CN104827116B - 一种摆动机构 - Google Patents

Abstract

一种摆动机构，属于机床部件领域。本发明包括座体、主支撑机构、三齿盘锁紧机构和摆动驱动机构，所述的座体内设置有安装腔，摆头通过主支撑机构支撑安装于所述的安装腔中，主支撑机构包括主转轴和主转轴支撑套，所述的三齿盘锁紧机构包括动齿盘，定齿盘、转位齿盘和锁紧驱动机构，锁紧驱动机构驱动动齿盘与定齿盘和转位齿盘端面上的齿槽组锁紧或松开，摆动驱动机构包括蜗轮蜗杆副、电机、减速机和联轴器，蜗轮蜗杆副的蜗轮、摆头、主转轴相对固定，动齿盘与定齿盘和转位齿盘端面上的齿槽组松开时，电机驱动带动蜗轮旋转，蜗轮带动摆头转动。解决了现有对摆头的摆动机构结构较复杂、稳定性较差、精度不是很高的问题。

Description

一种摆动机构

技术领域

本发明属于机床部件领域，尤其与一种摆动机构有关。

背景技术

目前铣床或者车铣复合机床上的摆头的摆动机构，一般结构比较复杂，占用机床的空间比较大，摆头的锁紧结构稳定性不是很好，容易影响加工精度；摆头的摆动通常采用蜗轮蜗杆副驱动，蜗轮蜗杆副容易产生磨损，使得侧隙比较大，影响机床的各项精度。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有对摆头的摆动机构存在结构较复杂、稳定性较差、精度不是很高的缺陷，提供一种结构紧凑、转速高、加工精度好的摆动机构。

为此，本发明采用以下技术方案：一种摆动机构，其特征是，所述的摆动机构包括座体、主支撑机构、副支撑机构、三齿盘锁紧机构、摆动驱动机构、感应机构、冷却水通道和油路通道，所述的座体内设置有安装腔，摆头通过主支撑机构和副支撑机构支撑安装于所述的安装腔中，主支撑机构包括主转轴和主转轴支撑套，主转轴一端与摆头一侧壁通过螺钉固定连接，主转轴支撑套套装于主转轴外部，主转轴支撑套靠近摆头的一端设置有径向凸缘，主转轴支撑套另一端套装有一轴承支座，轴承支座与所述的安装腔腔壁固定连接，所述的副支撑机构包括副转轴和副转轴支撑套，副转轴与所述主转轴同轴并设置于摆头另一侧并与摆头该侧侧壁固定连接，副转轴两端通过第四轴承支撑安装于所述副转轴支撑套的内腔中，副转轴支撑套与所述座体固定连接，通过副支撑机构和主支撑机构同时对摆头起到支撑作用，使摆头平衡性好。

所述的摆动驱动机构包括蜗轮蜗杆副、电机、减速机和联轴器，蜗轮蜗杆副包括蜗轮组件和蜗杆，蜗轮组件包括蜗轮和第一轴承，蜗轮通过第二轴承支撑套装于所述的轴承支座外圈，第一轴承为交叉滚子轴承，包括轴承外圈、与蜗轮连为一体的轴承内圈和一列交叉滚子，交叉滚子通过保持架支撑安装于轴承外圈和轴承内圈之间，轴承外圈与所述的座体通过螺钉固定连接，所述的轴承内圈的右端固定连接有一连接盘，连接盘右端端面抵靠于摆头侧壁并与摆头固定连接，使摆头、连接盘、主转轴、交叉滚子轴承内圈和蜗轮相对固定，所述蜗杆垂直设置于所述蜗轮一侧并与蜗轮啮合并传动连接，所述蜗杆一端通过第三轴承支撑安装于所述座体上，蜗杆另一端通过联轴器与所述减速机连接，减速机与电机的输出轴传动连接，电机固定安装于座体上，电机驱动通过减速机、联轴器传动带动蜗杆旋转，蜗杆旋转带动蜗轮旋转，从而带动摆动转动，

