一种铝合金棒材车铣复合加工用机床

技术领域

本发明涉及一种铝合金棒材车铣复合加工用机床，属于机床技术领域。

背景技术

目前，国内加工铝合金棒材多采用大型车床，采用车削方式实现对大直径、长轴铝棒进行开粗加工。由于车削方式的切削力由工件旋转运动提供，想要达到理想的加工效果，需要工件的转速达到一定要求，由此带来的对机床整体刚性、传动系统的精度、装配要求、控制系统的响应速度、检测系统精度的要求都非常高，进而导致车削效果不理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种铝合金棒材车铣复合加工用机床，性能稳定，加工效率高、能获得最佳切削条件，提高切削精度。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种铝合金棒材车铣复合加工用机床，包括床身座，所述床身座一端设置主轴单元，另一端活动设有尾座单元，所述尾座单元能够沿着床身座长度移动，带动尾座单元靠近或远离主轴单元，使得工件夹紧于主轴单元和尾座单元之间；所述床身座上设有铣削单元，且所述铣削单元设于工件侧面，刀具固定于所述铣削单元上；所述主轴单元驱动工件转动，所述铣削单元驱动刀具转动并带动刀具沿着工件轴向移动，进而对工件进行加工。

所述主轴单元包括主轴箱，所述主轴箱内穿设水平布置的主轴，所述主轴一端部设置主轴顶尖，所述主轴顶尖设于主轴箱外，所述主轴顶尖抵住工件一端面，驱动所述主轴转动，带动主轴顶尖同步转动，实现工件转动。

所述主轴另一端部设置主轴驱动装置，所述主轴驱动装置包括主轴电机，所述主轴电机输出轴连接主轴减速机，所述主轴减速机输出轴与主轴之间设有主轴减速齿轮传动。

所述尾座单元包括下尾座单元和上尾座单元，所述上尾座单元设置在下尾座单元顶部；所述下尾座单元包括下尾座箱体，所述下尾座箱体内设有水平布置的主齿轮轴和从齿轮轴，所述主齿轮轴上设置主齿轮，所述从齿轮轴上设置从齿轮，所述主齿轮与从齿轮相啮合；所述从齿轮与蜗杆相啮合，所述床身座上设置通长布置的蜗条，所述蜗条与蜗杆相啮合；驱动所述主齿轮轴转动，带动主齿轮转动，使得从齿轮、从齿轮轴、蜗杆转动，使得下尾座箱体沿着床身座长度方向移动。

所述上尾座单元包括上尾座箱体，所述上尾座箱体内设有水平布置的夹紧轴，所述夹紧轴一端设置尾座顶尖，所述尾座顶尖与主轴顶尖相对布置，驱动所述夹紧轴沿着上尾座箱体内腔移动，带动尾座顶尖伸出而夹紧工件另一端面，或缩回而松开工件另一端面。

所述铣削单元包括铣削底座，所述铣削底座上活动设有立箱，所述立箱内设有水平布置的铣削主轴箱体，所述铣削主轴箱体内设有水平布置的铣削主轴，所述铣削主轴一端设置铣削刀盘，刀具固定于所述铣削刀盘上，驱动所述铣削主轴转动，带动铣削刀盘、刀具转动。

所述铣削底座顶面设置滑轨，所述立箱底部卡设于滑轨上，所述立箱底部穿设X轴丝杆，所述X轴丝杆与立箱螺纹连接，驱动所述X轴丝杆转动，带动立箱沿着滑轨移动。

所述铣削底座底部设置Z轴消隙减速电机，所述Z轴消隙减速电机的输出轴上设置消隙齿轮，所述床身座上设置消隙齿条，所述消隙齿轮与消隙齿条相啮合。

所述立箱内设有竖向布置的Y轴丝杆，所述Y轴丝杆穿设铣削主轴箱体，两者螺纹连接，驱动所述Y轴丝杆转动，使得铣削主轴箱体作升降运动。

所述立箱内设有竖向布置的平衡缸，所述平衡缸伸出杆固定连接铣削主轴箱体。

与现有技术相比，本发明的优点在于：一种铝合金棒材车铣复合加工用机床，能够实现主轴低转速进给，减小离心力，覆盖大小直径，轻重坯料的加工，不再被工件大小轻重制约，单台设备可完成所有种类坯料的加工。本申请性能稳定，能一次加工实现精加工，提高了加工效率；表面粗糙度最低能至Ra0.16，比传统车削精度提高5倍，提高了切削精度。

附图说明

图1为本发明实施例一种铝合金棒材车铣复合加工用机床的示意图；

图2为床身座的示意图；

图3为图2的剖视图；

图4为主轴单元的示意图；

图5为图4的侧视图；

图6为图5的A-A剖视图；

图7为下尾座单元的示意图；

图8为图7的俯视图；

图9为上尾座单元的示意图；

图10为图9的侧视图；

图11为图10中B-B的剖视图；

图12为铣削单元的示意图；

图13为图12的侧视图；

图14为图13的剖视图；

图中1床身座、1.1蜗条、1.2消隙齿条、2主轴单元、2.1主轴箱、2.2主轴电机、2.3主轴减速机、2.4主轴减速齿轮传动、2.5主轴、2.6主轴顶尖、3下尾座单元、3.1下尾座箱体、3.2下尾座减速电机、3.3主齿轮轴、3.4从齿轮轴、3.5蜗杆、4上尾座单元、4.1上尾座箱体、4.2夹紧油缸、4.3夹紧轴、4.4尾座顶尖、5铣削单元、5.1Z轴消隙减速电机、5.2滑轨、5.3X轴驱动电机、5.4立箱、5.5Y轴驱动电机、5.6平衡缸、5.7铣削主轴箱体、5.8铣削电机、5.9铣削主轴、5.10铣削刀盘。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1、2所示，本实施例中的一种铝合金棒材车铣复合加工用机床，包括床身座1，床身座1一端设置主轴单元2，另一端设有尾座单元，工件设于主轴单元2和尾座单元之间，尾座单元能够沿着床身座1移动，使得尾座单元靠近或远离主轴单元2，进而调节尾座单元与主轴单元之间的间距，实现工件固定于主轴单元和尾座单元之间。床身座1上设有铣削单元5，且铣削单元5设于工件侧面，铣刀固定于铣削单元5上。主轴单元2驱动工件转动，铣削单元5驱动铣刀转动并带动铣刀沿着工件轴向移动，实现工件低转速、刀具高转速的切削。

