專利名稱：萬能機床的制作方法
技術領域：
本發明涉及萬能機床，其設置工件滑座以便加工工件，上述工件滑座在床身上由電機移動，加工裝置沿多個軸線由電機移動并包括電機驅動的工作主軸以便接納加工刀具。
在這樣的萬能銑、鉆和鏜機床，例如，從EP0664176B1可知，工作主軸設置在可轉動的銑頭上，可轉動的銑頭可圍繞定位面轉動，定位面垂直于支承箱體的面壁，上述面壁相對垂直面傾斜45°。支承箱體位于移動架的端面上，以便垂直移動，上述移動架裝在床身后端的導軌上以便由電機驅動。包括工作臺的工作臺滑座設置在床身的前部，可水平移動。使用這樣設置的機床，在單一夾緊位置對多個工件側面可進行綜合的銑、鉆和攻絲加工。但是，使用這樣的機床不能進行包括工件主旋轉切削運動的車削加工。
已知車床設置刀具旋轉裝置，鏜刀盤和銑刀頭插入其中。但是，在這些機床中，限制了移動性能和銑刀頭的切削性能，驅動這些機床是相當復雜的。因此，限制了在車床中這樣的銑刀頭和鉆頭的應用范圍。
本發明的目的是提供上述類型的萬能機床，除高切削性能的銑和鉆加工外，它能車削加工以便在一個夾緊位置完全自動地加工工件。
根據本發明，通過提供工件滑座實現上述目的，該工件滑座具有至少一個轉動的加工夾具和關聯的轉動驅動裝置，通過轉動驅動裝置可驅動工件夾具以便對待加工的工件進行車削。
根據本發明的萬能機床提供了進行車削加工的可能性，該車削加工除銑削、鉆和攻絲加工外包括主旋轉切削運動。這樣，進行有效的自動完整地加工甚至復雜形狀的工件而沒有在車床和銑床或鉆床之間工件的任何復雜重復夾緊。由于避免工件的重復夾緊，可獲得較高的加工精度。本發明機床的另一重要優點是用于銑和鉆設置的工作主軸的移動路徑也可以用于車削加工的進給和供給運動，由此，減小了結構和控制技術的復雜性。除銑削工藝外，可由具有相同的使用者界面的單一控制覆蓋車削工藝。
在從屬權利要求中陳述了本發明的有效的實施例。
例如，工件夾具可形成為具有工件夾緊裝置的水平旋轉主軸。在特別堅固和剛性的實施例中，例如，旋轉主軸裝在主軸箱上，其一般形成有工件滑座。但是，旋轉主軸也可設置在分離的主軸箱中，如需要，分離的主軸箱可固定在工件滑座上。上述結構能夠簡單改進或拆開旋轉主軸以便能夠改變加工任務。
除水平旋轉主軸外或代替水平旋轉主軸，工件滑座也可包括水平工作臺，其圍繞垂直軸線轉動并包括整套轉動驅動裝置作為工件夾具。使用設有工件滑座的機床，在一個夾緊位置，甚至對于較大的工件可進行銑削加工和車削加工。因此，機床的應用范圍可擴寬，并且加工精度可提高。
例如，工件夾具可由環形驅動電機驅動，在特別緊湊的實施例中，環形驅動電機包括例如固定到工件滑座的托架的定子環和固定到轉臺的轉子環。例如，驅動電機可以是無換向器的環形扭矩電機，它能以高動力性和準確定位直接驅動而沒有齒輪裝置或聯接器。用這樣小的空間要求和重量，工件夾具不僅可高動力性能地被驅動以便進行車削加工，而且也可在任易角度位置定位，從而例如，進行特殊的銑削加工或鉆削加工。
在本發明另一有利的實施例中，設置插入工作主軸的工件交換裝置。由于工作主軸可實現在旋轉主軸處工件交換所需的各種運動，在這種情況下，分離的驅動電機或移動構件不是必須的。例如，工件交換裝置可以是工件夾持器，其設有多個夾緊臂，完成的工件由夾緊臂從旋轉主軸輸送到工件存放庫。通過工件夾持器也可將新的工件供給旋轉主軸。設置棒料進料倉，通過棒料進料倉給旋轉主軸供給棒狀材料。
在一簡單有效的實施例中，工件夾持器通過工作主軸內的內部冷卻液供應源進行操作。這樣，省略了額外的操作裝置。
自動操作的三爪以上的卡盤設置在旋轉主軸上。但是，旋轉主軸也可設置內夾緊錐以便接納不同的機動爪式卡盤參考附圖，從下面優選實施例的說明中本發明的其它特征和優點是明顯的其中