所述的三齿盘锁紧机构设置于所述的轴承支座与所述的径向凸缘之间，所述的三齿盘锁紧机构包括动齿盘，定齿盘、转位齿盘和锁紧驱动机构，动齿盘套装于所述的主转轴支撑套外圈，定齿盘套装于所述的主转轴支撑套上并与所述的轴承支座通过螺钉固定连接，所述的转位齿盘套装于所述的定齿盘外圈并通过螺钉与所述的蜗轮固定连接，转位齿盘和定齿盘与所述的动齿盘相对的一侧端面上形成一齿槽组，该齿槽组与所述的动齿盘上左侧端面的齿槽相互配合，所述锁紧驱动机构包括油缸套、锁紧油缸腔和松开油缸腔，所述的动齿盘的内圆面上径向向内形成一环形凸环，使动齿盘左侧端面的内侧形成一内台阶，油缸套固定套装于所述的主转轴支撑套上并位于动齿盘的内台阶端面与定齿盘之间，使油缸套右侧端面、主转轴支撑套外壁、内台阶端面、动齿盘内圆壁围成所述的松开油缸腔；所述的动齿盘的右侧端面设置有一轴向环形凸起，轴向环形凸起环设于所述主转轴支撑套的径向凸缘的外圈，使动齿盘右侧端面、主转轴支撑套外圆面、径向凸缘的左端面和轴向环形凸起的内圆面围成所述的锁紧油缸腔，所述松开油缸腔和锁紧油缸腔均通过油路通道与液压油压力源连通，油缸套的内圈与所述主转轴支撑套的外圆壁之间、油缸套的外圈与所述动齿盘的的内圆壁之间、所述环形凸环的内圈与主转轴支撑套的外圆壁之间、所述轴向环形凸起的内圆面与所述径向凸缘的外圈之间均设置有密封圈，起到密封作用，当向所述锁紧油缸腔内供油时，驱动动齿盘轴向移动，使动齿盘左端面上的齿槽与转位齿盘和定齿盘形成的齿槽组啮合，使转位齿盘锁紧固定，当向所述松开油缸腔内供油时，驱动动齿盘反方向轴向移动，使动齿盘做东端面上的齿槽与转位齿盘和定齿盘形成的齿槽组脱开，使转位齿盘松开，在摆动驱动机构的带动下使摆头摆动。

感应机构包括感应开关、感应支架、感应支杆、感应块和连接板，所述的座体、轴承支座和定齿盘上均设置有同轴且相互贯通的穿孔，所述的动齿盘上设置有与所述穿孔对应的感应孔，所述的感应支杆一端穿过所述的穿孔使该端端部固定插装于所述的感应孔内，感应支杆的另一端与所述的连接板一端固定连接，所述的感应块安装于所述的连接板的另一端，使感应块呈活动悬伸状，所述的感应开关间隔一定距离设置有两个并均通过感应支架固定安装于所述的座体上并位于所述感应块的一侧，当动齿盘向定齿盘和转位齿盘轴向移动时，动齿盘带动动感应支杆在穿孔内轴向移动，带同连接板、感应块同时运动，当向左运动时，即动齿盘与定齿盘和转位齿盘啮合锁紧状态，此时感应块与其中一感应开关感应，当向右运动时，即当动齿盘与定齿盘和转位齿盘脱开状态时，此时感应块与另一感应开关感应，感应开关将反馈信号给控制系统，确保摆动机构的安全可靠。

冷却水通道包括相互连通的冷却水输入通道、冷却水轴向通道和多个相互连通的冷却水环形凹槽组成，冷却水通道输入通道设置于座体的右部，冷却水环形凹槽设置于所述副转轴和副转轴支撑套之间，冷却水轴向通道轴向设置于所述的副转轴内且该冷却水轴向通道的出口与摆头上的冷却机构连通，对摆头进行冷却；所述油路通道包括相互连通的油路输入通道、油路轴向通道和多个相互连通的油路环形凹槽组成，油路输入通道设置于所述的座体的左部，油路环形凹槽设置于所述主转轴和主转轴支撑套之间，油路轴向通道轴向设置于所述主转轴内且该油路轴向通道的出口与摆头上的油路机构连通，对摆头内提供润滑作用。通过将冷却水通道和油路通道分设于摆头两侧对摆头提供冷却水进行冷却和润滑油进行润滑，维护方便。

