一种五轴数控机床的制作方法

本技术涉及机械传动，具体涉及一种五轴数控机床。

背景技术：

1、针对钛合金、高温合金以及高强度钢等领域，采用传统加工方式，刀具与工件接触进行切削加工时，刀具与工件之间存在作用力，使得切削工具和工件产生微量的弹性形变，影响加工精度。同时，对一些特殊位置的孔洞，如发动机燃烧室小孔加工等，采用常规加工方式很难实现，因此现有技术采用激光加工孔洞。

2、数控机床是数字控制机床，是一种装有程序控制系统的自动化机床，通过信息载体输入数控装置，经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。

3、凸轮机床在对加工件加工过程中，需要对加工件的多面进行加工，现有的凸轮机床无法实现其加工所需的各种大摆角调整。而通过对待加工工件的多次转移装夹来实现整体加工，则会因多次装夹过程而影响工件的加工精度。

技术实现思路

1、为解决现有技术的至少一个技术问题，本实用新型提供一种五轴数控机床。

2、为达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案是：一种五轴数控机床，包括：底座；

3、五轴凸轮转台，沿x轴方向可移动地设置在所述底座的上方，包括用于限位待加工件的加工台、与所述加工台连接并驱动所述加工台在水平方向上转动以调整所述待加工件的在水平方向上的角度的水平角度调整结构以及与所述水平角度调整结构连接并驱动所述水平角度调整结构在竖直方向上转动以调整所述待加工件的在竖直方向上的倾斜角度的竖直角度调整结构；

4、工件加工组件，包括沿x轴方向固定在所述底座一端的支撑座、沿y轴方向可移动地设置在所述支撑座上的加工支架以及沿z轴方向可移动地设置在所述加工支架上的工件加工单元，所述工件加工单元位于所述加工台的上方；

5、刀架，沿y轴方向固定在所述底座的一端；

6、圆盘刀库，固定在所述刀架的顶端，用于为所述工件加工组件提供刀具并将刀具安装在所述工件加工单元上；以及

7、机床控制系统，与所述五轴凸轮转台、所述工件加工组件和所述圆盘刀库电连接。

8、在某些实施方式中，所述底座的上表面固定有两个沿x轴方向延伸至所述支撑座的前端面的第一滑轨以及与所述五轴凸轮转台连接并驱动所述五轴凸轮转台沿x轴方向靠近或远离所述工件加工组件的第一驱动部件；

9、所述五轴凸轮转台还包括基座，所述基座与所述第一滑轨滑动连接并与所述第一驱动部件连接；

10、所述竖直角度调整结构包括沿y轴方向固定在所述基座两端的主角度调整组件和从角度调整组件，所述水平角度调整结构设置在所述主角度调整组件和所述从角度调整组件之间并分别与所述主角度调整组件和所述从角度调整组件连接。

11、在某些实施方式中，所述主角度调整组件包括可拆卸固定在所述基座一端的主壳体、设置在所述主壳体内并与所述水平角度调整结构连接以驱动所述水平角度调整结构在竖直方向上转动的主转动单元、可拆卸固定在所述主壳体上的电机壳以及设置在所述电机壳内并与所述主转动单元连接以驱动所述主转动单元运行的第二电机。

12、在某些实施方式中，所述主转动单元包括沿y轴方向可转动地设置在所述主壳体内的主转动轴、固定套设在所述主转动轴上的第二滚子凸轮、沿x轴方向可转动地设置在所述主壳体内的第二传动轴、固定在所述第二电机的输出轴上的第二主动轮、固定在所述第二传动轴上的第二从动轮以及连接所述第二主动轮和所述第二从动轮的第二同步带，所述第二传动轴设置在所述第二滚子凸轮的下方并与所述第二滚子凸轮啮合传动。

13、在某些实施方式中，所述从角度调整组件包括可拆卸固定在所述基座另一端的从壳体，所述从壳体朝向所述水平角度调整结构的一端开设有轴承孔；

14、所述从角度调整组件还包括第六轴承组，所述第六轴承组安装在所述轴承孔内并与所述水平角度调整结构可拆卸连接。

15、在某些实施方式中，所述水平角度调整结构包括与所述竖直角度调整结构可拆卸连接的第一壳体、沿z轴方向设置在所述第一壳体内并与所述加工台连接的第一旋转轴、设置在所述第一壳体内的第一电机、分别与所述第一电机和所述第一旋转轴连接的第一传动组件；