圖1是用于銑、鉆和車削加工的萬能機床的示意側視圖；圖2圖1所示萬能機床的局部剖開的示意側視圖，其包括棒料進料倉和保護室；圖3是工件滑座的局部剖開的透視圖，其包括轉臺；和圖4表示圖3所示的工件滑座包括被夾緊的工件和車削刀具以說明在本發明萬能機床中的車削操作。
圖1示意表示的萬能機床包括床身1，工件滑座位于其上以便借助電機在雙箭頭3的方向上沿Y軸線移動。工件滑座2包括主軸箱4，其中水平的旋轉主軸5由驅動電機旋轉驅動，并當可轉動地安裝夾緊工件的夾緊裝置時包括自動操作三爪卡盤6。但是，旋轉主軸5也可以設置其它的夾緊裝置和/或內夾緊錐以便接納不同的機動爪式卡盤等。
導軌7和8裝在床身1的后部，導軌7和8垂直于圖的平面；移動架9在導軌7和8上導向以便借助電機驅動的絲杠10沿X軸線水平移動。支承箱體11設置在移動架9的前側以便在雙箭頭12的方向沿Z軸線垂直地上下移動。支承箱體11的面壁13相對于垂直面傾斜45°并向下傾斜延伸；具有由電機轉動的工作主軸15的可轉動銑頭14作為加工裝置裝在支承箱體11的面壁13上，以便其圍繞垂直于面壁13的旋轉軸線16轉動。工作主軸15以相對旋轉軸線16的45°角裝在可轉動銑頭14內。通過可轉動銑頭14圍繞旋轉軸線16的相應轉動，工作主軸15可從實線所示的垂直加工位置轉到虛線所示的水平加工位置。切屑輸送裝置設置在床身1的端部以便排出加工過程中產生的切屑。
除用于例如，銑，鉆，鏜或攻絲加工的刀具外，車削加工刀具也可插入工作主軸15。上述刀具可安置在存放于刀具庫(未示出)中的相應夾具或刀具座中，并通過適當的刀具交換裝置可插入工作主軸。例如，為了對夾緊到旋轉主軸5的工件進行車削加工，可轉位刀片的刀架可插入工作主軸。那么，電機驅動的旋轉主軸5產生主旋轉切削運動。通過移動其上設置旋轉主軸的工件滑座2，實現沿Y軸線的進給運動，而通過移動移動架9和支承箱體11，實現沿X軸線和Z軸線的進給運動。通過沿單獨的移動和轉動軸線的控制運動，因此，可高精度地實現合成的車削運動。如上述，用于銑、鉆、鏜和攻絲加工的普通刀具也可插入工作主軸15。因此，在車削加工之前或之后，對于夾緊到旋轉主軸5的工件也可執行各種其它類型的加工，如銑、鉆、鏜、鉸和螺紋加工。因此，能夠實現完整的加工而沒有不同類型機床之間的復雜的重復夾緊。
然而，圖1示意表示用于夾緊到旋轉主軸5的工件交換裝置18，其也可插入工作主軸15。通過自動刀具交換裝置(未示出)可實現工件交換裝置18插入工作主軸15，加工過程中工件交換裝置18可存放在刀具庫中。例如，工件交換裝置可以是工件夾持器，其設置多個夾緊臂19并通過夾緊錐插入工作主軸15。通過在實施例中工作主軸15的內部冷卻液供應源可實現夾緊臂19的操作。由于通過機床的冷卻液供應源一般可獲得相當高的，例如40巴的壓力，對于夾緊臂19的操作不需要額外動力源。
使用由工作主軸15運動的工件夾持器，可使完成的工件脫離旋轉主軸并將其輸送到工件存放庫。由工件夾持器將新的工件提供給旋轉主軸。還可以設置棒料進料倉，經棒料進料倉適當的棒料被輸送到旋轉主軸。
在圖2所示的本發明另一實施例中，已知的棒料進料倉18設置在床身1的前面。棒狀工件可由這一棒料進料倉被輸送到形成為中空軸的旋轉主軸5并且由三爪卡盤6夾緊。在圖2中還顯示一般封閉機床的保護室10。
