一种立柱组件及五轴加工中心的制作方法

1.本实用新型的一种立柱组件及五轴加工中心，涉及切削设备领域。


背景技术：

2.五轴加工中心一般包含三个直线轴和两个回转轴，其结构布局形式众多，各有优缺点。
3.已有方案中，如专利号为cn201920875506.5公开的一种整体龙门框架滑枕摆头式五轴加工中心，整体龙门框架滑枕摆头式五轴加工中心，通过a轴转台带动主轴箱转动，主轴箱带动主轴转动，从而使得装置在使用时，加工刀具的角度可以改变，从而可以更好的对工件进行加工，方便使用的同时，提高了工作效率，通过c轴转台的底部固定连接有驱动机，驱动机的底部固定连接有稳定外壳，稳定外壳的底部与滑板的顶部固定连接，c轴转台可以转动，在加工时，需要对工件的另一面加工时，c轴转台可以带动工件转动，从而实现对工件另一面加工的目的，或者边加工边转位目的。
4.但是上述专利中可以看到其主轴箱是单面固定在a轴转台上，因此它存在的缺点是不适合较大体积、重量的主轴箱体，在偏重的情况下，不仅结构的刚性会差，且会加快结构的磨损，主轴箱体会倾斜，导致加工精度降低。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种立柱组件，包括一个六面体形状的立柱，在所述立柱的一个侧面上设有二个沿着立柱高度方向设置的y轴导轨，二个所述的y轴导轨上有一个与其滑动配合的主动滑座，主动滑座的前侧面设有一个旋转座，二个所述y轴导轨的一侧设有副导轨，副导轨上设有一个与其滑动配合的随动滑座，随动滑座的前面设有一个尾座，旋转座上有转动轴，尾座上有随动轴，旋转座的转动轴与尾座的随动轴之间连接一个主轴箱，转动轴能带动主轴箱围绕转动轴的轴心线摆动，可使得刀具获得需要的角度，尾座的随动轴起支撑作用，能更好地保证主轴箱的位置精度、刚性和稳定性。主轴箱采用旋转座和尾座双支撑，可保证切削时的精度、稳定性及加工效率。主动滑座和随动滑座下方相连，上方形成空档，副导轨与相邻的y轴导轨之间设有沿立柱高度方向沿伸的槽，其目的是为了配合大尺的主轴箱，空档及槽的设置可以避免主轴箱尾端部件与主动滑座、随动滑座、立柱的干涉。
7.进一步的，二个y轴导轨之间有驱动主动滑座及随动滑座同步地沿y轴导轨上下移动的y轴丝杆。
8.进一步的，主轴箱形成有安装面，该安装面可用来安装大扭矩的主轴电机，相较于传统的电主轴驱动的方式，采用大扭矩的主轴电机的可进一步保证切削的稳定性和加工效率。
9.作为一种可选的方案，五轴加工中心，包括有立柱组件、底座，底座的上端面设有在水平方向上相互垂直的一组x轴导轨和一组z轴导轨；立柱组件安装在x轴导轨上方，在x
轴导轨之间有驱动立柱组件沿x轴导轨移动的x轴丝杆，z轴导轨上安装有转台，在z轴导轨之间有驱动转台沿z轴导轨移动的z轴丝杆。
10.作为另一种可选的方案，五轴加工加工中心，包括有立柱组件、底座，底座的上端面设有在水平方向上相互垂直的一组x轴导轨和一组z轴导轨；立柱组件安装在z轴导轨上方，在z轴导轨之间有驱动立柱组件沿z轴导轨移动的z轴丝杆，x轴导轨上安装有转台，在x轴导轨之间有驱动转台沿x轴导轨移动的x轴丝杆。
11.作为另一种可选的方案，五轴加工加工中心，包括一个底座，底座的上端面设有上下设置的两组导轨，且两组导轨再y向的投影上相互垂直设置，两组导轨，其中一组为x轴导轨，一组为z轴导轨；立柱组件安装在z轴导轨上方，z轴导轨之间设有驱动立柱组件沿z轴导轨移动的z轴丝杆，x轴导轨上有滑台，z轴导轨整体通过一个滑台安装在x轴导轨上，在x轴导轨之间有驱动滑台沿x轴导轨移动的x轴丝杆，x轴导轨固定在底座上，在所述底座的前方设有转台，转台上面有工作台。
12.有益效果：