16、所述第一传动组件包括固定在所述第一旋转轴上的第一滚子凸轮、沿x轴方向可转动地设置所述第一壳体内的第一传动轴、固定在所述第一电机的输出轴上的第一主动轮、固定在所述第一传动轴上的第一从动轮以及连接所述第一主动轮和所述第一从动轮的第一同步带，所述第一传动轴与所述第一滚子凸轮啮合传动。

17、在某些实施方式中，所述工件加工单元包括沿x轴方向延伸的连接架、固定在所述连接架顶部的加工电机以及沿z轴方向可转动地设置在所述连接架中、且下端从所述连接架的下表面露出的加工轴，所述加工轴的上端与所述加工电机连接，所述加工轴的下端设置有与刀具连接的连接部。

18、在某些实施方式中，所述圆盘刀库包括刀库本体、与所述刀库本体可转动连接的刀盘、均匀分布在所述刀盘周向边缘上的多个刀套、放置在多个所述刀套内的多个刀具、固定在所述刀库本体上并驱动所述刀盘转动的刀盘电机、推动所述刀套进行转向切换的转向组件、固定在所述刀库本体上的atc自动换刀机构以及与所述atc自动换刀机构连接的换刀臂，所述atc自动换刀机构驱动所述换刀臂将所述刀套内的刀具取出并安装在所述工件加工单元上。

19、在某些实施方式中，所述圆盘刀库还包括第二传动组件，所述刀盘电机通过所述第二传动组件与所述刀盘连接并驱动所述刀盘转动；

20、所述第二传动组件包括一体式凸轮轴、固定在所述刀盘电机的输出轴上的主动齿轮、固定在所述一体式凸轮轴上地从动齿轮和连接所述主动齿轮和所述从动齿轮的链条，所述一体式凸轮轴设置有螺旋状的啮合肋，所述刀盘沿周向均匀地、间隔地分布有若干个滚针轴承，所述滚针轴承与所述啮合肋啮合。

21、在某些实施方式中，所述转向组件包括固定在所述刀库本体上的转向气缸以及与所述转向气缸的伸缩杆连接的转向推板，所述转向气缸与气源连接的管道上安装有可控制节流阀；

22、所述圆盘刀库还包括固定在所述atc自动换刀机构上的apb数显控制盒和角度编码器，所述可控制节流阀和所述apb数显控制盒与所述机床控制系统连接，所述atc自动换刀机构、所述刀盘电机和所述转向气缸在所述机床控制系统的控制下可对不同的刀具执行不同的运转速度。

23、由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

24、本实用新型的五轴数控机床能够对待加工件在竖直方向上和水平方向上进行调整，使待加工件的多个面均能被加工；

25、本实用新型的圆盘刀库的凸轮轴直接与刀盘的滚针轴承啮合，不用设置凸轮转盘，简化了刀库的结构，降低了刀库的成本；同时，本实用新型的转向组件固定在刀库本体上，和刀盘电机设置在同一侧，不需要为转向组件预留安装空间，使刀库的结构更为紧凑，缩减了刀库的体积；

26、刀库配置有apb数显控制盒，可与角度编码器和机床控制系统配合，以实现根据不同刀具执行不同的运转速度，从而节约刀库换刀时间，同时，不同刀具执行不同的运转速度，可避免机床在换刀过程中出现震动，保护机床刀具主轴孔不受刀具惯性冲击，进而提高圆盘式刀库的稳定性，延长圆盘式刀库的使用寿命；

27、apb数显控制盒可设定提前向机床控制系统发送控制讯号，从而缩短了换刀臂在换刀过程中暂停等待的时间，进而提高刀库的换刀效率和机床的运行效率；

28、转向气缸与气源的连接管道配置有可控制节流阀，可控制节流阀与机床控制系统连接，可控制节流阀在机床控制系统的控制下可调节供向转向气缸的气流大小，进而控制转向气缸推动刀套的速度，以使转向气缸能够对不同刀具执行不同的运转速度，从而提高刀库运行的稳定性。