CN104476213B - 一种高效高精立式加工中心双回转工作台 - Google Patents
一种高效高精立式加工中心双回转工作台 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高效高精立式加工中心双回转工作台，包括回转台部、右摇篮部和左摇篮部，所述回转台部安装在右摇篮部和左摇篮部的中间，左摇篮部的一端与回转台部固定连接，右摇篮部一端与回转台部固定连接，右摇篮部内部设有旋转伺服电机。本发明结构简单紧凑，固定在数控立式机床上，可实现五轴联动，完成复杂曲面的加工，右摇篮部采用滚动蜗杆驱动，蜗杆通过左偏心套和右偏心套可调节间隙，提供较大的扭矩和高的转速，回转台部采用力矩电机直接驱动工作台，消除了反向间隙，定位精度更高，能实现很高的转速，第一交叉滚柱轴承能同时承受径向和轴向力，增强工作台的精度。
Description
技术领域
本发明涉及机床制造领域，具体是一种高效高精立式加工中心双回转工作台。
背景技术
五轴机床可用于加工许多型面复杂特殊的关键零件，已经成为装备制造业和先进国防武器装备产品快速研发实现的关键基础设备，而双转台是实现五轴的重要结构形式。机床设计为双摆台的形式可以更有效地利用机床空间，增加加工范围，主轴固定不变，刀具长度不会影响摆动误差，同时可以增加其刚性。目前存在的回转工作台转速较低、定位精度不高，且结构复杂，很难加工高效、高精度的复杂工件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、使用方便的高效高精立式加工中心双回转工作台，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高效高精立式加工中心双回转工作台，包括回转台部、右摇篮部和左摇篮部，所述回转台部安装在右摇篮部和左摇篮部的中间，所述左摇篮部的一端与回转台部固定连接，所述右摇篮部一端与回转台部固定连接；
所述回转台部包括工作台、第一回转中心轴、第一交叉滚柱轴承、力矩电机、回转台底座和第一角度编码器，所述第一回转中心轴通过第一连接盘固定安装在工作台上，所述第一交叉滚柱轴承的内圈与第一回转中心轴固定连接，第一交叉滚柱轴承的外圈上固定安装有第一压紧环，第一压紧环通过密封件与工作台、第一连接盘、回转台底座固定连接，所述力矩电机包括转子和定子，定子安装在转子外部，所述转子通过连接板安装在第一回转中心轴上，转子两端均匀安装有密封圈，定子固定安装在回转台底座上，定子右侧设有进水口和出水口，进水口位于出水口的下部，所述第一角度编码器安装在第一回转中心轴下端的回转台底座内部，第一角度编码器的内圈通过第一连接轴固定在第一回转中心轴上，第一角度编码器的外圈固定在回转台底座上的第一盖板上；
所述右摇篮部包括第二回转连接轴、第二交叉滚柱轴承、右摇篮底座、涡轮、带轮减速机构、旋转伺服电机第二角度编码器，所述第二回转连接轴通过第二连接盘连接回转台部，所述第二交叉滚柱轴承的内圈与第二回转连接轴固定连接，第二交叉滚柱轴承的外圈上固定安装有第二压紧环，第二压紧环通过密封件与工作台、第一连接盘、右摇篮底座固定连接，所述第二连接盘与第二压紧环之间设有VA油封，所述涡轮安装在第二回转连接轴上，且涡轮的后方安装有蜗杆，蜗杆的支撑端分别安装有左偏心套和右偏心套，左偏心套与蜗杆之间安装有一对背靠背安装的接触球轴承，所述右偏心套与蜗杆之间安装有圆柱滚子轴承，所述带轮减速机构安装在蜗杆的末端，所述旋转伺服电机安装在蜗杆的下端，旋转伺服电机外部设有电机罩，电机罩的上下端通过密封垫分别连接右摇篮底座和盖板，所述带轮减速机构包括大带轮和小带轮，所述大带轮通过涨紧套与蜗杆连接，所述小带轮通过涨紧套与旋转伺服电机上的电机轴连接，所述第二角度编码器安装在第二回转连接轴下端的右摇篮底座内部，第二角度编码器的内圈通过第二连接轴固定在第二回转连接轴上，第二角度编码器的外圈固定在右摇篮底座上的第二盖板上，第二角度编码器上端的第二回转连接轴上通过锁紧螺母安装有法兰，法兰内部安装有与第二回转连接轴相配合的定心轴承。
