專利名稱：立式車床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別用于加工車輪、輪輞、制動(dòng)盤、制動(dòng)鼓等的立式車床。
背景技術(shù)：
從DE 34 16 660 C2中可以獲知一種立式車床，其中，一工件夾持裝置安裝在一垂直的工件接納主軸(accommodation spindle)上，該主軸安裝在一可以沿垂直的Z方向和水平的X方向移動(dòng)的十字滑動(dòng)件上。該十字滑動(dòng)件可以沿X方向在工件裝載與卸載區(qū)域和加工區(qū)域之間移動(dòng)。在加工區(qū)域設(shè)置有一刀具，通過(guò)工件接納主軸沿垂直和水平方向的可移動(dòng)性而產(chǎn)生了工件相對(duì)于刀具的朝向刀具的運(yùn)動(dòng)。該設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)上復(fù)雜，特別是不允許高加工速度，即用于包括工件裝載與卸載的完整的加工作業(yè)的周期時(shí)間短。
德國(guó)專利863 434描述了一種立式車床，在該車床的加工區(qū)域布置有多個(gè)可以水平和垂直地移動(dòng)的彼此獨(dú)立的刀架。
DE 199 00 294 B4公開了一種特別設(shè)計(jì)成用于加工軸的立式車床。一工件接納主軸和一相對(duì)的尾架可以相對(duì)于彼此垂直地調(diào)整，以?shī)A持不同長(zhǎng)度的工件。在工件接納主軸的旋轉(zhuǎn)軸線兩側(cè)將刀架安裝在十字滑動(dòng)件上，從而可以用彼此獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)刀具在該軸的整個(gè)長(zhǎng)度上和旋轉(zhuǎn)軸線的徑向上同時(shí)對(duì)該軸進(jìn)行加工。該機(jī)器很復(fù)雜，并且特別是難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝載。
從DE 102 37 191 C2中獲知一種立式車床，該車床的工件接納主軸可以沿垂直的Z方向和水平的X方向移動(dòng)。第一刀具固定地安裝在機(jī)架上。工件相對(duì)于刀具的運(yùn)動(dòng)通過(guò)工件的雙向/雙軸線(biaxial)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)。第二刀具可以沿水平和垂直方向移動(dòng)。通過(guò)工件接納主軸與工件一起在裝載與卸載區(qū)域和加工區(qū)域之間移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工件的裝載與卸載。該設(shè)計(jì)不允許任何短的周期時(shí)間。
未提前公開的DE 10 2004 012 562.7描述了一種立式車床，該車床包括兩個(gè)可垂直移動(dòng)的工件接納主軸和分別分配給各工件接納主軸的可水平移動(dòng)的刀架。該車床包括一裝載裝置，通過(guò)該裝載裝置從后部的裝載和卸載區(qū)域裝載待加工的工件并向該區(qū)域內(nèi)卸載加工好的工件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種立式車床，通過(guò)該車床可以以簡(jiǎn)單的方式和非常短的周期時(shí)間加工工件，該車床還可以可選地設(shè)置有裝載裝置。
根據(jù)本發(fā)明，該目的可以通過(guò)一種立式車床實(shí)現(xiàn)，該車床包括一機(jī)架；一設(shè)置在機(jī)架上的工件接納主軸，該主軸在底端處具有用于接納工件的工件夾持裝置，并且該主軸可通過(guò)主軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)繞一沿Z1方向垂直延伸的軸線旋轉(zhuǎn)，該主軸還通過(guò)Z1驅(qū)動(dòng)馬達(dá)而僅可沿Z1方向移動(dòng)；一用于接納第一刀具的第一刀架，該第一刀架通過(guò)X1驅(qū)動(dòng)馬達(dá)而僅可以沿水平的X1方向移動(dòng)；一用于接納第二刀具的第二刀架，該第二刀架可以通過(guò)X2驅(qū)動(dòng)馬達(dá)沿水平的X2方向移動(dòng)，并通過(guò)Z2驅(qū)動(dòng)馬達(dá)沿垂直的Z2方向移動(dòng)；一用于在旋轉(zhuǎn)/車削加工工件時(shí)致動(dòng)控制主軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、Z1驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、X1驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、X2驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和Z2驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的控制單元。