CN103418805A - 机械式a/c轴联动双摆铣头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机械式A/C轴联动双摆铣头，它包括C轴单元、A轴单元、主传动单元、A轴夹紧单元以及主轴单元，C轴单元包括C轴电机、C轴涡轮、C轴蜗杆、叉头体，A轴单元包括A轴电机、A轴蜗轮、A轴蜗杆、A轴转动体，主传动单元包括拉钉、锥套、花键套、安装在所述C向传动轴下端的第一伞齿轮、安装在A向第一传动轴上的第二伞齿轮和第一皮带轮、安装在A向第二传动轴25上的第三伞齿轮和第二皮带轮、安装在主轴单元上的第四伞齿轮，A轴夹紧单元包括液压涨紧套、A轴支撑体、A轴支撑轴及夹紧环，主轴单元包括主轴箱、主轴。相较于现有技术，本发明结构紧凑，体积小，夹紧力大，适用于大扭矩加工，特别适用于黑色金属的曲面加工。

Description

机械式A/C轴联动双摆铣头

技术领域

本发明涉及一种用于数控加工中心的铣头，尤其是涉及一种机械式A/C轴联动双摆铣头。

背景技术

目前，我国制造业产品的复杂程度越来越高，尤其是航空航天、军工等领域的产品需要加工复杂曲面，要求机床具有包括两个回转轴的五轴以上机床联动。传统的数控机床已经无法对复杂曲面实现全方位多角度的切削加工。现在，很多设备供应商通过在机床主轴上安装双摆式A/C轴联动头来满足客户的要求。但是，目前多数联动头采用力矩电机实现A/C轴进给，采用电主轴实现主轴回转，这样的结构一般只能适用于高速低扭矩的有色金属加工。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种采用机械传动、输出扭矩较大、可适用于黑色金属的曲面加工的A/C轴联动双摆铣头。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种机械式A/C轴联动双摆铣头，其特征在于：它包括C轴单元、A轴单元、主传动单元、A轴夹紧单元以及主轴单元，其中：

所述的C轴单元包括：设置在C轴壳体上的C轴电机，通过轴承支撑于所述C轴壳体上并与所述C轴电机传动连接的C轴蜗杆，固定在所述第一轴承的固定体上的C轴蜗轮，所述C轴壳体与轴承的外环相连，轴承的内环固定在叉头体之上；安装在一连接体上的C轴编码器与C轴编码器座，所述连接体设于C轴托盘之上，所述C轴托盘安装所述C轴壳体上；安装在C轴单元下端的叉头体，与所述叉头体固联的回转体，与所述回转体固联的第一流水套，设于所述第一流水套上的C轴编码器内环套；以及与所述连接体固联的导套和C轴夹紧套；

所述A轴单元包括：安装在叉头体上的A轴电机，通过轴承支撑在叉头体上并与所述A轴电机传动连接的A轴蜗杆，一起固定在A轴转动体上的A轴蜗轮和轴承的内环，所述A轴转动体和主轴单元固联；固定在所述A轴转动体上的A轴导套，固定在叉头体左端盖上的A轴编码器和第二流水套，所述叉头体左端盖与所述叉头体固联；安装在A轴导套上的A轴编码器内环套；

所述主传动单元包括：设于C向传动轴上端的拉钉、锥套和花键套，所述拉钉置于锥套之上，所述锥套和花键套通过螺钉连接，所述花键套和所述C向传动轴通过花键副连接；安装在所述C向传动轴下端的第一伞齿轮，安装在A向第一传动轴上的第二伞齿轮和第一皮带轮；安装在A向第二传动轴上的第三伞齿轮和第二皮带轮；安装在主轴单元上的第四伞齿轮；

所述A轴夹紧单元包括：安装在所述叉头体上的液压涨紧套和A轴支撑体，安装在主轴单元上的A轴支撑轴，与所述A轴支撑轴连接的夹紧环；

所述主轴单元包括：主轴箱、设置在主轴箱内的主轴，所述主轴单元通过所述A轴支撑轴和所述A轴转动体支撑在所述叉头体上。

较佳地，所述C轴电机通过一对皮带轮和所述C轴蜗杆传动连接。

较佳地，所述A轴电机通过一对皮带轮和所述A轴蜗杆传动连接。

较佳地，所述C轴托盘上固设有齿盘，所述机械式A/C轴联动双摆铣头通过所述齿盘定位。

较佳地，所述第一皮带轮通过涨紧套与所述A向第一传动轴连接，所述第二皮带轮通过涨紧套与所述A向第二传动轴连接。

较佳地，所述第一伞齿轮和C向传动轴之间通过键连接，所述第二伞齿轮和所述A向第一传动轴通过键连接，第三伞齿轮和所述A向第二传动轴通过键连接，所述第四伞齿轮和所述主轴通过键连接。

