| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202410690406.0 | 申请日 | 2024-05-30 |
| 公开(公告)号 | CN118417607A | 公开(公告)日 | 2024-08-02 |
| 申请人 | 宁夏宏源长城机床有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 袁承家; 徐金华; 史小骑; 董艳红; 毛友岸; | 第一发明人 | 袁承家 |
| 权利人 | 宁夏宏源长城机床有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 宁夏宏源长城机床有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：宁夏回族自治区 | 城市 | 当前专利权人所在城市：宁夏回族自治区银川市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：宁夏回族自治区银川市经济技术开发区中小企业创业园13号厂房 | 邮编 | 当前专利权人邮编：750021 |
| 主IPC国际分类 | B23C1/12 | 所有IPC国际分类 | B23C1/12 ; B23C9/00 ; B23Q15/26 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 北京研展知识产权代理有限公司 | 专利代理人 | 许亚芬; |
| 摘要 | 一种双 主轴 数控 铣床 ，包括 工作台 、第一主轴和第二主轴，第一主轴与第二主轴在同一平面内，第一主轴和工作台垂直，第二主轴的延伸线与工作台平行或者相交，第二主轴与工作台不垂直；第一主轴加工与工作台垂直的孔，第二主轴可以直接对工作台上的零件钻与工作台有一定夹 角 的孔或者曲面，第二主轴还可以加工与工作台平行的孔，可以加工各种需要钻孔或者曲面的零件，应用范围广，加工面平滑、 精度 高、使用快捷方便、废品率极低。 | ||
| 权利要求 | 1.一种双主轴数控铣床，其特征在于，包括工作台和第二主轴，第二主轴的延伸线与工作台平行或者相交，第二主轴与工作台不垂直；第二主轴包括转动电机、二号主轴、套筒、滚珠丝杆、给进电机； |
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| 说明书全文 | 双主轴数控铣床技术领域： [0001] 本发明涉及加工铣床技术领域，特别涉及一种双主轴数控铣床。背景技术： [0002] 在一些零件加工时，需要加工与工作台呈夹角的孔，而普通立式或者卧式机床方便只能加工与工作台平行或者呈90度的孔，面对这种呈夹角状态的孔就无法直接加工，需要配合辅助夹具或者别的办法将零件调整到一定角度，使得加工孔与主轴轴线位置相对应，然后使用立式或者卧式机床加工，每加工一个孔就要重新旋转零件，配合夹具或者别的办法将零件固定到要求角度，而且每个孔的位置还有角度都需要反复核对，这样不仅精度差，废品率还高，操作更是繁琐。 [0003] 主轴上虽然可以安装角度头，但是角度头只能沿竖直方向或者水平方向进给，不能沿角度方向进给，还是无法加工与工作台呈夹角的孔。甚至有些角度或者情况现有的机床无法加工，例如法兰盘倾斜角度过大使得主轴无法靠近加工位置，就无法加工，只能选择人工或者精度差的方式加工，对于一些要求精度的零件，废品率会很高，费时费力。发明内容： [0004] 鉴于此，有必要设计一种双主轴数控铣床，实现精度加工与工作台面呈夹角的孔或者曲面，快捷方便的同时，提高精度，降低废品率。 [0006] 二号主轴通过止推轴承安装在套筒内，二号主轴与套筒轴向相对固定，且二号主轴可在套筒内转动，滚珠丝杆包括螺纹杆和移动块，螺纹杆上安装有移动块，移动块与套筒固定连接，给进电机驱动螺纹杆转动，使得移动块带着套筒和二号主轴沿螺纹杆移动给进； [0007] 二号主轴末端套装有支撑轴承，二号主轴在所述支撑轴承内可轴向移动给进，二号主轴与所述支撑轴承圆周方向相对固定，即二号主轴不能在所述支撑轴承中转动，转动电机与所述支撑轴承传动连接，转动电机通过传动连接驱动所述支撑轴承带动二号主轴转动。 [0008] 通过上述新的结构，第二主轴轴线与工作台呈夹角，第二主轴可以实现轴线方向的给进，第二主轴可以直接在工作台上的零件上钻成与工作台有一定夹角的孔，不需要辅助夹具将零件倾斜，这样直接加工，精度高，方便快捷，尤其对于一些法兰类零件尤其好用。滚珠丝杆可以提高第二主轴给进方向的精度。 [0009] 优选的，所述第二主轴还括摆动框、摆动电机、减速机，摆动框套装在套筒外，移动块贯穿摆动框后与套筒固定连接，摆动框上开设有移动块移动的窗口； [0010] 摆动框与二号主轴末端所述支撑轴承通过止推轴承固定连接，即转动电机传动所述支撑轴承在所述止推轴承内转动，摆动框将转动电机输出端相对固定在二号主轴末端所述支撑轴承侧面； [0011] 摆动电机与减速机输入端连接，减速机输出端与摆动框通过支撑轴承连接，摆动电机驱动减速机，减速机驱动摆动框连带二号主轴摆动，二号主轴延伸线与工作台夹角为0～75°。 [0012] 摆动框使得套装有套筒的二号主轴作为一个整体被摆动电机驱动，利用支撑轴承实现摆动电机摆动摆动框，支撑轴承实现摆动角度精确，使得二号主轴与工作台夹角为0～75°。固定摆动角度确定配合转动电机和给进电机，可以实现钻取设定角度的孔。持续摆动配合转动电机和给进电机，可以实现曲面的铣削。摆动框同时还起到保护二号主轴作用，还将传动装置保护起来，保证传动电机和对应的支撑轴承两者相对固定，保证第二主轴钻孔自转的稳定性。 [0013] 优选的，所述第二主轴还包括固定架，固定架设置在摆动框相对的两侧，且摆动框相对固定架摆动； [0014] 减速机穿过固定架中的止推轴承后与摆动框中的支撑轴承连接，减速机对面的固定架通过轴将该侧固定架中的止推轴承与摆动框中的支撑轴承连接，减速机驱动摆动框连带二号主轴相对固定架摆动。 [0015] 固定架夹持在摆动框两侧与机架固定，起到稳定结构的作用，通过结构设计，实现摆动架能相对固定架摆动而不受干扰。 [0016] 优选的，还包括第一主轴，电机驱动第一主轴的轴自转，第一主轴的轴线与第二主轴的轴线在同一平面内。 [0017] 本方案为双轴设计，两个轴的轴线位于同一平面，而且延伸线相交。加工圆形零件的时候，二号主轴加工出来的孔的延伸线都与中心线交汇。第一主轴固定在主轴架上，电机驱动第一主轴的轴自转，机架和工作台配合滑动，实现第一主轴的钻孔工作。 [0018] 优选的，还包括机架、主轴架；L型机架包括垂直固定的X轴架和Y轴架，X轴架形成的面和Y轴架形成的面相互垂直，X轴架上设置有沿X轴方向延伸的两个平行的轨道，工作台滑动设置在所述轨道上；工作台在X轴架上可自转；Y轴架上设置有沿Y轴方向延伸的两个平行的轨道，主轴架滑动设置在所述轨道上；主轴架与X轴架形成的面平行且与Y轴架形成的面垂直；主轴架朝向工作台一面设置第一主轴和第二主轴，垂直于主轴架的第一主轴与工作台垂直，第一主轴与第二主轴在同一垂直于工作台的平面内。 [0019] 工作台沿X轴方向滑动、主轴架沿Y轴方向滑动、配合工作台的自转，就可以实现全角度加工。两个轴，第一主轴负责加工与工作台垂直的孔，第二主轴负责加工与工作台平行或者与工作台呈夹角的孔或者曲面。 [0020] 优选的，机架还包括X轴滚珠丝杆和Y轴滚珠丝杠；X轴架上两个轨道中间设置有平行与所述轨道的X轴滚珠丝杆，X轴滚珠丝杆两端固定，且X轴滚珠丝杆上的滑块与工作台固定连接； [0021] Y轴架上两个轨道中间设置有平行与所述轨道的Y轴滚珠丝杆，Y轴滚珠丝杆两端固定，且Y轴滚珠丝杆上的滑块与主轴架固定连接。 [0022] 以上结构可以保证X轴架上的工作台沿X轴平滑稳定滑动，也能保证Y轴架上的主轴架沿Y轴平滑稳定滑动，另一方面保证两者滑动过程精度，这样加工出来的孔或者曲面平滑而且精准。 [0023] 优选的，还包括第二主轴Y轴伸缩缸，两个第二主轴Y轴伸缩缸对称设置在主轴架两侧，且位于第二主轴两侧，第二主轴Y轴伸缩缸的一端与主轴架固定连接，且另一端与第二主轴固定连接，第二主轴Y轴伸缩缸带动第二主轴沿Y轴架延伸方向伸缩。 [0024] 第二主轴Y轴伸缩缸具体是和第二主轴的固定架固定连接，这样可以带动第二主轴相对主轴架接近或者远离被加工的零件，两端加持更稳固，加工更精密；也方便加工一些位置或者角度，灵活性更强。 [0025] 优选的，所述第一主轴伸出主轴架部分可完全缩至主轴架内，第二主轴在第一主轴和Y轴架之间。 [0026] 有些加工部位第一主轴会妨碍第二主轴工作，所以第一主轴能缩起来，让出加工位置，配合第二主轴Y轴伸缩缸，让第二主轴加工位置更灵活多变，适应各种情况加工。将第二主轴在第一主轴和Y轴架之间，使得整体结构紧凑，重心更靠近机架，整体结构更稳定。 [0027] 优选的，所述工作台包括滑动部、自转驱动部和固定部；滑动部和X轴架上的轨道滑动连接，滑动部上部设置自转驱动部，自转驱动部驱动上部的固定部自转，所述固定部为圆形，且以圆心为轴自转，固定部上表面与X轴架形成面平行，第一主轴轴线与固定部上表面垂直。 [0028] 上述为工作台具体结构，实现工作台沿X轴滑动还有自转，方便加工工作。 [0029] 优选的，所述工作台还包括设置在固定部上的外径抓爪、内径顶爪中的至少一个，外径抓爪呈圆形间隔布置，且利用顶紧固定装置将外径抓爪向圆心顶紧固定；内径顶爪呈圆形间隔布置，且利用顶紧固定装置将内径顶爪向外周顶紧固定；外径抓爪所在圆形直径大于内径顶爪所在圆形直径。 [0030] 利用外径抓爪从零件外周抓住零件，顶紧固定装置将外径抓爪向圆心顶紧固定锁定零件。利用内径顶爪从法兰盘内径向外抓住零件，利用顶紧固定装置将内径顶爪向外周顶紧固定法兰盘内径锁定法兰盘。选用一种或者两种都用，锁住零件，方便加工。 [0031] 双主轴数控铣床实现了无需辅助工具，将零件固定之后实现直接加工各种角度的孔或者铣曲面，使用第一主轴加工与工作台垂直的孔，第二主轴加工与工作台平行或者与工作台呈夹角的孔或者曲面，应用范围广，适合加工各种零件，尤其适合加工法兰，加工面平滑、精度高、使用快捷方便、废品率极低。附图说明： [0032] 附图1是一幅较佳实施方式的双主轴法兰加工铣床的立体结构示意图。 [0033] 附图2是一幅较佳实施方式的双主轴法兰加工铣床的正视图。 [0034] 附图3是一幅较佳实施方式的双主轴法兰加工铣床的右视图。 [0035] 附图4是一幅较佳实施方式的双主轴法兰加工铣床第二主轴部分从右前方看过去的示意图。 [0036] 附图5是一幅较佳实施方式的双主轴法兰加工铣床第二主轴部分从左前方看过去的示意图。 [0037] 附图6是一幅较佳实施方式的双主轴法兰加工铣床第二主轴部分从后方看过去的示意图。 [0038] 图中：工作台10、滑动部11、自转驱动部12、固定部13、第二主轴20、转动电机21、二号主轴22、套筒23、滚珠丝杆24、给进电机25、摆动框26、摆动电机27、减速机28、固定架29、第一主轴30、机架40、X轴架41、Y轴架42、X轴滚珠丝杆43、Y轴滚珠丝杆44、主轴架50、第二主轴Y轴伸缩缸60。