CN114888589A - 一种立卧两用凸轮滚子数控转台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立卧两用凸轮滚子数控转台，属于数控加工技术领域，包括箱体和伺服电机，在箱体内装配有垂直设置的弧面凸轮和输出轴，在输出轴上设有刹车组件，伺服电机的传动轴通过第一齿轮和第二齿轮驱动弧面凸轮转动，弧面凸轮上的弧面轮廓曲面与输出轴上设置的滚针轴承之间齿合传动，输出轴上设有转台轴承，转台轴承上安装有旋转工作台。本发明中，刹车组件可对输出轴进行制动，在承受各个方向的切削力时输出轴均不会转动，同时弧面凸轮与滚针轴承之间可实现无间隙滚动传动，并且第一齿轮和第二齿轮之间也可实现无间隙齿合状态，因此定位精度高。此外，本发明的数控转台既可立式安装，也可卧式安装，安装使用方便。

Description

一种立卧两用凸轮滚子数控转台

技术领域

本发明涉及数控加工技术领域，具体涉及一种立卧两用凸轮滚子数控转台。

背景技术

在数控加工中心的机床工作台上需要安装数控转台，再将工件装夹于数控转台上，机床即可对工件进行任意角度加工及联动曲面的加工。当前的工件加工工艺中，在很多情况下都需要将工件频繁转动到某一角度进行加工，同一工件还需要循环往复多次更换不同的刀具进行加工，在定位过程中，数控转台的刹车装置松夹反应速度直接影响加工效率，数控转台的重复定位精度会直接影响工件的成品精度。

现有的数控转台普遍刹车松且响应速度较慢，尤其现有的数控转台大多是蜗轮蜗杆结构，蜗轮蜗杆结构齿合传动为滑动摩擦传动，需要预留间隙以防止结构自磨损或卡死，在传动过程中间隙的存在对重复定位的精度会造成一定影响；另外，在实际生产加工中，根据工件的工艺需要，有些工件需要将数控转台立式安装，有些工件需要卧式安装，而现有的数控转台往往仅有一种安装方式，因此安装方式不方便，难以满足加工需求。

而当前在高端装备数控加工中心中，各个功能部件均包括数控转台，数控转台需要保证同等高精度，才能满足高端装备的需求，因此需要开发一种具有高精度、高效率且安装方式多样的数控转台，以解决上述问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种立卧两用凸轮滚子数控转台，以解决背景技术中提到的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明公开了一种立卧两用凸轮滚子数控转台，包括箱体，所述箱体内部装配有弧面凸轮和输出轴，在箱体外设有伺服电机，伺服电机的传动轴延伸至箱体内；

所述弧面凸轮的中部为弧面轮廓曲面，输出轴的中部沿其周向设置有滚针轴承，弧面凸轮上的弧面轮廓曲面与输出轴上的滚针轴承之间齿合传动；

所述弧面凸轮的两端均为光轴，各自安装有第一轴承组和第二轴承组，第一轴承组和第二轴承组分别装配于第一偏心轴承座和第二偏心轴承座内，弧面凸轮通过第一轴承座、第二轴承座、第一偏心轴承座和第二偏心轴承座装配于箱体内；

弧面凸轮的这种安装方式，确保了弧面凸轮与滚针轴承之间的间距可调，具体的，通过调节第一偏心轴承座和/或第二偏心轴承座与输出轴之间的距离，使弧面凸轮的弧面轮廓曲线与滚针轴承之间产生预压，从而实现无间隙滚动传动，因此能够降低间隙的存在导致定位精度低的问题，大大提高了传动过程中的定位精度。

所述弧面凸轮上安装有第二轴承座的一端光轴上装配有第二齿轮，伺服电机的传动轴上装配有第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮平行设置且齿合传动；

所述输出轴上在其一侧端部安装有转台轴承，转台轴承上安装有旋转工作台；所述输出轴上另一侧端部装配有刹车组件。

进一步的，所述刹车组件包括第一刹车片、第二刹车片、刹车压盘和刹车座；所述第一刹车片装配固定于输出轴上，所述第二刹车片和刹车座自内至外依次安装固定于箱体上；在所述刹车座上加工有环形槽，所述刹车压盘设于刹车座的环形槽内与刹车座之间形成密闭腔体，所述刹车压盘在刹车座的环形槽内做轴向滑动；

