置于底座16的右端。具体制作时，底座的倾斜度可采用45°设计，还可将底座与机身采用分体装配式结构，这样方便加工制作。采用该结构能够实现支架与X轴滑台及Z轴滑台垂直的目的。

进一步优化上述技术方案，如图6所示，支架的底部可通过开口向下的U型安装座固定在底座上，这样设计方便根据实际需要调整支架在底座上的位置。同时，为了方便在加工过程中随时更换刀具，可在X轴滑台的前侧位置固定一个刀具架22。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图4、5所示，所述主轴箱2包括动力部件和主轴输入轮17，所述动力部件包括传动机构及主轴4，所述传动机构设置于支架14内部，所述主轴输入轮17设置于支架14的外部、且由主电机（图中未画出）驱动，主轴输入轮可采用皮带轮，主轴的旋转是靠外接皮带和主电机进行驱动的；所述主轴4与传动机构的输出端相连，所述主轴4设置于支架14朝向组合动力头3的一侧，所述主轴4的末端与卡盘座相连。为了满足轻量化设计要求，支架采用框架式结构，可在支架的前后两侧边框上设计导轨座20，将导轨13安装在导轨座20的侧面上。

进一步优化上述技术方案，如图7、8所示，在卡盘座18的底部设置护板19，借助护板能够对支架内部进行遮挡，能够避免加工过程中的金属屑飞溅进入支架及主轴箱内，对内部的动力部件及Y轴升降机构起到保护作用。

采用上述技术方案，在主轴末端夹持零件，高低速组合动力头上固定不同刀具。加工时，零件和刀具同时旋转，实现车铣复合的效果。通过Y轴升降机构能够起到主轴在Y轴方向上的升降，通过B轴旋转机构实现组合动力头在X轴滑台上的旋转，利用X轴移动机构及Z轴移动机构实现组合动力头在X轴及Z轴方向上的平移，可以实现四轴、四轴半、五轴联动三种加工方式：

四轴联动是指B轴的转台不旋转，刀具朝向主轴进行加工，这种是最传统的加工方式；

四轴半联动是指B轴的转台旋转，调整刀具至特定朝向后停止旋转，然后进行特定角度的加工，适用于加工零件的特定部位；

五轴联动是指在加工过程中B轴的转台实时调整刀具的朝向，一边车铣一边改变加工角度，适用于加工一些特殊形状的零件。

在实际生产中，是将主轴设在Y轴滑台上，不过将主轴设在其他滑台上，也能够起到类似的效果。另外，具体制作时，可将主电机、B轴旋转机构、Y轴升降机构、X轴移动机构及Z轴移动机构均由控制面板控制，通过控制面板来控制转台的旋转、X轴滑台、Y轴滑台及Z轴滑台的平移，自动化程度高，通过在控制面板上输入加工参数即可实现零件的自动加工。

综上所述，本实用新型具有结构紧凑、操作灵活方便、加工精度高的优点，高速刀轴适用于倒角加工等阻力不大、精度要求高的加工工艺；低速刀轴由适用于攻牙等阻力大、精度要求不高的加工工艺。采用本实用新型无需频繁更换不同速率的动力头，操作人员可以根据需要自由切换，适用于不同类型的零件，提高了加工效率。加工时主轴末端卡盘座上夹持零件，高速刀轴及低速刀轴上的刀具能够实现不同转速，零件和刀具同时旋转，通过车铣复合加工方式来实现零件特定部位的加工、特殊形状零件的加工；通过B轴旋转机构、Y轴升降机构、X轴移动机构及Z轴移动机构可以实现四轴、四轴半、五轴联动三种加工方式，加工方式多样性，操作灵活方便；同时产品加工精度高，提高产品加工质量。

在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受上面公开的具体实施例的限制。

Claims (10)

1.一种高低速组合动力头，其特征在于：包括刀座及用于安装刀具的高速刀轴和低速刀轴，所述高速刀轴和低速刀轴均水平设置于刀座上，所述高速刀轴和低速刀轴并列设置，所述低速刀轴由低速电机驱动，所述高速刀轴由高速电机驱动。

2.根据权利要求1所述的高低速组合动力头，其特征在于：所述高速刀轴和低速刀轴均为多个，多个高速刀轴及多个低速刀轴呈竖向两列设置；多个低速刀轴通过驱动部件与低速电机相连，所述高速电机与高速刀轴的数量相等，所述高速电机的输出轴与高速刀轴同轴相连。

3.根据权利要求2所述的高低速组合动力头，其特征在于：所述驱动部件包括若干个自上至下依次啮合的传动齿轮，多个低速刀轴与对应的传动齿轮同轴固定；所述低速电机通过传动组件驱动传动齿轮及低速刀轴旋转。

4.根据权利要求3所述的高低速组合动力头，其特征在于：所述传动组件包括联轴器和多个从动齿轮，所述从动齿轮与传动齿轮通过传动轴相连；所述低速电机的输出轴通过联轴器与其中一个从动齿轮的转轴相连，上下相邻的传动轴通过相互啮合的从动齿轮驱动。

5.根据权利要求3所述的高低速组合动力头，其特征在于：所述传动组件包括联轴器和多个皮带轮，所述皮带轮通过传动轴与传动齿轮一一对应相连，所述皮带轮通过皮带与主动带轮相连，所述低速电机的输出轴通过联轴器与主动带轮的转轴相连。

6.一种车铣复合加工中心，包括机身、主轴箱、X轴滑台及Z轴滑台，所述主轴箱、X轴滑台及Z轴滑台均设置于机身上，其特征在于：如权利要求1-5任一项所述的高低速组合动力头设置于X轴滑台上，所述X轴滑台与Z轴滑台之间设有X轴移动机构，所述X轴移动机构用于驱动X轴滑台在Z轴滑台上沿X轴方向移动；所述Z轴滑台设置于机身上，所述Z轴滑台与机身之间设有Z轴移动机构，所述Z轴移动机构用于驱动Z轴滑台在机身上沿Z轴方向移动；所述主轴箱的主轴末端设有能够夹持工件的卡盘座。

7.根据权利要求6所述的车铣复合加工中心，其特征在于：所述刀座通过B轴旋转机构与X轴滑台相连，所述B轴旋转机构包括旋转电机和转台，所述旋转电机的输出轴与转台同轴设置、且通过驱动组件驱动转台旋转，所述高低速组合动力头设置于转台上，所述旋转电机设置于X轴滑台内。

8.根据权利要求7所述的车铣复合加工中心，其特征在于：所述驱动组件包括外齿轮及与之啮合的内齿轮，所述内齿轮设置于转台的中心孔内。

9.根据权利要求6所述的车铣复合加工中心，其特征在于：所述X轴移动机构及Z轴移动机构的结构相同，均包括驱动电机、丝杆、丝杆螺母、滑块和导轨，所述丝杆由驱动电机驱动，所述丝杆螺母与丝杆配合，所述滑块与导轨滑动配合；所述X轴移动机构的导轨设置于Z轴滑台上、丝杆螺母及滑块均设置于X轴滑台的底部，所述X轴移动机构的驱动电机设置于Z轴滑台的上端顶部；所述Z轴移动机构的导轨设置于机身上、丝杆螺母及滑块均设置于Z轴滑台的底部，所述Z轴移动机构的驱动电机设置于机身的右侧。

10.根据权利要求9所述的车铣复合加工中心，其特征在于：所述机身的顶部设有底座，所述底座的上表面朝向前侧倾斜，所述底座的左端顶部设有支架，所述主轴箱通过Y轴升降机构设置于支架上，所述Z轴滑台及Z轴移动机构设置于支架右侧的底座上。

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