本發(fā)明涉及一種車銑加工中心,具體涉及一種復合走心式車銑加工中心。

背景技術：

目前，軸類機械加工中心通常包括兩大類，其中一種為常規(guī)的機床，主軸旋轉帶動零件旋轉，刀具走刀進行加工，另一種為走心機，其刀具位置固定，主軸旋轉同時實現(xiàn)軸向移動，與刀具配合進行加工。

兩種加工中心各有優(yōu)點，但是兩種類型的加工中心只能完成各自的加工動作，無法相結合。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服背景技術的不足，本發(fā)明提供一種復合走心式車銑加工中心。

本發(fā)明所采用的技術方案：一種復合走心式車銑加工中心，包括機座、復合走心主軸、第一進刀機構；所述復合走心主軸設置在機座上，并沿x方向布置；所述復合走心主軸包括中空軸電機、走心座、中心軸、第一夾持機構、第二夾持機構；所述第一夾持機構設置在中空軸電機的后端，與中空軸電機聯(lián)動配合；所述走心座、中心軸、第二夾持機構設置在中空軸電機的前端，所述中心軸一端插入中空軸電機，與中空軸電機聯(lián)動配合，另一端與穿過走心座并與走心座螺紋配合；所述第二夾持機構包括彈性夾頭、拉桿、撥叉組件，所述彈性夾頭設置在中心軸插入中空軸電機內(nèi)的一端，并與中心軸軸向滑移且周向限位配合；所述撥叉組件設置在走心座上，所述拉桿呈中空結構，其一端穿過中心軸中心并連接彈性夾頭，另一端穿過撥叉組件并與撥叉組件螺紋配合；

所述第一進刀機構包括固定支架、第一活動安裝板、第一滑移驅動組件、第一刀具、第二活動安裝板、第二滑移驅動組件、第二刀具；所述固定支架設置在復合走心主軸后端對應第一夾持機構的位置，所述第一刀具固定安裝在第一活動安裝板，所述第一活動安裝板通過第一滑移驅動組件設置在固定支架上，能沿y方向、z方向滑移；所述第二刀具通過旋轉馬達可旋轉地設置在第二活動安裝板上，所述第二活動安裝板通過第二滑移驅動組件設置在固定支架上，能沿y方向、z方向滑移。

所述第一夾持機構包括安裝座、活動件、二個夾板、驅動組件、連接座；所述安裝座通過連接座安裝在中空軸電機上；所述安裝座中心設有第一中心孔，所述安裝座的后端面上還設有兩個沿中心孔對稱布置的安裝凸臺，兩個安裝凸臺對應的外側設有沿前后方向延伸的第一直線導軌，兩個安裝凸臺對應的內(nèi)側設有與第一直線導軌相垂直的第二直線導軌；二個所述夾板對應設置在兩個安裝凸臺之間，并與第二直線導軌滑移配合，所述夾板的外側面為傾斜面，所述傾斜面上設有沿前后方向延伸的第三直線導軌；所述活動件套設在兩個安裝凸臺外側，且活動件與第一直線導軌、第三直線導軌滑移配合；所述驅動組件驅動連接活動件，能驅使活動件沿第一直線導軌前后滑移。

所述驅動組件包括驅動件、頂桿、液壓動力源、滑移套、傳動軸；所述驅動件設置在安裝座的前端，其中心設有與第一中心孔對應的第二中心孔，且驅動件與安裝座周向限位配合；所述頂桿沿第一中心孔周向均勻布置，且頂桿穿過安裝座，其兩端分別頂住驅動件與活動件；所述液壓動力源驅動連接滑移套，且所述滑移套可滑移地套設在中心軸外；所述傳動軸套設在中心軸外，與中心軸花鍵配合，且所述傳動軸設置在驅動件與滑移套之間；所述中空軸電機的輸出端連接有輸出套，所述輸出套套設在傳動軸外，并與傳動軸花鍵配合。

