[发明专利]一种混联结构车铣复合加工中心

说明书

本发明公开了一种混联结构车铣复合加工中心，包括床身、主轴、铣刀库、多轴铣削平台、Z向进给平台、尾座、X向进给平台和车刀架。所述车刀架安装在X向进给平台上，所述X向进给平台安装在Z向进给平台上，车削刀具可沿X、Z两方向移动。所述多轴铣削平台安装在Z向进给平台上，与车刀架相对，分别位于主轴两侧，所述多轴铣削平台由固定板、活动板、铣削轴头、电动推杆、球铰等构成，通过改变六个电动推杆的伸缩长度，可驱动铣削轴头进行位姿变换。本发明采用了并联与串联结合的混联结构设计，结构紧凑、运动灵活，可实现车削、钻孔、铰孔及五轴铣削等加工方式，适用于复杂曲面、复杂结构零件的加工。

技术领域

本发明涉及机械加工设备技术领域，尤其涉及一种并联与串联结合的混联结构车铣复合加工中心。

背景技术

在现代机械加工领域中，零部件的结构设计与加工工艺变得日益复杂，因此对机床的自由度提出了更高的要求。传统机床一般为串联结构，优点是工作范围大、运动控制简单，但存在运动部件质量大，位置误差累积等缺点。与此相反，并联结构具有运动灵活性好，刚度大，惯性小，结构紧凑，位置误差不累积等优点，但工作范围较小、运动算法复杂。兼具二者优点的混联结构机床目前得到各国研发机构的广泛重视，成为未来机械加工机床发展的重要研究方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混联结构车铣复合加工中心。

本发明采用的技术方案是：一种混联结构车铣复合加工中心，包括床身、主轴、铣刀库、多轴铣削平台、Z向进给平台、尾座、X向进给平台和车刀架。所述车刀架安装在X向进给平台上，所述X向进给平台安装在Z向进给平台上。所述多轴铣削平台安装在Z向进给平台上，与车刀架相对，分别位于主轴两侧。所述Z向进给平台与尾座安装在床身的直线导轨上。

所述主轴由伺服电主轴驱动，输出端连接三爪卡盘，可夹持待加工工件高速旋转并无级调速。车削状态时，主轴带动工件高速旋转为车削主运动；铣削状态时，主轴可作为C轴带动工件进行精确分度旋转。

所述多轴铣削平台由固定板、活动板、铣削轴头、电动推杆、球铰构成。所述电动推杆由伺服电机驱动，六个电动推杆采用并联布置，通过改变电动推杆的伸缩长度，可驱动铣削轴头进行位姿变换。所述多轴铣削平台可Z向移动实现快速定位，切削进给运动则通过六个电动推杆并联运动来实现。另外，所述铣削轴头与活动板之间由转动副连接，铣削轴头相对于活动板可0-90°旋转，此旋转运动定义为B轴运动，可实现立铣与卧铣状态的切换。

可选的，所述铣刀库采用圆盘式结构，具有多个卡刀座，可装载铣刀、钻头、铰刀等多种刀具，铣刀库安装在一滑动导轨上，换刀状态时铣刀库被推出，机床正常运行状态时铣刀库被拉回。

可选的，所述Z向进给平台与X向进给平台可采用直线电机驱动，亦可采用滚珠丝杠副、伺服电机驱动。

可选的，所述车刀架采用转塔刀架结构，可装载多把刀具，通过伺服电机驱动转塔旋转完成换刀。机床加工时车削刀具可沿X、Z轴两方向移动。

本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明采用了并联与串联结合的混联结构设计，综合了并、串联各自的优点。多轴铣削平台的六个电动推杆采用并联布置，刚度高，精度好，结构紧凑，运动灵活，可实现五轴联动的铣削加工。多轴铣削平台的铣削轴头与活动板之间以转动副串联连接，可实现立铣与卧铣状态切换，实现对工件径向与轴向两方向的切削加工，而传统的车铣复合机床通常是设置两个铣削轴头从而实现此功能。铣削轴头上亦可装载钻头、铰刀等刀具，实现钻、铰孔等加工方式，适用于加工复杂曲面、复杂结构零件。车刀架与多轴铣削平台分别位于主轴两侧，保持了Z向进给平台所受重力相对平衡，并且车削与铣削共用Z轴伺服进给系统，简化了机床结构，降低了制造成本。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明右视图。

图3为本发明A向视图。