转动精度高的塔式加工中心.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020872001.6 (22)申请日 2020.05.21 (73)专利权人 上海欣螺机械工程有限公司 地址 201500 上海市金山区卫清西路423号 五楼320室 专利权人 陈福祥云祥有张根法 (72)发明人 陈福祥云祥有徐伟锋 (51)Int.Cl. B23Q 5/34(2006.01) B23Q 15/22(2006.01) B23Q 17/22(2006.01) B23Q 5/28(2006.01) B23Q 3/00(2006.01) B23Q 37/00(2。

2、006.01) (54)实用新型名称 一种转动精度高的塔式加工中心 (57)摘要 本实用新型涉及机加工技术领域， 公开了一 种转动精度高的塔式加工中心， 包括基仓座和控 制器， 基仓座内设有空腔， 空腔内设有中心筒， 中 心筒顶部固定有轴承座， 轴承座上转动连接有转 台， 转台上设有用于承载刀具的左切削臂和右切 削臂， 所述轴承座上设有用于驱动转台转动的转 动机构， 所述轴承座与转台之间设有与控制器电 连接的钢栅尺以监测转台转动的角度。 本实用新 型具有以下优点和效果： 本方案利用转动机构实 现左切削臂和右切削臂的位置调整， 方便加工中 心进行镗铣操作； 而钢栅尺能够实时监测转台转 动的角度，。

3、 以此便于控制器在角度偏差时进行纠 错， 达到精确控制转台转动角度的目的， 避免因 转动精度低而影响加工精度。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 212192257 U 2020.12.22 CN 212192257 U 1.一种转动精度高的塔式加工中心， 包括基仓座(1)和安装在基仓座(1)上的控制器， 其特征在于， 所述基仓座(1)中部开设有空腔， 空腔内设有可升降的中心筒(11)， 所述中心 筒(11)顶部固定有轴承座(12)， 所述轴承座(12)上转动连接有转台(2)， 所述转台(2)两侧 对称设置有用于承载镗削刀具的左切削臂(3)和用于承载铣削刀具的右切削臂(4)， 所述轴。

4、 承座(12)上设有用于驱动转台(2)转动的转动机构， 所述轴承座(12)与转台(2)之间设有与 控制器电连接的钢栅尺以监测转台(2)转动的角度。 2.根据权利要求1所述的一种转动精度高的塔式加工中心， 其特征在于， 所述基仓座 (1)上设有用于驱动转台(2)转动的转动机构， 转动机构包括固定于轴承座(12)下表面边缘 并与控制器电连接的转动电机(51)， 所述转动电机(51)的输出轴向上延伸并贯穿轴承座 (12)与其转动连接， 所述转动电机(51)的输出轴顶部固定有主动齿轮(52)， 所述转台(2)下 表面上固定有与所述主动齿轮(52)啮合的从动齿圈(53)。 3.根据权利要求1所述的一种转。

5、动精度高的塔式加工中心， 其特征在于， 所述转台(2) 与轴承座(12)之间设有复合轴承组件(54)， 所述复合轴承组件(54)包括与所述轴承座(12) 固定的轴承外圈(541)以及与转台(2)固定轴承内圈(543)， 所述轴承内圈(543)上开设有环 形凹槽(544)， 所述轴承外圈(541)套设于所述环形凹槽(544)内， 且所述轴承外圈(541)表 面与环形凹槽(544)之间均匀铺设有多个滚轴(542)。 4.根据权利要求1所述的一种转动精度高的塔式加工中心， 其特征在于， 所述左切削臂 (3)和右切削臂(4)与转台(2)连接的一端端部面积为另一端面积的2-3倍， 所述左切削臂 (3)和。