如图4、5、6所示，主轴单元2包括主轴箱2.1，主轴箱2.1内穿设水平布置的主轴2.5，主轴2.5一端设置主轴顶尖2.6，主轴顶尖2.6设于主轴箱2.1外，主轴顶尖2.6抵住工件一端面。主轴2.5另一端设置主轴驱动装置，主轴驱动装置包括主轴电机2.2，主轴电机2.2输出轴连接主轴减速机2.3，主轴减速机2.3输出轴与主轴2.5之间设有主轴减速齿轮传动2.4，主轴电机2.2带动主轴减速机2.3转动，带动主轴减速齿轮传动2.4转动，使得主轴2.5、主轴顶尖2.6同步转动，进而带动工件低速转动。

如图7、8所示，尾座单元包括下尾座单元3和上尾座单元4，上尾座单元4设置在下尾座单元3顶部。下尾座单元3包括下尾座箱体3.1，下尾座箱体3.1内设有水平布置的主齿轮轴3.3和从齿轮轴3.4，主齿轮轴3.3上设置主齿轮，从齿轮轴3.4上设置从齿轮，主齿轮与从齿轮相啮合。床身座1上设置通长布置的蜗条1.1，蜗条1.1、从齿轮分别与蜗杆3.5相啮合，下尾座减速电机3.2驱动主齿轮轴3.3转动，带动主齿轮、从齿轮、从齿轮轴、蜗杆转动，使得下尾座箱体3.1沿着床身座1长度方向移动，进而带动上尾座单元同步移动，进而靠近或远离主轴单元，满足不同长度的坯料。

如图9、10、11所示，上尾座单元4包括上尾座箱体4.1，上尾座箱体4.1内设有水平布置的夹紧轴4.3，夹紧轴4.3一端设置尾座顶尖4.4，尾座顶尖4.4与主轴顶尖2.6相对布置。夹紧油缸4.2驱动夹紧轴4.3沿着上尾座箱体4.1内腔移动，带动尾座顶尖4.4伸出而夹紧工件另一端面，或缩回而松开工件另一端。

如图12、13、14所示，铣削单元5包括铣削底座，铣削底座上设有立箱5.4，铣削底座顶面设置滑轨5.2，立箱5.4底部卡设于滑轨5.2上，立箱5.4底部穿设X轴丝杆，X轴丝杆与立箱5.4螺纹连接，X轴驱动电机5.3输出轴与X轴丝杆固定连接，X轴驱动电机5.3驱动X轴丝杆转动，带动立箱5.4沿着滑轨5.2移动，即立箱5.4沿着床身座1宽度(X轴)方向移动。铣削底座底部设置Z轴消隙减速电机5.1，Z轴消隙减速电机5.1输出轴上设置消隙齿轮，床身座1上设置消隙齿条1.2，消隙齿条1.2沿着床身座1长度方向布置，消隙齿轮与消隙齿条1.2相啮合。Z轴消隙减速电机5.1驱动消隙齿轮转动，使得铣削底座沿着床身座1长度(Z轴)方向移动。立箱5.4内设有水平布置的铣削主轴箱体5.7，立箱5.4内设有竖向布置的Y轴丝杆，Y轴丝杆穿设铣削主轴箱体5.7，两者螺纹连接。Y轴驱动电机5.5输出轴与Y轴丝杆端部固定连接，Y轴驱动电机5.5驱动Y轴丝杆转动，使得铣削主轴箱体5.7沿着Y轴作升降运动。铣削主轴箱体5.7内设有水平布置的铣削主轴5.9，铣削主轴5.9一端设置铣削刀盘5.10，刀具固定于铣削刀盘5.10上。铣削电机5.8驱动铣削主轴5.9转动，带动铣削刀盘5.10、刀具转动。

立箱5.4内设有竖向布置的平衡缸5.6，平衡缸5.6设于铣削主轴箱体5.7上方，且平衡缸缸体固定于立箱内，平衡缸伸出杆固定连接铣削主轴箱体。铣削主轴箱体及其配件的自重通过平衡缸提供一定的压力进行抵消。

本申请铣削单元具有X轴、Y轴和Z轴三轴平移联动功能，下尾座单元沿着床身座长度方向移动并与主轴单元相配合，进而夹紧工件，主轴单元驱动工件旋转，铣削单元驱动刀具旋转并沿着床身座长度方向移动，实现了工件低转速、刀具高转速的切削。

经测试，不同的走刀速度获得的表面粗糙度如下：

走刀速度≤300mm/min时Ra≤0.8μm，

走刀速度≤400mm/min时Ra≤1.6μm，

走刀速度≤600mm/min时Ra≤3.2μm。

本申请能够实现主轴低转速进给，减小离心力，覆盖大小直径、轻重坯料的加工，不再被工件大小轻重制约，单台设备可完成所有种类坯料的加工。本申请性能稳定，能一次加工实现精加工，提高了加工效率；表面粗糙度最低能至Ra0.16，比传统车削精度提高5倍，提高了切削精度。

除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。