[发明专利]一种小型五轴加工中心

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控机床，尤其是一种小型五轴加工中心，适用于教学及小型机械加工。属于机床设备技术领域。

背景技术

数控机床是制造装备业的工作母机，是实现先进技术和装备现代化的基石，是保证高技术产业发展和国防军工现代化的战略装备。随着工业化的发展，五轴联动数控机床被认为是航空航天、船舶、精密仪器、发电等行业加工关键部件的最重要加工工具。作为难度最大、应用范围最广的数控机床技术，五轴联动数控机床在加工方面有着不可替代的优点：1)能够加工一般三轴联动机床不能加工或者无法一次装夹加工完成的连续光滑的自由曲面。例如航空发动机转子、大型发电机转子、大型船舶螺旋桨等，由于五轴联动数控机床在加工过程中刀具相对于工件的角度可以随时调整，避免了刀具的加工干涉，因此五轴联动数控机床可以完成三轴联动机床不能完成的许多复杂的加工；2)可以提高自由空间曲面的加工精度、加工效率和加工质量。相对于三轴数控机床加工一般的型腔复杂的工件，五轴数控机床可以在一次装夹中完成加工，并且由于五轴数控机床加工时可以随时调整位姿角，五轴数控机床可以以更好的角度加工工件，避免了多次装夹，大大提高了加工效率、加工质量和加工精度；3)符合机床发展的趋势。在零件加工过程中，大量的时间将消耗在搬运工件、上下料、安装调整等时间上，为了尽可能减少这些时间，人们希望可以用一台机床完成数台三轴数控机床才能完成的加工任务，大大节省了占地空间和工件在不同加工单元之间运转的时间和花费。因此，五轴联动数控机床的重要作用使其成为当今数控工业发展的热点和重点。

为了适应时代的发展，将技能教育融入五轴机床的操作与编程教学也是必然的趋势，但是五轴联动机床的价格昂贵，维护费用高，部件相对脆弱，加工安全性等问题尤为重要，一旦出现碰撞，代价比较大，这些因素都制约了五轴联动机床的在技能教育中的普遍推广。因此，以较低的成本制造出能实现五轴联动功能的数控机床是实现技能教育中大力推广五轴技术，提供五轴联动机床教学的有效途径之一。

目前，国内小型五轴数控机床大多的采用龙门式机床结构，龙门式的机床结构具有刀具只能沿固定导轨进给、刀具作业自由度偏低、设备加工灵活性和机动性不够等固有缺陷。

发明内容

本发明的目的，是为了解决上述现有技术只能沿固定导轨进给、刀具作业自由度偏低、设备加工灵活性和机动性不够的问题，提供一种结构紧凑、便于操作的小型五轴加工中心。

本发明的目的可以通过以下技术方案达到：

一种小型五轴加工中心，包括底座结构XYZ立轴结构和BC转台结构，其结构特点是：

1)所述底座结构呈L形状，包括X轴基座和内部中空的机床底座，X轴基座设置在机床底座上、两者为一体成型结构或固定连接成型结构，在X轴基座上设有X轴滚珠丝杆、Y轴滚珠丝杆、Z轴滚珠丝杆和二条X轴导轨、二条Y轴导轨、二条Z轴导轨；BC转台结构设置在机床底座的台面上并且位于X轴基座的正面旁边；在机床底座的台面设有漏斗状结构排屑口，在X轴基座的正面处设有BC转台结构连接孔；

2)所述XYZ立轴结构包括X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构，所述X轴移动机构的底部与X轴基座的二条X轴导轨活动连接；所述Y轴移动机构的底部与X轴基座的二条Y轴导轨活动连接；Z轴移动机构的底部与X轴基座的二条Z轴导轨活动连接；

3)所述BC轴转台结构包括B轴座、B轴支撑座、B轴吊耳、C轴转台机构，所述B轴吊耳的两端分别与B轴座和B轴支撑座转动式连接；所述B轴吊耳在与B轴座的连接处通过法兰轴与行星减速机构连接，所述行星减速机构通过联轴器连接有B轴伺服电机，所述B轴吊耳通过支撑轴承与B轴支撑座连接；由所B轴座、B轴支撑座、B轴吊耳和行星减速机构构成小型五轴加工装置的B轴；C轴转台机构设置在B轴吊耳的中部，C轴转台机构由转台、谐波减速机构和转台电机构成，转台电机的输出端通过谐波减速机构连接转台的底部，由C轴转台机构构成小型五轴加工装置的C轴。

本发明的目的还可以通过以下技术方案达到：

本发明的一种技术改进方案是：在所述机床底座上可以设有可使切削液进入内部的防水槽，机床底座内部放置有切屑箱和电主轴水箱，在机床底座正面处开设有电主轴水箱的放置孔。

本发明的一种技术改进方案是：所述X轴基座可以为高低式结构，所述二条X轴导轨分别安装在X轴基座的高处和低处。