所述箱体上设置有油压投入口，所述油压投入口和环形槽之间设有内部液压油路，且油压投入口和环形槽通过内部液压油路互相连通，所述刹车压盘对应的箱体端面沿其周向设置有第一弹簧，所述第一弹簧与刹车压盘抵接；

当液压油通过油压投入口导入箱体内时，液压油进入刹车座的环形槽内形成内压，推动刹车压盘轴向推进，第一弹簧被压缩，进而推动第二刹车片和第一刹车片叠压至箱体，间接使输出轴被制动而处于锁紧状态；

当外接液压油路停止输送液压油时，内部液压油路释压，刹车座内无油压，第一弹簧推动刹车压盘回退复位，第一刹车片和第二刹车片自然回弹分离，输出轴处于放松状态。

进一步的，所述箱体上设有刹车感应组件，所述刹车感应组件包括第二弹簧、感应座、感应活塞杆、感应轮、锁紧讯号开关和放松讯号开关；所述感应座固定于箱体上，所述感应座与内部液压油路连通，在感应座与内部液压油路之间设有第二弹簧，在所述感应座的中心位置处滑动套接有感应活塞杆，所述感应活塞杆的一端与第二弹簧抵接，所述感应活塞杆的另一端外部套接有感应轮，在感应活塞杆上并排安装有锁紧讯号开关和放松讯号开关；

当执行刹车时，油压推动感应活塞杆和感应轮伸出至外侧的锁紧讯号开关处，锁紧讯号开关检测到并发出讯号到设备，设备启动锁紧指令；当执行松开动作时，油路及刹车组件内部释压，第二弹簧推动感应活塞杆和感应轮回退复位至内侧的放松讯号开关，放松讯号开关检测到并发出讯号到设备，设备启动放松指令。

进一步的，所述油压投入口的数量为多个。

进一步的，在所述输出轴与转动轴承之间，以及旋转工作台与转台轴承之间均设有密封环。具体的，密封环可以使O型密封圈，能够防止内部液压油路中液压油的泄露。

进一步的，在所述输出轴与箱体之间设有第三轴承，所述输出轴通过第三轴承装配于箱体内。

进一步的，所述伺服电机通过马达板安装固定于箱体外侧，在伺服电机与马达板之间设有调整环。通过调节调整环的厚度，可使第一齿轮与第二齿轮之间的距离为无间隙齿合状态，因此可进一步提高定位的精度。

进一步的，所述刹车压盘为环状结构，所述刹车压盘的宽度小于刹车座上环形槽的宽度，所述刹车压盘的内径侧和外径侧均设置有密封件。

进一步的，所述密封件为O型密封圈。密封件的存在能够使刹车压盘与环形槽之间的接触密闭性更好，可缩短刹车所需时间，提高刹车的定位精度，另一方面还可防止液压油的泄露。

与现有技术相比，本发明所获得的有益技术效果：

1.本发明的立卧两用凸轮滚子数控转台在箱体内设置弧面凸轮，弧面凸轮与输出轴上设置的滚针轴承之间齿合传动，弧面凸轮与滚针轴承之间的间距可通过调节第一偏心轴承座和/或第二偏心轴承座与输出轴之间的距离来进行调整，可使弧面凸轮的弧面轮廓曲线与滚针轴承之间产生预压，从而实现无间隙滚动传动，因此能够大大提高定位精度。

2.本发明的立卧两用凸轮滚子数控转台在伺服电机安装时，在伺服电机与马达板之间设置调整环，通过调节调整环的厚度，可使第一齿轮与第二齿轮之间的距离为无间隙齿合状态，因此可进一步提高定位的精度。

3.本发明的立卧两用凸轮滚子数控转台在输出轴的端部设有刹车组件，刹车组件包括固定安装在输出轴上的第一刹车片，和固定安装在箱体上的第二刹车片和刹车座，以及设于刹车座内的刹车压盘，通过液压设备向箱体内导入液压油，利用液压油的压力使第二刹车片和第一刹车片贴合，从而对输出轴进行制动，输出轴无法转动，可对装夹于输出轴上旋转工作台上的零件进行定位，可承受零件加工时各方向的切削力，输出轴也不会转动，可保证零件的定位加工精度。

