数控凸轮自动加工中心.pdf

本发明公开了一种数控凸轮自动加工中心，包括车床轨道、主轴机构、送料机构、主刀架机构、副刀架机构。本发明的优点是：(1)主伺服电机控制主轴达到等分定位，可以实现工件分度钻孔、铣槽、铣平面、打侧孔、铣槽口等加工；(2)多方向上的刀具设置，对工件可同时进行多种方位、多种方式的加工，满足各种形态的加工需求；(3)通过主、副伺服电机及偏心凸轮连杆机构等控制定位或进给量，同时结合数控等精细操作，确保产品加工的尺寸精度。由此可将同一工件在一台设备上一次性加工成型，体现集中集约的加工中心的优势，确保工件加工尺寸、形状和位置公差，有效提高生产效率和产品加工进度。

权利要求书
1.  一种数控凸轮自动加工中心，其特征在于：包括车床轨道(1)、主轴机构、送料机构、主刀架机构、副刀架机构；
所述主轴机构包括主轴座(2)、主轴(3)、主伺服电机(4)，所述主轴座(2)固定在所述车床轨道(1)上，所述主伺服电机(4)驱动所述主轴(3)沿Z轴移动；
所述主刀架机构包括三向刀架(5)、偏心凸轮连杆机构(6)，所述三向刀架(5)固定在所述主轴座(2)上，所述三向刀架(5)上具有X轴、Y轴、Z轴的刀具，所述偏心凸轮连杆机构(6)驱动所述三向刀架(5)上的Y轴刀具；
所述副刀架机构包括二向刀架(7)、副伺服电机(8)，所述二向刀架(7)安装在所述车床轨道(1)上并朝向所述主轴(3)，所述副伺服电机(8)驱动所述二向刀架(7)沿X轴、Z轴移动。

