專利名稱：臥式加工中心的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于機(jī)械(先進(jìn)制造技術(shù)與裝備)領(lǐng)域，具體涉及一種CNC 計算機(jī)數(shù)字控制的臥式加工中心。
背景技術(shù)：
臥式加工中心是典型的集高新技術(shù)于一體的機(jī)械加工設(shè)備，具有高速、 高精度、高效率、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點，己逐步成為現(xiàn)代機(jī)床發(fā)展的主流方 向，而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造中。但目前臥式加工中心的技術(shù)尚未完善，主
要體現(xiàn)在1、機(jī)床加工精度不穩(wěn)定性，特別是要解決提速與熱變位之間的 矛盾，防止熱變位而產(chǎn)生的精度下降；2、成本高，應(yīng)進(jìn)一步提高性價比， 以增強(qiáng)市場競爭力；3、機(jī)床體積偏大，所以加工中心各部件布局應(yīng)更加合 理化和人性化；4、主軸軸承缺乏良好的保護(hù)措施，容易被污染或受沖擊力 的作用而縮短使用壽命；5、在涉及環(huán)保、節(jié)能方面的技術(shù)也有待完善。
實用新型內(nèi)容
為克服上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種新型的臥式加工，具有 優(yōu)良的冷卻系統(tǒng)、主軸軸承保護(hù)裝置、液壓箱供油狀態(tài)自動控制裝置、油 水自動分離的潤滑油回收裝置；機(jī)床整體成"T"形布局，立柱框式整體結(jié)
本實用新型的技術(shù)方案包括基礎(chǔ)部件、主軸系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、CNC 計算機(jī)數(shù)字控制的電氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、自動換刀機(jī)械系統(tǒng)，其中基礎(chǔ)部 件包括前床身、后床身、工作臺、立柱，主軸系統(tǒng)包括主軸、主軸箱，其 創(chuàng)新之處在于包括以下幾部分
1.主軸設(shè)有液壓浮動打刀機(jī)構(gòu)，液壓打刀缸在打刀時可以軸向浮動，并在液壓打刀缸的前端面設(shè)有4個以上的連接桿，所述主軸系統(tǒng)的主軸后 端分別設(shè)置拉緊環(huán)及反扣環(huán)，連接桿與拉緊環(huán)連接，并能鉤住主軸后端的 反扣環(huán)。在打刀時，活塞桿的推力和液壓缸前的連接桿、拉緊環(huán)與反扣環(huán) 之間的拉力形成內(nèi)力互相抵消，有效地防止了打刀力對主軸軸承的沖擊。
2. 所述主軸系統(tǒng)設(shè)有主軸氣幕保護(hù)機(jī)構(gòu)，即所述的主軸系統(tǒng)中的主軸 套的端面與主軸端蓋連接，主軸端蓋設(shè)有環(huán)行的氣腔及氣流孔隙，主軸套 設(shè)有氣流通道與壓縮空氣泵連接，其中的壓縮空氣可以通過主軸端蓋的環(huán) 行氣腔及氣流孔隙吹出，并在主軸與主軸端蓋之間形成環(huán)行氣幕。使主軸 端蓋內(nèi)外形成氣壓差，阻止切削液、切屑等雜質(zhì)進(jìn)入主軸軸承。
3. 所述的主軸系統(tǒng)中的主軸端蓋設(shè)有圓周均勻分布的6個切削液噴嘴 結(jié)構(gòu)，即主軸端蓋圓周均勻分布6個切削液噴嘴孔，并與主軸套的端面連 接，主軸套內(nèi)設(shè)有切削液通道，并與主軸端蓋的所有切削液噴嘴孔形成通 路。在主軸端形成環(huán)形360度的切削液噴灑結(jié)構(gòu)，可快速全方位地冷卻切 削區(qū)，切削液更易到達(dá)刀尖。
4. 本實用新型的冷卻系統(tǒng)采用3個高壓大流量水泵供應(yīng)冷卻液，分別形 成三個供應(yīng)冷卻液支路，其中1支路為刀具及切削區(qū)供應(yīng)冷卻液，另一個 支路為工件供應(yīng)冷卻液，第三個支路為前床身水槽沖排切屑提供冷卻液；3 個冷卻水泵可以同時工作，迅速降溫和沖排切屑，使機(jī)床的溫升、熱變形 小，提高機(jī)床精度的穩(wěn)定性。