4、本发明的立卧两用凸轮滚子数控转台在箱体上预留有安装槽孔，既可立式安装，也可卧式安装，因此使用方便。

附图说明

图1：实施例1中立卧两用凸轮滚子数控转台的立体图。

图2：实施例1中立卧两用凸轮滚子数控转台立式安装时的立体图。

图3：实施例1中立卧两用凸轮滚子数控转台卧式安装时的立体图。

图4：实施例1中立卧两用凸轮滚子数控转台的爆炸立体结构图。

图5：实施例1中立卧两用凸轮滚子数控转台的内部结构图。

图6：实施例1中立卧两用凸轮滚子数控转台的局部剖视结构示意图。

图7：实施例1中立卧两用凸轮滚子数控转台的滚针轴承的剖视图。

图8：实施例1中立卧两用凸轮滚子数控转台处于锁紧状态的局部剖视结构示意图。

图9：图8中区域A的局部放大图。

图10：实施例1中立卧两用凸轮滚子数控转台处于放松状态的局部剖视结构示意图。

图11：图10中区域B的局部放大图。

其中，01、箱体；02、弧面凸轮；03、输出轴；04、滚针轴承；05、转台轴承；06、第三轴承；07、密封环；08、旋转工作台；09、第一偏心轴承座；10、第一轴承组；11、端盖；12、第一刹车片；13、第二刹车片；14、刹车压盘；15、刹车座；16、第二偏心轴承座；17、第二轴承组；18、第二齿轮；19、马达板；20、调整环；21、第一齿轮；22、伺服电机；23、马达箱；24、环形槽；26、第一弹簧；251、第二弹簧；252、感应座；253、锁紧讯号开关；254、放松讯号开关；255、感应活塞杆；256、感应轮；27、油压投入口；041、滚柱；042、滚子垫片；043、滚针；044、滚套；28、内部液压油路。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

如图1-11所示，给出了立卧两用凸轮滚子数控转台的整体及局部结构示意图。

立卧两用凸轮滚子数控转台包括箱体01，箱体01的内部铸造成型腔体，在箱体01内部装配有弧面凸轮02、输出轴03，弧面凸轮02与输出轴03垂直装配于箱体01内。

在箱体01外设有伺服电机22，伺服电机22通过马达板19固定安装于箱体01外侧的马达箱23内，在伺服电机22与马达板19之间设置有调整环20，伺服电机22的传动轴延伸至箱体01内。

弧面凸轮02的中部加工成等速度的弧面轮廓曲面，具体的，弧面凸轮02上加工有在360°旋转下等速度驱动的弧面轮廓曲面。

弧面凸轮02的两端加工成光轴，且两端各自安装有第一轴承组10和第二轴承组17，第一轴承组10和第二轴承组17分别装配于第一偏心轴承座09和第二偏心轴承座16内，弧面凸轮02通过第一轴承组10、第二轴承组17、第一偏心轴承座09和第二偏心轴承座16装配于箱体01内；在箱体01上与第一偏心轴承座09对应的位置处设有端盖11。

输出轴03的中部沿其周向均布设置有滚针轴承04，输出轴03的一侧端部装配有转台轴承05，转台轴承05上安装有旋转工作台08，输出轴03的另一侧端部通过第三轴承06安装于箱体01内。

在输出轴03与滚针轴承04之间，以及旋转工作台08和转台轴承05之间均设有密封环07。

滚针轴承04包括滚柱041、滚子垫片042、滚针043和滚套044，滚柱041与输出轴03相连，在滚柱041上沿滚柱041的周向均布有多个滚针043，滚针043外侧设有滚套044，在滚针043和滚套044的端部设有滚子垫片042。

弧面凸轮02的弧面轮廓曲线与输出轴03上设置的滚针轴承04之间齿合传动，通过调节第一偏心轴承座09和/或第二偏心轴承座16与输出轴03之间的距离，使弧面凸轮02的弧面轮廓曲线与滚针轴承04之间产生预压，从而实现无间隙滚动传动。

弧面凸轮02上安装有第二轴承组17的一端光轴上装配有第二齿轮18，伺服电机22的传动轴上装配有第一齿轮21，第一齿轮21与第二齿轮18平行设置，且第一齿轮21与第二齿轮18齿合传动，通过调节调整环20的厚度，可调整第一齿轮21和第二齿轮18的距离至无间隙齿合状态。

