CN115008214B - 一种五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构，属于机械技术领域。它解决了现有五轴摇篮转台采用与电机连接的减速机刹车导致制动力小等技术问题。本五轴摇篮转台包括桥板、电机和五轴台面，电机安装在桥板的下侧，五轴台面与电机的输出轴连接且位于桥板的上侧上，本五轴台面的刹车机构设置在桥板上，包括固定环和刹车环，固定环套在五轴台面的外侧且与桥板固定，刹车环位于五轴台面和固定环之间，刹车环上设有可形变的环形刹车部，环形刹车部的外侧和固定环之间设有压力腔，固定环和桥板内开设有与压力腔连通的液压油路，在压力腔内压力增大时环形刹车部向内侧形变并抱紧五轴台面的周面。本发明具有提高了制动力的优点。

Description

一种五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构。

背景技术

五轴摇篮转台是数控转台的一种，属于机床加工的常用部件。工件固定在第五轴的五轴台面上，通过五轴台面的转动及摆动的组合来满足加工要求。

目前五轴摇篮转台中五轴台面有两种驱动方式,一种是电机机带动涡轮蜗杆传动的方式，另一种采用电机直驱的方式；目前采用电机带动涡轮蜗杆传动的五轴摇篮转台中五轴台面与五轴芯轴连接，虽然涡轮蜗杆也具有自锁功能，为了提升刹车效果，会在五轴芯轴和机壳之间设置液压刹车机构，例如中国专利文献公开的一种五轴数控转台【专利号202220768569.2】等；采用电机直驱的方式的五轴摇篮转台中，电机安装在桥板的下侧，电机上连接有减速机，由于电机的输出轴与五轴台面直连，安装位置有限，因此现有电机直驱的五轴摇篮转台均通过减速机的自锁功能来实现五轴台面的刹车，例如中国专利文件公开的一种基于DDR四轴与伺服电机的五轴转台【申请号 2018206158845】、一种五轴摇篮转台【专利号202220519989.7】等。由于五轴台面是用于安装工件的部件，在加工时五轴台面会随着桥板转动倾斜，工件安装在五轴台面时其重心会偏移出轴线位置，当工件倾斜时会产生扭转力，现有减速机抗扭转的能力有限，当工件的质量较大且重心偏移较多时扭转力会很大，会造成减速机的损伤，影响减速机的使用寿命，且由于五轴台面受到的制动力有限，存在加工时出现工件位置偏移的情况，影响加工精度，因此现有采用电机直驱的方式的五轴摇篮转台无法加工质量较大的工件，适用性较小。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构，本发明解决的技术问题是提升五轴台面的制动力且不影响减速机。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构，五轴摇篮转台包括第四轴和圆盘尾座，所述第四轴的四轴台面和圆盘尾座的尾座台面之间固定有五轴组件，所述五轴组件包括桥板、电机和五轴台面，所述电机安装在桥板的下侧，所述五轴台面与电机的输出轴连接且位于桥板的上侧，其特征在于，本五轴台面的刹车机构设置在桥板上，包括固定环和刹车环，所述固定环套在五轴台面的外侧且与桥板固定，所述刹车环位于五轴台面和固定环之间，所述刹车环上设有可形变的环形刹车部，所述环形刹车部的外侧和固定环之间设有压力腔，所述固定环和桥板内开设有与压力腔连通的液压油路，所述液压油路与油泵连通，在所述压力腔内压力增大时所述环形刹车部向内侧形变并抱紧五轴台面的周面。

需要刹车时油泵启动使得压力腔内的压力上升，压力增大会使得环形刹车部向内侧形变并抱紧五轴台面的周面，从而实现对五轴台面的制动刹车，五轴台面需要转动时油泵关闭，压力腔内的压力下降，环形刹车部形变复位，此时五轴台面能自由转动；通过刹车环上的环形刹车部直接抱紧五轴台面的周面实现对五轴台面的制动刹车，也就是五轴台面的刹车无需电机的减速机参与，从而避免减速机因受力而出现损失，从而提高了使用寿命，也能降低对减速机内零部件的性能要求，从而降低使用成本，同时能使得采用电机直驱的方式的五轴摇篮转台能加工大质量的工件，提升适用性；通过液压的方式实现制动刹车，能大幅度提升环形刹车部与五轴台面之间的摩擦制动力，能在制动刹车时完全锁死五轴台面，避免出现加工时工件位置偏移的情况，保证工件的加工精度；液压油路设置在固定环和桥板内，结构紧凑，避免了管线影响桥板转动及工件的加工。

