[发明专利]新型混联原理铣车复合数控机床

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控切削加工机床，具体涉及一种串联与并联相结合的混联原理铣车复合数控机床。

背景技术

 传统的机床是完全串联原理，其优点是作业空间大；机床运动算法简单。缺点是各轴的运动误差累加；悬臂结构刚度弱；运动质量大，进给速度不能太高。近年来美国首先推出了六轴完全并联原理机床（又称虚拟轴机床或六足并联机床），，其优点是运动件质量小，速度快；比刚度高；运动误差不累加，精度高。缺点是作业空间小；运动算法复杂。由于完全串联原理和完全并联原理的数控机床的优缺点恰恰相反，故将串联和并联原理结合起来兼具二者优点的混联原理机床是非常具有实用价值的新型数控机床，因此各国竟相进行研究和开发。例如美国开发的五轴混联原理数控机床（三轴并联和二轴串联），德国阿亨工业大学开发的三轴加工中心（二轴并联，一轴串联），清华大学开发的四轴混联原理数控机床（二轴并联，二轴串联），西安理工大学开发的六轴混联原理数控机床6PM2（三轴并联和三轴串联）等各种类型的混联原理数控机床。

    复合加工机床具有多种加工功能，故可将工件多道加工工序甚至全部工序集中到一台机床上，使加工过程集约化。可减小工件的安装定位次数，从而可减小其安装定位误差；可减小工序的工装夹具件数，从而可减小工装的准备时间及成本；可减小因工序转换所需的等待、上下料及装夹等辅助时间，提高了生产率；使物流系统缩短，从而可以大大减少加工系统的占地面积。由于多功能复合加工机床的上述优点，国内外竞相研究开发，例如日本的森精机制作所开发的SLC型数控复合车床（以车削功能为主，兼有铣削功能），意大利Mandelli公司开发的Mandelli 800U型卧式加工中心，除铣削功能外，还具有车削功能，是一台以铣削为基础的铣车复合加工机床。

一般的车铣或铣车复合加工机床，必须按加工的工件群所需最大、最小尺寸确定最大行程，例如加工回转类零件，最小尺寸是半径为零（刀具需运动到回转中心），最大尺寸半径为Rmax（刀具需运动到最大半径为Rmax处），则径向行程必须大于Rmax。机床的行程大，不仅需要的进给元件尺寸大，而且还往往带来机床重量增加、刚性减弱等缺点。但一般只有小尺寸的实心零件才需要进行从零到外缘的连续加工；对大尺寸回转类零件而言，一般都是环形体，虽然零件尺寸大，但并不需要O～Rmax的连续加工。非回转类零件也有类似的问题。因此如何以尽可能小的行程满足从小尺寸到大尺寸零件的加工是一项非常有应用价值的关键技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种混联原理铣车复合数控机床，该复合数控机床以铣削为主兼具车削功能。

本发明所采用的技术方案是，一种混联原理铣车复合数控机床，包括床身，床身的上面分别设置有立柱和分度转台，立柱的一侧壁上沿Y轴方向水平设置有三轴混联铣削主轴头，分度台的上面设置有X轴组件，X轴组件的上面通过导轨副与C轴回转工作台相连接。立柱靠近分度转台）的侧壁上设置有可沿Z方向移动的W轴组件，W轴组件上设置有车削刀架。

本发明的特征还在于，

三轴混联铣削主轴头由一个两轴并联机构和一个回转轴机构串联组成，两轴并联机构包括水平设置的移动副A和移动副B，移动副A分别通过回转副A和回转副B与连杆A和连杆B的一端相连接，移动副C通过回转副C与连杆C的一端相连接，连杆A的另一端通过回转副A与动平台连接j连杆B和连杆C的另一端通过复合回转副与动平台）连接，并联机构的Y，、Y：移动，产生Y、Z轴方向的虚拟轴移动，动平台上安装有绕A轴回转的回转轴A轴组件，回转轴A轴组件上安装有铣削电主轴。

通过分度转台的转位，改变X轴组件的方向和位置，具有以小行程加工大工件、扩大加工尺寸范围的的功能。

回转轴A轴组件的A轴回转及两轴并联机构的Y、Z轴移动与C轴回转工作台组件的C轴回转及X轴组件的X轴移动串联组成X、Y、Z、A、C五轴联动铣削加工功能及Y、Z、A、C四轴联动进行复杂回转型面的高速铣车加工，回转工作台组件的C轴回转及组件的X轴移动与W轴组件的Z向移动组成X、Z、C三轴联动车削加工功能。

两轴并联机构的移动副A和移动副B的Yl、Y2移动，X轴组件的X向移动及W轴的Z向移动，可以采用直线电机直接驱动，亦可采用伺服电机通过减速装置或滚珠丝杠副驱动。

该复合数控机床可配置标准落地式刀库，也可将刀库配置于立柱上。