较佳地，所述锥套和C向传动轴之间设有弹簧。

由于采用上述技术方案，本发明提供的机械式A/C轴联动双摆铣头具有以下优点：本发明可实现A轴在±95°内任意旋转，C轴±180°内任意旋转，A轴和C轴在任意位置停止并被夹紧；A/C轴可以实现联动，配合机床可以实现五轴以上联动；可以实现最高6000R/min转速和最大600NM扭矩输出；本发明结构紧凑，体积小，夹紧力大，适用于大扭矩加工。因此，本发明的机械式A/C轴联动双摆铣头能够用于黑色金属的曲面加工。

附图说明

图1为本发明机械式A/C轴联动双摆铣头的剖面结构示意图。

附图中：1-拉钉，2-锥套，3-花键套，4-C向传动轴，5-C轴编码器，6-C轴编码器座，7-C轴编码器内环套，8-连接体，9-第一流水套，10-导套，11-回转体，12- C轴蜗轮，13-轴承，14-C轴壳体，15-A向第一传动轴，16-第一皮带轮，17-液压涨紧套，18-夹紧环，19-A轴支撑体，20-内衬套，21-A轴支撑轴，22-皮带，23-第二皮带轮，24-涨紧套，25-A向第二传动轴，26-第四伞齿轮，27-第三伞齿轮，28-轴承，29-A轴蜗轮，30-A轴转动体，31-支架，32-第二流水套，33-A轴导套，34-编码器内环套，35- A轴编码器，36- A轴蜗杆，37-主轴，38-叉头体左端盖，39-第二伞齿轮，40-叉头体，41-第一伞齿轮，42-A轴电机，43-A轴蜗杆，44-C轴电机，45-齿盘，46-C轴托盘，47-弹簧，48-C轴夹紧套，49-A轴，50-主轴箱，51-C轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。

请参阅图1，本发明提供一种机械式A/C轴联动双摆铣头，它包括C轴单元、A轴单元、主传动单元、A轴夹紧单元以及主轴单元。

C轴单元包括：设置在C轴壳体14上的C轴电机44，通过第一轴承支撑于所述C轴壳体14上与所述C轴电机44传动连接的C轴蜗杆43，固定在所述第一轴承的固定体上的C轴蜗轮12，C轴壳体14与第一轴承的外环相连，第一轴承的内环固定在叉头体40之上；安装在一连接体8上的C轴编码器5与C轴编码器座6，连接体8设于C轴托盘46之上，C轴托盘46安装C轴壳体14上；安装在C轴单元下端的叉头体40，与叉头体40固联的回转体11，与回转体11固联的第一流水套9，设于所述第一流水套9上的C轴编码器内环套7；以及与连接体8固联的导套10和C轴夹紧套48。该机构中C轴电机44通过皮带轮与C轴蜗杆43连接，驱动C轴蜗杆43带动C轴蜗轮12回转，从而带动叉头体40回转。在C轴夹紧套48内腔中通入压力油，使之产生向内变形，从而抱死流水套9，从而使叉头体40和连接体8夹死。

A轴单元包括：安装在叉头体40上的A轴电机42，通过第二轴承支撑在叉头体40上与A轴电机42传动连接的A轴蜗杆36，一起固定在A轴转动体30上的A轴蜗轮29和第二轴承的内环，第二轴承的外环固定连接叉头体40，A轴转动体30和主轴单元固联；固定在A轴转动体30上的A轴导套33，固定在叉头体左端盖38上的A轴编码器35和第二流水套32，叉头体左端盖38与叉头体40固联；安装在A轴导套33上的A轴编码器内环套34。该机构中A轴电机42通过皮带轮与A轴蜗杆36连接，驱动A轴蜗杆36带动A轴蜗轮29回转，A轴蜗轮29带动A轴转动体30转动，A轴转动体30安装在主轴单元之上，从而带动主轴单元沿A轴摆动。通过齿形皮带和双导程蜗杆可以实现无隙传动。

主传动单元包括：设于C向传动轴4上端的拉钉1、锥套2和花键套3，拉钉1置于锥套2之上，锥套2和花键套3通过螺钉连接，花键套3和C向传动轴4通过花键副连接；安装在C向传动轴4下端的第一伞齿轮41，安装在A向第一传动轴15上的第二伞齿轮39和第一皮带轮16；安装在A向第二传动轴25上的第三伞齿轮27和第二皮带轮23；安装在主轴单元上的第四伞齿轮26。第一伞齿轮41和第二伞齿轮39啮合；第三伞齿轮27和第四伞齿轮26啮合。滑枕主轴通过键和锥套2连接，带动锥套2回转，锥套2通过花键副带动C向传动轴4旋转，C向传动轴4通过第一伞齿轮41、第二伞齿轮39带动A向第一传动轴15旋转，A向第一传动轴15通过第一皮带轮16、第二皮带轮23和皮带22带动A向第二传动轴25回转，A向第二传动轴25通过第三伞齿轮27、第二伞齿轮26驱动主轴37回转。

