[发明专利]立式五轴联动机床

说明书

技术领域

本发明涉及一种机床，具体涉及一种立式五轴联动机床。

背景技术

五轴联动机床是加工空间复杂曲面的有效装备，由于五轴联动机床有5个运动轴，相对于3个轴的加工中心而言，刚度低、误差积累大；为了克服刚度不足的缺陷，国内外设计了众多的五轴联动构型，这些五轴联动构型按结构类型，可以分为：并联、混联、串联三大类型。

并联五轴联动机床，目前普遍存在机床占地大，而加工空间小的缺陷；且其杆件的球铰链加工困难、刚度低、转动角度小等缺陷。

现有的串联结构五轴联动机床，由于力臂长，机床刚度差，普遍采用加大结构尺寸的方法来弥补刚度不足，增加了机床体积和成本。

混联五轴联动机床，采用并联结构部件和传统的串联结构组成的机床，相对于目前的串联五轴联动机床，可以提高刚度，但存在其它一些不足，如申请号为200810196596.1的龙门式混联五轴联动机床，包括由机床底座、立柱、横梁构成的龙门式机床架，机床底座上安装有可沿X轴移动的水平滑台，横梁上安装有可沿Y轴移动的垂直滑台，垂直滑台上通过可沿Z轴移动和旋转的转动机构安装有刀架，刀架左边安装有左电机、左减速器、左圆锥齿轮，左电机通过左减速器驱动连接左圆锥齿轮，刀架右边安装有右电机、右减速器、右圆锥齿轮和系杆，右电机通过右减速器驱动连接系杆，系杆上安装连接行星齿轮和刀具，行星齿轮与左圆锥齿轮和右圆锥齿轮啮合。但是采用上述结构的龙门式混联五轴联动机床，其双自由度回转工作台绕固定轴摆动半径大，存在由制造误差所产生的摆动误差偏大的不足。申请号为200810196595.7的并联刀头的混联机床，包括由机床底座、立柱、横梁构成的龙门式机床架，机床底座上安装有可沿X轴移动的水平滑台，横梁上安装有可沿Y轴移动的垂直滑台，垂直滑台上安装有可沿Z轴垂直移动的刀架，水平滑台上安装有可产生Z轴移动的回转工作台，刀架左边安装有左电机、左减速器、左圆锥齿轮，左电机通过左减速器驱动连接左圆锥齿轮，刀架右边安装有右电机、右减速器、右圆锥齿轮和系杆，右电机通过右减速器驱动连接系杆，系杆上安装连接行星齿轮和刀具，行星齿轮与左圆锥齿轮和右圆锥齿轮啮合。采用这种结构的并联刀头的混联机床，虽然机床刚度高，但刀具的切削运动要通过1对圆锥齿轮实现，由于圆锥齿轮传动的特点限制，难以获得10000转/分钟以上的切削速度。总之，现有的五轴联动机床结构，在机床刚度、加工精度、工作空间、切削速度、制造成本等方面的综合性能尚未完全满足金属切削要求。要提升我国的制造业水平，必须研发新结构的五轴联动机床。

发明内容

本发明的目的是提供一种立式五轴联动机床，本发明提高机床刚度和加工精度，摆动精度高，加工方便，降低机床成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，立式五轴联动机床，包括底座、两个立柱、一个横梁构成的龙门式机床架以及电主轴夹头、电主轴，电主轴上安装刀具；

底座上设有X轴移动电机、丝杆螺母机构和回转工作台，回转工作台通过丝杆螺母设置在底座上，X轴移动电机驱动丝杆螺母运动，丝杆螺母的螺母进而带动回转工作台沿底座的X轴产生移动，回转工作台带动回转工作台上的工件绕Z轴做360°旋转运动；

横梁两端伸出立柱外，横梁上设有横梁移动电机、滚珠丝杆和垂直拖板，横梁移动电机设置在立柱外侧的横梁上，垂直拖板通过垂直拖板移动副设置在横梁上，横梁移动电机通过滚珠丝杆驱动垂直拖板做Y轴移动；

垂直拖板上设有Z轴移动电机、滚珠丝杆和滑枕，滑枕通过滑枕移动副设置在垂直拖板上， Z轴移动电机通过滚珠丝杆驱动滑枕做Z轴移动；

滑枕内设有摆动减速器，摆动减速器与滑枕螺栓连接，摆动减速器包括箱体和箱体内的蜗轮蜗杆机构，箱体上通过摆动法兰设有摆动输入电机，蜗杆两端通过轴承设置在箱体上，蜗杆一端通过联轴器连接摆动输入电机电机轴，蜗轮上设有空心输出轴，空心输出轴通过轴承设置在箱体上，空心输出轴与摆动输入电机的电机轴垂直设置；

电主轴夹头通过左轴承和右轴承设置在滑枕上，电主轴夹头前端伸出滑枕外并安装电主轴，电主轴与电主轴夹头垂直设置，电主轴夹头后端伸入滑枕内设置在空心输出轴的孔内并通过涨紧套夹紧。

所述电主轴夹头周围的滑枕上设有孔，孔中设有紧定固定元件，紧定固定元件的孔中设置螺栓连接摆动减速器与滑枕。

所述电主轴夹头为变轴径结构，电主轴夹头后端直径小于电主轴夹头前端直径。 

所述左轴承和右轴承之间的电主轴夹头前端穿套有隔套。

所述滑枕上设有端盖，端盖和所述右轴承接触，端盖上设有密封圈。