部件组合式加工中心制造技术

这一发明专利技术将表明，如何利用较少的部件，组装成单一的机床，或者整套的多工位自动线，或者柔性加工系统，使其适应于不同的加工领域，而其费用明显低于一般的加工费用，比如在某些应用范围，可较目前加工费用降低５０％。单一部件可单独进行装配，然后组装成所需的加工机。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
这一专利技术涉及一部件组合式加工中心，该中心配置有一个机架，机架导轨上安装有一个十字滑板，其上装有多轴可调电机驱动主轴，同时配有切屑与冷却液收集装置，机架通过一外罩遮盖起来。该类型加工中心在DE-OS4012690中予以介绍，这一加工中心的组成为支承工件工作台床身，床身纵向滑板，可在滑板上横向移动的立架，可沿立架铅垂向移动的加工头，配有换刀器的刀库，床身为向后倾斜式，工件工作台设置在床身正面，倾斜式床身铅垂正面设有支撑，以固定工作台悬臂，至少还设有一个排屑井，立架由两个通过至少一个坚固的横梁相互固定的高刚度立柱组成，立柱内设有多条铅垂向导轨，加工头两侧沿导轨滑动，立架上可选择地安装各种加工头，其正面安装有一个随行式挡板，使切屑沿挡板滑入排屑井，挡板呈百叶窗式，下端与床身固定，加工头可在其上端侧向移动。各种刀具台通过悬臂安装在床身上，刀具库与换刀装置固定在立架旁边，可推动倾斜式滑板靠近换刀位置。DE-OS3824602为一种切削加工机库，可加工立方形和旋转对称类工件，针对不同的加工方法，如钻孔，铣削和车削，以模块方式组合安装在机架上，就是说单一的加工组合和加工部件可以取消或加装。一个车削动力头是由一个定位轴和工件夹紧装置组合而成，它可将工件传送到各加工单元所要求的位置。工件夹紧装置和加工单元是为工件的五面加工而设计，它们相互配置在一起。车削动力头装配有一个自动或手动夹紧装置，动力头中一条主轴亦可作为某些加工的进给，如铣削与钻孔，也可用于某些高速切削加工，一个加工单元可具有两套刀具系统，这样的加工单元其第一个刀具系统有在X-，Y-和Z-方向的可调整性，旋转工作轴可安装钻孔和铣削类刀具;其第二个刀具系统为多角转塔，常为12或16角转塔，其上可安装固定式或可调式刀具。另外第二个主轴可作为第一主轴的反轴，安装在自动或可编程换刀加工中心。此外还具有刀具破裂控制和集中排屑装置。按照DE-PS3416660有如下的车床铅垂向工作主轴，驱动电机安装在主轴箱上，工件卡盘位于工作主轴下端，刀盘位于工作主轴下方，主轴箱可沿铅垂和水平方向平移。平移的行程一方面相应于车削加工的进给量，另一方面作为刀盘运动，行进至侧面的水平工件上料站。工件装卸采用拾取式。DE-PS2739087说明了这样一种加工机床，其组成为一个可在床身上转动，分度，且可纵向移动的工件工作台，一个横向穿过床身支承在立架上的横梁，有一滑板可在横梁上移动，滑板上安装有可沿垂直方向移动的刀盘，刀盘的底部装有一个可绕水平轴摆动，能在各种摆角制动，安装在刀具轴上的刀具夹。借助夹紧装置在刀具轴上安装旋转式刀具。电机与传动链组成旋转驱动装置，可有选择性将固定式车削刀具安装在刀盘下端。刀具库和自动换刀装置，在刀盘下端可利用夹紧装置安装一个宽式固定刀具保持器，摆动式刀具保持器安装在刀盘旁边，紧挨着固定式刀具保持器，在平行于摆头位置自动制动，旋转式刀具能通过固定式刀具更换装置进行更换。可同时在固定式和摆动式刀架上采取固定式刀具，两个夹紧装置自动同步运动。依照加工任务，本专利技术加工中心应能组装成简单的，或者复杂的加工机床，也应能联接成同步自动线或柔性制造系统，且要求结构简单，造价低。部件组合式加工中心具有一个机架，机架上安装有导向装置和十字滑板，其上配备有一个多轴可调电机驱动主轴。机架还配置有切屑与冷却液收集装置，以及一个工作空间保护罩。保护罩上安装有控制和能源供应元件，作为一个部件套在机架上成为一个外箱。机架上，导轨之间设有空口，以便排除切屑与冷却液。导轨托住十字滑板，其上装有电机轴。电机轴上的主轴以拾取方式工作。机架上为上料与传送单元还设置了空口，并配有一个集成于机床控制系统的测头，用于检验加工后工件，以及一个固定在十字滑板上的保护罩，电机轴垂直穿过保护罩，穿孔处设有密封装置。加工中心可由若干部件以模块形式组合装配起来，立式主轴箱可为单轴式，以至五轴式，主轴箱即可作为刀具床头箱，可还作为工件床头箱。