通過(guò)工件接納主軸僅沿Z1方向的受控可移動(dòng)性和通過(guò)僅可沿X1方向的移動(dòng)的第一刀架，可以實(shí)現(xiàn)工件與第一刀具之間沿Z1和X1方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。一方面通過(guò)第二刀具沿X2方向的移動(dòng)以及另一方面通過(guò)工件接納主軸沿Z1方向和第二刀具沿Z2方向的運(yùn)動(dòng)疊加，可以實(shí)現(xiàn)第二刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。所以，第一刀架僅在一個(gè)平面(軸線)上移動(dòng)。在加工過(guò)程中，通過(guò)一通常是CNC的中央控制單元實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)致動(dòng)控制作業(yè)的協(xié)調(diào)。該車床在加工區(qū)域中向下敞開，可以很好地去除碎屑，對(duì)于容易著火的材料例如鎂，這一點(diǎn)特別重要。
有利的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在于第一刀架設(shè)置在僅可以沿X1方向水平地移動(dòng)的X1滑座上；第二刀架設(shè)置在可以沿X2方向水平地移動(dòng)和沿Z2方向垂直地移動(dòng)的十字滑動(dòng)件上；Z1方向、X1方向、X2方向和Z2方向限定一共同的X-Z平面，旋轉(zhuǎn)軸線和刀具的接合部位位于該平面內(nèi)。這樣一種改進(jìn)方案確保了碎屑有利的且不受阻礙地排出，在所述方案中第一刀具和第二刀具設(shè)置在X1滑座和十字滑動(dòng)件的朝向彼此的側(cè)部上。
另一實(shí)施例使得可以可選地設(shè)置有一裝載裝置，該裝載裝置設(shè)置成橫向于X-Z平面。該裝載裝置在通向加工區(qū)域的機(jī)架的裝載通道中被引導(dǎo)，這是一種特別簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方式。當(dāng)該裝載裝置包括一帶有第一工件座和第一滑動(dòng)件移動(dòng)馬達(dá)的第一裝載滑動(dòng)件，和一帶有第二工件座和第二滑動(dòng)件移動(dòng)馬達(dá)的第二裝載滑動(dòng)件時(shí)；并且當(dāng)通過(guò)控制單元控制第一滑動(dòng)件移動(dòng)馬達(dá)和第二滑動(dòng)件移動(dòng)馬達(dá)，以卸載加工完的工件并裝載待加工的工件時(shí)，這些措施使得可以可選地設(shè)置該裝載裝置。


從下文結(jié)合附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述中，可顯而易見本發(fā)明的其它特征、優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的不帶裝載裝置的立式車床的正視圖；圖2是沿圖1的線II-II的車床的垂直剖視圖；圖3是沿圖1的線III-III的按圖1的車床的垂直剖視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的車床的正視圖，該車床與圖1至3所示車床的不同之處在于帶有裝載裝置；圖5是沿圖4的線V-V的按圖4的車床的垂直剖視圖；圖6是沿圖4的線VI-VI的按圖4的車床的垂直剖視圖；圖7是根據(jù)圖1和4的車床在加工工件時(shí)的視圖；圖8是根據(jù)圖5的車床在移走己加工完的工件時(shí)的視圖；以及圖9是根據(jù)圖6的車床在裝載待加工工件時(shí)的視圖。
具體實(shí)施例方式
