[發明專利]一種混聯結構車銑復合加工中心

在審

• 申請號: 202211074325.5
• 申請日: 2022-09-03
• 公開（公告）號: CN115179047A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 彭寶營;羅輝;王鵬家
• 申請（專利權）人: 北京信息科技大學
• 主分類號: B23P23/02
• 分類號: B23P23/02;B23Q5/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種混聯結構車銑復合加工中心，包括床身、主軸、銑刀庫、多軸銑削平臺、Z向進給平臺、尾座、X向進給平臺和車刀架。所述車刀架安裝在X向進給平臺上，所述X向進給平臺安裝在Z向進給平臺上，車削刀具可沿X、Z兩方向移動。所述多軸銑削平臺安裝在Z向進給平臺上，與車刀架相對，分別位于主軸兩側，所述多軸銑削平臺由固定板、活動板、銑削軸頭、電動推桿、球鉸等構成，通過改變六個電動推桿的伸縮長度，可驅動銑削軸頭進行位姿變換。本發明采用了并聯與串聯結合的混聯結構設計，結構緊湊、運動靈活，可實現車削、鉆孔、鉸孔及五軸銑削等加工方式，適用于復雜曲面、復雜結構零件的加工。

技術領域

本發明涉及機械加工設備技術領域，尤其涉及一種并聯與串聯結合的混聯結構車銑復合加工中心。

背景技術

在現代機械加工領域中，零部件的結構設計與加工工藝變得日益復雜，因此對機床的自由度提出了更高的要求。傳統機床一般為串聯結構，優點是工作范圍大、運動控制簡單，但存在運動部件質量大，位置誤差累積等缺點。與此相反，并聯結構具有運動靈活性好，剛度大，慣性小，結構緊湊，位置誤差不累積等優點，但工作范圍較小、運動算法復雜。兼具二者優點的混聯結構機床目前得到各國研發機構的廣泛重視，成為未來機械加工機床發展的重要研究方向。

發明內容

本發明的目的在于提供一種混聯結構車銑復合加工中心。

本發明采用的技術方案是：一種混聯結構車銑復合加工中心，包括床身、主軸、銑刀庫、多軸銑削平臺、Z向進給平臺、尾座、X向進給平臺和車刀架。所述車刀架安裝在X向進給平臺上，所述X向進給平臺安裝在Z向進給平臺上。所述多軸銑削平臺安裝在Z向進給平臺上，與車刀架相對，分別位于主軸兩側。所述Z向進給平臺與尾座安裝在床身的直線導軌上。

所述主軸由伺服電主軸驅動，輸出端連接三爪卡盤，可夾持待加工工件高速旋轉并無級調速。車削狀態時，主軸帶動工件高速旋轉為車削主運動；銑削狀態時，主軸可作為C軸帶動工件進行精確分度旋轉。

所述多軸銑削平臺由固定板、活動板、銑削軸頭、電動推桿、球鉸構成。所述電動推桿由伺服電機驅動，六個電動推桿采用并聯布置，通過改變電動推桿的伸縮長度，可驅動銑削軸頭進行位姿變換。所述多軸銑削平臺可Z向移動實現快速定位，切削進給運動則通過六個電動推桿并聯運動來實現。另外，所述銑削軸頭與活動板之間由轉動副連接，銑削軸頭相對于活動板可0-90°旋轉，此旋轉運動定義為B軸運動，可實現立銑與臥銑狀態的切換。

可選的，所述銑刀庫采用圓盤式結構，具有多個卡刀座，可裝載銑刀、鉆頭、鉸刀等多種刀具，銑刀庫安裝在一滑動導軌上，換刀狀態時銑刀庫被推出，機床正常運行狀態時銑刀庫被拉回。

可選的，所述Z向進給平臺與X向進給平臺可采用直線電機驅動，亦可采用滾珠絲杠副、伺服電機驅動。

可選的，所述車刀架采用轉塔刀架結構，可裝載多把刀具，通過伺服電機驅動轉塔旋轉完成換刀。機床加工時車削刀具可沿X、Z軸兩方向移動。

本發明與現有技術相比具有如下優點：本發明采用了并聯與串聯結合的混聯結構設計，綜合了并、串聯各自的優點。多軸銑削平臺的六個電動推桿采用并聯布置，剛度高，精度好，結構緊湊，運動靈活，可實現五軸聯動的銑削加工。多軸銑削平臺的銑削軸頭與活動板之間以轉動副串聯連接，可實現立銑與臥銑狀態切換，實現對工件徑向與軸向兩方向的切削加工，而傳統的車銑復合機床通常是設置兩個銑削軸頭從而實現此功能。銑削軸頭上亦可裝載鉆頭、鉸刀等刀具，實現鉆、鉸孔等加工方式，適用于加工復雜曲面、復雜結構零件。車刀架與多軸銑削平臺分別位于主軸兩側，保持了Z向進給平臺所受重力相對平衡，并且車削與銑削共用Z軸伺服進給系統，簡化了機床結構，降低了制造成本。

附圖說明

圖1為本發明整體結構示意圖。

圖2為本發明右視圖。

圖3為本發明A向視圖。