所述液壓動力源包括輸出活動套、第一液壓油管、第二液壓油管、電磁閥、調整缸、伺服電機；所述電磁閥呈兩位三通結構，其一個連接口連通液壓源，另外兩個連接口分別通過第一液壓油管、第二液壓油管連接輸出活動套；其中第二液壓油管還連接調整缸，所述調整缸通過伺服電機驅動調節(jié)。

所述復合走心主軸還包括走心驅動組件，所述走心驅動組件包括驅動電機、絲桿、連接塊、第一滑移軌道；所述第一滑移軌道沿x方向設置在機座上，所述中空軸電機與走心座底部通過連接塊連成一體，并滑移設置在第一滑移軌道上，所述驅動電機驅動連接絲桿，所述絲桿與連接塊螺紋配合。

所述機座上還設有旋轉主軸、夾持轉移機構、第二進刀機構；所述旋轉主軸設置在x方向的末端位置，與復合走心主軸對應；所述夾持轉移機構、第二進刀機構設置在復合走心主軸與旋轉主軸之間。

所述夾持轉移機構包括橫梁、多方位機械手，所述橫梁沿x方向布置，所述多方位機械手一端與橫梁滑移配合，另一端設置夾持器。

所述第二進刀機構包括底座、第一滑移座、第二滑移座、第一旋轉軸、第二旋轉軸、固定支撐板、第三刀具；底座固定安裝在機座上，第一滑移座與底座沿z方向滑移配合，所述第二滑移座與第一滑移座沿y方向滑移配合，所述第一旋轉軸沿z方向布置在第二滑移座上，所述第二旋轉軸與第一旋轉軸的端部垂直，所述固定支撐板固定在第二旋轉軸上，所述第三刀具通過旋轉馬達可旋轉地設置在固定支撐板上。

所述第一進刀機構、第二進刀機構均設有與其對應的旋轉刀庫及自動換刀機構。

所述機座上還包括第二滑移軌道、滑移框架、第三滑移軌道，所述第二滑移軌道沿x方向設置在機座上，所述滑移框架與第二滑移軌道滑移配合，所述第三滑移軌道沿z方向設置在滑移框架上，所述旋轉主軸設置在第三滑移軌道上。

所述機座上還設有自動下料機構，所述自動下料機構升降平臺、輸送平臺，所述輸送平臺設置在滑移框架頂部，所述升降平臺設置在輸送平臺的末端位置。

本發(fā)明的有益效果是：采用以上方案，復合走心主軸分別通過第一夾持機構、第二夾持機構實現(xiàn)走心旋轉加工與固定旋轉加工兩種不同加工方式；同時配合第一進刀機構中固定的第一刀具與可旋轉地第二刀具，實現(xiàn)對不同加工方式的配合，從而巧妙地將走心旋轉加工與固定旋轉加工兩種不同加工方式結合在同一臺加工設備上。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例復合走心式車銑加工中心結構示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例復合走心主軸的結構示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例復合走心主軸另一角度的結構示意圖。