在上述的五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构中，所述圆盘尾座还包括空心的尾座转轴，所述尾座台面位于尾座转轴的一端，所述尾座台面的中部开设有与尾座转轴连通的连通孔，所述尾座台面和桥板之间通过支撑台固定，所述支撑台内开设有衔接油路，所述衔接油路的出口位于支撑台的上端面上并与液压油路连通，所述衔接油路的进口位于连通孔处，所述油泵通过管路穿过尾座转轴和连通孔与衔接油路的进口连通。桥板在使用时会转动，通过上述结构能避免在桥板转动时影响到油路，且结构紧凑。

在上述的五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构中，所述固定环内开设有油路一，所述油路一的进口位于固定环的下侧面上，所述油路一的出口与压力腔连通，所述桥板上开设有油路二，所述油路二的进口位于桥板与支撑台抵靠的下侧面上，所述油路二的进口与衔接油路连通，所述油路二的出口位于桥板与固定环抵靠的上侧面上，所述油路二的出口与油路一的进口连通，所述油路一和油路二组成上述液压油路。通过油路一和油路二的设置使得液压油路位于固定环和桥板内，减少管线的应用，提高结构的紧凑性。

在上述的五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构中，所述桥板的下侧固定有泄压箱，所述桥板上开设有与油路二连通的泄压油路，所述泄压油路的出口处连接有电磁泄压阀，所述电磁泄压阀的出油口与泄压油箱连通。当五轴台面需要转动时油泵关闭，此时电磁泄压阀打开，一部分液压油通过电磁泄压阀进入泄压箱中储存，由于电磁泄压阀更靠近压力腔，能更快响应泄压，且通过放油的形式泄压，压力腔内的压力能快速下降，使得环形刹车部能迅速且完全放开五轴台面，从而能实现快速调整工件的位置，回收在泄压箱内的液压油可倒回油泵的油箱中重复使用。

在上述的五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构中，所述环形刹车部的厚度为0.8mm～1mm。该厚度的环形刹车部既能在压力下形变抱紧五轴台面，且在泄压后能形变复位放开五轴台面。

在上述的五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构中，所述五轴台面与环形刹车部对齐的周面上开设有螺旋槽。螺旋槽的边沿与环形刹车部之间具有夹角，也就是螺旋槽能在环形刹车部抱紧五轴台面时增加摩擦力，提高阻力，提升刹车效果。

在上述的五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构中，所述刹车环上位于环形刹车部的上下两侧分别设有上密封环部和下密封环部，所述固定环与上密封环部和下密封环部之间均设有密封圈。通过该结构实现压力腔的密封。

在上述的五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构中，所述刹车环还包括位于上侧的环形固定部，所述环形固定部相对上密封环部向外凸出，所述环形固定部抵靠在固定环的上端并通过若干螺栓与固定环固定连接。通过环形固定部实现刹车环与固定环的固定连接。

在上述的五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构中，所述环形固定部和五轴台面之间设有油封。油封能避免灰尘和加工时的铁屑进入五轴台面和刹车环之间的位置。

与现有技术相比，本五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构具有在减速机不参与制动刹车的情况下对五轴台面实现液压制动刹车，提高了制动力且保护了减速机的优点。