在圖3中，顯示另一工件滑座20，其可代替圖1和2所示的工件滑座2。這一工件滑座20包括托架21，水平轉臺22通過環形軸承裝在該托架上以便圍繞垂直軸線轉動。環形空間24垂直于托架21中的工件轉臺22的轉動軸線，驅動電機設置在環形空間24中，它包括在環形空間24的內壁上固定連接到托架21的內定子環26和固定到工件轉臺的底側的外轉子環27。向下伸出的推桿28固定在轉臺22的底側并與其轉動軸線同軸，滑環29和軸端30圍繞推桿28設置。例如，驅動電機25可以是無換向器的環形轉矩電機，除進行車削加工的高動力性能外，甚至不需要聯接器或齒輪裝置，它能夠準確定位以便在不同的角度位置進行銑鉆加工。
用于在不被轉動驅動的工件上進行銑削加工的轉臺或旋轉主軸的鎖緊可通過電機或如需要，被啟動的分離的鎖緊裝置實現。上述所述，一個或多個慣性傳感器可設置在轉臺或旋轉主軸上；通過其可檢測不能接受的慣性并由其關閉機床。
圖4表示本發明機床中車削加工的實施例，其包括根據圖2的工件滑座20。待加工工作臺31從上側向下夾緊。使用插入工作主軸15的車刀32、33和34，隨轉臺22的相應傳動可進行不同的車削加工。例如，由車刀32和34進行轉內側和外側的車削加工，而由車刀33完成切槽加工。
本發明并不局限于附圖所示和詳細說明的實施例。例如，旋轉主軸可設置在分離的主軸箱內，例如，主軸箱可拆卸地固定在工作臺導承上。工件滑座可另外包括圍繞水平軸線轉動的旋轉主軸以及圍繞垂直軸線轉動的工件工作臺。
權利要求
1.一種萬能機床包括一待加工工件的工件滑座(2、20)，其借助電機在床身(1)上移動和一加工裝置(14)，其借助電機關于多個軸線移動并包括用于接納加工刀具的電機驅動的工作主軸(15)，其特征在于，工件滑座(2、20)包括至少一個轉動的工件夾具(5、22)和關聯的轉動驅動裝置(25)，該關聯的轉動驅動裝置可驅動工件夾具(5、22)以便對待加工工件進行車削加工。
2.按權利要求1的萬能機床，其特征在于，設置工件夾具(5、22)圍繞垂直或水平軸線轉動。
3.按權利要求1或2的萬能機床，其特征在于，工件夾具(5、22)形成為旋轉主軸(5)，其包括夾緊裝置(6)。
4.按權利要求3的萬能機床，其特征在于，旋轉主軸(5)設有自動操作的三爪卡盤(6)和/或內夾緊錐作為夾緊裝置。
5.按權利要求3或4的萬能機床，其特征在于，棒料進料倉(18)配置到旋轉主軸(5)。
6.按權利要求1或2的萬能機床，其特征在于，工件夾具形成為水平轉臺(22)。
7.按權利要求1至6之一的萬能機床，其特征在于，轉動驅動裝置(25)是環形驅動電機，其包括固定到工件滑座(20)的托架(21)的定子環(26)和固定到工件夾具(22)的轉子環(27)。
8.按權利要求7的萬能機床，其特征在于，驅動電機(25)是無換向器的轉矩電機。
9.按權利要求1至8之一的萬能機床，其特征在于，用于將工件提供到工件夾具(5、22)和/或拆除工件的刀具交換裝置(18、19)可插入工作主軸(15)。
10.按權利要求9的萬能機床，其特征在于，其特征在于，工件交換裝置是設置多個夾緊臂(19)的工件夾持器(18)。
11.按權利要求9或10的萬能機床，其特征在于，工件交換裝置(18、19)由工作主軸15的內部冷卻液供應源操作。
全文摘要
本發明涉及萬能機床,它包括由電機在床身1上移動的工件滑座2,20以便加工工件,加工裝置14關于多個軸線由電機移動,其包括電機驅動的工作主軸15以便接納加工刀具。為了能夠除高切削性能地在單個夾緊位置銑鉆加工外車削加工,工件滑座2,20設置至少一個轉動的工件夾具5,22和關聯的轉動驅動裝置25,該轉動驅動裝置驅動工件夾具以便對待加工工件進行車削。
文檔編號B23Q1/00GK1270873SQ0010693
公開日2000年10月25日 申請日期2000年4月21日 優先權日1999年4月21日
發明者A·格雷斯勒, R·塞茨 申請人:德克爾馬霍有限公司