CN206200268U - 数控旋风铣床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数控旋风铣床，包括基座，以及设置于所述基座上的Z轴滑台机构、X轴滑台机构、铣头机构和主轴机构，所述Z轴滑台机构包括能够沿Z轴运动的Z轴滑板以及用于驱动所述Z轴滑板运动的Z轴伺服电机，所述X轴滑台机构包括能够沿X轴运动的X轴滑板以及用于驱动所述X轴滑板运动的X轴伺服电机，所述铣头机构包括用于调整刀具摆角的铣头分度箱、用于安装刀具的加工刀盘以及用于驱动所述加工刀盘运动的铣头伺服电机，所述主轴机构包括沿Z轴方向设置用于带动工件旋转的主轴本体以及用于驱动所述主轴本体运动的主轴伺服电机。所述数控旋风铣床，生产效率高，加工螺距精度高。

Description

数控旋风铣床

技术领域

本实用新型涉及数控机床技术领域，尤其涉及一种数控旋风铣床。

背景技术

传统的，对螺旋曲面类工件如蜗杆进行多头加工时，在加工完工件上的一条螺纹后，一般需要重新对工件进行分度以加工另外的螺纹。工件进行多次分度，加工时间长，生产效率低，并且会形成积累误差，导致加工螺距精度较低。

发明内容

基于此，有必要提供一种数控旋风铣床，该数控旋风铣床的生产效率较高、加工螺距精度较高。

其技术方案如下：

一种数控旋风铣床，包括基座，以及设置于所述基座上的Z轴滑台机构、X轴滑台机构、铣头机构和主轴机构，所述Z轴滑台机构包括能够沿Z轴运动的Z轴滑板以及用于驱动所述Z轴滑板运动的Z轴伺服电机，所述X轴滑台机构设置在所述Z轴滑板上，所述X轴滑台机构包括能够沿X轴运动的X轴滑板以及用于驱动所述X轴滑板运动的X轴伺服电机，所述铣头机构设置在所述X轴滑板上，所述铣头机构包括用于调整刀具摆角的铣头分度箱、用于安装刀具的加工刀盘以及用于驱动所述加工刀盘运动的铣头伺服电机，所述主轴机构包括沿Z轴方向设置用于带动工件旋转的主轴本体以及用于驱动所述主轴本体运动的主轴伺服电机。

在其中一个实施例中，所述主轴本体的转速与所述加工刀盘的转速的速度比例采用公式M＝N*Z1/Z+[NV*COSα/(Mn*π*Z)]确定，其中M代表主轴本体的转速，N代表加工刀盘的转速，Z代表加工刀盘的齿数，Z1代表工件的齿数，V代表加工刀盘的每转进给，α代表工件的螺旋升角，Mn代表工件的模数。

在其中一个实施例中，所述Z轴滑台机构还包括沿Z轴方向设置的Z轴丝杆，所述Z轴伺服电机的输出轴与所述Z轴丝杆连接，所述Z轴丝杆与所述Z轴滑板连接。

在其中一个实施例中，所述X轴滑台机构还包括沿X轴方向设置的X轴丝杆，所述X轴伺服电机的输出轴与所述X轴丝杆连接，所述X轴丝杆与所述X轴滑板连接。

在其中一个实施例中，所述铣头机构还包括铣头皮带机构，所述铣头伺服电机的输出轴通过所述铣头皮带机构与所述加工刀盘的旋转轴连接。

在其中一个实施例中，所述主轴机构还包括主轴皮带机构，所述主轴伺服电机的输出轴通过所述主轴皮带机构与所述主轴本体连接。

在其中一个实施例中，所述主轴机构还包括主轴箱，所述主轴箱设置在所述基座上，所述主轴本体、主轴皮带机构以及主轴伺服电机均设置在所述主轴箱上。

在其中一个实施例中，所述数控旋风铣床还包括安装台，所述安装台设置在所述基座上，所述安装台上具有相对于所述基座的安装表面倾斜设置的倾斜台面，所述Z轴滑台机构设置在所述安装台的倾斜台面上。

在其中一个实施例中，所述倾斜台面上设有沿Z轴方向的Z轴滑轨，所述Z轴滑板安装在所述倾斜台面上，所述Z轴滑板上设有与所述Z轴滑轨匹配的Z轴滑槽；所述X轴滑台机构包括固定在所述Z轴滑板上的固定台，所述固定台上设有沿X轴方向的X轴滑轨，所述X轴滑板安装在所述固定台上，所述X轴滑板上设有与所述X轴滑轨匹配的X轴滑槽。

