机床 |
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申请号 | CN94117824.2 | 申请日 | 1994-11-28 | 公开(公告)号 | CN1050790C | 公开(公告)日 | 2000-03-29 |
申请人 | 硬铣床公开股份有限公司; | 发明人 | P·科布勒; | ||||
摘要 | 一种五轴机床,其刀架(4)可绕一回 转轴 线(7)回转,该回转轴线(7)与一 铣刀 头(6)绕其旋转的加工轴线(5)在铣刀区以一锐 角 相交。该交角最好是30°至60°,特别是45°。回转运动中只需对各轴作些少补偿运动,仍能使刀架(4)保持短小,从而使其 变形 小,因而保证了高稳定和高 精度 。此外,能够实现两侧在90°或更大范围的回转而不产生碰撞,从而使刀具切刃高度适应 工件 表面,取得高表面 质量 。此类机床特别适于 铣削 涡轮 和 发动机 叶片 及 压缩机 叶轮 。 | ||||||
权利要求 | 1.一种机床,它包括: |
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说明书全文 | 本发明涉及一种机床,特别是一种能够加工形状复杂而表面质 量要求高的零件的机床。已知的这种机床有一个夹持工件的夹具以及一个刀架,该刀架 带有一个可绕一加工轴绕旋转的铣刀头并可绕一回转轴线回转,该回 转轴线与该加工轴绕成一确定的倾斜角并相交于铣刀头附近。这种类 型的机床已见于波士顿数字公司的小册子“波士顿五轴精密成形系 统”。在这类机床中,刀架可绕其回转的回转轴线在加工区与加工轴 线相交,其优点在于,在使刀架回转以更好地适应工件表面的方位的 过程中,只需要对各轴线作很小的补偿运动。 然而,上述小册也中的机床其回转轴线是垂直于加工轴线的,这 就带来各种缺点。由于其刀架做成U形,结构相当复杂,特别是很长, 因而作在刀架上的反作用力使刀架达致相当高程度的变形。由于这一 原因,这种结构并不十分坚固,如果要求加工精确度很高,就会很困 难或使工作十分吃重。 此外,刀架只能在一个平面内回转,夹具和工件的安排亦必然被 约束在该平面内。这样就限制了回转范围,因为即使回转角明显小于 90度也会产生碰撞。 本发明试图对此给予补救。本发明的目的在于提出一种这类的机 床,其特征在于倾斜角为锐角,其结构简单而坚固因而精密度高但费 用少。此外,它允许作大角度的回转,从而使刀具的位置能更大程度 地适应工件表面的方位,因而能够以简单的结构取得高的工件成形表 面质量。 本发明的机床特别适用于铣削涡轮机和发电机的叶片以及压缩机 的叶轮,这些零件形状复杂而表面质量要求高。 图1表示本发明机床第一实施例在基本位置时的侧视图; 图2表示图1机床在刀架摆开时的正视图; 图3表示按图2中箭头III所指方向的机床侧视图; 图4示意地表示加工轴线运动的空间; 图5表示本发明机床第二实施例在基本位置时的侧视图。 本发明的机床在上述附图中很大程度上是示意地表示,因为本发 明涉及结构的原理,将其付诸实践对于本领域的技术人员并无困难。 在平行管形立柱1的顶端,沿着一个垂直于图1图面的第一水 平平移轴线,可位移地安装着一个第一溜板2,该第一溜板2携有 一个第二溜板3,该第二溜板3同样可沿一个垂直于该第一平移轴 线的第二水平平移轴线位移。第二溜板3携有一个刀架4,刀架4上 一固定位置安装有一刀具,该刀具可绕一加工轴线5旋转,为一铣 刀头6。刀架4以可绕回转轴7回转的形式安装在第二滑板3上。 在立柱1的前侧,沿一个垂直的平移轴线安装了又一个溜板8,它 可以向着或离开刀架4位移。该溜板8携有一个有夹具10可旋转地 安装于其上的旋转工作台9(其零件在图1和3中予以省略)。夹具 10的旋转轴线平行于第一平移轴线。 一个涡轮机叶片作为工件11可绕其纵轴线旋转地装夹在夹具10 上。回转轴线7通过铣刀头6的尖,并在该处以倾斜角α=45°与 加工轴线5相交。所有五个轴都可被驱动。其运动以程序控制的方 式进行。 当然最重要的是铣刀头6和工件11之间的相对运动的可能性。 机床的结构细节可以和上面描述的很不相同。在图5中表示了一个 实施例,其第二溜板3可沿一垂直平移轴线移动,刀架4则悬伸于 其下端,而第一溜板2以水平可位移的方式安装在立柱1的前侧。 旋转工作台(未示出)安装在一个溜板上,该溜板可沿一水平平移轴线 向着或离开立柱1移动。 回转轴线7与加工轴线5成锐角的结果使铣刀6的切刃与回转 轴承的距离缩短,刀架4可以做成直的从而短的结构。铣刀头6的 悬伸因而特别坚固,影响加工精度的刀架4的变形可以降低到最小。 此外,在两侧回转范围大至90°或更多成为可能,而且回转时铣 刀头6并不位移或位移很小从而达致高的工作速度,因为刀架4不 仅向下回转而且离开夹具10和工件11所在的垂直面而趋向立柱1, 从而碰撞的危险显著减小。在这种回转中,加工轴线5画出一个锥 形包络体的一个扇形区,该锥形包络体的轴线就是回转轴线7(见图 4)。 本发明的优点在加工涡轮机成发动机叶片时特别有价值,加工这 类叶片要达到很高的表面质量,因而要求铣刀头6的切刃位置精确 适应工件11表面的方位。这就要求当铣刀头6被导引过工件11的 曲面时刀架4能够回转过一个大的范围,否则这种回转就易产生碰 撞问题。 加工如此进行,即夹具10和工件11由旋转工件台带动旋转,而 铣刀头6的位置则通过绕回转轴线7回转和沿平移轴线位移而持续 地予以适应。当一个铣削行程完成,溜板2平行于工件11的纵轴线 移动一个进给宽度,然后夹具10按相反方向旋转。因而加工工作在 纵向上按工作外形一个行程接一个行程地进行。旋转方向的改变最好 在工件11的边上进行。 当加工压缩机叶轮时,同样可以从大的回转范围得到相当大的好 处,特别是好的表面质量。 为了达到本发明的效果,并不需要将倾斜角做成恰好45°。即使 一个稍微小于直角的锐角,配以适当的结构,也能产生所述的好处。 当然,最好将倾斜角α定为30°至60°之间。 回转轴线7同样并非必须相交加工轴线5于正好通过铣刀头6的 尖上。即使回轴线7只通过铣刀头6的靠近处,回转时亦只需作很 小的补偿运动。 |