6、右切削臂(4)侧壁为变截面。 5.根据权利要求1所述的一种转动精度高的塔式加工中心， 其特征在于， 所述中心筒 (11)内设有升降机构， 升降机构包括位于中心筒(11)内并与控制器电连接的升降电机 (61)， 所述升降电机(61)上传动连接有位于中心筒(11)中部的升降丝杠(62)， 所述升降丝 杠(62)底部与基仓座(1)转动连接且其上螺纹配合有升降筒(64)， 所述升降筒(64)顶部延 伸至中心筒(11)外并固定有导向筒(66)， 所述转台(2)中心开设有与导向筒(66)卡紧的导 向孔(21)。 6.根据权利要求5所述的一种转动精度高的塔式加工中心， 其特征在于， 所述升降筒 (64)顶部。

7、固定有圆盘形的连接盘(65)， 所述连接盘(65)上表面边缘与导向筒(66)底部固 定， 所述连接盘(65)上表面中部还固定有柱形重块(67)。 7.根据权利要求1所述的一种转动精度高的塔式加工中心， 其特征在于， 所述基仓座 (1)内壁上固定有由阻尼材料制成的阻尼滑块(7)， 所述阻尼滑块(7)背对基仓座(1)的一侧 与所述中心筒(11)外侧壁抵紧。 8.根据权利要求7所述的一种转动精度高的塔式加工中心， 其特征在于， 所述阻尼滑块 (7)朝向中心筒(11)的一侧表面上开设有润滑油道(71)， 所述基仓座(1)上设有与润滑油道 (71)连通的油管(72)， 所述油管(72)上连通有用于输送润。

8、滑油的油泵。 权利要求书 1/1 页 2 CN 212192257 U 2 一种转动精度高的塔式加工中心 技术领域 0001 本实用新型涉及机加工技术领域， 特别涉及一种转动精度高的塔式加工中心。 背景技术 0002 随着工业化的不断发展， 对于工件的机械加工生产效率的要求越来越高， 这对机 械加工设备提出了更高的新要求， 不仅需要机械加工设备具有高的加工精度， 同时还需要 机械加工设备能够尽快完成多工位步骤的加工。 数控技术和数控装备是制造工业现代化的 重要基础， 数控机床是一种典型的运用了数控技术以提高加工精度和效率的数控设备， 其 出现对传统制造业产生了革命性的影响。 0003 加工中心。

9、是带有刀库和自动换刀装置的一种高度自动化的多功能数控机床， 常见 的加工中心具备车削、 铣削、 镗削等多种功能， 但此类加工中心多用于中小型零件的加工， 罕有用于大型零件、 特大型零件的加工， 尤其是对筒状、 箱状零件内壁的加工。 加工中心上 的刀具、 刀座的运动需要驱动系统来实现， 而实现转动的动力机构常为电机， 控制器识别加 工命令后控制电机的转速或圈数来调节最终转动的角度。 但大型加工中心的自重大， 其惯 性也大， 转动机构的启动和停止均需要一定的时间， 导致电机停止工作时转动机构仍会继 续转动， 影响了加工精度。 为此， 亟需一种转动精度高的塔式加工中心， 具有实时监测转动 角度的功能。

10、， 避免因转动精度低而影响加工精度。 实用新型内容 0004 针对现有技术存在的不足， 本实用新型的目的是提供一种转动精度高的塔式加工 中心， 具有实时监测转动角度的功能， 避免因转动精度低而影响加工精度。 0005 本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的： 0006 一种转动精度高的塔式加工中心， 包括基仓座和安装在基仓座上的控制器， 所述 基仓座中部开设有空腔， 空腔内设有可升降的中心筒， 所述中心筒顶部固定有轴承座， 所述 轴承座上转动连接有转台， 所述转台两侧对称设置有用于承载镗削刀具的左切削臂和用于 承载铣削刀具的右切削臂， 所述轴承座上设有用于驱动转台转动的转动机。