2.  根据权利要求1所述的数控凸轮自动加工中心，其特征在于：所述二向刀架(7)上具有刀具座(9)、小主轴座(10)。

3.  根据权利要求1所述的数控凸轮自动加工中心，其特征在于：所述三向刀架(5)上的Y轴刀具至少有一把切削刀。

4.  根据权利要求1所述的数控凸轮自动加工中心，其特征在于：所述送料机构为自动给料机构。

5.  根据权利要求2所述的数控凸轮自动加工中心，其特征在于：所述小主轴座(10)通过小主轴电机(11)驱动。

6.  根据权利要求2所述的数控凸轮自动加工中心，其特征在于：所述刀具座(9)、所述小主轴座(10)在X轴、Z轴上均设置。

7.  根据权利要求3所述的数控凸轮自动加工中心，其特征在于：所述Y轴刀具，其多把切削刀处于不同平面。

8.  根据权利要求3或7所述的数控凸轮自动加工中心，其特征在于：所述Y轴刀具，通过辐射状的花盘(12)固定，所述花盘(12)固定在所述三向刀架(5)上。

说明书数控凸轮自动加工中心
技术领域
本发明涉及一种数控加工设备，特别是一种满足多种加工需求、加工高精密零件的数控自动加工中心。
背景技术
数控车床是一种综合性的切削加工设备，现有的几种数控车床存在以下问题：
(1)原来的通用数控车床，加工零件的外圆、内孔、端面、外螺纹需分工步一步一步的完成，工件装夹未能实现全自动化，每个零件需要人工来装夹，加工速度慢、劳动效率低、制造成本高；
(2)具有凸轮机构，加工零件时每个零件虽然能装入夹具，但对零件的外圆、内孔、端面、外螺纹进行切削机械加工，需多台自动车床分布完成，多次夹料中，加工精度、同心度容易产生积累误差，导致零件加工精度低，使用多台凸轮车床，动力消耗大、增加生产成本；
(3)机床上对零件车加工的尺寸调试不简便，需要操作工具备一定的技能水平；
(4)车床主轴不具备定位和分度控制加工的能力。
发明内容
发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种能实现多方位同时切削、铣、钻等多种加工方式以及分度定位，特别适用于加工小型零部件的全自动化数控凸轮自动加工中心。
技术方案：一种数控凸轮自动加工中心，包括车床轨道、主轴机构、送料机构、主刀架机构、副刀架机构；
所述主轴机构包括主轴座、主轴、主伺服电机，所述主轴座固定在所述车床轨道上，所述主伺服电机驱动所述主轴沿Z轴移动；
所述主刀架机构包括三向刀架、偏心凸轮连杆机构，所述三向刀架固定在所述主轴座上，所述三向刀架上具有X轴、Y轴、Z轴的刀具，所述偏心凸轮连杆机构驱动所述三向刀架上的Y轴刀具；
所述副刀架机构包括二向刀架、副伺服电机，所述二向刀架安装在所述车床轨道上并朝向所述主轴，所述副伺服电机驱动所述二向刀架沿X轴、Z轴移动。
所述二向刀架上具有刀具座、小主轴座，所述小主轴座通过小主轴电机驱动，所述刀具座、所述小主轴座在X轴、Z轴上均设置，满足对部件侧面钻、铣等加工需求。
所述三向刀架上的Y轴刀具至少有一把切削刀，多把切削刀处于不同平面，刀具对工件作用时，避免互相干扰。
所述送料机构为自动给料机构，自动送料至主轴端部的工件固定处。
所述Y轴刀具，通过辐射状的花盘固定，所述花盘固定在所述三向刀架上。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：(1)主伺服电机控制主轴达到等分定位，可以实现工件分度钻孔、铣槽、铣平面、打侧孔、铣槽口等加工；(2)多方向上的刀具设置，对工件可同时进行多种方位、多种方式的加工，满足各种形态的加工需求；(3)通过主、副伺服电机及偏心凸轮连杆机构等控制定位或进给量，同时结合数控等精细操作，确保产品加工的尺寸精度。由此可将同一工件在一台设备上一次性加工成型，体现集中集约的加工中心的优势，确保工件加工尺寸、形状和位置公差，有效提高生产效率和产品加工进度。
附图说明
图1为本发明结构主视图；
图2为图1的A向结构示意图；
图3为图1的B向结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如附图1-3所示，一种数控凸轮自动加工中心，包括车床轨道1、主轴机构、送料机构、主刀架机构、副刀架机构。以车床轨道1所在平面定为XZ平面、车床轨道1定为Z轴方向进行说明。
主轴机构包括主轴座2、主轴3、主伺服电机4，主轴座2固定在车床轨道1上，主轴3顶端可夹持工件，主伺服电机4驱动主轴3，可将工件进行Z轴上的移动定位和绕Z轴旋转的周向分度定位，即可对工件进行分度加工操作。
主刀架机构包括三向刀架5、偏心凸轮连杆机构6，三向刀架5固定在主轴座2上，三向刀架5上具有X轴、Y轴、Z轴的刀具。X轴刀具、Z轴刀具设置于三向刀架5一端， 朝向主轴3顶端被固定的工件，对这两个轴向上的刀具分别设置滑块，使X轴刀具、Z轴刀具能够分别移动，方便进退，而Y轴刀具通过偏心凸轮连杆机构6驱动，Y轴刀具至少有一把切削刀，多把切削刀处于不同平面且通过辐射状的花盘12固定，花盘12固定在三向刀架5上，只要对工件加工时刀具之间不会产生碰撞等干扰，可以一把切削刀甚至多把切削刀同时向工件运动，进入工作状态，完成后向外运动退出工作状态。三向刀架5的各刀具可以根据各种形态的切削需求，更换不同种类的切削刀。
副刀架机构包括二向刀架7、副伺服电机8，二向刀架7安装在车床轨道1上并朝向主轴3，副伺服电机8驱动二向刀架7沿X轴、Z轴移动。二向刀架7上具有刀具座9、小主轴座10，小主轴座10上可安装钻头，通过小主轴电机11驱动。刀具座9、小主轴座10在X轴、Z轴上均设置，可以对工件外部的侧面、端面进行多方位的铣、切削、钻孔等操作。
送料机构为自动给料机构，工件12由送料机构送料至主轴3的顶端被夹紧固定后。通过编程设定，由三向刀架5、二向刀架7上的不同方位的刀具对工件进行开槽、表面切削、钻孔、铣槽等工序操作，完成所有加工任务后，自动卸料，进行下一个工件的加工。