A轴夹紧单元包括：安装在叉头体40上的液压涨紧套17和A轴支撑体19，安装在主轴单元上的A轴支撑轴21，与A轴支撑轴21连接的夹紧环18。当液压涨紧套17腔内通入压力油，使之产生变形，从而抱紧夹紧环18；由于夹紧环18和A轴支撑轴21联结，A轴支撑轴21安装在主轴单元之上，所以此时主轴单元被夹紧在叉头体40上。

主轴单元包括：主轴箱50、设置在主轴箱内的主轴37，所述主轴单元通过A轴支撑轴21和A轴转动体30支撑在叉头体40上，从而使主轴37一起和叉头体40实现C轴回转。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种机械式A/C轴联动双摆铣头，其特征在于：它包括C轴单元、A轴单元、主传动单元、A轴夹紧单元以及主轴单元，其中：

所述的C轴单元包括：设置在C轴壳体（14）上的C轴电机（44），通过轴承支撑于所述C轴壳体（14）上并与所述C轴电机（44）传动连接的C轴蜗杆（43），固定在轴承的固定体上的C轴蜗轮（12），所述C轴壳体（14）与轴承的外环相连，轴承的内环固定在叉头体（40）之上；安装在一连接体（8）上的C轴编码器（5）与C轴编码器座（6），所述连接体（8）设于C轴托盘（46）之上，所述C轴托盘（46）安装所述C轴壳体（14）上；安装在C轴单元下端的所述叉头体（40），与所述叉头体（40）固联的回转体（11），与所述回转体（11）固联的第一流水套（9），设于所述第一流水套（9）上的C轴编码器内环套（7）；以及与所述连接体（8）固联的导套（10）和C轴夹紧套（48）；

  所述A轴单元包括：安装在叉头体（40）上的A轴电机（42），通过轴承支撑在叉头体（40）上并与所述A轴电机（42）传动连接的A轴蜗杆（36），一起固定在A轴转动体（30）上的A轴蜗轮（29）和轴承的内环，所述A轴转动体（30）和主轴单元固联；固定在所述A轴转动体（30）上的A轴导套（33），固定在叉头体左端盖（38）上的A轴编码器（35）和第二流水套（32），所述叉头体左端盖（38）与所述叉头体（40）固联；安装在A轴导套（33）上的A轴编码器内环套（34）；

所述主传动单元包括：设于C向传动轴（4）上端的拉钉（1）、锥套（2）和花键套（3），所述拉钉（1）置于锥套（2）之上，所述锥套（2）和花键套（3）通过螺钉连接，所述花键套（3）和所述C向传动轴（4）通过花键副连接；安装在所述C向传动轴（4）下端的第一伞齿轮（41），安装在A向第一传动轴（15）上的第二伞齿轮（39）和第一皮带轮（16）；安装在A向第二传动轴（25）上的第三伞齿轮（27）和第二皮带轮（23）；安装在主轴单元上的第四伞齿轮（26）；

所述A轴夹紧单元包括：安装在所述叉头体（40）上的液压涨紧套（17）和A轴支撑体（19），安装在主轴单元上的A轴支撑轴（21），与所述A轴支撑轴（21）连接的夹紧环（18）；

所述主轴单元包括：主轴箱（50）、设置在主轴箱内的主轴（37），所述主轴单元通过所述A轴支撑轴（21）和所述A轴转动体（30）支撑在叉头体（40）上。

2.根据权利要求1所述的一种机械式A/C轴联动双摆铣头，其特征在于：所述C轴电机（44）通过一对皮带轮和所述C轴蜗杆（43）传动连接。

3.根据权利要求1所述的一种机械式A/C轴联动双摆铣头，其特征在于：所述A轴电机（42）通过一对皮带轮和所述A轴蜗杆（36）传动连接。

4.根据权利要求1所述的一种机械式A/C轴联动双摆铣头，其特征在于：所述C轴托盘（46）上固设有齿盘（45），所述机械式A/C轴联动双摆铣头通过所述齿盘（45）定位。

5.根据权利要求1所述的一种机械式A/C轴联动双摆铣头，其特征在于：所述第一皮带轮（16）通过涨紧套与所述A向第一传动轴（15）连接，所述第二皮带轮（23）通过涨紧套与所述A向第二传动轴（25）连接。

6.根据权利要求1所述的一种机械式A/C轴联动双摆铣头，其特征在于：所述第一伞齿轮（41）和C向传动轴（4）之间通过键连接，所述第二伞齿轮（39）和所述A向第一传动轴（15）通过键连接，第三伞齿轮（27）和所述A向第二传动轴（25）通过键连接，所述第四伞齿轮（26）和所述主轴（37）通过键连接。

7.根据权利要求1所述的一种机械式A/C轴联动双摆铣头，其特征在于：所述锥套（2）和C向传动轴（4）之间设有弹簧（47）。