CN114700766A - 一种内置旋转拉缸的双列球蜗轮数控回转工作台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内置旋转拉缸的双列球蜗轮数控回转工作台，包括转台基座部件、伺服电机、弧面包络蜗杆部件、双列球蜗轮部件、旋转拉缸部件和工作台。所述伺服电机安装在转台基座部件上，双列球蜗轮部件安装在转台基座部件内部，双列球蜗轮部件与转台基座部件之间通过满球主轴承支撑，旋转拉缸部件安装在双列球蜗轮部件内部，旋转拉缸部件采用弹簧力拉紧活塞带动夹具工作，转台基座的一侧设有进气口，通过气源控制活塞运动，从而实现对机床夹具的拉紧力控制，工作台安装在双列球蜗轮部件输出端。与现有技术相比，本发明结构紧凑，刚度高，精度高，安装使用方便。

Description

一种内置旋转拉缸的双列球蜗轮数控回转工作台

技术领域

本发明涉及数控机床领域，尤其涉及一种内置旋转拉缸的双列球蜗轮数控回转工作台。

背景技术

数控回转工作台是数控机床的重要功能部件，由伺服电机驱动实现旋转位置控制，配合夹具可以对被加工零件实现自动装夹，尤其适用与数控铣床、数控齿轮机床及数控磨床。目前的回转工作台的转动部件由传统蜗轮蜗杆、滚子轴承蜗轮蜗杆和电直驱等多种结构类型，分别在于效率低、磨损大或者效率高、刚度差的问题，本发明采用双列球滚珠作为蜗轮齿面和弧面包络蜗杆相啮合转动，在满足高效率的同时还能保持高刚度。目前的回转工作台只能单一的提供转动作业，对于工件的装夹需要额外的夹具部件才能实现自动装夹，本发明采用球面蜗轮部件独特的结构在其内部设计了可以旋转的气缸实现自动装夹，结构紧凑，有效节省机床的设计空间，使机床结构简化。目前的旋转气缸采用的是双向气动推拉活塞从而驱动夹具，在实际作业中气源压力意外变化时会影响夹具的夹紧力，导致生产安全问题，本发明采用单向气缸并结合弹簧组件实现夹具的锁紧和释放，由弹簧力实施对夹具的锁紧，由气缸力实施对夹具的释放，这样即使在加工过程中气源变化也不会导致夹紧力的丢失，使得加工安全更加可靠。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术存在的不足之处而提供一种内置旋转拉缸的双列球蜗轮数控回转工作台，包括转台基座部件、伺服电机、弧面包络蜗杆部件、双列球蜗轮部件、旋转拉缸部件和工作台。所述伺服电机安装在转台基座部件上，双列球蜗轮部件安装在转台基座部件内部，伺服电机与双列球蜗轮部件之间采用键传动，双列球蜗轮部件与转台基座部件之间通过满球主轴承支撑，旋转拉缸部件安装在双列球蜗轮部件内部，旋转拉缸部件采用弹簧力拉紧活塞带动夹具夹持工件，转台基座的一侧设有进气口，通过气源控制活塞运动实现对机床夹具松开的控制，工作台安装在双列球蜗轮部件输出端。

作为上述方案的优选，所述的伺服电机通过平键连接弧面包络蜗杆，弧面包络蜗杆的两侧各设有一个圆锥滚子轴承和一个深沟球轴承，轴承外侧设有轴承压盖，其中一个压盖和深沟球轴之间设有调整隔圈，轴承压盖内设有旋转骨架油封，外侧设有O型密封圈。

作为上述方案的优选，所述的双列球蜗轮部件由弧面包络蜗杆驱动双列球蜗轮，双列球蜗轮的外圆设有两列球形凹坑，球形凹坑数量根据设计需要的减速器比而定，每个球形凹坑内用螺钉安装有圆环形磁铁，每个凹坑内设有一个钢球被磁铁的磁性吸住，钢球在球形凹坑内可以转动，弧面包络蜗杆的中心线位于两列钢球的中间，使得弧面包络蜗杆同时接触的钢球数量更多，承载能力加大。