作为本发明进一步的方案：所述回转台部中力矩电机的电源线、第一角度编码器的电源线、冷却水的管线和右摇篮部中的旋转伺服电机的电源线、第二角度编码器的电源线均连接到数控立式机床的床身处统一走线。
作为本发明再进一步的方案：所述回转台部的工作台固定在立式加工数控机床上，所述力矩电机和旋转伺服电机均连接到数控系统。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明结构简单紧凑，固定在数控立式机床上，可实现五轴联动完成复杂曲面的加工，右摇篮部采用滚动蜗杆驱动，蜗杆通过左偏心套和右偏心套可调节间隙，提供较大的扭矩和高的转速，回转台部采用力矩电机直接驱动工作台，消除了反向间隙，定位精度更高，能实现很高的转速，第一交叉滚柱轴承能同时承受径向和轴向力，增强工作台的精度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中回转台部的结构示意图。
图3为本发明中右摇篮部的结构示意图。
图4为本发明右摇篮部中蜗轮蜗杆调整结构剖视图。
图中：1-回转台部；2-右摇篮部；3-左摇篮部；101-工作台；102-第一回转中心轴；103-第一连接盘；104-第一交叉滚柱轴承；105-力矩电机；106-回转台底座；107-第一压紧环；108-转子；109-定子；110-第一角度编码器；111-连接板；112-第一连接轴；113-密封圈；114-进水口；115-出水口；116-第一盖板；201-第二回转连接轴；202-第二交叉滚柱轴承；203-右摇篮底座；204-涡轮；205-带轮减速机构；206-旋转伺服电机；207-第二连接盘；208-第二压紧环；209-VA油封；210-蜗杆；211-左偏心套；212-右偏心套；213-接触球轴承；214-圆柱滚子轴承；215-大带轮；216-小带轮216；217-涨紧套；218-电机轴；219-电机罩；220-密封垫；221-盖板；222-第二角度编码器；223-第二连接轴；224-法兰；225-锁紧螺母；226-定心轴承。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1-4，一种高效高精立式加工中心双回转工作台，包括回转台部1、右摇篮部2和左摇篮部3，所述回转台部1安装在右摇篮部2和左摇篮部3的中间，所述左摇篮部3的一端与回转台部1固定连接，左摇篮部3不提供动力，对回转台部1起到支撑作用，所述右摇篮部2一端与回转台部1固定连接，右摇篮部2内部设有旋转伺服电机206提供动力，回转台部1在右摇篮部2提供的动力作用下可以摆动-30～120°，从而构成立式加工中心的A轴，回转台部1内部安装有力矩电机105，回转台部1的工作台101可以360°绕回转中心轴102回转，从而构成立式加工中心的C轴，将加工中心双回转工作台固定在数控立式机床上，所述右摇篮部2内的旋转伺服电机106和回转台部1内的力矩电机105均连接到数控系统，加上数控机床原有的X/Y/Z线性轴自由度，即可实现五轴联动完成复杂曲面的加工。
所述回转台部1包括工作台101、第一回转中心轴102、第一交叉滚柱轴承104、力矩电机105、回转台底座106和第一角度编码器110，所述第一回转中心轴102通过第一连接盘103固定安装在工作台101上，所述第一交叉滚柱轴承104的内圈与第一回转中心轴102固定连接，第一交叉滚柱轴承104的外圈上固定安装有第一压紧环107，第一压紧环107通过密封件与工作台101、第一连接盘103、回转台底座106固定连接，所述力矩电机105包括转子108和定子109，定子109安装在转子108外部，所述转子108通过连接板111安装在第一回转中心轴102上，从而驱动第一回转中心轴102转动，转子108两端均匀安装有密封圈113，定子109固定安装在回转台底座106上，定子109右侧设有进水口114和出水口115，进水口114位于出水口115的下部，冷却水自下而上绕定子109的环道流动起到很好的冷却效果，所述第一角度编码器110安装在第一回转中心轴102下端的回转台底座106内部，第一角度编码器110的内圈通过第一连接轴112固定在第一回转中心轴102上，第一角度编码器110的外圈固定在回转台底座106上的第一盖板116上。
