CN117505955B - 一种五轴联动双摆铣头用防脱落装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种五轴联动双摆铣头用防脱落装置，属于机械加工技术领域，包括固定于连接轴上的若干支撑件，支撑件下方转动设置有提拉件，提拉件可在断电时将安装于连接轴下方的铣头组件托住；提拉件的侧边上设置有内凹的锁扣部，锁扣部与铣头组件相互接触，并与铣头组件上的凸棱相互扣合。本发明用于解决五轴联动机床的铣头断电后脱落的问题。通过设置的提拉件，可以在断电之后将铣头组件托住，以机械的方式，防止断电铣头掉落的情况，而通过锁扣部和凸棱的相互扣合，可起到对铣头的支撑效果，避免铣头掉落，且将整个防脱落装置设置了中心对称的四个，可以使铣头平衡，不会倾斜。

Description

一种五轴联动双摆铣头用防脱落装置

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体为一种五轴联动双摆铣头用防脱落装置。

背景技术

目前，我国制造业产品的复杂程度越来越高，尤其是航空航天、军工等领域的产品需要加工复杂曲面，要求机床具有包括两个回转轴的五轴以上机床联动。

传统的数控机床已经无法对复杂曲面实现全方位多角度的切削加工。现在针对复杂曲面的全方位多角度加工过程往往采用五轴联动双摆铣头。现有技术中为适应不同的铣头，通常采用五轴联动双摆自动交换铣头。

五轴联动机床的双摆头往往采用液压的传动方式，将铣头卡住夹紧，因此在实际的使用过程中，一旦发生断电，液压传动系统就会失效，铣头会由于缺乏稳固的夹紧固定力，导致铣头脱落，不仅加工中断，刀具或者设备损坏，造成一定的经济损失，还有可能对操作人员产生威胁，因此需要一种防止铣头脱落的装置解决上述问题。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种五轴联动双摆铣头用防脱落装置，用于解决五轴联动机床的铣头断电后脱落的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种五轴联动双摆铣头用防脱落装置，包括固定于连接轴上的若干支撑件，支撑件下方转动设置有提拉件，提拉件可在断电时将安装于连接轴下方的铣头组件托住；

提拉件的侧边上设置有内凹的锁扣部，锁扣部与铣头组件相互接触，并与铣头组件上的凸棱相互扣合。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过设置的提拉件，可以在断电之后将铣头组件托住，以机械的方式，防止断电铣头掉落的情况，而通过锁扣部和凸棱的相互扣合，可起到对铣头的支撑效果，避免铣头掉落，且将整个防脱落装置设置了中心对称的四个，可以使铣头平衡，不会倾斜。

作为上述方案的进一步改进，支撑件上设置有朝下布置，且可以上下伸缩的预紧组件，预紧组件向下顶住提拉件，以推动提拉件和铣头组件相互卡住。

作为上述方案的进一步改进，预紧组件包括固定于支撑件上的外筒，外筒内具有开口朝下的空腔，空腔内滑动设置顶压杆，顶压杆和空腔的顶壁之间设置预紧弹簧；

外筒的底部还设置有防止顶压杆从外筒内滑出的端盖。

上述改进的技术效果为：通过设置的预紧组件，可以在预紧弹簧的持续性的弹力推动之下，保持锁扣部和铣头组件上的凸棱一直处于接触扣合的状态，以提升防脱落的效果，避免出现提拉件旋转造成铣头组件滑落的情况。

作为上述方案的进一步改进，支撑件的侧边固定设置有向下伸出的支撑杆，支撑杆的底端转动设置有旋转杆，旋转杆的一端连接有支撑轮，支撑轮伸入到铣头组件上的凸棱下方；

提拉件的侧边铰接设置有连杆，连杆的端部连接于旋转杆的另一端。

上述改进的技术效果为：支撑轮伸入到凸棱的下方，可在铣头组件从提拉件上掉落之后，对铣头组件起到第二层的支撑作用，而且在连杆的推动下，可以在提拉件发生旋转的时候，带动支撑轮向下翻转，从而可以使支撑轮上的铣头组件可缓慢的向下输送，避免铣头组件在拿出来的时候，直接掉落，直到支撑轮和铣头组件完全脱离之后，铣头组件则可以向下拿出。