圖4為本發(fā)明實施例復合走心主軸的剖視圖。

圖5為本發(fā)明實施例高精度旋轉夾盤去除第二夾持機構、中空軸電機、液壓動力源后的結構示意圖。

圖6為在圖5的基礎上去除輸出套、滑移套、傳動軸后的結構示意圖。

圖7為本發(fā)明實施例第二夾持機構的結構示意圖。

圖8為本發(fā)明實施例第二夾持機構的正面結構示意圖。

圖9為圖8中a-a處的剖視結構示意圖。

圖10為圖8中b-b處的剖視結構示意圖。

圖11為本發(fā)明實施例第二夾持機構去除活動件后的結構示意圖。

圖12為本發(fā)明實施例安裝座的結構示意圖。

圖13為本發(fā)明實施例夾板的結構示意圖。

圖14為本發(fā)明實施例第一進刀機構的結構示意圖。

圖15為本發(fā)明實施例夾持轉移機構與第二進刀機構的結構示意圖。

圖16為本發(fā)明實施例第二進刀機構的結構示意圖。

圖17為本發(fā)明實施例自動下料機構的結構示意圖。

圖中1-機座，2-復合走心主軸，21-中空軸電機，211-輸出套，22-走心座，23-中心軸，24-第一夾持機構，241-安裝座，2411-第一中心孔，2412-第一環(huán)形擋板，2413-安裝凸臺，2414-第二環(huán)形擋板，2415-限位凸臺，242-活動件，243-夾板，2431-傾斜面，2432-弧形凹槽，244-驅動組件，2441-驅動件，2442-頂桿，2443-液壓動力源，24431-輸出活動套，24432-第一液壓油管，24433-第二液壓油管，24434-電磁閥，24435-調整缸，24436-伺服電機，2444-滑移套，2445-傳動軸，245-第一直線導軌，246-第二直線導軌，247-第三直線導軌，248-連接座，25-第二夾持機構，251-彈性夾頭，252-拉桿，253-撥叉組件，2531-撥叉座，2532-撥桿，2533-氣缸，26-走心驅動組件，261-驅動電機，262-絲桿，263-連接塊，264-第一滑移軌道，3-第一進刀機構，31-固定支架，32-第一活動安裝板，33-第一滑移驅動組件，34-第一刀具，35-第二活動安裝板，36-第二滑移驅動組件，37-第二刀具，4-旋轉主軸，5-夾持轉移機構，51-橫梁，52-多方位機械手；6-第二進刀機構，61-底座，62-第一滑移座，63-第二滑移座，64-第一旋轉軸，65-第二旋轉軸，66-固定支撐板，67-第三刀具，7-旋轉刀庫，8-自動換刀機構，9-自動下料機構，91-升降平臺，92-輸送平臺，11-第二滑移軌道，12-滑移框架，13-第三滑移軌道。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明實施例作進一步說明：

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術語“x方向”、“y方向”“z方向”、“前”、“后”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系是正常使用復合走心式車銑加工中心時的方位位置，如“x方向”為復合走心主軸方向，“y方向”為豎直方向，“z方向”為垂直于“x方向”與“y方向”，“前”為零件進料方向，“內(nèi)”為靠近中心的位置，是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

如圖所示，一種復合走心式車銑加工中心，包括機座1，所述機座1上沿x方向依次設置復合走心主軸2、第一進刀機構3、旋轉主軸4、夾持轉移機構5、第二進刀機構6、自動下料機構9。

如圖所示，所述復合走心主軸2包括中空軸電機21、走心座22、中心軸23、第一夾持機構24、第二夾持機構25。

所述第一夾持機構24設置在中空軸電機21的一端，與中空軸電機21聯(lián)動配合；所述第一夾持機構24包括安裝座241、活動件242、二個夾板243、驅動組件244、連接座248；所述安裝座241通過連接座248安裝在中空軸電機21上；所述安裝座241中心設有第一中心孔2411，所述安裝座241的后端面上還設有兩個沿中心孔2411對稱布置的安裝凸臺2413，兩個安裝凸臺2413對應的外側設有沿前后方向延伸的第一直線導軌245，兩個安裝凸臺2413對應的內(nèi)側設有與第一直線導軌245相垂直的第二直線導軌246；二個所述夾板243對應設置在兩個安裝凸臺2413之間，并與第二直線導軌246滑移配合，所述夾板243的外側面為傾斜面2431，所述傾斜面2431上設有沿前后方向延伸的第三直線導軌247；所述活動件242套設在兩個安裝凸臺2413外側，且活動件242與第一直線導軌245、第三直線導軌247滑移配合；所述驅動組件244驅動連接活動件242，能驅使活動件242沿第一直線導軌245前后滑移。