5. 本實用新型的液壓系統(tǒng)的供油回路中設(shè)有電磁溢流閥控制回路；電 磁溢流閥是由一個先導(dǎo)式溢流閥和一個電磁閥組合而成，與油箱連接，由 電磁溢流閥的液控口實時自動地對液壓系統(tǒng)的供油回路中的液體流量和壓 力進(jìn)行調(diào)節(jié)。不但可以減少系統(tǒng)熱量的產(chǎn)生，降低系統(tǒng)溫升，提高機(jī)床工作精度的穩(wěn)定性，還可以減少能耗，防止液壓油由于高溫而變質(zhì)。
6.本實用新型還設(shè)有油水自動分離結(jié)構(gòu)，即在機(jī)床床身導(dǎo)軌面的外邊 緣處設(shè)置回油槽，潤滑油沿回油槽流入床身中間的末端的儲油池，儲油池
設(shè)有放油閥；并在床身兩條導(dǎo)軌的外側(cè)設(shè)置水槽收集冷卻液，冷卻液隨時 流入設(shè)在前床身端的排屑器，最后流入水箱。防止?jié)櫥秃屠鋮s液混到一 起互相污染，回收后可循環(huán)使用，環(huán)保節(jié)能。 本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)越之處在于
1、 具有高效的冷卻系統(tǒng)及液壓箱供油狀態(tài)自動控制裝置，使機(jī)床的溫 升得到有效控制，提高機(jī)床的精度穩(wěn)定性。
2、 具有優(yōu)良的主軸軸承保護(hù)系統(tǒng)，有效延長主軸軸承的使用壽命。
3、 具有結(jié)構(gòu)簡單合理的油水自動分離的潤滑油回收裝置，不但環(huán)保節(jié) 能，而且造價成本低。


圖1是本實用新型優(yōu)選實施例液壓浮動打刀機(jī)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本實用新型優(yōu)選實施例主軸氣幕保護(hù)結(jié)構(gòu)部分的剖視圖。 圖3是本實用新型優(yōu)選實施例主軸氣幕保護(hù)結(jié)構(gòu)部分主軸端蓋的放大 示意圖。
圖4是本實用新型優(yōu)選實施例主軸端冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的剖視圖。 圖5是本實用新型優(yōu)選實施例切削區(qū)冷卻系統(tǒng)主軸端蓋切削液噴嘴結(jié) 構(gòu)的放大示意圖。
圖6是本實用新型優(yōu)選實施例的液壓系統(tǒng)原理圖。
圖7是本實用新型優(yōu)選實施例冷卻系統(tǒng)的冷卻支路的分布示意圖。
圖8是本實用新型優(yōu)選實施例冷卻系統(tǒng)的冷卻支路冷卻區(qū)的分布示意圖。
圖9是本實用新型優(yōu)選實施例油水自動分離結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

本實施例是一種自主開發(fā)的臥式加工中心，其包括基礎(chǔ)部件、液壓系
統(tǒng)、主軸系統(tǒng)、自動換刀系統(tǒng)、CNC數(shù)控系統(tǒng)等。本實施例還包括以下六
種特別結(jié):
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1.如圖1所示，本實施例設(shè)有液壓浮動打刀機(jī)構(gòu)，即液壓打刀缸1在 打刀時可軸向浮動，在液壓打刀缸1的前端面設(shè)有4個以上的連接桿4、主 軸8后端分別設(shè)置拉緊環(huán)7及反扣環(huán)6，連接桿與拉緊環(huán)連接，并鉤住主軸 后端的反扣環(huán)。工作方式為當(dāng)CNC數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出打刀指令時，液壓打刀 缸1的活塞桿3頂住主軸8孔內(nèi)的拉刀桿5，此時液壓打刀缸1向后浮動 l-2mm，以消除拉緊環(huán)7與主軸8后端的反扣環(huán)6間的間隙，油缸活塞桿3 繼續(xù)往前(打刀方向)運動，以壓縮主軸孔內(nèi)的碟形彈簧，使拉刀桿5向 前(打刀方向)運動，直到松刀完成信號發(fā)出為止。此時的打刀力由活塞 桿3的推力和液壓缸1前面的連接桿3、拉緊環(huán)7與主軸8后端的反扣環(huán)6 間的拉力形成內(nèi)力互相抵消。此時機(jī)械手執(zhí)行換刀指令，當(dāng)換刀指令完成 后打刀液壓缸1和活塞桿3均作反向運動，在主軸8內(nèi)的碟形彈簧的作用 下，拉刀桿5把新?lián)Q上的刀具拉緊(即鎖刀)，機(jī)械手復(fù)位，完成換刀動作。 在整個過程中，主軸軸承所受的沖擊力很小，有效地延長了主軸軸承的壽
