CN108942328A - 五轴数控机床a/c轴工作台 - Google Patents

五轴数控机床a/c轴工作台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了五轴数控机床A/C轴工作台，包括：底座；轴座设置在所述底座的两侧，用于支承第一摆动轴和第二摆动轴；摆动电机的输出轴与第一摆动轴连接；翻板位于两个轴座之间，并分别与第一摆动轴和第二摆动轴连接；中心定位机构可旋转的设置在轮毂固定台中部，用于对轮毂从中间夹紧定位；侧压机构从轮毂工件的外围压紧定位，本发明在工作时对轮毂工件从中心夹紧及圆周边上压紧，实现了轮毂在一个机床上一次装卡，就可以将所有孔加工完成，并有效保证加工精度，提高生产效率。

Description

五轴数控机床A/C轴工作台
技术领域
本发明涉及数控机床技术领域，更具体的说是涉及五轴数控机床A/C轴工作台。
背景技术
汽车铝合金轮毂在车削完成后需要在轮毂上不同位置加工各种孔，现有的加工方式是通过钻床、攻丝机等不同的设备来完成加工，由于通过不同的加工定位装置在不同设备上进行多道加工工序的加工，其每道加工工序的装夹定位的精度很难保证一致，这样会直接影响到加工效率和工件质量；并且轮毂的体积、重量都比较大，致使在加工过程中轮毂的定位、夹持过程都比较困难，尤其是在对轮毂加工的精度有较高要求时，更加难以保证加工质量；
现有的轮毂夹具还不能实现对轮毂的准确定位夹持，特别是自定心夹持，不能保证轮毂与加工机床刀具主轴的轴线共线。而且现有的轮毂夹具还存在加工不牢固的问题，这就决定了现有的轮毂加工过程中轮毂的加工精度低，加工质量不高，甚至会因加之不牢而造成整个轮毂报废。
因此，如何提供五轴数控机床A/C轴工作台，以实现轮毂工件在机床上一次装卡，就将所有加工孔完成，从而有效保证加工精度提高生产效率，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了五轴数控机床A/C轴工作台，
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
五轴数控机床A/C轴工作台，包括：底座；轴座，所述轴座为两个，其分别设置在所述底座的两侧；
第一摆动轴，所述第一摆动轴安装在所述底座一侧的轴座上；
第二摆动轴，所述第二摆动轴安装在所述底座另一侧的轴座上；
摆动电机，所述摆动电机的输出轴与所述第一摆动轴转动连接；
用于放置轮毂工件的翻板，所述翻板一端与所述第一摆动轴连接，另一端与所述第二摆动轴连接；
中心定位机构，所述中心定位机构设置在所述翻板中部，采用中心内胀紧定位方式对所述轮毂工件从中间夹紧定位；
侧压机构，所述侧压机构至少为两个，设在所述翻板上，并以所述中心定位机构的中心线对称分布，用于从所述轮毂工件的外围压紧定位。
采用上述方案的有益效果是，与传统五轴工作台相比，本发明在工作时实现了轮毂工件的中心夹紧及圆周边上的压紧，实现了轮毂工件在一个机床上一次装卡，将所有孔加工完成，并有效保证加工精度，提高生产效率。
优选的，所述第一摆动轴和第二摆动轴共轴线，且均与所述翻板平面平行。
采用上述方案的有益效果是，在摆动电机的驱动下，使第一摆动轴和第二摆动轴同时运动且摆角相同，确保轮毂工件加工过程中的加工精度。
优选的，所述中心定位机构包括转动电机、减速器、油压缸、卡紧盘、楔形块和楔形套；所述转动电机与所述减速器转动连接，所述减速器输出轴和所述油压缸底部固定连接，所述油压缸的活塞杆端部连接一连杆；
所述卡紧盘设有中心孔，且圆周面上等角度开设有容纳所述楔形块的条形凹槽；所述楔形套套设于所述卡紧盘中心孔内，且圆周面上等角度倾斜设有与所述卡紧盘一端相适配的滑槽；所述楔形套设有中心轴孔；所述油压缸的活塞杆和连杆穿设在所述中心轴孔内并与其固定连接；所述卡紧盘穿设在所述轮毂的中心孔内，所述油压缸的活塞带动所述楔形套使所述卡紧盘伸入所述轮毂的中心孔将所述轮毂工件胀紧定位。
