[發明專利]一種重心驅動零懸伸量的數控車床

在審

• 申請號: 201811441873.0
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109304484A
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 張海濱;趙福臣;高東奇;丁亮;孫丙鎮;于振中;劉振
• 申請（專利權）人: 哈工大機器人（合肥）國際創新研究院
• 主分類號: B23B3/06
• 分類號: B23B3/06;B23B7/16;B23B25/00
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 杜丹丹

本發明公開了一種重心驅動零懸伸量的數控車床，床身、橫向導軌、縱向導軌、主軸單元、刀架單元；所述橫向導軌固定在床身的頂部，縱向導軌固定在床身上與外部連通的側部，主軸單元能夠水平往復運動的連接在橫向導軌上，刀架單元能夠豎直往復運動的連接在縱向導軌上，且主軸單元與刀架單元均為零懸伸量的設計。本發明的有益效果：本發明實現零懸伸量與重心驅動配合，可以削弱工件加工時主軸單元受到的扭矩，減小工件與刀具之間的相對振動，提高加工精度和穩定性，延長刀具的使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種數控機床，尤其涉及的是一種重心驅動零懸伸量的數控車床。

背景技術

隨著我國制造業的飛速發展，生產裝備技術正朝向精密、高效、智能積極轉型。在回轉體零件的加工中，數控車床由于其生產效率高、安全性好(加工過程不需人工介入)、加工精度穩定的特點，已逐漸取代傳統車床。出于對加工效率的進一步追求，一些數控車床旁邊裝有機械臂，以實現自動上下料，然而這會帶來額外的成本和安全隱患。于是德國Emag公司發明了一種主軸倒立的數控車床，其主軸具有橫向和縱向兩個運動自由度，可通過主軸的運動配合液壓卡盤的抓取實現自動上下料。往后的倒立式車床均采用此種結構，直到李鷺揚老師在專利CN104874815B中提出了一種兩軸分置的倒立式數控車床。該車床移除主軸的縱向運動自由度，改為刀架縱向運動，配合主軸的橫向進給加工零件，將兩個運動自由度分開，一定程度上提高了車床的剛度，利于實現更為精密、穩定的零件加工。

目前的倒立式數控車床，無論是主軸雙向聯動的還是兩軸分置的，其主軸或刀架相對于驅動力方向均有一定的懸伸量，這在主軸或刀架空載移動時，不會產生可觀的負面效應，但是在工件進給時，由于主軸懸伸量的存在，刀具進給受到的反作用力與水平驅動力不在一個豎直平面上，在二力的共同作用下，主軸單元(包括主軸和用于安裝主軸的水平滑鞍)會受到一個豎直于水平面方向的扭矩，造成工件和刀具之間的相對振動，降低工件的加工精度和刀具的使用壽命。

有鑒于上述的缺陷，本設計人積極加以研究創新，以期創設一種沒有懸伸量、重心驅動的倒立式數控車床，使其更具有產業上的利用價值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供了一種解決上述背景技術中主軸或刀架懸伸量的存在從而導致工件和刀具之間的相對振動的數控車床。

本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題的：本發明包括床身、橫向導軌、縱向導軌、主軸單元、刀架單元；

所述床身為內部為空、頂面和其中一個側面與外部連通的結構，所述橫向導軌固定在床身的頂部，縱向導軌固定在床身上與外部連通的側部，主軸單元能夠水平往復運動的連接在橫向導軌上，刀架單元能夠豎直往復運動的連接在縱向導軌上；

橫向導軌對稱結構，主軸單元的重心水平移動產生的軌跡所在的豎直面與橫向導軌的對稱面重合，縱向導軌為對稱結構，刀架單元的重心水平移動產生的軌跡所在的豎直面與縱向導軌的對稱面重合。

優選的，所述床身為沿豎直方向對稱的六面體結構，內部為長方形空腔結構，頂面和四個側面均與外部連通。

優選的，所述橫向導軌為兩根互相平行的水平導軌，對稱固定安裝在床身的頂部，主軸單元的重心水平移動產生的軌跡所在的豎直面與兩根水平導軌的對稱面重合。

優選的，所述主軸單元包括主軸箱、主軸、主軸卡盤，所述主軸箱能夠滑動的連接在橫向導軌上，主軸穿過主軸箱并固定在主軸箱上，主軸卡盤安裝在主軸下端。

優選的，還包括用于驅動主軸單元水平往復運動的主軸驅動裝置，安裝在床身的頂部，所述主軸驅動裝置驅動主軸單元運動時，主軸驅動裝置產生的驅動力的作用線方向與主軸單元重心運動軌跡重合。

優選的，所述縱向導軌為兩個互相平行的豎直導軌，對稱固定安裝在床身的側部，刀架單元的重心豎直移動產生的軌跡所在的豎直面與兩根豎直導軌的對稱面重合。