圖中所示的立式車床包括一機(jī)架1，該機(jī)架包括一基本上是立方形的底架2和一安置在其上的頂架3，這兩部分相互結(jié)合成一體的。在機(jī)架1的前部設(shè)置加工區(qū)域4。在加工區(qū)域4中，在頂架3上安裝工件接納主軸5，所述工件接納主軸的旋轉(zhuǎn)軸線6是垂直的。該工件接納主軸支承在主軸滑座7上，該滑座可在安裝在頂架3上的導(dǎo)軌8上垂直地移動(dòng)。通過(guò)安裝在頂架3上的電動(dòng)的Z1驅(qū)動(dòng)馬達(dá)9致動(dòng)滑座7使其沿垂直的Z1方向移動(dòng)。通過(guò)安裝在滑座7上的電動(dòng)的主軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)10致動(dòng)主軸5旋轉(zhuǎn)。當(dāng)從加工區(qū)域4觀察時(shí)，滑座7和主軸5近似地位于機(jī)架1的中部。主軸5僅可以垂直地移動(dòng)。
底架2上設(shè)有可以沿X1方向水平移動(dòng)的X1滑座11；該滑座可移動(dòng)地支承在水平導(dǎo)軌12上。通過(guò)安裝在底架2上的電動(dòng)的X1驅(qū)動(dòng)馬達(dá)13致動(dòng)(X1滑座11)移動(dòng)。在X1滑座11的朝向旋轉(zhuǎn)軸線6的一側(cè)安裝有轉(zhuǎn)塔式的第一刀架14；該刀架可以可選擇地接納各種第一刀具15。
與第一刀架14鏡像對(duì)稱地設(shè)置第二刀架16；該第二刀架安裝在十字滑動(dòng)件17上。該十字滑動(dòng)件17包括一可以沿Z2方向移動(dòng)的Z2滑座18；該十字滑動(dòng)件安裝在底架2上，以沿垂直方向Z2在導(dǎo)軌19上移動(dòng)。通過(guò)安裝在底架2上的電動(dòng)的Z2驅(qū)動(dòng)馬達(dá)20對(duì)Z2滑座進(jìn)行致動(dòng)。在Z2滑座18上設(shè)置X2滑座21，以沿水平方向X2在導(dǎo)軌22上移動(dòng)。通過(guò)安裝在Z2滑座18上的電動(dòng)的X2驅(qū)動(dòng)馬達(dá)23致動(dòng)(X2滑座21)移動(dòng)。第二刀架16安裝在X2滑座21的朝向旋轉(zhuǎn)軸線6的一側(cè)。該第二刀架設(shè)計(jì)成與第一刀架14相同，用于可選擇地接納各種第二刀具24。
在工件接納主軸5的底側(cè)設(shè)有用于接納待加工工件26的工件夾持裝置25。垂直旋轉(zhuǎn)軸線6、第一刀具15的接合(engagement)部位27和第二刀具24的接合部位28處于一共同的垂直的X-Z平面內(nèi)。
一裝載通道30從加工區(qū)域4延伸到機(jī)架1的后部29的裝載與卸載區(qū)域38，所述裝載通道中可選地容納有一裝載裝置31。在根據(jù)圖1至3的實(shí)施例中沒有設(shè)置這種裝載裝置，而在圖4至6的實(shí)施例中設(shè)置有裝載裝置31。該裝載裝置包括具有第一工件座34的第一裝載滑動(dòng)件32和具有第二工件座35的第二裝載滑動(dòng)件33。裝載滑動(dòng)件32、33可以分別由第一滑動(dòng)件移動(dòng)馬達(dá)36和第二滑動(dòng)件移動(dòng)馬達(dá)37驅(qū)動(dòng)。特別如圖4所示，工件座34、35沿Z1方向彼此疊置成使它們可以彼此相向移動(dòng)。裝載滑動(dòng)件32、33設(shè)計(jì)成伸縮式的，從而工件座34、35可以從后部的裝載與卸載區(qū)域38向加工區(qū)域4移動(dòng)和以相反的方向移動(dòng)。所述裝載滑動(dòng)件32和33的結(jié)構(gòu)形式是公知的。
通過(guò)通常設(shè)計(jì)成CNC的控制單元39(示意性地示出)對(duì)所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置-即Z1驅(qū)動(dòng)馬達(dá)9、主軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)10、X1驅(qū)動(dòng)馬達(dá)13、Z2驅(qū)動(dòng)馬達(dá)20、X2驅(qū)動(dòng)馬達(dá)23、工件夾持裝置25和必要時(shí)還有滑動(dòng)件移動(dòng)馬達(dá)36、37-進(jìn)行控制。
圖7示出對(duì)工件26的加工，此處所示出的工件26是一制動(dòng)盤。該制動(dòng)盤包括一平的上部制動(dòng)面40、一平的下部制動(dòng)面41和一內(nèi)側(cè)柱狀對(duì)中面42，所有的所述面都必須加工。第一刀具15是雙刃刀具(double tool)，即該刀具具有一用于加工下部制動(dòng)面41的第一切削刃43和一用于加工對(duì)中面42的第二切削刃44。第二刀具24具有一用于切削上部制動(dòng)面40的切削刃45。