作为对上述技术方案的补充和完善，本发明还包括以下技术特征。

所述的副支撑机构还包括支撑盘和第五轴承，支撑盘外套于所述副转轴外并与摆头固定连接，所述第五轴承设置于所述支撑盘外圈和所述座体内腔壁之间，所述的第五轴承为交叉滚子轴承，包括外圈、内圈和通过保持架安装于该外圈和内圈之间的一列交叉滚子，有效增加了摆头的摆转精度。

所述的蜗轮包括中空的蜗轮主体和均匀环设于蜗轮主体外圆面上的传动齿件，传动齿件为一滚动轮，滚动轮通过一径向设置于蜗轮主体外圆面上的支撑轴支撑，滚动轮的外径与所述蜗杆的两个蜗杆齿之间的间距对应，通过蜗杆轴向移动带动滚动轮转动同时驱动蜗轮旋转，提高了蜗轮蜗杆副的传动精度。

进一步，所述的滚动轮为外端直径小于内端直径的圆锥状，与所述蜗杆上的蜗杆齿的间隙相对应。

所述的蜗杆与所述联轴器的连接端套装有一轴套，轴套外设置有偏心套，通过偏心套可以调节蜗杆与所述蜗轮的垂直距离，进而调节蜗轮和蜗杆的啮合度。

所述的摆动机构还包括电线安装机构，电线安装机构包括拖链、辅助支撑架和隔板，辅助支撑架固定安装于所述的座体右侧，拖链设置于辅助支撑架下方，隔板安装于所述拖链右侧，隔板内侧与所述的辅助支撑架之间设置有电线限位通道，摆头所需的电线均从通过电线限位通道通过拖链进入摆头并与摆头内部电器部件连接。

本发明可以达到以下有益效果：1、通过采用三齿盘锁紧结构，有效提高了摆头的锁紧牢固度；2、通过在摆头两侧设置同轴线的主支撑机构和副支撑机构，有效增加了摆动时的稳定性，使摆头刚性更好，提高了转速以及加工速率；3、通过设置感应机构，能有效提高机床的安全性能；4、通过将蜗轮蜗杆副的蜗轮上的传动齿件替换为滚动轮结构，即将原来蜗轮与蜗杆之间的面接触替换为现在的线接触，滚动摩擦力小，延长了使用寿命，通过在蜗轮上设置交叉滚子轴承，使摆头稳定性更好以及蜗轮转动速度快；5、通过将冷却水通道和油路通过分设摆头两侧的，使维护机床时方便快捷，快速了解冷却水通道和油路通道的位置，提高了维修效率； 6、整体结构紧凑配合，精度好。

附图说明

图1是本发明主视方向示意图。

图2是图1中A-A剖面示意图。

图3是图2中C-C剖面示意图。

图4是图1中B-B处的局部放大剖面示意图。

图5是图2中I处的放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。

如图1~图5所示，本发明包括座体1、主支撑机构、副支撑机构、感应机构、三齿盘锁紧机构、摆动驱动机构、冷却水通道、油路通道和电线安装机构，所述的座体1内设置有安装腔，摆头2通过主支撑机构和副支撑机构支撑安装于所述的安装腔中，主支撑机构包括主转轴10和主转轴支撑套11，主转轴10一端与摆头2一侧壁通过螺钉固定连接，主转轴支撑套11套装于主转轴10外部，主转轴支撑套11靠近摆头2的一端设置有径向凸缘，主转轴支撑套11另一端套装有一轴承支座12，轴承支座12与所述的安装腔腔壁固定连接，所述的副支撑机构包括副转轴20、副转轴支撑套21、支撑盘22和第五轴承23，副转轴20与所述主转轴10同轴并设置于摆头2另一侧并与摆头2该侧侧壁固定连接，副转轴20两端通过第四轴承19支撑安装于所述副转轴支撑套21的内腔中，副转轴支撑套21与所述座体1固定连接，支撑盘22外套于所述副转轴20外并与摆头2固定连接，所述第五轴承23设置于所述支撑盘22外圈和所述座体1内腔壁之间，所述的第五轴承23为交叉滚子轴承，包括外圈、内圈和通过保持架安装于该外圈和内圈之间的一列交叉滚子，通过副支撑机构和主支撑机构同时对摆头2起到支撑作用，使摆头2平衡性好，有效增加了摆头2的摆转精度。

