[发明专利]车铣钻组合加工装备以及车铣钻组合加工方法

摘要

本发明提供一种车铣钻组合加工装备以及车铣钻组合加工方法，装备包括：底座、车削加工单元、钻孔加工单元、铣削加工单元和数控直驱转台单元；车削加工单元、钻孔加工单元和铣削加工单元呈“品”字形安装于底座之上；数控直驱转台单元位于车削加工单元、钻孔加工单元和铣削加工单元的中心位置。优点为：车削、铣削、钻孔三个加工单元均可实现高度方向以及数控直驱转台的径向方向运动。数控直驱转台不仅可实现高速转动，还可实现分度转动。高速转动可在低于最高转速的范围内任意设定，分度转动可实现任意设定角度的转动。本发明主要用于大型圆盘类零件的加工，车削、铣削、钻孔加工可同时进行，不需要换刀，可有效提高零件的加工效率。

主权项

1.一种应用车铣钻组合加工装备的车铣钻组合加工方法，其特征在于，车铣钻组合加工装备包括：底座(1)、车削加工单元(2)、钻孔加工单元(3)、铣削加工单元(4)和数控直驱转台单元(5)；其中，所述车削加工单元(2)、所述钻孔加工单元(3)和所述铣削加工单元(4)呈“品”字形安装于所述底座(1)之上；所述数控直驱转台单元(5)安装在所述底座(1)之上，且位于所述车削加工单元(2)、所述钻孔加工单元(3)和所述铣削加工单元(4)的中心位置；所述车削加工单元(2)包括车削加工基本结构、车刀(13)和刀座(14)；所述钻孔加工单元(3)包括钻孔加工基本结构、钻孔高速电主轴(18)和钻头(19)；所述铣削加工单元(4)包括铣削加工基本结构、铣削高速电主轴和铣刀(20)；其中，所述车削加工基本结构、所述钻孔加工基本结构和所述铣削加工基本结构相同，均包括：立柱(6)、Z向运动驱动单元和径向运动驱动单元；所述Z向运动驱动单元和所述径向运动驱动单元均装配于所述立柱(6)上，用于分别驱动车刀(13)、钻头(19)或铣刀(20)进行Z向运动或径向运动；所述Z向运动驱动单元包括：Z向进给导轨副(7)、Z向移动板(8)、Z向进给伺服电机(15)、齿形带(16)和Z向进给丝杠副(17)；所述径向运动驱动单元包括：径向进给箱(9)、径向进给丝杠副(10)、径向进给导轨副(11)和径向进给伺服电机(12)；其中：所述Z向进给导轨副(7)共有4个，包括：左前Z向进给导轨副、右前Z向进给导轨副、左后Z向进给导轨副和右后Z向进给导轨副，分别分布于所述立柱(6)前面的左右两侧以及所述立柱(6)后面的左右两侧；每个所述Z向进给导轨副(7)均包括Z向导轨、第1Z向滑块和第2Z向滑块；所述Z向移动板(8)共有两块，包括：前Z向移动板和后Z向移动板；所述前Z向移动板位于所述立柱(6)的前面，并且，所述前Z向移动板左侧的上下两端分别与所述左前Z向进给导轨副的第1Z向滑块和所述左前Z向进给导轨副的第2Z向滑块固定；所述前Z向移动板右侧的上下两端分别与所述右前Z向进给导轨副的第1Z向滑块和所述右前Z向进给导轨副的第2Z向滑块固定；因此，所述前Z向移动板的左右两侧可沿所述左前Z向进给导轨副和所述右前Z向进给导轨副进行Z向的滑动；所述后Z向移动板位于所述立柱(6)的后面，并且，所述后Z向移动板左侧的上下两端分别与所述左后Z向进给导轨副的第1Z向滑块和所述左后Z向进给导轨副的第2Z向滑块固定；所述后Z向移动板右侧的上下两端分别与所述右后Z向进给导轨副的第1Z向滑块和所述右后Z向进给导轨副的第2Z向滑块固定；因此，所述后Z向移动板的左右两侧可沿所述左后Z向进给导轨副和所述右后Z向进给导轨副进行Z向的滑动；所述径向进给箱(9)沿径向设置，并且，所述径向进给箱(9)的前后两端分别与所述前Z向移动板和