第一夾持機構24采用高精度旋轉夾盤，用于夾緊零件并帶動零件快速旋轉，當采用第一夾持機構24夾緊零件時，零件穿過第一中心孔2411并設置于二個所述夾板243之間，活動件242在驅動組件244的作用下沿第一直線導軌245向前移動，同時與夾板243上的第三直線導軌247配合，擠壓傾斜面2431，使得兩個夾板243沿第二直線導軌246滑移靠攏，從而夾緊零件，其對稱中心能夠始終保持不變，即使重復裝置零件也不會發(fā)生變化，穩(wěn)定性更好，精度非常高。

如圖所示，所述走心座22、中心軸23、第二夾持機構25設置在中空軸電機21的另一端，所述中心軸23一端插入中空軸電機21，與中空軸電機21聯(lián)動配合，另一端與穿過走心座22并與走心座22螺紋配合；所述第二夾持機構25包括彈性夾頭251、拉桿252、撥叉組件253，所述彈性夾頭251設置在中心軸23插入中空軸電機21內(nèi)的一端，并與中心軸23軸向滑移且周向限位配合；所述撥叉組件253設置在走心座22上，所述拉桿252呈中空結構，其一端穿過中心軸23中心并連接彈性夾頭251，另一端穿過撥叉組件253并與撥叉組件253螺紋配合。

其中，所述撥叉組件253包括撥叉座2531、撥桿2532、2個氣缸2533，所述撥叉座2531通過螺紋固定連接在拉桿252上，所述撥桿2532套設在拉桿252外與撥叉座2531相對應，2個所述氣缸2533固定安裝在走心座22上，且其輸出端分別與撥桿2532的兩端鉸接；通過兩個氣缸2533控制撥叉座2531，更容易調整撥叉組件253對零件的夾緊效果。

當采用第二夾持機構25夾持零件時，零件穿過拉桿252中心、彈性夾頭251，撥叉組件253拉動拉桿252使彈性夾頭231與中心軸23配合夾緊零件，同時中空軸電機21帶動中心軸23、第二夾持機構25同步旋轉，此時，由于中心軸23與走心座22的螺紋配合以及拉桿252與撥叉組件253的螺紋配合，在旋轉工作的同時實現(xiàn)軸向移動，從而實現(xiàn)走心加工的功能。

上述的第一夾持機構24與第二夾持機構25相互獨立，通過控制第一夾持機構24或第二夾持機構25夾緊零件，實現(xiàn)零件的固定旋轉加工或走心旋轉加工，在一臺加工中心設備上結合了兩種主軸驅動方式。

如圖所示，所述第一進刀機構3包括固定支架31、第一活動安裝板32、第一滑移驅動組件33、第一刀具34、第二活動安裝板35、第二滑移驅動組件36、第二刀具37；所述固定支架31設置在復合走心主軸2后端對應第一夾持機構24的位置，所述第一刀具34固定安裝在第一活動安裝板32，所述第一活動安裝板32通過第一滑移驅動組件33設置在固定支架31上，能沿y方向、z方向滑移；所述第二刀具37通過旋轉馬達可旋轉地設置在第二活動安裝板35上，所述第二活動安裝板35通過第二滑移驅動組件36設置在固定支架31上，能沿y方向、z方向滑移。

其中，第一滑移驅動組件33包括沿y方向布置的第一滑軌，沿z方向的第二滑軌，以及連接第一滑軌與第二滑軌的第一滑塊，同樣的，第二滑移驅動組件36包括沿y方向布置的第三滑軌，沿z方向的第四滑軌，以及連接第三滑軌與第四滑軌的第二滑塊，結構簡單，能實現(xiàn)y方向、z方向的滑移工作。