13.本实用新型的立柱组件增加了一个随动滑座，并在随动滑座上设置随动轴，旋转座的转动轴与尾座的随动轴之间连接主轴箱，转动轴能带动主轴箱围绕转动轴的轴心线摆动，可使得切削刀具能获得需要的角度，尾座的随动轴起支撑作用，能更好地保证主轴箱的位置精度、刚性和稳定性。相较于现有技术，主轴箱采用旋转座和尾座双支撑，可保证切削时的精度、稳定性及加工效率。同时采用双支撑使得承载力增强，能支撑更大尺寸的主轴箱，不仅如此，本方案的主动滑座和随动滑座之间设置有适合的空档，使得主轴在摆动到接近水平方向时，大尺寸主轴箱和主轴电机的尾部的部件能够进入空挡中，不会与主动滑座合随动滑座产生干涉。大尺寸的主轴箱意味着可以安装更大扭矩的主轴电机和更高刚性的主轴，以此来提升加工中心的切削效率。
附图说明
14.图1示出了立柱组件的结构；
15.图2示出了滑座的结构；
16.图3示出了主轴箱内安装面的结构；
17.图4示出了实施二中提到的五轴加工中心结构；
18.图5示出了实施三中提到的五轴加工中心结构；
19.图6示出了实施四中提到的五轴加工中心结构；
20.附图标记说明：
21.立柱组件100，立柱101，槽1011，y轴导轨102，主动滑座103，空档1031，旋转座104，转动轴1041，尾座105，随动轴1051，主轴箱106，安装面1061，副导轨107，y轴丝杆108，底座200，x轴导轨300，x轴丝杆301，z轴导轨400，z轴丝杆401，转台500，工作台501。
具体实施方式
22.下面结合说明书附图以及具体实施例对本实用新型做进一步描述。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本实用新型。此外，下述说明中涉及到的本实用新型的实施例通常仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本
实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
23.实施例一：一种立柱组件100，包括一个六面体形状的立柱101，在所述立柱101的一个侧面上设有二个沿着立柱101高度方向设置的y轴导轨102，在所述的二个y轴导轨102上有一个主动滑座103，主动滑座103的前侧面有一个旋转座104，二个所述y轴导轨102的一侧设有副导轨107，副导轨107上设有一个与其滑动配合的随动滑座109，随动滑座109的前面设有一个尾座105，旋转座104上有转动轴1041，尾座105上有随动轴1051，旋转座104的转动轴1041与尾座105的随动轴1051之间连接一个主轴箱106，主动滑座103和随动滑座109下方相连，上方形成空档1031，副导轨107与相邻的y轴导轨102之间设有沿立柱高度方向沿伸的槽1011。转动轴1041能带动主轴箱106围绕转动轴1041的轴心线摆动，此摆动轴向为a轴，可使得刀获能得需要的角度。尾座105的随动轴1051起支撑作用，更好地保证主轴箱106的位置精度、刚性和稳定性。主动滑座103和随动滑座109之间形成的空档1031可以有效避免主轴箱106摆动时与主轴箱106尾端部件的干涉。槽1011，其作用与空档1031相同，也是为了避免主轴箱106摆动时与主轴箱106尾端部件的干涉。
24.在副导轨107和y轴导轨102之间有驱动主动滑座103沿y轴导轨102上下移动的y轴丝杆108。
25.主轴箱106形成有安装面1061，该安装面1061可用来安装大扭矩的主轴电机，相较于传统的电主轴驱动的方式，采用大扭矩的主轴电机的可进一步保证切削的稳定性和加工效率。
26.实施例二：
