[发明专利]一种五轴小型高速微切削加工机床及组装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机床技术领域，尤其涉及一种五轴小型高速微切削加工机床及组装方法。

背景技术

随着科技的发展，人们对产品的性能、质量要求也更高，形式更多样化。为满足使用者的在快速、省材、轻便、美观等方面的多重要求，不仅是像航空、航天产品和运载工具这样的巨型加工件，像精密仪器、仪表、医疗、运动器械等微小型加工件的零件愈来愈多地采用许多各种各样的复杂曲面和斜孔等。这些零件如用传统机床或三轴CNC机床来加工，无法单一独立完成，大都需要经过多道制程才可加工完成，须经过多次定位安装才能完成。这样不仅生产加工周期长，而且精度、质量难于保证。

为了解决传统三轴切削加工机上可加工工件的几何形状受限的问题，需增加加工机的轴数来获得更多的自由度，促使五轴加工机的发展成为目前精密加工的趋势。其中现代制造业模具制造的主要标准是实现高精度的能力。由于所需的高精确度和最小的建立操作，五轴机床因而应用广泛。五轴机床通常配置为三个线性轴与两个旋转轴，因五轴切削加工机比传统三轴切削加工机多了两个旋转轴，因此五轴加工可比三轴加工更具高效率加工的优势；利用五轴加工机进行斜面上的加工可以省去更换夹治具，解决了精度不高且加工时间过长的问题，然而五轴加工机因构造与控制复杂，价格方面更是相当昂贵，一般人不一定能够负担此成本，让许多有意愿的人们望而却步。且目前许多五轴加工机的骨架结构的设计建构于ㄇ字形及L形结构上，在空间上具有较大的可利用范围，但其结构的刚性上却不尽理想。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种五轴小型高速微切削加工机床及组装方法，结构简单，且该结构具有较强的结构刚性，加工精度高，大大提高了生产效率。

本发明所采用的技术方案是：一种五轴小型高速微切削加工机床，所述机床包括双拱形机台、Z轴机构、XY堆栈平台及AC轴旋转平台，所述双拱形机台包括位于中间部位的固定框、固定在所述固定框四个角处的弧形支撑架以及位于弧形支撑架下方的支撑脚，所述Z轴机构位于双拱形机台的固定框内，所述XY堆栈平台位于Z轴机构的正下方且平行于地面，所述AC轴旋转平台固定在XY堆栈平台的上方。

优选的，所述Z轴机构包括Z轴滑台、Z轴、第一线性马达、钢线、定滑轮，所述Z 轴滑台共有两个，所述Z轴滑台固定在双拱形机台固定框两个对应的边上，所述Z轴限位于Z轴滑台内，所述定滑轮安装在固定框的上方，所述钢线缠绕在定滑轮上方并与Z轴相固定，所述第一线性马达安装在Z轴一侧。

优选的，所述XY堆栈平台包括上层板、中层板及底板，所述上层板包括第二线性马达的定子、线性滑轨及光学尺尺条，所述中层板的正面设有第二线性马达的动子及光学尺读取头，所述中层板的背面设有第二线性马达的定子、线性滑轨及光学尺尺条。

优选的，AC轴旋转平台包括与水平面平行的C轴旋转平台和与水平面垂直的A轴旋转平台，所述C轴旋转平台位于A轴旋转平台内侧，所述C轴旋转平台包括位于两侧的侧板、前板、后板、上板、底板、旋转盘、夹持块、第一轴承、第一轴心、第一蜗轮、第一马达，所述上板中间设有第一圆形孔，所述第一轴承设置于第一圆形孔内，所述第一轴心位于第一轴承内部并与第一轴承相配合，所述第一轴心下方与第一蜗轮相连接，所述第一马达固定在前板上，所述第一马达通过转轴与第一蜗轮连接，所述旋转盘位于第一轴心上方并与第一轴心固定，所述旋转盘随着第一轴心进行旋转，所述旋转盘上方设置有夹持块。

优选的，所述A轴旋转平台包括支撑块、第二蜗轮、马达固定架、第二马达、基座、第二轴承、第二轴心，所述支撑块左右各设置一个，所述支撑块上方均设置有与第二轴承相配套的第二圆形孔，所述第二轴承设置于第二圆形孔内，所述第二轴心位于第二轴承内部并与第二轴承相配合，所述第二轴心穿过左侧支撑块与第二蜗轮连接，所述第二马达通过马达固定架固定在左侧支撑块上，所述第二马达通过转轴与第二蜗轮连接，所述支撑块嵌入式安装在基座内。

优选的，所述Z轴滑台的侧边设置有光学尺尺条和光学尺读取头。

优选的，所述Z轴滑台的上方设有配重块和水平仪，以便对Z轴水平面进行调整。

优选的，所述第一马达和第二马达均采用步进闭合回路伺服马达。

一种五轴小型高速微切削加工机床的组装方法，包括以下几个步骤：

第一，双拱形机台的组装，将双拱形机台的支撑脚分别安装在四个弧形支撑架下方，再将四个弧形支撑架安装至固定框；