11、构， 所述轴承座 与转台之间设有与控制器电连接的钢栅尺以监测转台转动的角度。 0007 通过采用上述技术方案， 在基仓座上设置左切削臂和右切削臂以安装用于镗削的 刀具以及用于铣削的刀具， 并通过转动机构实现左切削臂和右切削臂的位置调整， 方便加 工中心进行镗铣操作； 而钢栅尺能够实时监测转台转动的角度， 以此便于控制器在角度偏 差时进行纠错， 达到精确控制转台转动角度的目的， 避免因转动精度低而影响加工精度。 0008 本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为： 所述基仓座上设有用于驱动转台 转动的转动机构， 转动机构包括固定于轴承座下表面边缘并与控制器电连接的转动电机， 所述转动电机的输出轴。

12、向上延伸并贯穿轴承座与其转动连接， 所述转动电机的输出轴顶部 固定有主动齿轮， 所述转台下表面上固定有与所述主动齿轮啮合的从动齿圈。 0009 通过采用上述技术方案， 利用转动电机驱动主动齿轮转动， 以此带动从动齿圈和 说明书 1/5 页 3 CN 212192257 U 3 转台转动， 实现了调整左切削臂和右切削臂的功能， 且齿轮系的传动， 高速稳定， 精密度好， 减小了传动结构对左切削臂和右切削臂上刀具的工作的影响， 有利于确保加工精度。 0010 本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为： 所述转台与轴承座之间设有复合 轴承组件， 所述复合轴承组件包括与所述轴承座固定的轴承外圈以及与转台。

13、固定轴承内 圈， 所述轴承内圈上开设有环形凹槽， 所述轴承外圈套设于所述环形凹槽内， 且所述轴承外 圈表面与环形凹槽之间均匀铺设有多个滚轴。 0011 由于设备规格大， 其自重大， 通过采用上述技术方案， 利用轴承内圈和轴承外圈组 合形成复合轴承组件， 以此适应转台的重量， 避免因轴承损坏而影响转台旋转的情况发生； 并通过滚轴减小了轴承内圈与轴承外圈之间的摩擦力， 降低了转动电机的能耗。 0012 本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为： 所述左切削臂和右切削臂与转台 连接的一端端部面积为另一端面积的2-3倍， 所述左切削臂和右切削臂侧壁为变截面。 0013 通过采用上述技术方案， 利用变截。

14、面使得左切削臂和右切削臂与转台连接的一端 重量大于另一端的重量， 以此在保证左切削臂和右切削臂刚性的同时， 将左切削臂和右切 削臂的重心靠近转台中心， 从而减小转动机构受到的力矩， 进而减小转动机构因受压而产 生磨损的可能性， 避免因转动机构损坏而影响转动精度。 0014 本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为： 所述中心筒内设有升降机构， 升 降机构包括位于中心筒内并与控制器电连接的升降电机， 所述升降电机上传动连接有位于 中心筒中部的升降丝杠， 所述升降丝杠底部与基仓座转动连接且其上螺纹配合有升降筒， 所述升降筒顶部延伸至中心筒外并固定有导向筒， 所述转台中心开设有与导向筒卡紧的导 向孔。

15、。 0015 通过采用上述技术方案， 利用升降电机驱动升降丝杠转动， 以此带动升降筒在升 降丝杠上进行上下移动， 进而带动导向筒和转台升降， 实现了对左切削臂和右切削臂高度 的调节， 便于进行加工。 0016 本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为： 所述升降筒顶部固定有圆盘形的 连接盘， 所述连接盘上表面边缘与导向筒底部固定， 所述连接盘上表面中部还固定有柱形 重块。 0017 通过采用上述技术方案， 利用柱形重块将整个转台上的重心向转台中心靠近， 从 而进一步减小转动机构受到的力矩。 0018 本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为： 所述基仓座内壁上固定有由阻尼 材料制成的阻尼滑块，。