在其中一个实施例中，所述X轴伺服电机为制动伺服电机。

本实用新型的有益效果在于：

所述数控旋风铣床，基座上设有Z轴滑台机构、X轴滑台机构、铣头机构和主轴机构，Z轴伺服电机能够驱动Z轴滑板沿Z轴运动，进而带动X轴滑台机构沿Z轴运动，X轴伺服电机能够驱动X轴滑板沿X轴运动，进而带动铣头机构根据需要沿Z轴、X轴运动，铣头伺服电机能够驱动加工刀盘旋转运动进而带动刀具运动，铣头分度箱440能够调整刀具摆角，主轴伺服电机能够驱动主轴本体旋转运动进而带动工件运动，通过采用Z轴伺服电机、X轴伺服电机、铣头伺服电机和主轴伺服电机，Z轴控制、X轴控制、铣头控制和主轴控制为独立的伺服电机控制，对工件进行加工时，各伺服电机之间的传动比可任意调节，进而受主轴分度精度的影响较小，可提高加工精度；通过改变主轴本体的速度与刀具的速度比例，当速度达到一定比例时刀具的切削点可以达到多个，进而可实现一次装夹进行多头加工，无需多次对工件分度，避免累积误差，生产效率高，加工螺距精度高。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的数控旋风铣床的结构示意图。

附图标记说明：

100、基座，200、Z轴滑台机构，210、Z轴滑板，220、Z轴伺服电机，230、Z轴丝杆，300、X轴滑台机构，310、X轴滑板，320、X轴伺服电机，330、X轴丝杆，340、固定台，350、X轴滑轨，400、铣头机构，410、加工刀盘，420、铣头伺服电机，430、铣头皮带机构，440、铣头分度箱，500、主轴机构，510、主轴本体，520、主轴伺服电机，530、主轴皮带机构，540、主轴箱，600、安装台，610、Z轴滑轨。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种数控旋风铣床，包括基座100，以及设置于所述基座100上的Z轴滑台机构200、X轴滑台机构300、铣头机构400和主轴机构500，所述Z轴滑台机构200包括能够沿Z轴运动的Z轴滑板210以及用于驱动所述Z轴滑板210运动的Z轴伺服电机220，所述X轴滑台机构300设置在所述Z轴滑板210上，所述X轴滑台机构300包括能够沿X轴运动的X轴滑板310以及用于驱动所述X轴滑板310运动的X轴伺服电机320，所述铣头机构400设置在所述X轴滑板310上，所述铣头机构400包括用于调整刀具摆角的铣头分度箱440、用于安装刀具的加工刀盘410以及用于驱动所述加工刀盘410运动的铣头伺服电机420，所述主轴机构500包括沿Z轴方向设置用于带动工件旋转的主轴本体510以及用于驱动所述主轴本体510运动的主轴伺服电机520。

所述数控旋风铣床，基座100上设有Z轴滑台机构200、X轴滑台机构300、铣头机构400和主轴机构500，Z轴伺服电机220能够驱动Z轴滑板210沿Z轴运动，进而带动X轴滑台机构300沿Z轴运动，X轴伺服电机320能够驱动X轴滑板310沿X轴运动，进而带动铣头机构400根据需要沿Z轴、X轴运动，铣头伺服电机420能够驱动加工刀盘410旋转运动进而带动刀具运动，铣头分度箱440能够根据工件的螺旋升角α调整加工刀盘410上的刀具角度，主轴伺服电机520能够驱动主轴本体510旋转运动进而带动工件运动，实现对工件进行加工；通过采用Z轴伺服电机220、X轴伺服电机320、铣头伺服电机420和主轴伺服电机520，Z轴控制、X轴控制、铣头控制和主轴控制为独立的伺服电机控制，对工件进行加工时，各伺服电机之间的传动比可任意调节，进而受主轴分度精度的影响较小，可提高加工精度；通过改变主轴本体510的速度与刀具的速度比例，当速度达到一定比例时刀具的切削点可以达到多个，进而可实现一次装夹进行多头加工，无需多次对工件分度，避免累积误差，生产效率高，加工螺距精度高。

本实施例中，所述X轴伺服电机320为制动伺服电机。采用上述结构，X轴伺服电机320带制动功能，控制精度较高，且稳定性好。所述X轴与Z轴垂直，且X轴与Z轴在同一平面上。所述Z轴伺服电机220、X轴伺服电机320、铣头伺服电机420和主轴伺服电机520可以通过可编程CNC控制系统进行控制。