作为上述方案的优选，所述的双列球蜗轮的一端设有深沟球滚道，其中装满钢球并套接在主轴承外圈内，主轴承外圈的内侧设有旋转骨架油封对双列球蜗轮密封，主轴承外圈的外侧设有O型密封圈，对转台基座密封，主轴承外圈的球滚道上设有一个半圆型缺口，双列球蜗轮的深沟球滚道处也设有一个半圆型缺口，两个缺口相对时钢球从此处装入，双列球蜗轮的另一端连接旋转气缸座，旋转气缸座的外侧安装深沟球轴承并套接在转台基座内。

作为上述方案的优选，所述的双列球蜗轮和旋转气缸座的内部设有活塞拉杆，活塞拉杆的盘面上安装了数个销轴，每个销轴上套接弹簧，弹簧的一端装在弹簧套内，并置于双列球蜗轮内侧的沉孔里滑动，双列球蜗轮内侧的沉孔中间设有止头螺钉，通过调节止头螺钉可以调节弹簧力的大小。

作为上述方案的优选，所述的活塞拉杆根部一侧设有数个斜向气孔且可通到活塞拉杆中心的孔内，通过进气座中心的滤清器对外部联通，可消除气缸活塞拉杆装有弹簧一端的气密封，销轴的另一端插入旋转气缸座上的销套内，使得活塞拉杆的内螺纹连接夹具锁紧时可以克服旋转力矩，双列球蜗轮和旋转气缸座内分别设有上下导向密封套，活塞拉杆的两端在上下导向密封套内滑动。

作为上述方案的优选，所述的转台基座的底部设有进气座，进气座上设有气道，气道的一端和转台基座的进气口相通，气道的另一端在两个骨架旋转油封的密封下和旋转气缸座上的气道相连，旋转气缸座上的气道通向活塞的一侧，使得气源在双列球蜗轮停止或旋转的状态下都可以推动活塞拉杆运动。

本发明的有益效果在于：伺服电机可以精确控制工作台的回转位置，弧面包络蜗杆的中心线位于两列钢球的中间，使得弧面包络蜗杆同时接触的钢球数量更多，工作台的承载能力被大大提高。旋转气缸座的外侧安装深沟球轴承并套接在转台基座内，提高了回转工作台的抗倾覆能力。工作台在旋转作业过程中旋转拉缸部件始终保持对夹具的拉紧作用，夹紧力由弹簧控制不会受气源变化影响，提高工件加工过程中的安全性和可靠性。因此本发明具有结构紧凑、定位精度高、刚度高、安全性好等优点。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描叙。

图1为本发明的整体外形结构图

图2为本发明的整体结构爆炸示意图

图3为本发明的蜗轮蜗杆部件剖视图

图4为本发明的蜗轮蜗杆部件结构示意图

图5为本发明的整体结构横向剖视图

图6为本发明的整体结构纵向剖视图

图中符号说明

1-转台基座部件；2-伺服电机；3-弧面包络蜗杆部件；4-双列球蜗轮部件；5，旋转拉缸部件；6-工作台；101-转台基座；102-进气座；103-滤清器；104-装配加油盖；105-油标；106-O型密封圈A；107-O型密封圈B；201-平键；301-弧面包络蜗杆；302-圆锥滚子轴承；303-深沟球轴承A；304-隔圈；305-轴承压盖；306-旋转骨架油封A；307-O型密封圈C；401-双列球蜗轮；402-满球主轴承；403-主轴承外圈；404-调整垫片；405-旋转气缸座；406-深沟球轴承B；407-油封压盖；408-钢球；409-旋转骨架油封B；410-O型密封圈D；411-防尘密封圈；412-上导向密封套；413-下导向密封套；414-O型密封圈E；415-O型密封圈F；416-O型密封圈G；417-O型密封圈H；418-旋转骨架油封C；419-O型密封圈J；420-O型密封圈K；421-圆环形磁铁；422-螺钉；423-堵头螺钉；501-活塞拉杆；502-销轴；503-弹簧；504-弹簧套，505-调节螺钉，506-销套；507-O型密封圈N；1001-进气口；1021-进气座气道；4011-蜗轮轴承缺口；4012-钢球安装孔；4013-球滚道；4031-主轴承外圈缺口；4051-气缸座气道；5011-活塞气道；5012-内螺纹。