附图说明

图1是本五轴摇篮转台的立体结构示意图。

图2是本五轴摇篮转台的俯视结构示意图。

图3是图2中沿A-A的剖视结构示意图。

图4是桥板、五轴台面、固定环、刹车环以及支撑台安装时的侧视结构示意图。

图5是图4中沿B-B的剖视结构示意图。

图6是刹车环的剖视结构示意图。

图7是五轴台面的立体结构示意图。

图中，1、第四轴；11、四轴台面；2、圆盘尾座；21、尾座台面；211、连通孔；22、尾座转轴；3、桥板；31、油路二；32、电机；33、减速机；4、五轴台面；41、螺旋槽；5、固定环；51、油路一；52、密封圈；53、压力腔；6、刹车环；61、上密封环部；62、下密封环部；63、环形刹车部；64、环形凹槽；65、环形固定部；66、油封；7、支撑台；71、衔接油路；8、泄压箱；81、泄压油路；82、电磁泄压阀。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至图7所示，五轴摇篮转台包括第四轴1和圆盘尾座2，第四轴1的四轴台面11和圆盘尾座2的尾座台面21之间固定有五轴组件，五轴组件包括桥板3、电机32和五轴台面4，电机32安装在桥板3的下侧，电机32上连接有减速机33，五轴台面4与电机32的输出轴连接且位于桥板3的上侧。

本五轴台面的刹车机构设置在桥板3上，包括固定环5和刹车环6，固定环5套在五轴台面4的外侧且与桥板3固定，刹车环6位于五轴台面4和固定环5之间，刹车环6包括上密封环部61、下密封环部62以及位于上密封环部61和下密封环部62之间的可形变的环形刹车部63，环形刹车部63的厚度为0.8mm～1mm。作为优选，本实施例中环形刹车部63的厚度0.8mm或者0.9mm或者1mm。上密封环部61、下密封环部62和环形刹车部63之间形成朝向外侧的环形凹槽64，固定环5与上密封环部61和下密封环部62之间均设有密封圈52，环形凹槽64位于两个密封圈52之间并与固定环5形成压力腔53，刹车环6还包括位于上侧的环形固定部65，环形固定部65相对上密封环部61向外凸出，环形固定部65抵靠在固定环5的上端并通过若干螺栓与固定环5固定连接，环形固定部65和五轴台面4之间设有油封66；固定环5和桥板3内开设有与压力腔53连通的液压油路，液压油路与油泵连通，五轴台面4与环形刹车部63对齐的周面上开设有螺旋槽41，在压力腔53内压力增大时环形刹车部63向内侧形变并抱紧五轴台面4的周面。

圆盘尾座2还包括空心的尾座转轴22，尾座台面21位于尾座转轴22的一端，尾座台面21的中部开设有与尾座转轴22连通的连通孔211，尾座台面21和桥板3之间通过支撑台7固定，支撑台7内开设有衔接油路71，衔接油路71的出口位于支撑台7的上端面上并与液压油路连通，衔接油路71的进口位于连通孔211处，油泵通过管路穿过尾座转轴22和连通孔211与衔接油路71的进口连通,油泵及管路的连接均为常规技术。固定环5内开设有油路一51，油路一51的进口位于固定环5的下侧面上，油路一51的出口与压力腔53连通，桥板3上开设有油路二31，油路二31的进口位于桥板3与支撑台7抵靠的下侧面上，油路二31的进口与衔接油路71连通，油路二31的出口位于桥板3与固定环5抵靠的上侧面上，油路二31的出口与油路一51的进口连通，油路一51和油路二31组成上述液压油路。

桥板3的下侧固定有泄压箱8，桥板3上开设有与油路二31连通的泄压油路81，泄压油路81的出口处连接有电磁泄压阀82，电磁泄压阀82的出油口与泄压箱8连通。当五轴台面4需要转动时油泵关闭，此时电磁泄压阀82打开，一部分液压油通过电磁泄压阀82进入泄压箱8中储存，由于电磁泄压阀82更靠近压力腔53，能更快响应泄压，且通过放油的形式泄压，压力腔53内的压力能快速下降，使得环形刹车部63能迅速且完全放开五轴台面4，从而能实现快速调整工件的位置，回收在泄压箱8内的液压油可倒回油泵的油箱中重复使用。