本实施例中，所述主轴本体510的转速与所述加工刀盘410的转速的速度比例采用公式M＝N*Z1/Z+[NV*COSα/(Mn*π*Z)]确定，其中M代表主轴本体的转速(即工件的转速)，N代表加工刀盘410的转速(即刀具的转速)，Z1代表加工刀盘410的齿数，Z代表工件的齿数，V代表加工刀盘410的每转进给，α代表工件的螺旋升角，Mn代表工件的模数。在上述公式中，α、Mn、Z为工件固定值；Z1为刀具设定值；V、M、N加工设定值，π为固定值，Z1/Z表示速度比，[NV*COSα/(Mn*π*Z)]表示速度变量，通过采用上述公式，可以先设定加工刀盘410的每转进给V，然后根据需要加工的齿数得到M与N的耦合速度比例关系。所述数控旋风铣床通过采用上述公式，利用滚斜齿轮加工原理，工件如蜗杆的齿数(即头数)与M、N是有速度比例关系，工件加工时，主轴本体510上的工件与加工刀盘410上的刀具是相对运动，当其速度一样时它们的相对切削点为一个，而当其速度达到一定比例时它们的相对切削点可以达到2个、3个或更多，进而按照上述公式可得到对应的耦合比速度指令，能够实现对工件的多头加工。例如，工件蜗杆的头数Z＝3，模数Mn＝1，螺旋升角α＝25°，假设使用加工刀盘410的齿数Z1＝1，设定加工刀盘410的转速N＝1500转/分，加工刀盘410的每转进给V＝0.04mm/转，当加工刀盘410的速度是主轴本体510的3倍时，即工件跑1/3时，加工刀盘410和工件有三个切削点，可实现三头加工。按照加工刀盘410的转速与主轴本体510的转速为整数比3:1时，那么加工路径是三条直线；如果加入[NV*COSα/(Mn*π*Z)]速度变量，根据公式计算得出比值是2.9657765：1；那么加工路径是三条螺旋线。本实施例所述的数控旋风铣床尤其适用于对多头蜗杆进行加工，加工效率高，精度高，当然，也能够对单头蜗杆或其他螺旋曲面类工件进行加工。

进一步的，所述Z轴滑台机构200还包括沿Z轴方向设置的Z轴丝杆230，所述Z轴伺服电机220的输出轴与所述Z轴丝杆230连接，所述Z轴丝杆230与所述Z轴滑板210连接。采用上述结构，Z轴伺服电机220通过Z轴丝杆230来控制Z轴滑板210的运动状态，控制精度高。所述X轴滑台机构300还包括沿X轴方向设置的X轴丝杆330，所述X轴伺服电机320的输出轴与所述X轴丝杆330连接，所述X轴丝杆330与所述X轴滑板310连接。同样的，X轴伺服电机320通过X轴丝杆330来控制X轴滑板310的运动状态，控制精度高。

进一步的，所述铣头机构400还包括铣头皮带机构430，所述铣头伺服电机420的输出轴通过所述铣头皮带机构430与所述加工刀盘410的旋转轴连接。本实施例中，所述铣头皮带机构430为同步带机构。采用上述结构，铣头伺服电机420通过铣头皮带机构430来驱动加工刀盘410旋转，即通过同步带控制刀具的运动状态，结构简单，控制精度高。所述主轴机构500还包括主轴皮带机构530，所述主轴伺服电机520的输出轴通过所述主轴皮带机构530与所述主轴本体510连接。所述主轴皮带机构530为同步带机构。同样的，主轴伺服电机520通过主轴皮带机构530来驱动主轴本体510旋转，通过同步带控制主轴本体510的运动状态，结构简单，控制精度高。本实施例中，所述主轴机构500还包括主轴箱540，所述主轴箱540设置在所述基座100上，所述主轴本体510、主轴皮带机构530以及主轴伺服电机520均设置在所述主轴箱540上。采用上述结构，主轴伺服电机520能够通过主轴箱540把运动传到主轴本体510上，进而使得主轴本体510能够获得规定的转速与方向。

本实施例中，所述数控旋风铣床还包括安装台600，所述安装台600设置在所述基座100上，所述安装台600上具有相对于所述基座100的安装表面倾斜设置的倾斜台面，所述Z轴滑台机构200设置在所述安装台600的倾斜台面上。通过将Z轴滑台机构200设置在倾斜台面上，进而X轴滑台机构300、铣头机构400均与基座100具有一定的夹角，便于加工过程中的排屑和排渣。

本实施例中，所述倾斜台面上设有沿Z轴方向的Z轴滑轨610，所述Z轴滑板210安装在所述倾斜台面上，所述Z轴滑板210上设有与所述Z轴滑轨610匹配的Z轴滑槽。Z轴滑板210通过其上的Z轴滑槽安装在倾斜台面上，Z轴滑槽与Z轴滑轨610配合，Z轴滑板210可实现沿Z轴方向的滑动。所述X轴滑台机构300包括固定在所述Z轴滑板210上的固定台340，所述固定台340上设有沿X轴方向的X轴滑轨350，所述X轴滑板310安装在所述固定台340上，所述X轴滑板310上设有与所述X轴滑轨350匹配的X轴滑槽。采用上述结构，X轴滑板310能够实现沿X轴方向的滑动，结构简单。