入
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2、如圖2所示，本實施例設(shè)有主軸氣幕保護(hù)結(jié)構(gòu)，該主軸氣幕保護(hù)結(jié) 構(gòu)包括主軸8外面的主軸套82的端面與主軸端蓋83連接，主軸端蓋83內(nèi) 設(shè)有環(huán)行的氣腔85 (如圖3所示)，主軸端蓋83上設(shè)有氣流孔隙84，主軸套82設(shè)有氣流通道86與壓縮空氣泵連接，其中的壓縮空氣可以通過主軸 端蓋83的環(huán)行氣腔85吹出，并在主軸與主軸端蓋之間形成環(huán)行氣幕，有 效阻止切削液和切屑等雜物進(jìn)入主軸軸承。操作要求是一般在機(jī)床加工時 和停機(jī)5秒內(nèi)連續(xù)吹入壓縮空氣。
3、 如圖4所示，本實施例的主軸端設(shè)有6個圓周均勻分布的切削液噴 嘴；即主軸8外面的主軸端蓋83與主軸套82端面連接，主軸端蓋83圓周 均勻分布6個切削液噴嘴孔88 (如圖5所示)，主軸套82內(nèi)設(shè)有切削液通 道89，并與主軸端蓋83的所有切削液噴嘴孔88形成通路。這樣可在切削 區(qū)進(jìn)行快速全方位的冷卻刀具和工件，降低加工件的溫升，有助于穩(wěn)定加 工精度，延長刀具使用壽命。
4、 如圖6所示，本實施例還在液壓系統(tǒng)的供油回路上設(shè)置電磁溢流閥 控制回路；由電磁溢流閥14中的液控口實時自動對液壓箱的供應(yīng)狀態(tài)進(jìn)行 調(diào)節(jié)。工作原理是電磁溢流閥回路首先根據(jù)加工中心的工作情況設(shè)置一 定的參考值(例如6.5Mpa—7.5 Mpa)，當(dāng)供油回路的壓力大于7.5 Mpa時， 該閥的液控口即自動打開，相鄰的另一液壓閥YV13也打開，液壓油卸載 回流進(jìn)油箱，系統(tǒng)壓力隨之降低，直到降至6.5Mpa時為止。當(dāng)系統(tǒng)的用油 量增大，系統(tǒng)壓力低于6.5 Mpa時，電磁溢流閥14的液控口和液壓閥YV13 自動關(guān)閉，系統(tǒng)壓力升高直到升至7.5Mpa時為止。所以，本系統(tǒng)可以實現(xiàn) 隨著系統(tǒng)壓力的變化，液控口可實時自動控制系統(tǒng)的供油狀態(tài)。因此，系 統(tǒng)經(jīng)過溢流閥13的溢油量大大減少，發(fā)熱量也隨之減少，系統(tǒng)及機(jī)床的溫 升減少，有利于穩(wěn)定機(jī)床的工作精度、減少能耗、延長液壓油的使用時間。
5、 如圖7、圖8所示，本實施例的冷卻系統(tǒng)采用3個高壓大流量水泵 在不同的冷卻區(qū)供應(yīng)冷卻液，其中水泵10供冷卻液給工件區(qū)11，水泵20供冷卻液給前床身水槽排屑區(qū)22，水泵30供冷卻液給刀具及切削區(qū)33， 并分別與水箱40用管道連接。工作時可以同時啟動3個水泵工作。也可以 按需要啟動其中的1個或2個水泵工作，以達(dá)到節(jié)省能源的目的。
6、如圖9所示，本實施例還設(shè)有油水自動分離的潤滑油回收裝置。本 實施例的油水自動分離裝置包括在機(jī)床床身導(dǎo)軌面的外邊緣處設(shè)置回油槽 91，潤滑油沿回油槽91流入床身中間的末端的儲油池92，儲油池92設(shè)有 放油閥；并在床身兩條導(dǎo)軌的外側(cè)設(shè)置水槽93收集冷卻液，冷卻液隨時流 入設(shè)在前床身端的排屑器，最后流入水箱。機(jī)床部件的潤滑油通過回油槽 91流入儲油池92儲存，當(dāng)收集到一定量后通過人工定期放油，經(jīng)沉淀過濾 后再次使用。
本實施例的整體機(jī)床為"T"型布局，液壓系統(tǒng)中的液壓箱設(shè)在機(jī)床的 左后側(cè)，其中的雙聯(lián)泵、驅(qū)動電機(jī)、部分控制閥設(shè)在液壓箱的頂蓋上；立柱 為框式整體結(jié)構(gòu)可在后床身上沿X軸左右運動，主軸箱在立柱上沿Y軸上 下運動，工作臺在前床身沿Z軸前后運動。機(jī)床床身、刀庫均設(shè)有防護(hù)罩， 其中機(jī)床前床身的防護(hù)罩是全封閉式的。工作臺則由矩形基臺和分度轉(zhuǎn)臺 組成。