需要刹车时油泵启动使得压力腔53内的压力上升，压力增大会使得环形刹车部63向内侧形变并抱紧五轴台面4的周面，从而实现对五轴台面4的制动刹车，五轴台面4需要转动时油泵关闭，压力腔53内的压力下降，环形刹车部63形变复位，此时五轴台面4能自由转动；通过刹车环6上的环形刹车部63直接抱紧五轴台面4的周面实现对五轴台面4的制动刹车，也就是五轴台面4的刹车无需电机32的减速机33参与。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构，五轴摇篮转台包括第四轴（1）和圆盘尾座（2），所述第四轴（1）的四轴台面（11）和圆盘尾座（2）的尾座台面（21）之间固定有五轴组件，所述五轴组件包括桥板（3）、电机（32）和五轴台面（4），所述电机（32）安装在桥板（3）的下侧，所述五轴台面（4）与电机（32）的输出轴连接且位于桥板（3）的上侧，其特征在于，五轴台面的刹车机构设置在桥板（3）上，包括固定环（5）和刹车环（6），所述固定环（5）套在五轴台面（4）的外侧且与桥板（3）固定，所述刹车环（6）位于五轴台面（4）和固定环（5）之间，所述刹车环（6）上设有可形变的环形刹车部（63），所述环形刹车部（63）的外侧和固定环（5）之间设有压力腔（53），所述固定环（5）和桥板（3）内开设有与压力腔（53）连通的液压油路，所述液压油路与油泵连通，在所述压力腔（53）内压力增大时所述环形刹车部（63）向内侧形变并抱紧五轴台面（4）的周面。

2.根据权利要求1所述的五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构，其特征在于，所述圆盘尾座（2）还包括空心的尾座转轴（22），所述尾座台面（21）位于尾座转轴（22）的一端，所述尾座台面（21）的中部开设有与尾座转轴（22）连通的连通孔（211），所述尾座台面（21）和桥板（3）之间通过支撑台（7）固定，所述支撑台（7）内开设有衔接油路（71），所述衔接油路（71）的出口位于支撑台（7）的上端面上并与液压油路连通，所述衔接油路（71）的进口位于连通孔（211）处，所述油泵通过管路穿过尾座转轴（22）和连通孔（211）与衔接油路（71）的进口连通。

3.根据权利要求2所述的五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构，其特征在于，所述固定环（5）内开设有油路一（51），所述油路一（51）的进口位于固定环（5）的下侧面上，所述油路一（51）的出口与压力腔（53）连通，所述桥板（3）上开设有油路二（31），所述油路二（31）的进口位于桥板（3）与支撑台（7）抵靠的下侧面上，所述油路二（31）的进口与衔接油路（71）连通，所述油路二（31）的出口位于桥板（3）与固定环（5）抵靠的上侧面上，所述油路二（31）的出口与油路一（51）的进口连通，所述油路一（51）和油路二（31）组成上述液压油路。

4.根据权利要求3所述的五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构，其特征在于，所述桥板（3）的下侧固定有泄压箱（8），所述桥板（3）上开设有与油路二（31）连通的泄压油路（81），所述泄压油路（81）的出口处连接有电磁泄压阀（82），所述电磁泄压阀（82）的出油口与泄压箱（8）连通。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构，其特征在于，所述环形刹车部（63）的厚度为0.8mm～1mm。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构，其特征在于，所述五轴台面（4）与环形刹车部（63）对齐的周面上开设有螺旋槽（41）。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构，其特征在于，所述刹车环（6）上位于环形刹车部（63）的上下两侧分别设有上密封环部（61）和下密封环部（62），所述固定环（5）与上密封环部（61）和下密封环部（62）之间均设有密封圈（52）。

8.根据权利要求7所述的五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构，其特征在于，所述刹车环（6）还包括位于上侧的环形固定部（65），所述环形固定部（65）相对上密封环部（61）向外凸出，所述环形固定部（65）抵靠在固定环（5）的上端并通过若干螺栓与固定环（5）固定连接。

9.根据权利要求8所述的五轴摇篮转台中五轴台面的刹车机构，其特征在于，所述环形固定部（65）和五轴台面（4）之间设有油封（66）。