以這樣的方式進(jìn)行加工，即，X1滑座11與刀具15一起沿X1方向在工件26的下方移動(dòng)。致動(dòng)工件26繞旋轉(zhuǎn)軸線6旋轉(zhuǎn)，并使主軸滑座7沿Z1方向向下移動(dòng)。與此同時(shí)，第二切削刃44加工對(duì)中面42。然后，第一切削刃43加工下部制動(dòng)面41，而切削刃45加工上部制動(dòng)面40。為此，將滑座7沿Z1方向移入對(duì)應(yīng)于用于加工下部制動(dòng)面41的第一切削刃43的接合部位的位置。通過(guò)移動(dòng)Z2滑座18，使切削刃45移入加工上部制動(dòng)面40所必需的位置。然后，在主軸滑座7靜止的狀態(tài)下，沿朝向旋轉(zhuǎn)軸線6的方向移動(dòng)X1滑座11和X2滑座21，從而同時(shí)對(duì)下部制動(dòng)面41和上部制動(dòng)面40進(jìn)行加工。當(dāng)然，也可以進(jìn)行任何形式的疊加運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)不是通過(guò)手動(dòng)或不是從前面通過(guò)機(jī)械手等對(duì)工件夾持裝置25進(jìn)行裝載而是通過(guò)裝載裝置31對(duì)其進(jìn)行裝載時(shí)，這按下述方式進(jìn)行
如圖8所示，為了移走已加工完的工件，將帶有第一工件座34的第一裝載滑動(dòng)件32移入加工區(qū)域4。使主軸5向下移動(dòng)，并將工件26放入第一工件座34中。第二裝載滑動(dòng)件33與一待加工的工件26一起已經(jīng)處于加工區(qū)域4上游的等待位置，并在工件接納主軸5已經(jīng)沿Z1方向向上充分移動(dòng)后移入該區(qū)域4。工件夾持裝置25夾持起另一工件26，下一次加工作業(yè)可以立即進(jìn)行。同時(shí)，刀具15和24已從其加工作業(yè)結(jié)束的終止位置移到其初始位置。下一次加工作業(yè)可以立即開始。
在將待加工的工件26傳遞給工件夾持裝置25時(shí)，利用第一裝載滑動(dòng)件32將已加工完的工件移動(dòng)到裝載與卸載區(qū)域38并將其從第一工件座34上取下。將另一待加工工件放置到第一工件座34內(nèi)。第一工件座34再次立即移入加工區(qū)域4后面的等待位置。
如上所述，在將位于第二工件座35中的工件26傳遞給工件夾持裝置25后，第二工件座35移入加工區(qū)域4后面的等待位置，從而在位于工件夾持裝置25中的工件26加工完成后，立即可以用于接納該工件26。
當(dāng)然，也可以以這樣一種方式控制裝載裝置31的使用裝載滑動(dòng)件32或33與所屬的工件座34或35一起總是用于裝載待加工工件26，而另一裝載滑動(dòng)件33或32與其工件座35或34一起僅用于卸載已加工完的工件26。
權(quán)利要求
1.一種立式車床，包括—機(jī)架(1)；—設(shè)置在所述機(jī)架(1)上的工件接納主軸(5)，—該工件接納主軸(5)在底端處具有一用于接納工件(26)的工件夾持裝置(25)，并且—該工件接納主軸(5)可由一主軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(10)驅(qū)動(dòng)繞沿Z1方向延伸的垂直旋轉(zhuǎn)軸線(6)旋轉(zhuǎn)，并且—該工件接納主軸(5)通過(guò)一Z1驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(9)僅可沿Z1方向移動(dòng)；—用于接納第一刀具(15)的第一刀架(14)，—該第一刀架(14)通過(guò)X1驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(13)僅可沿水平的X1方向移動(dòng)；—用于接納第二刀具(24)的第二刀架(16)，—該第二刀架(16)可通過(guò)X2驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(23)沿水平的X2方向移動(dòng)，并且—該第二刀架(16)可通過(guò)Z2驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(20)沿垂直的Z2方向移動(dòng)；以及—在車削加工所述工件(26)時(shí)用于致動(dòng)控制所述主軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(10)、所述Z1驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(9)、所述X1驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(13)、所述X2驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(23)和所述Z2驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(20)的控制單元(39)。