具体实施方式： [0039] 参照附图1所示，一种双主轴数控铣床，包括工作台10、第二主轴20、第一主轴30、机架40、主轴架50、第二主轴Y轴伸缩缸60。 [0040] 参照附图2和附图3所示，L型机架40包括X轴架41、Y轴架42、X轴滚珠丝杆43和Y轴滚珠丝杆44。X轴架41形成的面和Y轴架42形成的面相互垂直，X轴架41上设置有沿X轴方向延伸的两个平行的轨道，且两个轨道中间设置有与轨道平行的X轴滚珠丝杆43，X轴滚珠丝杆43两端固定，且X轴滚珠丝杆43上的滑块与工作台10固定连接，工作台10滑动设置在所述轨道上，且沿X轴方向滑动。Y轴架42上设置有沿Y轴方向延伸的两个平行的轨道，且两个轨道中间设置有与上述轨道平行的Y轴滚珠丝杆44，Y轴滚珠丝杆44两端固定，且Y轴滚珠丝杆44上的滑块与主轴架50固定连接，主轴架50滑动设置在所述轨道上，且沿Y轴延伸方向滑动，主轴架50与X轴架41形成的面平行且与Y轴架42形成的面垂直。 [0041] X轴架41上的工作台10包括滑动部11、自转驱动部12和固定部13，还包括设置在固定部13上的外径抓爪、内径顶爪中的至少一个。滑动部11和X轴架41上的轨道滑动连接，滑动部11上部设置自转驱动部12，自转驱动部12驱动上部的固定部13自转，固定部13为圆形，且以圆心为轴自转，固定部13上表面与X轴架41形成面平行，第一主轴30的主轴线与固定部13上表面垂直。外径抓爪呈圆形间隔布置，且利用顶紧固定装置将外径抓爪向圆心顶紧固定；内径顶爪呈圆形间隔布置，且利用顶紧固定装置将内径顶爪向外周顶紧固定；外径抓爪所在圆形直径大于内径顶爪所在圆形直径。 [0042] Y轴架42上的主轴架50朝向工作台10一面设置第一主轴30和第二主轴20，第一主轴30轴线与第二主轴20轴线在同一垂直于工作台10的平面内，第一主轴30轴线与工作台10垂直，电机驱动第一主轴30的轴自转，第一主轴30不工作时，第一主轴30伸出主轴架50部分可完全缩至主轴架50内。 [0043] 第二主轴20在第一主轴30和Y轴架42之间，第二主轴20的延伸线与工作台10平行或者相交，第二主轴20与工作台10不垂直，最佳的，二号主轴22延伸线与工作台10夹角为0～75°，经常用的一般是0°、30°、45°、60°和75°。两个第二主轴Y轴伸缩缸60对称设置在主轴架50两侧，且第二主轴Y轴伸缩缸60的另一端与第二主轴20两侧的固定架29固定连接，第二主轴Y轴伸缩缸60带动第二主轴20沿Y轴架42延伸方向伸缩。 [0044] 参照附图4、附图5和附图6所示，第二主轴20包括转动电机21、二号主轴22、套筒23、滚珠丝杆24、给进电机25，摆动框26、摆动电机27、减速机28、固定架29。二号主轴22通过止推轴承安装在套筒23内，二号主轴22与套筒23轴向相对固定，且二号主轴22可在套筒23内转动，滚珠丝杆24包括螺纹杆和移动块，螺纹杆上安装有移动块，移动块与套筒23固定连接，给进电机25驱动螺纹杆转动，使得移动块带着套筒23和二号主轴22沿螺纹杆移动给进。 [0045] 二号主轴22末端套装有支撑轴承，二号主轴22在所述支撑轴承内可轴向移动给进，二号主轴22与所述支撑轴承圆周方向相对固定，即二号主轴22不能在所述支撑轴承中转动，转动电机21与所述支撑轴承传动连接，转动电机21通过传动连接驱动所述支撑轴承带动二号主轴22转动。 [0046] 摆动框26套装在套筒23外，移动块贯穿摆动框26后与套筒23固定连接，摆动框26上开设有移动块移动的窗口。摆动框26与二号主轴22末端所述支撑轴承通过止推轴承固定连接，即转动电机21传动所述支撑轴承在所述止推轴承内转动，摆动框26将转动电机21输出端相对固定在二号主轴22末端所述支撑轴承侧面。 [0047] 固定架29设置在摆动框26相对的两侧，且摆动框26相对固定架29摆动；第二主轴Y轴伸缩缸60一端与主轴架50固定连接，且另一端与固定架29固定连接。摆动电机27与减速机28输入端连接，减速机28输出端穿过固定架29中的止推轴承后与摆动框26中的支撑轴承连接，减速机28对面的固定架29通过轴将该侧固定架29中的止推轴承与摆动框26中的支撑轴承连接，摆动电机27驱动减速机28，减速机28驱动摆动框26连带二号主轴22相对固定架29摆动。 [0048] 具体工作时，如果是需要加工的零件是一个法兰盘，将法兰盘摆放在圆心和工作台10圆心重合的位置，然后使用外径抓爪从法兰盘外圈固定锁定法兰盘，或者使用内径顶爪从法兰盘从法兰盘内孔固定锁住法兰盘。第一主轴30的初始位置是伸出主轴架50，位于工作位置。第二主轴20的初始位置是，第二主轴20的最低点高于第一主轴30的工作位置。 [0049] 当待加工孔垂直于工作台10的时候，利用工作台10沿X轴架41滑动、主轴架50沿Y轴架42滑动和工作台10的自转，将待加工位置对准第一主轴30，锁定工作台10在X轴架41上的位置，启动第一主轴30自转，控制Y轴架42带动主轴架50向工作台10移动，也就是带动第一主轴30向法兰盘移动，至设定深度后，停止第一主轴30自转，控制Y轴架42带动主轴架50原理工作台10，完成加工。 [0050] 当待加工孔平行于工作台10的时候，将第一主轴30完全缩进主轴架50内部。驱动摆动电机27，将第二主轴20摆动到平行于工作台10的位置，利用工作台10沿X轴架41滑动、主轴架50沿Y轴架42滑动和工作台10的自转，将待加工位置对准第二主轴20，锁定工作台10在X轴架41上的位置，锁定主轴架50在Y轴架42上的位置，控制转动电机21驱动第二主轴20自转，控制给进电机25驱动第二主轴20给进开始钻孔，至设定深度后，停止第二主轴20自转，控制给进电机25驱动第二主轴20复位，完成加工。 [0051] 当待加工孔与工作台10呈30°夹角的时候，将第一主轴30完全缩进主轴架50内部。驱动摆动电机27，将第二主轴20摆动到与工作台10呈30°的位置，利用工作台10沿X轴架41滑动、主轴架50沿Y轴架42滑动和工作台10的自转，将待加工位置对准第二主轴20，锁定工作台10在X轴架41上的位置，锁定主轴架50在Y轴架42上的位置，控制转动电机21驱动第二主轴20自转，控制给进电机25驱动第二主轴20给进开始钻孔，至设定深度后，停止第二主轴 20自转，控制给进电机25驱动第二主轴20复位，完成加工。 [0052] 当待加工孔与工作台10呈45°、60°和75°或者阈值范围内的夹角的时候，除了将第二主轴20摆动到与工作台10呈设定角度的位置，工作过程与上述过程一致。 [0053] 如果是需要在零件上加工一个曲面，然后使用外径抓爪将零件固定锁定在工作台10上。将第一主轴30完全缩进主轴架50内部。利用工作台10沿X轴架41滑动、主轴架50沿Y轴架42滑动和工作台10的自转，将待加工位置对准第二主轴20，根据曲面形状，设定加工过程工作台10在X轴架41上的位置变化、设定加工过程主轴架50在Y轴架42上的位置变化、设定加工过程第二主轴Y轴伸缩缸60的位置变化、设定加工过程摆动电机27带动第二主轴20摆动的角度变化，设定加工作过程给进电机25带动第二主轴20给进的深度，控制转动电机21驱动第二主轴20自转，按照设定程序完成加工，停止第二主轴20自转，各个部分复位，完成加工。 |
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