优选的，所述中心定位机构包括转动电机、减速器、油压缸、胀紧套和定位盘；所述转动电机与所述减速器转动连接，所述减速器输出轴和所述油压缸底部固定连接，所述油压缸的活塞杆端部连接一连杆；
所述定位盘由多个等角度的定位块构成，并设有中心轴孔；所述胀紧套套设于所述定位盘的中心轴孔中，所述油压缸的活塞杆和连杆穿设在所述胀紧套内并与其固定连接；所述定位盘穿设在所述轮毂的中心孔内，所述油压缸的活塞带动所述胀紧套使所述定位盘的所述定位块向外扩张，将所述轮毂工件胀紧定位。
采用上述方案的有益效果是，本发明采用两种中心定位方式，对轮毂工件进行定位，沿中心向外扩张达到胀紧轮毂工件中心孔的作用，采用液压可以控制胀紧范围，能自动调整胀紧，并可提高定位精度。
优选的，所述侧压机构包括夹紧气缸、安装座和压爪，所述夹紧气缸固定在所述安装座上，所述压爪的一端通过销轴铰接在所述安装座上且与所述夹紧气缸的活塞杆连接，所述安装座与所述所述翻板连接。
采用上述方案的有益效果是，夹紧气缸前推销轴，通过压杆将轮毂工件压紧至翻板上。
优选的，所述侧压机构设为4个，所述翻板上设有数量与所述侧压机构对应的矩形安装槽，每个所述侧压机构中的安装座可滑动的安装在对应的所述矩形安装槽中，所述安装槽的旁设有刻度条。
采用上述方案的有益效果是，设置四个侧压机构保证了对轮毂工件的牢固固定同时防止过定位；设置刻度板使侧压机构位置准确且移动可调，确保了加工精度。
优选的，每个所述安装座的底部均安装进气阀，所述进气阀的出气端通过管路与对应的夹紧气缸连通，所述进气阀的进气气端连接外部气源。
优选的，所述工作台还包括用于检验轮毂工件卡紧到位的压力传感器，所述压力传感器与控制系统电连接。
采用上述方案的有益效果是，检查零件是否卡紧到位，避免轮毂工件由于没有卡紧、或者轮毂工件松动等情况下，发生事故对机床造成损伤。
优选的，所述摆动电机和所述转动电机均为伺服电机。
采用上述方案的有益效果是，伺服电机的抗过载能力强，适用于瞬间负载波动和快速起动的场合，且低速运行平稳，加减速的动态相应时间非常短。
优选的，所述摆动轴的摆角范围为±180°，旋转轴的旋转角度范围为±180°。
优选的，所述轴座内设有用于固定所述翻板摆角的刹车机构，所述刹车机构采用液压可调控刹车抱紧的制动。
采用上述方案的有益效果是，避免了传统机床的弹性抱闸制动设计，通过改善结构和原理，克服国内材料和热处理技术不足，提高了使用寿命，
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了五轴数控机床A/C轴工作台，将该五轴数控机床A/C轴翻板固定在加工中心上，摆动电机驱动的第一摆动轴作为加工中心的第四轴A轴由加工中心数控系统控制，旋转电机驱动的旋转轴作为加工中心的第五轴C轴接入加工中心数控系统，翻板两端与两摆动轴固连在一起，通过两摆动轴心线重合，且与翻板平行，保持两摆动轴同时摆动。
本发明工作过程为，油压缸驱动活塞杆做升降运动，带动与活塞杆端部连接的连杆，连杆远离活塞杆的一端固定在楔形套或胀紧套中，将卡紧盘或定位盘穿设在轮毂工件的中心孔内，最终实现油压缸的活塞杆带动楔形套或胀紧套升降，使楔形块或定位盘伸入轮毂工件的中心孔将其胀紧定位；并且设置的侧压机构从轮毂工件外围进行压紧定位，使轮毂工件定位准确；当侧压机构将轮毂工件松开时，由转动电机转动使轮毂工件旋转一定角度。当需加工圆周分布的倾斜孔时就可通过摆动电机使轮毂工件偏转一定角度，加工完成后通过转动电机旋转指定角度再开始加工圆周分布的第二个倾斜孔，这样就依次将所有孔加工完成，实现了轮毂工件孔的自动加工，提高了加工效率。
本发明中摆动轴的摆动范围为±180°，旋转轴范围为±180°，实现了轮毂工件的一次装卡就将所有孔加工完成，避免了因重复上下工件时，由于重复定位误差而引起的加工孔相对于轮毂工件中心孔的位置发生变化，产生加工误差或轮毂工件报废的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明五轴数控机床A/C轴工作台的俯视图；