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式車床，其特征在于，所述第一刀架(14)設(shè)置在僅可沿X1方向水平地移動(dòng)的X1滑座(11)上。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求2所述的立式車床，其特征在于，所述第二刀架(16)設(shè)置在可沿X2方向水平地移動(dòng)并可沿Z2方向垂直地移動(dòng)的十字滑動(dòng)件(17)上。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式車床，其特征在于，所述Z1方向、所述X1方向、所述X2方向和所述Z2方向限定一共同的X-Z平面，所述旋轉(zhuǎn)軸線(6)和所述刀具(15、24)的接合部位(27、28)位于該平面中。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求3所述的立式車床，其特征在于，所述第一刀具(15)和所述第二刀具(24)設(shè)置在所述X1滑座(11)和所述十字滑動(dòng)件(17)的彼此朝向的側(cè)部上。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式車床，其特征在于，設(shè)有一橫向于所述X-Z平面設(shè)置的裝載裝置(31)。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求6所述的立式車床，其特征在于，所述裝載裝置(31)在所述機(jī)架(1)的通向所述加工區(qū)域(4)的裝載通道(30)中被引導(dǎo)。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求6所述的立式車床，其特征在于，所述裝載裝置(31)包括一帶有第一工件座(34)和第一滑動(dòng)件移動(dòng)馬達(dá)(36)的第一裝載滑動(dòng)件(32)，和一帶有第二工件座(35)和第二滑動(dòng)件移動(dòng)馬達(dá)(37)的第二裝載滑動(dòng)件(33)；并且通過(guò)所述控制單元(39)控制所述第一滑動(dòng)件移動(dòng)馬達(dá)(36)和所述第二滑動(dòng)件移動(dòng)馬達(dá)(37)，以卸載加工完的工件(26)并裝載待加工的工件(26)。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求8所述的立式車床，其特征在于，所述第一工件座(34)和所述第二工件座(35)沿Z1方向彼此疊置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種立式車床，它包括一機(jī)架(1)，在該機(jī)架的頂部設(shè)置有一帶有工件夾持裝置(25)的可垂直移動(dòng)的工件接納主軸(5)。機(jī)架(1)上設(shè)置有用于刀具(15)的可沿水平的X1方向移動(dòng)的刀架(14)，以及另一用于接納第二刀具(24)的可沿水平的X2方向和垂直的Z2方向移動(dòng)的刀架(16)。對(duì)工件接納主軸(5)－包括其旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)(馬達(dá))(10)的移動(dòng)，以及刀架(14、16)的移動(dòng)的控制通過(guò)中央控制單元(39)實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)B23Q7/00GK1745939SQ20051010253
公開日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2005年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月8日
發(fā)明者W·朗格, H·諾斯, H－D·克勒特 申請(qǐng)人:海薩普有限公司