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權(quán)利要求1.一種臥式加工中心，包括基礎(chǔ)部件、主軸系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、CNC計算機(jī)數(shù)字控制的電氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、自動換刀系統(tǒng)，其中基礎(chǔ)部件包括前床身、后床身、工作臺、立柱，主軸系統(tǒng)包括主軸、主軸箱，其特征在于a.主軸設(shè)有液壓浮動打刀機(jī)構(gòu)，即在液壓打刀缸的前端面設(shè)有4個以上的連接桿，所述主軸系統(tǒng)的主軸后端分別設(shè)置拉緊環(huán)及反扣環(huán)，連接桿與拉緊環(huán)連接，并能鉤住主軸后端的反扣環(huán)；b.主軸系統(tǒng)設(shè)有主軸氣幕保護(hù)機(jī)構(gòu)，即主軸套的端面與主軸端蓋連接，主軸端蓋內(nèi)設(shè)有環(huán)行的氣腔，主軸端蓋上開有氣流孔隙，主軸套內(nèi)設(shè)有氣流通道，并與壓縮空氣泵連接，其中的壓縮空氣可以通過主軸端蓋的環(huán)行氣腔及氣流孔隙吹出，并在主軸與主軸端蓋之間形成環(huán)行氣幕；c.主軸端蓋設(shè)有圓周均勻分布的6個切削液噴嘴結(jié)構(gòu)，即所述的主軸系統(tǒng)中的主軸端蓋圓周均勻分布6個切削液噴嘴，并與主軸套的端面連接，主軸套內(nèi)設(shè)有切削液通道，并與主軸端蓋的所有切削液噴嘴孔形成通路；d.所述的冷卻系統(tǒng)包括3個高壓大流量水泵，分別形成三個供應(yīng)冷卻液支路，其中1支路為刀具及切削區(qū)供應(yīng)冷卻液，另一個支路為工件供應(yīng)冷卻液，第三個支路為前床身水槽沖排切屑提供冷卻液；e.所述的液壓系統(tǒng)的供油回路中設(shè)有電磁溢流閥控制回路，所述的電磁溢流閥是由一個先導(dǎo)式溢流閥和一個電磁閥組合而成，與油箱連接，由電磁溢流閥的液控口自動調(diào)節(jié)供油回路中的壓力和流量；f.所述的基礎(chǔ)部件床身還設(shè)有油水自動分離結(jié)構(gòu)，即在機(jī)床床身兩條導(dǎo)軌面的外邊緣處設(shè)置回油槽，床身末端中間位置設(shè)置儲油池，儲油池設(shè)有放油閥，回油槽與儲油池連接；并在床身兩條導(dǎo)軌外邊的兩側(cè)設(shè)置收集冷卻液的水槽。
專利摘要本實用新型屬于機(jī)械(先進(jìn)制造技術(shù)與裝備)類領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)控臥式加工中心。本實用新型的技術(shù)方案包括基礎(chǔ)部件、主軸系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、自動換刀機(jī)械系統(tǒng)；其特征在于主軸設(shè)有液壓浮動打刀機(jī)構(gòu)；主軸系統(tǒng)設(shè)有主軸氣幕保護(hù)機(jī)構(gòu)；主軸端蓋設(shè)有圓周均勻分布的6個切削液噴嘴結(jié)構(gòu)；冷卻系統(tǒng)采用3個高壓大流量水泵供應(yīng)冷卻液，分別形成三個供應(yīng)冷卻液支路；液壓系統(tǒng)的供油回路中設(shè)有電磁溢流閥控制回路；本實用新型還設(shè)有油水自動分離結(jié)構(gòu)。具有冷卻迅速全面，精度穩(wěn)定性高，主軸軸承壽命長，環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點。
文檔編號B23Q11/10GK201346695SQ200820205368
公開日2009年11月18日 申請日期2008年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日
發(fā)明者李善章 申請人:佛山市佛威精密機(jī)器有限公司