16、 所述阻尼滑块背对基仓座的一侧与所述中心筒外侧壁抵紧。 0019 通过采用上述技术方案， 利用阻尼材料制成的阻尼滑块将转台转动、 升降过程中 产生的振动吸收， 以此减小振动传递至左切削臂和右切削臂上的刀具上的可能， 提高加工 精度。 0020 本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为： 所述阻尼滑块朝向中心筒的一侧 表面上开设有润滑油道， 所述基仓座上设有与润滑油道连通的油管， 所述油管上连通有用 于输送润滑油的油泵。 0021 通过采用上述技术方案， 利用油泵将润滑油输送至阻尼滑块上， 以此减少阻尼滑 块吸收振动时产生的热量， 延长了阻尼滑块的使用寿命。 0022 综上所述， 本实用新型包括。

17、以下至少一种有益技术效果： 说明书 2/5 页 4 CN 212192257 U 4 0023 1.本方案中， 钢栅尺能够实时监测转台转动的角度， 以此便于控制器在角度偏差 时进行纠错， 达到精确控制转台转动角度的目的， 避免因转动精度低而影响加工精度； 0024 2.本方案， 利用转动电机驱动主动齿轮转动， 以此带动从动齿圈和转台转动， 实现 了调整左切削臂和右切削臂的功能， 且齿轮系的传动， 高速稳定， 精密度好， 减小了传动结 构对左切削臂和右切削臂上刀具的工作的影响， 有利于确保加工精度； 0025 3.本方案利用变截面使得左切削臂和右切削臂与转台连接的一端重量大于另一 端的重量， 以。

18、此在保证左切削臂和右切削臂刚性的同时， 将左切削臂和右切削臂的重心靠 近转台中心， 从而减小转动机构受到的力矩， 进而减小转动机构因受压而产生磨损的可能 性， 避免因转动机构损坏而影响转动精。 附图说明 0026 图1是本实用新型的结构示意图； 0027 图2是本实用新型中左切削臂上结构的爆炸示意图； 0028 图3是本实用新型中基仓座内结构的爆炸示意图。 0029 附图标记： 1、 基仓座； 11、 中心筒； 111、 承重液压缸； 12、 轴承座； 2、 转台； 21、 导向 孔； 22、 工艺孔； 23、 顶盖； 3、 左切削臂； 31、 下底座； 32、 上底座； 33、 X向驱动机构。

19、； 331、 第一驱 动电机； 332、 X向丝杠； 333、 第一移动块； 34、 Y向驱动机构； 341、 第二驱动电机； 342、 Y向丝 杠； 343、 第二移动块； 35、 刀具座； 4、 右切削臂； 51、 转动电机； 52、 主动齿轮； 53、 从动齿圈； 54、 复合轴承组件； 541、 轴承外圈； 542、 滚轴； 543、 轴承内圈； 544、 环形凹槽； 61、 升降电机； 62、 升降丝杠； 63、 传动箱； 64、 升降筒； 65、 连接盘； 66、 导向筒； 67、 柱形重块； 68、 承重液压 缸； 69、 竖直滑轨； 691、 竖直滑块； 7、 阻尼滑块； 71。

20、、 润滑油道； 72、 油管； 8、 异形箱。 具体实施方式 0030 以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。 0031 如图1所示， 为本实用新型公开的一种转动精度高的塔式加工中心， 包括基仓座1、 转台2和控制器 （未示出） ； 基仓座1为塔型， 其内部中空留有空腔， 结合图3所示， 空腔内设有 中心筒11， 中心筒11的横截面为正八边形， 且其内部中空， 顶部设有圆形开口。 中心筒11顶 部设有轴承座12， 轴承座12为圆环形盘状结构， 且转台2转动安装在轴承座12上。 转台2的横 截面为环形， 其周边设有两个对称的断面， 两个断面上分别固定有左切削臂3和右切削臂4， 左切削臂3和右。