本实施例所述的数控旋风铣床，通过采用Z轴伺服电机220、X轴伺服电机320、铣头伺服电机420和主轴伺服电机520，Z轴控制、X轴控制、铣头控制和主轴控制为独立的伺服电机控制，对工件进行加工时，各伺服电机之间的传动比可任意调节，进而受主轴分度精度的影响较小，可提高加工精度；通过采用齿轮加工原理，改变主轴本体510的转速与加工刀盘410的速度比例，当速度达到一定比例时刀具的切削点可以达到多个，进而可实现一次装夹进行多头加工，无需多次对工件分度，避免累积误差，生产效率高，加工螺距精度高，加工难度较小。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种数控旋风铣床，其特征在于，包括基座，以及设置于所述基座上的Z轴滑台机构、X轴滑台机构、铣头机构和主轴机构，所述Z轴滑台机构包括能够沿Z轴运动的Z轴滑板以及用于驱动所述Z轴滑板运动的Z轴伺服电机，所述X轴滑台机构设置在所述Z轴滑板上，所述X轴滑台机构包括能够沿X轴运动的X轴滑板以及用于驱动所述X轴滑板运动的X轴伺服电机，所述铣头机构设置在所述X轴滑板上，所述铣头机构包括用于调整刀具摆角的铣头分度箱、用于安装刀具的加工刀盘以及用于驱动所述加工刀盘运动的铣头伺服电机，所述主轴机构包括沿Z轴方向设置用于带动工件旋转的主轴本体以及用于驱动所述主轴本体运动的主轴伺服电机。

2.根据权利要求1所述的数控旋风铣床，其特征在于，所述主轴本体的转速与所述加工刀盘的转速的速度比例采用公式M＝N*Z1/Z+[NV*COSα/(Mn*π*Z)]确定，其中M代表主轴本体的转速，N代表加工刀盘的转速，Z代表加工刀盘的齿数，Z1代表工件的齿数，V代表加工刀盘的每转进给，α代表工件的螺旋升角，Mn代表工件的模数。

3.根据权利要求1所述的数控旋风铣床，其特征在于，所述Z轴滑台机构还包括沿Z轴方向设置的Z轴丝杆，所述Z轴伺服电机的输出轴与所述Z轴丝杆连接，所述Z轴丝杆与所述Z轴滑板连接。

4.根据权利要求1所述的数控旋风铣床，其特征在于，所述X轴滑台机构还包括沿X轴方向设置的X轴丝杆，所述X轴伺服电机的输出轴与所述X轴丝杆连接，所述X轴丝杆与所述X轴滑板连接。

5.根据权利要求1所述的数控旋风铣床，其特征在于，所述铣头机构还包括铣头皮带机构，所述铣头伺服电机的输出轴通过所述铣头皮带机构与所述加工刀盘的旋转轴连接。

6.根据权利要求1所述的数控旋风铣床，其特征在于，所述主轴机构还包括主轴皮带机构，所述主轴伺服电机的输出轴通过所述主轴皮带机构与所述主轴本体连接。

7.根据权利要求6所述的数控旋风铣床，其特征在于，所述主轴机构还包括主轴箱，所述主轴箱设置在所述基座上，所述主轴本体、主轴皮带机构以及主轴伺服电机均设置在所述主轴箱上。

8.根据权利要求1-7任一项所述的数控旋风铣床，其特征在于，还包括安装台，所述安装台设置在所述基座上，所述安装台上具有相对于所述基座的安装表面倾斜设置的倾斜台面，所述Z轴滑台机构设置在所述安装台的倾斜台面上。

9.根据权利要求8所述的数控旋风铣床，其特征在于，所述倾斜台面上设有沿Z轴方向的Z轴滑轨，所述Z轴滑板安装在所述倾斜台面上，所述Z轴滑板上设有与所述Z轴滑轨匹配的Z轴滑槽；所述X轴滑台机构包括固定在所述Z轴滑板上的固定台，所述固定台上设有沿X轴方向的X轴滑轨，所述X轴滑板安装在所述固定台上，所述X轴滑板上设有与所述X轴滑轨匹配的X轴滑槽。

10.根据权利要求1-7任一项所述的数控旋风铣床，其特征在于，所述X轴伺服电机为制动伺服电机。