图2附图为本发明五轴数控机床A/C轴工作台的主视图；
图3附图为本发明五轴数控机床A/C轴工作台的中心定位机构的剖视图。
图4附图为本发明五轴数控机床A/C轴工作台的定位盘结构图；
图5附图为本发明五轴数控机床A/C轴工作台的定位盘剖视图；
图6附图为本发明五轴数控机床A/C轴工作台的中心定位机构局部结构图；
图7附图为本发明五轴数控机床A/C轴工作台的中心定位机构局部剖视图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、底座，2、轴座，3、第一摆动轴，4、第二摆动轴，5、摆动电机，6、翻板，7、中心定位机构，8、侧压机构，9、刹车机构，71、转动电机、72、减速器、73、油压缸、74、胀紧套、75、卡紧盘、76、楔形块、77、楔形套、78、定位盘，81、夹紧气缸，82、安装座，83、压爪。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明实提供了五轴数控机床A/C轴工作台，如图1-2所示，包括：底座1；轴座2，轴座2为两个，设置在底座1的两侧；第一摆动轴3，第一摆动轴3安装在底座1一侧的轴座2上；
第二摆动轴4，第二摆动轴4安装在底座1另一侧的轴座2上；
摆动电机5，摆动电机5的输出轴与第一摆动轴3转动连接；
用于放置轮毂工件的翻板6，翻板6一端与第一摆动轴3连接，另一端与第二摆动轴4连接；
中心定位机构7，中心定位机构7设置在翻板6中部，采用中心胀紧定位方式对轮毂工件从中间夹紧定位；
侧压机构8，侧压机构8至少为两个，其设在翻板6上，并以中心定位机构7的中心对称分布，用于从轮毂工件的外围压紧定位。
进一步，第一摆动轴3和第二摆动轴4的轴共轴线，且均与翻板6平面平行，在摆动电机5的驱动下，使第一摆动轴3和第二摆动轴4同时运动且摆角相同，确保轮毂工件加工过程中的加工精度。
进一步，参照附图4-5所示，中心定位机构7的中心法向轴线和轮毂工件转动的中心轴线重合，中心定位机构7包括转动电机71、减速器72、油压缸73、卡紧盘75、楔形块76和楔形套77；转动电机71与减速器72转动连接，减速器72输出轴和油压缸73底部固定连接，从而转动电机71带动油压缸73旋转；油压缸73的活塞杆端部连接一连杆，卡紧盘75设有中心孔，且圆周面上等角度开设有容纳楔形块76的条形凹槽；楔形套77套设于卡紧盘75中心孔内，且圆周面上等角度倾斜设有与卡紧盘76一端相适配的滑槽；楔形套77设有中心轴孔；油压缸73的活塞杆和连杆穿设在中心轴孔内并与其固定连接；卡紧盘74穿设在轮毂的中心孔内，油压缸73的活塞杆带动楔形套74升降运动，使楔形块76的一端在滑槽中滑动，使卡紧盘76通过条形凹槽向远离楔形套77轴心处滑动，以伸入轮毂工件的中心孔将轮毂工件胀紧定位。
进一步，侧压机构8包括夹紧气缸81、安装座82和压爪83，夹紧气缸81固定在安装座82上，压爪83的一端通过销轴铰接在安装座82上且与夹紧气缸81的活塞杆连接，安装座82与翻板6连接；侧压机构8可以设为4个，翻板6上对应设有设有数量与侧压机构8对应的矩形安装槽，侧压机构8中的安装座82可滑动的安装在对应的矩形安装槽中，安装槽旁设有刻度条；为了保证对轮毂工件的牢固固定同时防止过定位，设置四个侧压机构，在加工的过程中，四个侧压机构是同步动作的，同时四个压爪也是配合同步动作的。
进一步，每个侧压机构8的底部设有进气阀，进气阀的出气端通过管路与对应的夹紧气缸81连通，进气阀的进气端连接外部气源，当轮毂工件定位安装后，气体通道打开使压爪压紧轮毂工件的外围。
进一步，工作台还包括用于检验轮毂卡紧到位的压力传感器，压力传感器与控制系统电连接；压力传感器检测的压力值与控制系统的预设压力阈值比较，小于设定的压力阈值时，说明轮毂工件没有压紧。