具体实施方式

如图1和图3所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包括转台基座部件1、伺服电机2、弧面包络蜗杆部件3、双列球蜗轮部件4、旋转拉缸部件5、工作台6几部份构成。其中伺服电机2安装在转台基座101上提供动力源，伺服电机2通过平键201和弧面包络蜗杆301连接，弧面包络蜗杆301的两侧和转台基座101之间分别设有圆锥滚子轴承302、深沟球轴承A303、隔圈304、轴承压盖305、旋转骨架油封A306，轴承压盖305的外圆台阶根部设有O型密封圈C307。转台基座101的外侧面上设有装配加油盖104和O型密封圈A106，另一个侧面设有油标105，双列球蜗轮部件4的一端连接工作台6，其内部设有旋转拉缸部件5。

如图4和图6所示，双列球蜗轮101的外圆上设有钢球安装孔4012，圆环形磁铁421被螺钉422锁紧在钢球安装孔4012内，钢球408被圆环形磁铁421吸附在钢球安装孔4012的球坑内。

如图2、图4和图5所示，双列球蜗轮401的外圆上设有球滚道4013，球滚道4013和主轴承外圈403之间设有满球主轴承402，当蜗轮轴承缺口4011和主轴承外圈缺口4031正对时，满球主轴承402从此处装入，主轴承外圈403设有旋转骨架油封B409和O型密封圈D410。双列球蜗轮401的一端设有旋转气缸座405，通过深沟球轴承B406支撑在转台基座101内。

主轴承外圈403和转台基座101之间设有调整垫片404，通过改变调整垫片404的厚度可以让弧面包络蜗杆301的位置于双列球蜗轮401上的两列钢球408的正中间，获得最佳的啮合效果。

双列球蜗轮401的内孔设有上导向密封套412和防尘密封圈411对活塞拉杆501导向和密封防尘，上导向密封套412上设有O型密封圈E414和O型密封圈F415。旋转气缸座405内孔设有下导向密封套413，下导向密封套413上设有O型密封圈G416和O型密封圈H417。旋转气缸座405外圆上设有O型密封圈J419对双列球蜗轮401密封。

如图5和图6所示，双列球蜗轮401和旋转气缸座405的中间设有活塞拉杆501，活塞拉杆501上设有数个销轴502，销轴502上套接弹簧503和弹簧套504，弹簧套504在双列球蜗轮401的台阶孔内滑动，台阶孔的中心设有调节螺钉505对弹簧力进行调整，弹簧力始终将活塞拉杆501推向一端。活塞拉杆501上设有活塞气道5011通向活塞中间的盲孔后经进气座102中间的滤清气103和外部联通，使得弹簧处活塞腔不会闭气。

销轴502的另一端在旋转气缸座405上设置的销套506里面滑动，使得活塞拉杆501相对于双列球蜗轮401不会产生旋转，活塞拉杆501的一端设有内螺纹5012连接夹具，活塞拉杆501的外径设有O型密封圈N507。

转台基座301的一侧设有进气口1001连接到进气座102中的进气座气道1021，两者之间设有O型密封圈M508对气道密封，进气座102上设有堵头螺钉423使气道转向，旋转气缸座405上设有油封压盖407，油封压盖407上设有旋转骨架油封C418和O型密封圈J419。旋转气缸座405的内孔还设有2个旋转骨架油封C418形成的腔室，旋转气缸座405上设有气缸座气道4051通向活塞拉杆501的一侧，当活塞拉杆501随着双列球蜗轮401旋转角度时仍然可以和进气口1001通气。