所述右摇篮部2包括第二回转连接轴201、第二交叉滚柱轴承202、右摇篮底座203、涡轮204、带轮减速机构205、旋转伺服电机206和第二角度编码器222，所述第二回转连接轴201通过第二连接盘207连接回转台部1，所述第二交叉滚柱轴承202的内圈与第二回转连接轴201固定连接，第二交叉滚柱轴承202的外圈上固定安装有第二压紧环208，第二压紧环208通过密封件与工作台101、第一连接盘103、右摇篮底座203固定连接，所述第二连接盘207与第二压紧环208之间有0.5mm的间隙，间隙内设有VA油封209，防止切削液进入转台内部，所述涡轮204安装在第二回转连接轴201上，且涡轮204的后方安装有蜗杆210，蜗杆210与涡轮204形成滚动副，蜗杆210的支撑端分别安装有左偏心套211和右偏心套212，左偏心套211与蜗杆210之间安装有一对背靠背安装的接触球轴承213，接触球轴承213承载轴向力和径向力，所述右偏心套212与蜗杆210之间安装有圆柱滚子轴承214，圆柱滚子轴承214承载径向力，通过调整左偏心套211和右偏心套212，可以调节蜗轮204和蜗杆210之间的间隙，从而提高传动精度，所述带轮减速机构205安装在蜗杆210的末端，所述旋转伺服电机206安装在蜗杆210的下端，旋转伺服电机206外部设有电机罩219，电机罩219的上下端通过密封垫220分别连接右摇篮底座203和盖板221，所述带轮减速机构205包括大带轮215和小带轮216，所述大带轮215通过涨紧套217与蜗杆210连接，所述小带轮216通过涨紧套217与旋转伺服电机206上的电机轴218连接，所述第二角度编码器222安装在第二回转连接轴201下端的右摇篮底座203内部，第二角度编码器222的内圈通过第二连接轴223固定在第二回转连接轴201上，第二角度编码器222的外圈固定在右摇篮底座203上的第二盖板221上，第二角度编码器222上端的第二回转连接轴201上通过锁紧螺母225安装有法兰224，法兰224内部安装有与第二回转连接轴201相配合的定心轴承226。
所述回转台部1中力矩电机105的电源线、第一角度编码器110的电源线、冷却水的管线和右摇篮部2中的旋转伺服电机206的电源线、第二角度编码器222的电源线均连接到数控立式机床的床身处统一走线。
本发明结构简单紧凑，固定在数控立式机床上，可实现五轴联动完成复杂曲面的加工，右摇篮部2采用滚动蜗杆驱动，蜗杆210通过左偏心套211和右偏心套21可调节间隙，提供较大的扭矩和高的转速，回转台部1采用力矩电机105直接驱动工作台101，消除了反向间隙，定位精度更高，能实现很高的转速，第一交叉滚柱轴承104能同时承受径向和轴向力，增强工作台101的精度。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (3)
1.一种高效高精立式加工中心双回转工作台，包括回转台部（1）、右摇篮部（2）和左摇篮部（3），其特征在于，所述回转台部（1）安装在右摇篮部（2）和左摇篮部（3）的中间，所述左摇篮部（3）的一端与回转台部（1）固定连接，所述右摇篮部（2）一端与回转台部（1）固定连接；