所述的摆动驱动机构包括蜗轮蜗杆副、电机3、减速机4和联轴器27，蜗轮蜗杆副包括蜗轮组件和蜗杆30，蜗轮组件包括蜗轮14和第一轴承15，蜗轮14通过第二轴承13支撑套装于所述的轴承支座12的外圈，第一轴承15为交叉滚子轴承，包括轴承外圈38、与蜗轮14连为一体的轴承内圈40和一列交叉滚子39，交叉滚子39通过保持架支撑安装于轴承外圈38和轴承内圈40之间，轴承外圈38与所述的座体1通过螺钉固定连接，所述的轴承内圈的右端固定连接有一连接盘16，连接盘16右端端面抵靠于摆头2侧壁并与摆头2固定连接，使摆头2、连接盘16、主转轴10、交叉滚子轴承内圈40和蜗轮14相对固定，所述的蜗轮14包括中空的蜗轮主体和均匀环设于蜗轮主体外圆面上的传动齿件，传动齿件为一滚动轮37，滚动轮37通过一径向设置于蜗轮主体外圆面上的支撑轴支撑，所述的滚动轮37为外端直径小于内端直径的圆锥状，与所述蜗杆30上的蜗杆齿的间隙相对应，通过蜗杆30轴向移动带动滚动轮37转动同时驱动蜗轮14旋转，提高了蜗轮蜗杆副的传动精度，所述蜗杆30垂直设置于所述蜗轮14一侧并与蜗轮14啮合并传动连接，所述蜗杆30一端通过第三轴承31支撑安装于所述座体1上，蜗杆14另一端套装有一轴套28，轴套28外设置有偏心套29，该端端部通过联轴器27与所述减速机4连接，减速机4与电机3的输出轴传动连接，电机3固定安装于座体1上，电机3驱动通过减速机4、联轴器27传动带动蜗杆30旋转，蜗杆30旋转带动蜗轮14旋转，从而带动摆头转动。

所述的三齿盘锁紧机构设置于所述的轴承支座12与所述的径向凸缘之间，所述的三齿盘锁紧机构包括动齿盘36，定齿盘35、转位齿盘33和锁紧驱动机构，动齿盘36套装于所述的主转轴支撑套11外圈，定齿盘35套装于所述的主转轴支撑套11上并与所述的轴承支座12通过螺钉固定连接，所述的转位齿盘33套装于所述的定齿盘35外圈并通过螺钉与所述的蜗轮14固定连接，转位齿盘33和定齿盘35与所述的动齿盘36相对的一侧端面上形成一齿槽组，该齿槽组与所述的动齿盘36上左侧端面的齿槽相互配合，所述锁紧驱动机构包括油缸套42、锁紧油缸腔41和松开油缸腔43，所述的动齿盘36的内圆面上径向向内形成一环形凸环，使动齿盘36左侧端面的内侧形成一内台阶，油缸套42固定套装于所述的主转轴支撑套11上并位于动齿盘36的内台阶端面与定齿盘35之间，使油缸套42右侧端面、主转轴支撑套11外壁、内台阶端面、动齿盘36内圆壁围成所述的松开油缸腔43；所述的动齿盘36的右侧端面设置有一轴向环形凸起，轴向环形凸起环设于所述主转轴支撑套11的径向凸缘的外圈，使动齿盘36右侧端面、主转轴支撑套11外圆面、径向凸缘的左端面和轴向环形凸起的内圆面围成所述的锁紧油缸腔41，所述松开油缸腔43和锁紧油缸腔41均通过油路通道与液压油压力源连通，油缸套42的内圈与所述主转轴支撑套11的外圆壁之间、油缸套42的外圈与所述动齿盘36的的内圆壁之间、所述环形凸环的内圈与主转轴支撑套11的外圆壁之间、所述轴向环形凸起的内圆面与所述径向凸缘的外圈之间均设置有密封圈，起到密封作用，当向所述锁紧油缸腔41内供油时，驱动动齿盘36轴向移动，使动齿盘36左端面上的齿槽与转位齿盘33和定齿盘35形成的齿槽组啮合，使转位齿盘33锁紧固定，当向所述松开油缸腔43内供油时，驱动动齿盘36反方向轴向移动，使动齿盘36做东端面上的齿槽与转位齿盘33和定齿盘35形成的齿槽组脱开，使转位齿盘33松开，在摆动驱动机构的带动下使摆头2摆动。