21、切削臂4上均安装有用于加工的刀具； 控制器作为加工中心的中央处理器， 用于识别操作人员编写好的操作命令， 并控制刀具对工件进行加工。 0032 如图1、 图2所示， 左切削臂3上设有下底座31和上底座32， 上底座32底部与下底座 31固定， 且上底座32上设有装有刀具的刀具座35。 左切削臂3和右切削臂4内部中空为内部 中空的箱式结构， 且左切削臂3和右切削臂4与转台2连接的一端端部面积为另一端面积的 2-3倍， 左切削臂3和右切削臂4侧壁为变截面。 左切削臂3和右切削臂4内固定有多个用于支 撑的异形箱8， 异形箱8上开设有多个减重孔。 0033 左切削臂3上设有供下底座31滑移的滑槽以及用。

22、于驱动下底座31滑移的X向滑移 机构， X向滑移机构包括第一驱动电机331、 X向丝杠332和第一移动块333。 第一驱动电机331 固定在左切削臂3开设的滑槽靠近转台2的一端， 且第一驱动电机331的输出轴延伸向滑槽 说明书 3/5 页 5 CN 212192257 U 5 另一端， 第一驱动电机331的输出轴上固定有X向丝杠332， X向丝杠332的另一端与滑槽另一 端转动连接。 当第一驱动电机331转动时， 带动X向丝杠332转动， 以此驱动第一移动块333沿 X向丝杠332移动， 从而实现下底座31以及其上刀具座35的X向滑移， 便于调整刀具的X向位 置。 上底座32上设有供刀具座35。

23、滑移的滑槽以及用于驱动刀具座35滑移的Y向驱动机构34， Y向驱动机构34包括第二驱动电机341、 Y向丝杠342和第二移动块343。 第二驱动电机341固 定在上底座32开设的滑槽的一端， 且第二驱动电机341的输出轴延伸向滑槽另一端， 第二驱 动电机341的输出轴上固定有Y向丝杠342， Y向丝杠342的另一端与滑槽另一端转动连接。 当 第二驱动电机341转动时， 带动Y向丝杠342转动， 以此驱动第二移动块343沿Y向丝杠342移 动， 从而实现刀具座35的Y向滑移， 便于调整刀具的Y向位置。 0034 如图1所示， 基仓座1上设有转动机构， 转动机构包括转动电机51、 主动齿轮52、 。

24、从 动齿圈53和复合轴承组件54。 本实施例中， 转动电机51有两个， 两个转动电机51均固定在轴 承座12下表面边缘并与控制器电连接， 且转动电机51的输出轴向上延伸并贯穿轴承座12， 转动电机51的输出轴与轴承座12转动连接， 且主动齿轮52固定在转动电机51的输出轴上。 从动齿圈53为圆环形， 其外侧壁上带有齿， 通过螺栓固定在转台2下表面上， 且从动齿圈53 与两个主动齿轮52均啮合。 当转动电机51启动时， 带动主动齿轮52转动， 以此带动从动齿圈 53和转台2转动， 实现了调整左切削臂3和右切削臂4的功能。 0035 复合轴承组件54包括轴承外圈541、 轴承内圈543和滚轴542。

25、。 轴承内圈543和轴承 外圈541均为圆环形， 轴承内圈543周侧开设有一个环形的凹槽以供轴承外圈541配合。 滚轴 542有多个， 多个滚轴542均匀铺设在轴承外圈541表面与环形凹槽544之间。 轴承外圈541通 过六角螺栓固定在轴承座12上表面上， 轴承内圈543通过六角螺栓固定在转台2下表面上， 轴承内圈543和轴承外圈541上均环绕分布有多个螺纹孔以供内六角螺栓穿过。 0036 轴承外圈541下表面上固定有钢栅尺， 本实施例中， 钢栅尺选用德国AMO公司生产 的圆形钢栅尺， 钢栅尺与控制器电连接， 用于实时监测转台2转动的角度， 并将信号传输至 控制器中， 便于控制器执行加工命令，。