另外，第一刀具34為車刀，設有兩組，分別沿z方向、y方向固定，第二刀具37為銑刀。

通過第一進刀機構3多種形式的刀具，能夠與復合走心主軸的兩種驅動方式相結合，從而巧妙地將走心旋轉加工與固定旋轉加工兩種不同加工方式結合在同一臺加工設備上。

如圖所示，所述驅動組件244包括驅動件2441、頂桿2442、液壓動力源2443、滑移套2444、傳動軸2445；所述驅動件2441設置在安裝座241的后端，其中心設有與第一中心孔2411對應的第二中心孔，且驅動件2441與安裝座241周向限位配合；所述頂桿2442沿第一中心孔2411周向均勻布置，且頂桿2442穿過安裝座241，其兩端分別頂住驅動件2441與活動件242；所述液壓動力源2443驅動連接滑移套2444，且所述滑移套2444可滑移地套設在中心軸23外；所述傳動軸2445套設在中心軸23外，與中心軸23花鍵配合，且所述傳動軸2445設置在驅動件2441與滑移套2444之間；所述中空軸電機21的輸出端連接有輸出套211，所述輸出套211套設在傳動軸2445外，并與傳動軸2445花鍵配合。

中空軸電機21的輸出端能帶動輸出套211旋轉，輸出套211通過花鍵帶動傳動軸2445旋轉，傳動軸2445能帶動驅動件2441同步轉動，從而實現(xiàn)第一夾持機構24的旋轉工作；同時傳動軸2445通過花鍵能帶動中心軸23旋轉，中心軸23能帶動第二夾持機構25旋轉工作；另外液壓動力源2443通過滑移套2444帶動傳動軸2445軸向滑移，使得驅動件2441動作，實現(xiàn)第一夾持機構24夾持效果。

上述結構將多種驅動傳動結構巧妙地結合在一起，結構緊湊，體積小，而且進一步保證其工作的同步性，提高加工精度。

其中，采用液壓動力源驅動，不僅控制更方便，而且進一步保證了其加工精度，使用效果更好。

所述液壓動力源2443包括輸出活動套24431、第一液壓油管24432、第二液壓油管24433、電磁閥24434、調整缸24435、伺服電機24436；所述電磁閥24434呈兩位三通結構，其一個連接口連通液壓源，另外兩個連接口分別通過第一液壓油管24432、第二液壓油管24433連接輸出活動套24431；其中第二液壓油管24433還連接調整缸24434，所述調整缸24434通過伺服電機24435驅動調節(jié)。

通常，固定旋轉加工適用于短軸零件，第二夾持機構25不會對其造成干涉影響，而走心旋轉加工適用于長軸零件，零件加工時需穿過第一夾持機構24.

當采用固定旋轉加工時，電磁閥24434連通第一液壓油管24432，使得第一夾持機構24能夠牢固的夾緊零件加工；當采用走心旋轉加工時，電磁閥24434連通第二液壓油管24433，同時通過伺服電機24436對調整缸24435進行調整，改變?nèi)莘e大小，從而快速準確地改變第一夾持機構24夾持力度，通過上述調整方法，能夠使得第一夾持機構24正好處于未夾緊且零件正好能夠旋轉的位置，保證零件加工時的同心度，保證其高精度加工要求。

如圖所示，還包括走心驅動組件26，所述走心驅動組件26包括驅動電機261、絲桿262、連接塊263、第一滑移軌道264；所述中空軸電機21與走心座22底部通過連接塊263連成一體，并滑移設置在第一滑移軌道264上，所述驅動電機261驅動連接絲桿262，所述絲桿262與連接塊263螺紋配合。通過電機絲桿的驅動傳動方式，實現(xiàn)中空軸電機1、走心座2整體性的滑移，進一步走心旋轉加工的目的。

另外，為了進一步提高加工精度，提高工作穩(wěn)定性，可以如圖所示，將2個所述夾板243相對的一側設置沿前后方向延伸的弧形凹槽2432，旋轉加工的零件一般為軸類零件，通過弧形凹槽2432能夠與零件更好地配合，夾緊對中效果更佳。

如圖所示，所述安裝座241的后端設有沿其外邊沿設置的第一環(huán)形擋板2412，所述活動件242外壁與第一環(huán)形擋板2412內(nèi)壁相貼合，通過第一環(huán)形擋板2412進一步對活動件242進行一個限位，保證其沿直線滑移，保證夾持精度。