所述的感应机构包括感应开关6、感应支架7、感应支杆32、感应块34和连接板5，所述的座体1、轴承支座12和定齿盘35上均设置有同轴且相互贯通的穿孔，所述的动齿盘36上设置有与所述穿孔对应的感应孔，所述的感应支杆32一端穿过所述的穿孔使该端端部固定插装于所述的感应孔内，感应支杆32的另一端与所述的连接板5一端固定连接，所述的感应块34安装于所述的连接板5的另一端，使感应块34呈活动悬伸状，所述的感应开关6间隔一定距离设置有两个并均通过感应支架7固定安装于所述的座体1上并位于所述感应块34的一侧，当动齿盘36向定齿盘35和转位齿盘33轴向移动时，动齿盘36带动动感应支杆32在穿孔内轴向移动，带同连接板5、感应块34同时运动，当向左运动时，即动齿盘36与定齿盘35和转位齿盘33啮合锁紧状态，此时感应块34与其中一感应开关6感应，当向右运动时，即当动齿盘36与定齿盘35和转位齿盘33脱开状态时，此时感应块34与另一感应开关6感应，感应开关6将反馈信号给控制系统，确保摆动机构的安全可靠。

所述的冷却水通道包括相互连通的冷却水输入通道、冷却水轴向通道17和多个相互连通的冷却水环形凹槽18组成，冷却水通道输入通道设置于座体1的右部，冷却水环形凹槽18设置于所述副转轴20和副转轴支撑套21之间，冷却水轴向通道17轴向设置于所述的副转轴20内且该冷却水轴向通道17的出口与摆头2上的冷却机构连通，对摆头2进行冷却；所述油路通道包括相互连通的油路输入通道8、油路轴向通道44和多个相互连通的油路环形凹槽9组成，油路输入通道8设置于所述的座体1的左部，油路环形凹槽9设置于所述主转轴10和主转轴支撑套11之间，油路轴向通道44轴向设置于所述主转轴10内且该油路轴向通道44的出口与摆头2上的油路机构连通，对摆头2内提供润滑作用。通过将冷却水通道和油路通道分设于摆头2两侧对摆头2提供冷却水进行冷却和润滑油进行润滑，维护方便。

所述的电线安装机构包括拖链24、辅助支撑架26和隔板25，辅助支撑架26固定安装于所述的座体1右侧，拖链24设置于辅助支撑架26下方，隔板25安装于所述拖链24右侧，隔板25内侧与所述的辅助支撑架26之间设置有电线限位通道，摆头2所需的电线均从通过电线限位通道通过拖链24进入摆头2并与摆头2内部电器部件连接。

Claims (3)

1.一种摆动机构，其特征在于：所述的摆动机构包括座体、主支撑机构、副支撑机构、三齿盘锁紧机构、摆动驱动机构、感应机构、冷却水通道和油路通道，所述的座体内设置有安装腔，摆头通过主支撑机构和副支撑机构共同支撑安装于所述的安装腔中，主支撑机构包括主转轴和主转轴支撑套，主转轴一端与摆头一侧壁通过螺钉固定连接，主转轴支撑套套装于主转轴外部，主转轴支撑套靠近摆头的一端设置有径向凸缘，主转轴支撑套另一端套装有一轴承支座，轴承支座与所述的安装腔腔壁固定连接，所述的副支撑机构包括副转轴和副转轴支撑套，副转轴与所述主转轴同轴并设置于摆头另一侧并与摆头该侧侧壁固定连接，副转轴两端通过第四轴承支撑安装于所述副转轴支撑套的内腔中，副转轴支撑套与所述座体固定连接；

所述的摆动驱动机构包括蜗轮蜗杆副、电机、减速机和联轴器，蜗轮蜗杆副包括蜗轮组件和蜗杆，蜗轮组件包括蜗轮和第一轴承，蜗轮通过第二轴承支撑套装于所述的轴承支座外圈，第一轴承为交叉滚子轴承，包括轴承外圈、与蜗轮连为一体的轴承内圈和一列交叉滚子，交叉滚子通过保持架支撑安装于轴承外圈和轴承内圈之间，轴承外圈与所述的座体通过螺钉固定连接，所述的轴承内圈的右端固定连接有一连接盘，连接盘右端端面抵靠于摆头侧壁并与摆头固定连接，使摆头、连接盘、主转轴、交叉滚子轴承内圈和蜗轮相对固定，所述蜗杆垂直设置于所述蜗轮一侧并与蜗轮啮合并传动连接，所述蜗杆一端通过第三轴承支撑安装于所述座体上，蜗杆另一端通过联轴器与所述减速机连接，减速机与电机的输出轴传动连接，电机固定安装于座体上；