26、 达到精确控制转台2转动角度的目的。 0037 如图1所示， 转台2中部开设有圆形的导向孔21， 轴承座12中部开口处设有导向筒 66， 导向筒66为圆筒形， 且导向筒66外侧壁与导向孔21内侧壁通过键连接卡紧。 导向筒66顶 部边缘还设有圆锥面， 以此便于导向筒66与导向孔21的安装。 结合图3所示， 导向筒66为升 降机构的一部分， 升降机构还包括升降电机61、 升降丝杠62、 传动箱63和升降筒64。 升降电 机61位于基仓座1内并与控制器电连接， 传动箱63位于升降电机61下侧， 且升降电机61的输 出轴向下延伸入传动箱63内。 升降丝杠62的底部亦延伸入传动箱63内， 传动箱63内部。

27、带有 齿轮传动组件， 以此实现升降电机61与升降丝杠62之间的传动连接， 达到减速和传动的目 的。 升降筒64为圆筒形， 套设在升降丝杠62顶部并与升降丝杠62螺纹配合； 升降筒64顶部设 有一个圆形的连接盘65， 连接盘65的中部与升降筒64顶部固定， 连接盘65的上表面边缘与 导向筒66底部固定。 当升降电机61启动时， 带动升降丝杠62转动， 以此带动升降筒64在升降 丝杠62上进行上下移动， 进而带动导向筒66和转台2升降， 实现了对左切削臂3和右切削臂4 高度的调节， 便于进行镗铣加工。 0038 如图1、 图3所示， 连接盘65上表面中部还固定有柱形重块67， 柱形重块67为圆柱 。

28、形， 由铅制成， 用于将整个转台2上的重心向转台2中心靠近， 从而进一步减小转动机构受到 的力矩。 转台2上还设有一个顶盖23， 顶盖23为圆筒形， 顶盖23开口的一端与导向孔21顶部 说明书 4/5 页 6 CN 212192257 U 6 卡接， 且顶盖23外侧壁上一体成型有环形的凸缘， 凸缘将顶盖23与导向孔21之间的缝隙遮 盖， 以此起到隔绝、 防护作用。 0039 基仓座1内还设有两个承重液压缸68111， 两个承重液压缸68111底部与基仓座1内 底面固定， 顶部与中心筒11内顶面抵触， 用于平衡转台2和中心筒11的重量， 避免升降机构 受压过大而损坏。 转台2、 基仓座1和中心筒。

29、11上均开设有减重孔以减轻承重液压缸68111的 负重。 0040 中心筒11的外侧壁上还设有两个竖直滑轨69， 竖直滑轨69顶部与轴承座12下表面 固定， 侧面与中心筒11外侧壁滑移连接， 且每一竖直滑轨69上滑移配合有两个竖直滑块 691， 竖直滑块691背对中心筒11的一侧与基仓座1通过法兰连接。 0041 本实施例的实施原理为： 当工件需要进行加工时， 操作人员只需将加工工序编写 成程序语言并输入控制器中， 控制器控制转动机构和升降机构运转， 并控制左切削臂3和右 切削臂4上的刀具运动， 以此进行加工。 上述过程中， 钢栅尺能够实时监测转台2转动的角 度， 以此便于控制器在角度偏差时进行纠错， 达到精确控制转台2转动角度的目的， 避免因 转动精度低而影响加工精度。 0042 本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例， 并非依此限制本实用新 型的保护范围， 故： 凡依本实用新型的结构、 形状、 原理所做的等效变化， 均应涵盖于本实用 新型的保护范围之内。 说明书 5/5 页 7 CN 212192257 U 7 图1 说明书附图 1/3 页 8 CN 212192257 U 8 图2 说明书附图 2/3 页 9 CN 212192257 U 9 图3 说明书附图 3/3 页 10 CN 212192257 U 10 。