伺服电机22转动时，伺服电机22的传动轴带动第一齿轮21转动，进而驱动第二齿轮18和弧面凸轮02转动，弧面凸轮02同步驱动输出轴03带动旋转工作台08转动。

在输出轴03上装配有刹车组件，刹车组件包括第一刹车片12、第二刹车片13、刹车压盘14和刹车座15。

第一刹车片12装配固定于输出轴03上远离旋转工作台08的一端，第二刹车片13和刹车座15依次设置于第一刹车片12的外部，第二刹车片13和刹车座15自内至外依次安装固定于箱体01上，刹车座15上加工有环形槽24，刹车压盘14设于环形槽24内，刹车压盘14的宽度小于环形槽24的宽度，刹车压盘14的内径侧和外径侧均设置有密封件(具体为O型密封圈)，刹车压盘14装入刹车座15上的环形槽24内，与刹车座15之间形成密闭腔体，刹车压盘14可在环形槽24内做轴向滑动；

在箱体01上设有油压投入口27，油压投入口27和环形槽24之间设有内部液压油路28，且油压投入口27和环形槽24通过内部液压油路28互相连通；第一刹车片12的外圈部分位于箱体01和第二刹车片13之间，刹车压盘14对应的箱体01端面沿其周向设置多组第一弹簧26，第一弹簧26与刹车压盘14抵接；

当内部液压油路28中未注入液压油时，内部液压油路28内无油压，第一刹车片12和第二刹车片13之间保持自然分离状态，此时第一刹车片12与箱体01和第二刹车片13之间均存在间隙，刹车放松，输出轴03可正常转动；

当液压油通过油压投入口27和导入箱体01内时，液压油通过内部液压油路28进入环形槽24内形成内压，推动刹车压盘14轴向推进，第一弹簧26被压缩，进而推动第二刹车片13和第一刹车片12贴合，带动输出轴03被制动，刹车处于锁紧状态。

箱体01的侧面还设置有刹车感应组件，刹车感应组件包括第二弹簧251、感应座252、感应活塞杆255、感应轮256、锁紧讯号开关253和放松讯号开关254，感应座252固定于箱体01上，感应座252与内部液压油路28连通，在感应座252与内部液压油路28之间设有第二弹簧251，在感应座252的中心位置处滑动套接有感应活塞杆255，感应活塞杆255的一端与第二弹簧251抵接，感应活塞杆255的另一端外部套接有感应轮256，在感应活塞杆255上并排安装有锁紧讯号开关253和放松讯号开关254。

箱体01侧面可设置有多个油压投入口，根据安装方式可选择其中一个油压投入口外接液压油路，其他备用油压投入口用螺丝封闭，当执行刹车指令时，外接液压油路将液压油通过油压投入口27导入至箱体01内，液压油通过内部液压油路28进入刹车座15的环形槽24内形成内压，推动刹车压盘14轴向推进，第一弹簧26被压缩，进而推动第二刹车片13和第一刹车片12贴合，带动输出轴03被制动无法转动。此时零件位置固定，无法转动，可保证零件的定位加工精度。

当执行刹车时，油压推动感应活塞杆255和感应轮256伸出至外侧的锁紧讯号开关253处，锁紧讯号开关253检测到并发出讯号到设备，设备启动锁紧指令；当执行松开动作时，油路及刹车组件内部释压，第二弹簧251推动感应活塞杆255和感应轮256回退复位至内侧的放松讯号开关254，放松讯号开关254检测到并发出讯号到设备，设备启动放松指令。

具体的，在执行刹车锁紧动作指令时，内压将感应活塞杆255和感应轮256推出到推出到锁紧讯号开关253位置，开关向机床反馈锁紧确认讯号，可执行下一步加工指令。

当定位加工完成，旋转工作台08需要旋转时，则执行刹车松开指令，外接液压油路停止输送液压油，内部液压油路28打开释放内压，此时刹车座15的环形槽24内无压力，第一弹簧26快速将刹车压盘14推回复位，第一刹车片12和第二刹车片13复位，感应活塞杆255和感应轮256退回到放松讯号开关254位置，放松讯号开关254向机床反馈放松确认讯号，机床即可执行下一步加工指令。