这样的加工中心可对对称或不对称，圆柱形或立方形工件进行钻孔，车削，铣削，测量，硬化和焊接加工，特别适合轴套类工件加工。该加工中心的一个较为突出的优点为主要部件用较低费用预制，然后更为经济地组装成所需的加工机床，这种模块化的组装方式大幅度降低了制造费用，比如说，按这种组装方式，可组装成数控车床，数控加工中心，数控加工单元等其它组合系统，而使产品的制造费用远远低于一般的系统，比如说加工制造费用仅为现在费用的一半。驱动装置与其主轴合成一体，即所谓电机轴，因主轴与驱动装置同心式安装，使整个结构更为紧凑。驱动采用大功率频率调节，无需维护的旋转电机。主轴的高刚度由高精度支承予以保证。这里一个较突出的优点为主轴前端支承采用径向止推滚珠轴承，后端支承为滚柱轴承。轴承均采用耐用油脂润滑。主轴箱内温度分布均匀，加之冷却系统，保证有恒定的加工精度，也可采用静压支承轴承结构。刀具装卸台可安装在加工机床正面(操作面)，也可简单地装入加工中心。可直接通过拾取式滑板更换刀具和/或工件，这可通过滑板在装卸载位置直接抓取或放置进行。放置位置可直接在工作空间内，或者在中间存放位置，除此外可在测量区内。隔壁与隔门将各空间，如工作空间，装卸载区，测量区和刀具库，相互分隔开，作为各空间的封闭保护措施。可将一个自动刀具更换装置安装进加工中心，它主要用于更换磨损了的刀具和装换某些设备，在加工过程中更换装置不发生作用。若按此专利技术组装成一个拾取式自动车削头，则即可完成切削加工，还可快速更换工件和刀具，这只再需要一个简单的工件传送带，安装在装卸载处，通过十字滑板(拾取式主轴)进行编程，则刀具参数也可用来为工件的装拆过程服务。在主轴上装拆工件，进行切削加工，以及测量工件均由拾取式主轴完成。将装卸台，工作空间和测量区严格地分隔开，避免了装卸工件和测量工件时工件上附着切屑的问题，悬挂式放置工件可更好地解决这一问题。可将刀具与工件的测量程序编制入该加工机床的计算机数控程序内，这样可以在直接更换刀具后，对刀具和工件进行测量，比如说可在加工过程中，对每第十个或每第二十个工件进行测量。刀具更换简单而快速，可通过十字滑板移出工作空间来进行，这时设置在装卸载区与工作空间的门完全打开。反应树脂混凝土机架具有良好的热稳定性和阻尼特性，相对灰铸铁机架，阻尼特性改善6～8倍。机架具有很高的扭转刚度，可不需通常所要求的机床地基，加工中心放置在一般地基上即可，两条X-向导轨之间跨度大，提高了机架的放置精度，导轨位于加工空间外，不需要保护罩。带十字滑板的主轴箱为两轴式，比如X和Y轴。更换工件和刀具和行进至测头所需的辅助时间短，这通过短行程和快速行进予以实现。十字滑板驱动优先选用了反应灵敏，频率调节，无需维护的旋转电机，电机通过高精度滚珠螺杆驱动滑板。X，Y和Z轴向安装有盒式测量系统，导向和测量系统位于工作空间外。滑板导向系统采用高精度偏压线状滚柱导轨，摩擦系数远小于通常的滑动式导轨，这样的导向系统可保证计算机数字控制车床，加工中心或加工单元，使其具有极高的旋转精度和良好的动态特性。主轴十字滑板上配置有各个方向的悬挂式动力输入管线，且结构简单，无需维护，位于切屑区外，简化了部件组合。工作空间被机架的两个侧壁，两个门和一个与主轴箱随行的隔板完全与装卸载区和测量区本文档来自技高网...

【技术保护点】
部件组合式加工中心具有一个机架，机架上安装有导向装置和十字滑板，其上配备有一个多轴可调电机驱动主轴，机架还配置有切屑与冷却液收集装置，以及一个工作空间保护罩，其特征为：保护罩上安装有控制和能源供应元件，作为一个部件套在机架上成为一个外箱（２），机架上，导轨（２４，２５）之间设有空口，以便排除切屑与冷却液，导轨托住十字滑板，其上装有电机轴（３），电机轴上的主轴以拾取方式工作，机架（６）上为上料与传送单元（４１）还设置了空口（３０，３１），并配有一个集成于机床控制系统的测头（４７），用于检验加工后工件（３３），以及一个固定在十字滑板（５）上的保护罩（４），电机轴（３）垂直穿过保护罩，穿孔处设有密封装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：诺伯特黑斯布吕根，海因茨施泰因巴赫，
申请(专利权)人：EMAG机械制造厂有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]