所述回转台部（1）包括工作台（101）、第一回转中心轴（102）、第一交叉滚柱轴承（104）、力矩电机（105）、回转台底座（106）和第一角度编码器（110），所述第一回转中心轴（102）通过第一连接盘（103）固定安装在工作台（101）上，所述第一交叉滚柱轴承（104）的内圈与第一回转中心轴（102）固定连接，第一交叉滚柱轴承（104）的外圈上固定安装有第一压紧环（107），第一压紧环（107）通过密封件与工作台（101）、第一连接盘（103）、回转台底座（106）固定连接，所述力矩电机（105）包括转子（108）和定子（109），定子（109）安装在转子（108）外部，所述转子（108）通过连接板（111）安装在第一回转中心轴（102）上，转子（108）两端均匀安装有密封圈（113），定子（109）固定安装在回转台底座（106）上，定子（109）右侧设有进水口（114）和出水口（115），进水口（114）位于出水口（115）的下部，所述第一角度编码器（110）安装在第一回转中心轴（102）下端的回转台底座（106）内部，第一角度编码器（110）的内圈通过第一连接轴（112）固定在第一回转中心轴（102）上，第一角度编码器（110）的外圈固定在回转台底座（106）上的第一盖板（116）上；
所述右摇篮部（2）包括第二回转连接轴（201）、第二交叉滚柱轴承（202）、右摇篮底座（203）、涡轮（204）、带轮减速机构（205）、旋转伺服电机（206）和第二角度编码器（222），所述第二回转连接轴（201）通过第二连接盘（207）连接回转台部（1），所述第二交叉滚柱轴承（202）的内圈与第二回转连接轴（201）固定连接，第二交叉滚柱轴承（202）的外圈上固定安装有第二压紧环（208），第二压紧环（208）通过密封件与工作台（101）、第一连接盘（103）、右摇篮底座（203）固定连接，所述第二连接盘（207）与第二压紧环（208）之间设有VA油封（209），所述涡轮（204）安装在第二回转连接轴（201）上，且涡轮（204）的后方安装有蜗杆（210），蜗杆（210）的支撑端分别安装有左偏心套（211）和右偏心套（212），左偏心套（211）与蜗杆（210）之间安装有一对背靠背安装的接触球轴承（213），所述右偏心套（212）与蜗杆（210）之间安装有圆柱滚子轴承（214），所述带轮减速机构（205）安装在蜗杆（210）的末端，所述旋转伺服电机（206）安装在蜗杆（210）的下端，旋转伺服电机（206）外部设有电机罩（219），电机罩（219）的上下端通过密封垫（220）分别连接右摇篮底座（203）和盖板（221），所述带轮减速机构（205）包括大带轮（215）和小带轮（216），所述大带轮（215）通过涨紧套（217）与蜗杆（210）连接，所述小带轮（216）通过涨紧套（217）与旋转伺服电机（206）上的电机轴（218）连接，所述第二角度编码器（222）安装在第二回转连接轴（201）下端的右摇篮底座（203）内部，第二角度编码器（222）的内圈通过第二连接轴（223）固定在第二回转连接轴（201）上，第二角度编码器（222）的外圈固定在右摇篮底座（203）上的第二盖板（221）上，第二角度编码器（222）上端的第二回转连接轴（201）上通过锁紧螺母（225）安装有法兰（224），法兰（224）内部安装有与第二回转连接轴（201）相配合的定心轴承（226）。
2.根据权利要求1所述的高效高精立式加工中心双回转工作台，其特征在于，所述回转台部（1）中力矩电机（105）的电源线、第一角度编码器（110）的电源线、冷却水的管线和右摇篮部（2）中的旋转伺服电机（206）的电源线、第二角度编码器（222）的电源线均连接到数控立式机床的床身处统一走线。
3.根据权利要求1所述的高效高精立式加工中心双回转工作台，其特征在于，所述回转台部（1）的工作台（101）固定在立式加工数控机床上，所述力矩电机（105）和旋转伺服电机（206）均连接到数控系统。
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