27.一种五轴加工加工中心，包括有实施例一的立柱组件100，还包括一个底座200，底座200的上端面设有在水平方向上相互垂直的两组导轨，一组为x轴导轨300，一组为z轴导轨400。立柱组件100安装在x轴导轨300上方，在x轴导轨300之间有驱动立柱组件100沿x轴导轨300移动的x轴丝杆301，z轴导轨400上安装有转台500，在z轴导轨400之间有驱动转台500沿z轴导轨400移动的z轴丝杆401，转台500上面有工作台501，工作台501可在水平面内旋转，此旋转轴向为b轴。
28.加工工件时，工件固定于工作台501上，主轴夹持刀具旋转，并随着主轴箱106沿a轴摆动，获得需要的切削角度，主轴箱106整体随主动滑座103沿y轴导轨102上下移动，并随立柱101沿x轴导轨300左右移动，b轴转台500沿z轴导轨400前后移动，工作台501带着工件旋转可获得需要的加工方向。通过这样的方式，可对工件的各个方向进行切削。
29.必要时，x、y、z、a、b五个轴可同时配合，实现五轴同动加工。
30.实施例三：
31.一种五轴加工加工中心，包括有实施例一的立柱组件100，还包括一个底座200，底座200的上端面设有在水平方向上相互垂直的两组导轨，一组为x轴导轨300，一组为z轴导轨400。立柱组件100安装在z轴导轨400上方，在z轴导轨400之间有驱动立柱组件100沿z轴导轨400移动的z轴丝杆401，x轴导轨300上安装有转台500，在x轴导轨300之间有驱动转台500沿x轴导轨300移动的x轴丝杆301，转台500上面有工作台501，工作台501可在水平面内旋转，此旋转轴向为b轴。
32.加工工件时，工件固定于工作台501上，主轴夹持刀具旋转，并随着主轴箱106沿a
轴摆动，获得需要的切削角度，主轴箱106整体随主动滑座103沿y轴导轨102上下移动，并随立柱101沿z轴导轨400前后移动，b轴转台500沿x轴导轨300左右移动，工作台501带着工件旋转可获得需要的加工方向。通过这样的方式，可对工件的各个方向进行切削。
33.必要时，x、y、z、a、b五个轴可同时配合，实现五轴同动加工。
34.相较于实施例二，实施例三的区别在于。工作台501不需要如实施二一样要讲工作台501调整到底座200最前方装夹工件。实施例三的五轴加工中心，操作者可直接站在工作台501前抓夹工件。装夹工件更方便。
35.但，在实施例二中的x轴导轨300和z轴导轨400沿y向投影到水平面上形成一个t型形状。实施例三中的x轴导轨300和z轴导轨400沿y向投影到水平面上形成一个倒t型形状。实施例二相较实施三在形状上更符合审美，并且实施例二实际制做中还可以把临近底座200边缘的一根x轴导轨300抬高，即形成有高低落差的阶梯式x轴导轨300，可使得底座200刚性更好以及使立柱100能获得更好的受力支撑。
36.与之对应的，在实施例二中底座200是匹配的t型形状，在实施例三中底座200是匹配的倒t型形状。
37.实施例四：
38.一种五轴加工加工中心，包括有实施例一的立柱组件100，还包括一个底座200，底座200的上端面设有上下设置的两组导轨，且两组导轨再y向的投影上是相互垂直的，其中一组为x轴导轨300，一组为z轴导轨400。立柱组件100安装在z轴导轨400上方，z轴导轨400之间设有驱动立柱组件100沿z轴导轨400移动的z轴丝杆401，z轴导轨400整体通过一个滑台安装在x轴导轨300上，在x轴导轨300之间有驱动滑台沿x轴导轨300移动的x轴丝杆301，x轴导轨300固定在底座200上，在所述底座200的前方，设有转台500，转台上面有工作台501，工作台501可在水平面内旋转，此旋转轴向为b轴。相较于实施例二和实施例三，优点是转台500整体不需要直线移动，只有台面转动即可。更适合大尺寸、大重量的零件加工。
39.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。