进一步，摆动电机5和转动电机71均为伺服电机；翻板6的摆角范围为±180°，转动电机71的旋转角度范围为±180°。
更进一步的，轴座2内设有用于固定翻板6摆角的刹车机构9，刹车机构9采用液压可调控刹车抱紧的制动。
实施例2
参照附图1-3所示，本发明提供的一种包括：底座1；轴座2，轴座2为两个，设置在底座1的两侧；第一摆动轴3，第一摆动轴3安装在底座1一侧的轴座2上；
第二摆动轴4，第二摆动轴4安装在底座1另一侧的轴座2上；
摆动电机5，摆动电机5的输出轴与第一摆动轴3转动连接；
用于放置轮毂工件的翻板6，翻板6一端与第一摆动轴3连接，另一端与第二摆动轴4连接；
中心定位机构7，中心定位机构7设置在翻板6中部，采用中心胀紧定位方式对轮毂工件从中间夹紧定位；
侧压机构8，侧压机构8至少为两个，其设在翻板6上，并以中心定位机构7的中心对称分布，用于从轮毂工件的外围压紧定位。
进一步，第一摆动轴3和第二摆动轴4的轴共轴线，且均与翻板6平面平行，在摆动电机5的驱动下，使第一摆动轴3和第二摆动轴4同时运动且摆角相同，确保轮毂工件加工过程中的加工精度。
进一步，参照如图6-7所示，中心定位机构7包括转动电机71、减速器72、油压缸73、胀紧套74和定位盘78；转动电机71与减速器72转动连接，减速器72输出轴和油压缸73底部固定连接，油压缸73的活塞杆端部连接一连杆；
定位盘78由等角度的定位块构成，并设有中心轴孔；胀紧套74套设于定位盘78的中心轴孔中，油压缸73的活塞杆和连杆穿设在胀紧套74内并与其固定连接；定位盘74穿设在轮毂的中心孔内，油压缸73的活塞带动胀紧套74使定位盘78的多个定位块向外扩张，将轮毂工件胀紧定位。
进一步，侧压机构8包括夹紧气缸81、安装座82和压爪83，夹紧气缸81固定在安装座82上，压爪83的一端通过销轴铰接在安装座82上且与夹紧气缸81的活塞杆连接，安装座82与翻板6连接；侧压机构8可以设为4个，翻板6上对应设有设有数量与侧压机构8对应的矩形安装槽，侧压机构8中的安装座82可滑动的安装在对应的矩形安装槽中，安装槽旁设有刻度条；为了保证对轮毂工件的牢固固定同时防止过定位，设置四个侧压机构，在加工的过程中，四个侧压机构是同步动作的，同时四个压爪也是配合同步动作的。
进一步，每个侧压机构8的底部设有进气阀，进气阀的出气端通过管路与对应的夹紧气缸81连通，进气阀的进气端连接外部气源，当轮毂工件定位安装后，气体通道打开使压爪压紧轮毂工件的外围。
进一步，工作台还包括用于检验轮毂卡紧到位的压力传感器，压力传感器与控制系统电连接；压力传感器检测的压力值与控制系统的预设压力阈值比较，小于设定的压力阈值时，说明轮毂工件没有压紧。
进一步，摆动电机5和转动电机71均为伺服电机；翻板6的摆角范围为±180°，转动电机71的旋转角度范围为±180°。
更进一步的，轴座2内设有用于固定翻板6摆角的刹车机构9，刹车机构9采用液压可调控刹车抱紧的制动。
本发明中轮毂工件的定位夹紧方便，采用两种中心定位方式，通过油压缸带动胀紧套胀来紧轮毂工件，再通过侧压机构对工件外围进行进一步的夹紧固定，可以装夹不同尺寸大小的轮毂工件，通用性好，定位准确，装夹方便。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.五轴数控机床A/C轴工作台，其特征在于，包括：
底座(1)；
轴座(2)，所述轴座(2)为两个，其分别设置在所述底座(1)的两侧；
第一摆动轴(3)，所述第一摆动轴(3)安装在所述底座一侧的轴座(2)上；
第二摆动轴(4)，所述第二摆动轴(4)安装在所述底座另一侧的轴座(2)上；
摆动电机(5)，所述摆动电机(5)的输出轴与所述第一摆动轴(3)转动连接；
用于放置轮毂工件的翻板(6)，所述翻板(6)一端与所述第一摆动轴(3)连接，另一端与所述第二摆动轴(4)连接；