所述后Z向移动板连接固定；所述Z向进给丝杠副(17)共有两个，包括左Z向进给丝杠副和右Z向进给丝杠副；所述左Z向进给丝杠副的螺母和所述右Z向进给丝杠副的螺母分别与所述径向进给箱(9)的左右两端固定；所述齿形带(16)共有两个，分别为左齿形带和右齿形带；所述Z向进给伺服电机(15)固定在所述立柱(6)顶部，所述Z向进给伺服电机(15)输出轴的一侧通过所述左齿形带与所述左Z向进给丝杠副的丝杆联动；所述Z向进给伺服电机(15)输出轴的另一侧通过所述右齿形带与所述右Z向进给丝杠副的丝杆联动；所述Z向进给伺服电机(15)同时带动所述左Z向进给丝杠副的丝杆和所述右Z向进给丝杠副的丝杆转动，将所述Z向进给伺服电机(15)输出轴的旋转运动同时转变为左Z向进给丝杠副螺母的直线运动和右Z向进给丝杠副螺母的直线运动；进而稳定的带动所述径向进给箱(9)沿左前Z向进给导轨、右前Z向进给导轨、左后Z向进给导轨和右后Z向进给导轨进行Z向的升降运动；此外，所述径向进给导轨副(11)共2个，包括：左径向进给导轨副和右径向进给导轨副，分别安装于所述径向进给箱(9)上部的左右两侧；所述径向进给丝杠副(10)通过轴承组安装在所述径向进给箱(9)内部；所述径向进给伺服电机(12)固定安装在径向进给箱(9)后部，并通过联轴器与所述径向进给丝杠副(10)的丝杆联动；由此得到加工基本结构；对于所述车削加工单元(2)，所述刀座(14)的左右两端分别与所述左径向进给导轨副的滑块和所述右径向进给导轨副的滑块固定，并同时与所述径向进给丝杠副(10)的螺母固定连接；所述车刀(13)固定在所述刀座(14)的前面；所述径向进给伺服电机(12)驱动所述径向进给丝杠副(10)的丝杆转动，从而将所述径向进给伺服电机(12)输出轴的旋转运动转化为所述径向进给丝杠副(10)螺母的直线运动，进而实现所述车刀(13)的径向直线运动；当所述Z向进给伺服电机(15)稳定的带动所述径向进给箱(9)进行Z向的升降运动时，带动所述车刀(13)进行Z向直线运动；对于所述钻孔加工单元(3)，所述钻孔高速电主轴(18)具有自动换刀机构，所述钻头(19)通过所述自动换刀机构安装到所述钻孔高速电主轴(18)前端；而所述钻孔高速电主轴(18)与所述径向进给导轨副(11)的滑块固定连接；启动所述钻孔高速电主轴(18)，驱动所述钻头(19)进行径向直线运动；当所述Z向进给伺服电机(15)稳定的带动所述径向进给箱(9)进行Z向的升降运动时，带动所述钻头(19)进行Z向直线运动；对于所述铣削加工单元(4)，所述铣削高速电主轴具有自动换刀机构，所述铣刀(20)通过自动换刀机构安装到所述铣削高速电主轴前端；而所述铣削高速电主轴与所述径向进给导轨副(11)的滑块固定连接；启动所述铣削高速电主轴，驱动所述铣刀(20)进行径向直线运动；当所述Z向进给伺服电机(15)稳定的带动所述径向进给箱(9)进行Z向的升降运动时，带动所述铣刀(20)进行Z向直线运动；应用车铣钻组合加工装备的车铣钻组合加工方法包括以下步骤：步骤1，将被加工零件通过工装(22)固定于转台过渡盘(21)上；步骤2，控制器启动数控直驱转台(23)，数控直驱转台(23)转动时，带动转台过渡盘(21)转动，进而带动通过工装(22)固定的零件转动；在零件转动过程中，根据预设定的加工要求，控制车刀(13)进行Z向直线升降运动和/或控制车刀(13)进行径向直线运动和/或控制钻头(19)进行Z向直线升降运动和/或控制钻头(19)进行径向直线运动和/或控制铣刀(20)进行Z向直线升降运动和/或控制铣刀(20)进行径向直线运动，从而实现对零件的加工。