需要强调的是：以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.本发明公开一种内置旋转拉缸的双列球蜗轮数控回转工作台，包括包括转台基座部件、伺服电机、弧面包络蜗杆部件、双列球蜗轮部件、旋转拉缸部件和工作台，所述伺服电机安装在转台基座部件上，双列球蜗轮部件安装在转台基座部件内部，伺服电机与双列球蜗轮部件之间采用键传动，双列球蜗轮部件与转台基座部件之间通过满球主轴承支撑，旋转拉缸部件安装在双列球蜗轮部件内部，旋转拉缸部件采用弹簧力拉紧活塞带动夹具夹持工件，转台基座的一侧设有进气口，通过气源控制活塞运动实现对机床夹具松开的控制，工作台安装在双列球蜗轮部件输出端，工作台在旋转作业过程中旋转拉缸部件始终保持对夹具的拉紧作用，夹紧力由弹簧控制不会受气源变化影响，安全可靠。

2.根据权利要求1所述的一种内置旋转拉缸的双列球蜗轮数控回转工作台，其特征在于：由伺服电机通过平键连接弧面包络蜗杆，弧面包络蜗杆的两侧各设有一个圆锥滚子轴承和一个深沟球轴承，轴承外侧设有轴承压盖，其中一个压盖和深沟球轴之间设有调整隔圈，轴承压盖内设有旋转骨架油封，外侧设有O型密封圈。

3.根据权利要求1所述的一种内置旋转拉缸的双列球蜗轮数控回转工作台，其特征在于：双列球蜗轮部件由弧面包络蜗杆驱动双列球蜗轮，双列球蜗轮的外圆设有两列球形凹坑，球形凹坑数量根据设计需要的减速器比而定，每个球形凹坑内用螺钉安装有圆环形磁铁，每个凹坑内设有一个钢球被磁铁的磁性吸住，钢球在球形凹坑内可以转动，弧面包络蜗杆的中心线位于两列钢球的中间，使得弧面包络蜗杆同时接触的钢球数量更多，承载能力加大。

4.根据权利要求1所述的一种内置旋转拉缸的双列球蜗轮数控回转工作台，其特征在于：双列球蜗轮的一端设有深沟球滚道，其中装满钢球并套接在主轴承外圈内，主轴承外圈的内侧设有旋转骨架油封对双列球蜗轮密封，主轴承外圈的外侧设有O型密封圈，对转台基座密封，主轴承外圈的球滚道上设有一个半圆型缺口，双列球蜗轮的深沟球滚道处也设有一个半圆型缺口，两个缺口相对时钢球从此处装入，双列球蜗轮的另一端连接旋转气缸座，旋转气缸座的外侧安装深沟球轴承并套接在转台基座内，提高了回转工作台的抗倾覆能力。

5.根据权利要求1所述的一种内置旋转拉缸的双列球蜗轮数控回转工作台，其特征在于：双列球蜗轮和旋转气缸座的内部设有活塞拉杆，活塞拉杆的盘面上安装了数个销轴，每个销轴上套接弹簧，弹簧的一端装在弹簧套内，并置于双列球蜗轮内侧的沉孔里滑动，双列球蜗轮内侧的沉孔中间设有止头螺钉，通过调节止头螺钉可以调节弹簧力的大小。

6.根据权利要求1所述的一种内置旋转拉缸的双列球蜗轮数控回转工作台，其特征在于：活塞拉杆根部一侧设有数个斜向气孔且可通到活塞拉杆中心的孔内，通过进气座中心的滤清器对外部联通，可消除气缸活塞拉杆装有弹簧一端的气密封，销轴的另一端插入旋转气缸座上的销套内，使得活塞拉杆的内螺纹连接夹具锁紧时可以克服旋转力矩，双列球蜗轮和旋转气缸座内分别设有上下导向封套，活塞拉杆的两端在上下导向密封套内滑动。

7.根据权利要求1所述的一种内置旋转拉缸的双列球蜗轮数控回转工作台，其特征在于：转台基座的底部设有进气座，进气座上设有气道，气道的一端和转台基座的进气口相通，气道的另一端在两个骨架旋转油封的密封下和旋转气缸座上的气道相连，旋转气缸座上的气道通向活塞的一侧，使得气源在双列球蜗轮停止或旋转的状态下都可以推动活塞拉杆运动。

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