所述的三齿盘锁紧机构设置于所述的轴承支座与所述的径向凸缘之间，所述的三齿盘锁紧机构包括动齿盘，定齿盘、转位齿盘和锁紧驱动机构，动齿盘套装于所述的主转轴支撑套外圈，定齿盘套装于所述的主转轴支撑套上并与所述的轴承支座通过螺钉固定连接，所述的转位齿盘套装于所述的定齿盘外圈并通过螺钉与所述的蜗轮固定连接，转位齿盘和定齿盘与所述的动齿盘相对的一侧端面上形成一齿槽组，该齿槽组与所述的动齿盘上左侧端面的齿槽相互配合，所述锁紧驱动机构包括油缸套、锁紧油缸腔和松开油缸腔，所述的动齿盘的内圆面上径向向内形成一环形凸环，使动齿盘左侧端面的内侧形成一内台阶，油缸套固定套装于所述的主转轴支撑套上并位于动齿盘的内台阶端面与定齿盘之间，使油缸套右侧端面、主转轴支撑套外壁、内台阶端面、动齿盘内圆壁围成所述的松开油缸腔；所述的动齿盘的右侧端面设置有一轴向环形凸起，轴向环形凸起环设于所述主转轴支撑套的径向凸缘的外圈，使动齿盘右侧端面、主转轴支撑套外圆面、径向凸缘的左端面和轴向环形凸起的内圆面围成所述的锁紧油缸腔，所述松开油缸腔和锁紧油缸腔均通过油路通道与液压油压力源连通，油缸套的内圈与所述主转轴支撑套的外圆壁之间、油缸套的外圈与所述动齿盘的的内圆壁之间、所述环形凸环的内圈与主转轴支撑套的外圆壁之间、所述轴向环形凸起的内圆面与所述径向凸缘的外圈之间均设置有密封圈；所述的感应机构包括感应开关、感应支架、感应支杆、感应块和连接板，所述的座体、轴承支座和定齿盘上均设置有同轴且相互贯通的穿孔，所述的动齿盘上设置有与所述穿孔对应的感应孔，所述的感应支杆一端穿过所述的穿孔使该端端部固定插装于所述的感应孔内，感应支杆的另一端与所述的连接板一端固定连接，所述的感应块安装于所述的连接板的另一端，使感应块呈活动悬伸状，所述的感应开关间隔一定距离设置有两个并均通过感应支架固定安装于所述的座体上并位于所述感应块的一侧；

所述的冷却水通道包括相互连通的冷却水输入通道、冷却水轴向通道和多个相互连通的冷却水环形凹槽组成，冷却水通道输入通道设置于座体的右部，冷却水环形凹槽设置于所述副转轴和副转轴支撑套之间，冷却水轴向通道轴向设置于所述的副转轴内且该冷却水轴向通道的出口与摆头上的冷却机构连通；所述油路通道包括相互连通的油路输入通道、油路轴向通道和多个相互连通的油路环形凹槽组成，油路输入通道设置于所述的座体的左部，油路环形凹槽设置于所述主转轴和主转轴支撑套之间，油路轴向通道轴向设置于所述主转轴内且该油路轴向通道的出口与摆头上的油路机构连通。

2.根据权利要求1所述的一种摆动机构，其特征在于：所述的副支撑机构还包括支撑盘和第五轴承，支撑盘外套于所述副转轴外并与摆头固定连接，所述第五轴承设置于所述支撑盘外圈和所述座体内腔壁之间，所述的第五轴承为交叉滚子轴承，包括外圈、内圈和通过保持架安装于该外圈和内圈之间的一列交叉滚子。

3.根据权利要求1或2所述的一种摆动机构，其特征在于：所述的蜗杆与所述联轴器的连接端套装有一轴套，轴套外设置有偏心套。