[发明专利]一种镗铣磨复合加工机床

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合加工机床，具体是一种镗铣磨复合加工机床，属于机床技术领域。

背景技术

复杂零件的孔系加工工艺和加工质量是影响整个零件质量的关键因素，镗削和磨削属于多孔类零件加工的关键工序，镗削工艺的优点是加工的孔系圆度精度高，但是加工效率低，加工表面质量差，这些传统工艺与装备在锥孔、锥面和其他零件的异形孔加工时比较困难。而且现有机床设备针对孔系加工柔性低，无法适应不同孔径零件的加工。此时工厂则需要投入额外的刀具和机床设备，增加了加工流程和操作强度，从而降低生产效率。

零件孔径较大时，采用较小直径刀具或砂轮加工工件内孔、外圆，其圆周方向通常采用直线轴数控插补方式，此种加工方式的缺点是造成加工孔圆度低、台阶孔同轴度精度低。

一般采用车床进行外圆或者外圆锥加工，其中刀具保持不动，通过主轴进行回转进给，加工效率低而且零件表面差。如果遇到大型或者长度较大的零件时，容易造成装夹困难。由于零件大则转动惯量大，回转精度低，采用传统的车削造成零件加工精度低，因此研究保持大型零件固定不动，刀具进行旋转进给切削的新方法。

复杂零件的加工一般包括多道工序，铣削和镗削、磨削分别在不同的机床分别装夹完成进行加工，这样造成零件加工定位精度低，加工效率低。因此开发可以实现多种加工的机床主轴，实现一次装夹，完成零件的整个加工过程。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种镗铣磨复合加工机床，能够在实现多种复合加工的同时，通过有效设计减小复合主轴的整体尺寸使结构更为紧凑合理，同时保持复合主轴系统具有径向和轴向高刚度的优点。

为实现上述目的，本镗铣磨复合加工机床包括动力主轴头装置，动力主轴头装置，动力主轴头装置包括精密机床主轴、具有反向自锁的蜗轮蜗杆、高速电主轴、调整转子轴等结构；在机械主轴的偏心孔内通过转台轴承和角接触球轴承支撑调整转子轴，调整转子轴的旋转所需的驱动力通过在机械主轴内的伺服电机提供，偏心孔内的涡轮蜗杆转变旋转方向，同时减速增大力矩并提供自锁功能，在调整轴偏心孔内安装有高速电主轴直接进行零件的切削。在孔类零件的加工过程中，该主轴装置的机械主轴带动整个复合主轴系统低速旋转进给，电主轴使切削刀具相对高速旋转，在两者的复合作用下共痛完成工件的切削，实现工件的镗铣复合复合工艺加工；同时内置在机械主轴内的的伺服电机电机根据角度指令驱动蜗轮蜗杆带动调整轴进行转动，改变电主轴轴线与机床主轴轴线的径向距离，以此来调整刀具的加工范围并且可以实现同时联动加工进行锥体零件的加工。在对零件的表面进行高速铣削的加工过程中，驱动机械主轴回转停止，利用高速电主轴带动刀具进行零件表面的铣削加工。对于上述技术方案，发明人还有进一步的实施方案，具体如下。

所述的机械主轴内孔安装有涡轮蜗杆、调整转子轴、内置伺服电机，转子轴内安装有高速电主轴。

所述的高速电主轴通过法兰固定在调整转子轴上，安装在调整转子轴的偏心内孔中。

所述的调整转子轴前端通过高精度的轴承与机械主轴连接，转子轴后端连接有涡轮、圆光栅和转子轴支撑轴承。

所述的驱动电机内置在机械主轴的侧孔内，并通过法兰盘连接固定在机械主轴内，用以驱动涡轮转动。

机械主轴通过前端轴承组、主轴延长段通过后端轴承组分别与主轴箱连接，并安装于主轴箱内，而且机械主轴内孔为偏心孔。

所述的使用偏心调整使用内置涡轮蜗杆驱动调整转子轴，具有传动平稳、力矩大，反向自锁的优点。

所述的主轴的前端内孔设置有光栅读数头、后端设有滑环，其外圈中端有螺纹、后端有带轮，后端轴承组的最外端轴承内圈由锁紧螺母固定。

所述的机械主轴上内置的伺服电机动力信号线通过滑环转换为滑环引出线。

所述的接线轴承通过轴承端盖固定于机械主轴后端的内孔内，光栅信号线、电主轴动力信号线固定于轴承内圈。轴承外圈随机械主轴回转，而内圈保持固定不变。此轴承可通过特殊定制滑环替代。

所述的主轴箱与前端盖板和后端盖板通过螺钉直接连接形成动力主轴头系统的支承箱体，为了防止外部介质进入主轴箱体内，前端盖板与转子轴的接触部位设有密封件、后端盖板与主轴延长段的接触部位设有密封件。

所述在孔内零件的加工过程中，该主轴装置的电机驱动的机械主轴带动整个复合主轴系统低速旋转进给，电主轴使切削刀具相对高速旋转，在两者的复合作用下共完成工件的切削。实现工件的镗铣复合复合工艺加工。在对零件的表面进行高速铣削的加工过程中，机械主轴回转运动停止，利用机床的主系统的进给运动使高速电主轴带动刀具进行零件表面的铣削加工。