该实施例1中的立卧两用凸轮滚子数控转台在箱体01上预留有安装槽孔，在安装于机床中时，既可立式安装，如图2所示，也可卧式安装，如图3所示。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，包括技术特征的组合、重组。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种立卧两用凸轮滚子数控转台，其特征在于：包括箱体，所述箱体内部装配有弧面凸轮和输出轴，在箱体外设有伺服电机，伺服电机的传动轴延伸至箱体内；

所述弧面凸轮的中部为弧面轮廓曲面，输出轴的中部沿其周向设置有滚针轴承，弧面凸轮上的弧面轮廓曲面与输出轴上的滚针轴承之间齿合传动；

所述弧面凸轮的两端均为光轴，各自安装有第一轴承组和第二轴承组，第一轴承组和第二轴承组分别装配于第一偏心轴承座和第二偏心轴承座内，弧面凸轮通过第一轴承座、第二轴承座、第一偏心轴承座和第二偏心轴承座装配于箱体内；

所述弧面凸轮上安装有第二轴承座的一端光轴上装配有第二齿轮，伺服电机的传动轴上装配有第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮平行设置且齿合传动；

所述输出轴上在其一侧端部安装有转台轴承，转台轴承上安装有旋转工作台；所述输出轴上另一侧端部装配有刹车组件。

2.如权利要求1所述的立卧两用凸轮滚子数控转台，其特征在于：所述刹车组件包括第一刹车片、第二刹车片、刹车压盘和刹车座；所述第一刹车片装配固定于输出轴上，所述第二刹车片和刹车座自内至外依次安装固定于箱体上；在所述刹车座上加工有环形槽，所述刹车压盘设于刹车座的环形槽内与刹车座之间形成密闭腔体，所述刹车压盘在刹车座的环形槽内做轴向滑动；

所述箱体上设置有油压投入口，所述油压投入口和环形槽之间设有内部液压油路，且油压投入口和环形槽通过内部液压油路互相连通，所述刹车压盘对应的箱体端面沿其周向设置有第一弹簧，所述第一弹簧与刹车压盘抵接；

当液压油通过油压投入口导入箱体内时，液压油进入刹车座的环形槽内形成内压，推动刹车压盘轴向推进，第一弹簧被压缩，进而推动第二刹车片和第一刹车片叠压至箱体，间接使输出轴被制动而处于锁紧状态；

当外接液压油路停止输送液压油时，内部液压油路释压，刹车座内无油压，第一弹簧推动刹车压盘回退复位，第一刹车片和第二刹车片自然回弹分离，输出轴处于放松状态。

3.如权利要求1所述的立卧两用凸轮滚子数控转台，其特征在于：所述箱体上设有刹车感应组件，所述刹车感应组件包括第二弹簧、感应座、感应活塞杆、感应轮、锁紧讯号开关和放松讯号开关；所述感应座固定于箱体上，所述感应座与内部液压油路连通，在感应座与内部液压油路之间设有第二弹簧，在所述感应座的中心位置处滑动套接有感应活塞杆，所述感应活塞杆的一端与第二弹簧抵接，所述感应活塞杆的另一端外部套接有感应轮，在感应活塞杆上并排安装有锁紧讯号开关和放松讯号开关。

4.如权利要求2所述的立卧两用凸轮滚子数控转台，其特征在于：所述油压投入口的数量为多个。

5.如权利要求1所述的立卧两用凸轮滚子数控转台，其特征在于：在所述输出轴与转动轴承之间，以及旋转工作台与转台轴承之间均设有密封环。

6.如权利要求1所述的立卧两用凸轮滚子数控转台，其特征在于：在所述输出轴与箱体之间设有第三轴承，所述输出轴通过第三轴承装配于箱体内。

7.如权利要求1所述的立卧两用凸轮滚子数控转台，其特征在于：所述伺服电机通过马达板安装固定于箱体外侧，在伺服电机与马达板之间设有调整环。

8.如权利要求1所述的立卧两用凸轮滚子数控转台，其特征在于：所述刹车压盘为环状结构，所述刹车压盘的宽度小于刹车座上环形槽的宽度，所述刹车压盘的内径侧和外径侧均设置有密封件。

9.如权利要求8所述的立卧两用凸轮滚子数控转台，其特征在于：所述密封件为O型密封圈。

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