同樣的，所述安裝座241的前端設有沿其外邊沿設置的第二環(huán)形擋板2414，所述推動塊2441外壁與第二環(huán)形擋板2414內(nèi)壁相貼合。

如圖所示，所述第二環(huán)形擋板2414內(nèi)壁設有若干周向均布的限位凸臺2415，所述驅動件2441外壁設有與限位凸臺2415適配的限位凹槽，通過限位凸臺2415與限位凹槽進一步實現(xiàn)定位配合，而且方便安裝。

如圖所示，所述機座1上還設有旋轉主軸4、夾持轉移機構5、第二進刀機構6；所述旋轉主軸4設置在x方向的末端位置，與復合走心主軸2對應；所述夾持轉移機構5、第二進刀機構6設置在復合走心主軸2與旋轉主軸4之間。除了對零件前端進行加工，還能對零件的后端進行加工，由夾持轉移機構5將復合走心主軸2上前端加工完成的零件轉移至旋轉主軸4，第二進刀機構6與旋轉主軸4配合能進行進一步的加工。

其中，旋轉主軸4由中空軸電機與第一夾持機構組成，能夠夾緊旋轉，精度高。

所述機座1上還包括第二滑移軌道11、滑移框架12、第三滑移軌道13，所述第二滑移軌道11沿x方向設置在機座1上，所述滑移框架12與第二滑移軌道11滑移配合，所述第三滑移軌道13沿z方向設置在滑移框架12上，所述旋轉主軸4設置在第三滑移軌道13上。通過第二滑移軌道11、第三滑移軌道13能夠實現(xiàn)旋轉主軸4在x方向、z方向上的滑移，能夠更好地配合第二進刀機構6進行加工工作。

所述夾持轉移機構5包括橫梁51、多方位機械手52，所述橫梁51沿x方向布置，所述多方位機械手52一端與橫梁51滑移配合，另一端設置夾持器。所述多方位機械手52本身可通過多節(jié)連桿組成，通過鉸接配合、電機驅動，實現(xiàn)各個角度的旋轉擺動，能夠方便夾持器夾持連接進行專利。其中夾持器為常規(guī)氣動夾具，而在橫梁51上，可以設置齒條結構，并通過齒輪、電機帶動多方位機械手沿橫梁51往復滑移。

所述第二進刀機構6包括底座61、第一滑移座62、第二滑移座63、第一旋轉軸64、第二旋轉軸65、固定支撐板66、第三刀具67；底座61固定安裝在機座1上，第一滑移座62與底座61沿z方向滑移配合，所述第二滑移座63與第一滑移座62沿y方向滑移配合，所述第一旋轉軸64沿z方向布置在第二滑移座63上，所述第二旋轉軸62與第一旋轉軸61的端部垂直，所述固定支撐板66固定在第二旋轉軸62上，所述第三刀具67通過旋轉馬達可旋轉地設置在固定支撐板66上。第三刀具67能實現(xiàn)y方向、z方向上的直線滑移，同時能夠旋轉、擺動，使得第三刀具67具有很高的自由度，能夠實現(xiàn)各種精密加工。

為了進一步提高其自動化工作效果，第一進刀機構3與第二進刀機構6均設置有對應的旋轉刀庫7及自動換刀機構8，根據(jù)加工需求，實現(xiàn)自動換刀。

如圖所示，所述機座1上還設有自動下料機構9，所述自動下料機構9升降平臺91、輸送平臺92，所述輸送平臺92設置在滑移框架12頂部，所述升降平臺91設置在輸送平臺92的末端位置。

加工完成的零件可通過夾持轉移機構5放置在輸送平臺92，通過輸送平臺轉移至升降平臺91，并通過升降實現(xiàn)上下擺放，擺滿之后通過升降平臺91底部滑輪方便進行轉移。

實施例不應視為對發(fā)明的限制，但任何基于本發(fā)明的精神所作的改進，都應在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。