中心定位机构(7)，所述中心定位机构(7)设置在所述翻板中部，采用中心内胀紧定位方式对所述轮毂工件从中间夹紧定位；
侧压机构(8)，所述侧压机构(8)至少为两个，其设在所述翻板(6)上，并以所述中心定位机构(7)的中心对称分布，用于从所述轮毂工件的外围压紧定位。
2.根据权利要求1所述的五轴数控机床A/C轴工作台，其特征在于，所述第一摆动轴(3)和第二摆动轴(4)的共轴线，且均与所述翻板(6)平面平行。
3.根据权利要求1所述的五轴数控机床A/C轴工作台，其特征在于，所述中心定位机构(7)包括转动电机(71)、减速器(72)、油压缸(73)、卡紧盘(75)、楔形块(76)和楔形套(77)；所述转动电机(71)与所述减速器(72)转动连接，所述减速器(72)输出轴和所述油压缸(73)底部固定连接，所述油压缸(73)的活塞杆端部连接一连杆；
所述卡紧盘(75)设有中心孔，且圆周面上等角度开设有容纳所述楔形块(76)的条形凹槽；所述楔形套(77)套设于所述卡紧盘(75)中心孔内，且圆周面上等角度倾斜设有与所述卡紧盘(76)一端相适配的滑槽；所述楔形套(77)设有中心轴孔；所述油压缸(73)的活塞杆和连杆穿设在所述中心轴孔内并与其固定连接；所述卡紧盘(74)穿设在所述轮毂的中心孔内，所述油压缸(73)的活塞带动所述楔形套(74)使所述卡紧盘(76)伸入所述轮毂工件的中心孔将所述轮毂工件胀紧定位。
4.根据权利要求1所述的五轴数控机床A/C轴工作台，其特征在于，所述中心定位机构(7)包括转动电机(71)、减速器(72)、油压缸(73)、胀紧套(74)和定位盘(78)；所述转动电机(71)与所述减速器(72)转动连接，所述减速器(72)输出轴和所述油压缸(73)底部固定连接，所述油压缸(73)的活塞杆端部连接一连杆；
所述定位盘(78)由多个等角度的定位块构成，并设有中心轴孔；所述胀紧套(74)套设于所述定位盘(78)的中心轴孔中，所述油压缸(73)的活塞杆和连杆穿设在所述胀紧套(74)内并与其固定连接；所述定位盘(74)穿设在所述轮毂工件的中心孔内，所述油压缸(73)的活塞带动所述胀紧套(74)使所述定位盘(78)的所述定位块向外扩张，将所述轮毂工件胀紧定位。
5.根据权利要求1所述的五轴数控机床A/C轴工作台，其特征在于，所述侧压机构(8)包括夹紧气缸(81)、安装座(82)和压爪(83)，所述夹紧气缸(81)固定在所述安装座(82)上，所述压爪(83)的一端通过销轴铰接在所述安装座(82)上且与所述夹紧气缸(81)的活塞杆连接，所述安装座(82)与所述所述翻板(6)连接。
6.根据权利要求4所述的五轴数控机床A/C轴工作台，其特征在于，所述侧压机构(8)设为4个，所述翻板(6)上设有数量与所述侧压机构(8)对应的矩形安装槽，每个所述侧压机构(8)中的安装座(82)可滑动的安装在对应的所述矩形安装槽中，所述安装槽旁设有刻度条。
7.根据权利要求5所述的五轴数控机床A/C轴工作台，其特征在于，每个所述安装座(82)的底部均安装进气阀，所述进气阀的出气端通过管路与对应的夹紧气缸(81)连通，所述进气阀的进气端连接外部气源。
8.根据权利要求1所述的五轴数控机床A/C轴工作台，其特征在于，所述工作台还包括用于检验轮毂工件卡紧到位的压力传感器，所述压力传感器与控制系统电连接。
9.根据权利要求1-3任一所述的五轴数控机床A/C轴工作台，其特征在于，所述翻板(6)的摆角范围为±180°，所述转动电机(71)的旋转角度范围为±180°。
10.根据权利要求1所述的五轴数控机床A/C轴工作台，其特征在于，所述轴座(2)内设有用于固定所述翻板(6)摆角的刹车机构(9)，所述刹车机构(9)采用液压可调控刹车抱紧的制动。
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