作为上述方案的进一步改进，支撑杆和旋转杆之间设置有扭簧，支撑杆的端部设置第一限制块，且在旋转杆的侧面设置有第二限制块；

在扭簧的推动下，第一限制块和第二限制块相互接触使旋转杆上连接支撑轮的一端呈水平状态。

作为上述方案的进一步改进，连杆上设置有滑槽，旋转杆上设置有穿过滑槽的连接销柱；

连接销柱可在滑槽内活动。

上述改进的技术效果为：通过将支撑轮布置成水平状态，可以保证支撑轮以最长的伸出量布置在铣头组件凸棱的下方，从而便于铣头组件向下落的时候，可以和支撑轮接触，而且通过设置的滑槽，可以在将铣头组件拿出来的时候，先让提拉件旋转将铣头组件送到支撑轮上，支撑轮依然保持水平状态，起到支撑轮的旋转活动延迟的效果，而且在扭簧的作用下，可进一步的起到缓冲的作用，使支撑轮缓慢的向下翻转，以缓慢的向下将铣头组件送出。

作为上述方案的进一步改进，支撑轮转动设置于翻转杆上，翻转杆和旋转杆之间相互铰接设置，翻转杆可向上翻转，且翻转杆的下方固定设置有与旋转杆相互顶住的限制座，限制座顶住旋转杆使支撑轮水平。

上述改进的技术效果为：设置的翻转杆可以向上翻转，但是不能向水平方向以下翻转，可方便在安装铣头组件的时候，向上能够避开支撑轮阻挡作用，使支撑轮只起到向下输送时的单向支撑作用。

作为上述方案的进一步改进，支撑杆上固定设置有导向件，导向件上滑动设置有夹持件，夹持件的顶部与设置在支撑件下侧的导轨相互滑动设置；

提拉件的侧面设置有顶推凸台，夹持件上设置有可与顶推凸台相互滑动布置的滑台，顶推凸台可在提拉件的挤压之下推动滑台向铣头组件一侧活动，促使夹持件将铣头组件上的凸棱夹紧；

夹持件和支撑杆之间还设置有将其向支撑杆一侧拉动的复位件。

上述改进的技术效果为：当提拉件向铣头组件一侧的方向旋转的时候，可以使顶推凸台对滑台产生挤压，从而促使夹持件向铣头组件一侧方向活动，从而可使夹持件将铣头组件上的凸棱夹紧，以防止在断电之后，铣头组件由于缺少夹持，出现位置不稳定，容易摇晃倾斜等问题。

作为上述方案的进一步改进，支撑件的外侧设置有可上下活动的伸缩杆组件，伸缩杆组件的顶部连接有驱动其上下活动的驱动组件；

伸缩杆组件的下方可旋转设置有可向下推压提拉件的推动件和向上抬升提拉件的抬升件，推动件和抬升件的布置方向相反。

上述改进的技术效果为：通过设置的推动件和抬升件，可以驱动提拉件上升或者下降，从而方便对铣头组件进行安装或者是拿出来。

作为上述方案的进一步改进，伸缩杆组件包括外壳，外壳内贯穿设置有对称布置的活动杆，活动杆伸入到外壳的一端固定设置活动块，活动块和外壳两端的内腔侧壁之间具有间隔，且两个活动块之间设置有缓冲块。

上述改进的技术效果为：通过设置的伸缩杆组件，可以使驱动组件和提拉件之间的动力传动具有一定的滞后性，即可防止失误操作，也可以方便位于设置在提拉件下方的顶推装置向上活动，从而避免向上顶推的时候，影响上伸缩杆组件连接的驱动组件，可以将两者的传动相互分开，互不影响。

附图说明

图1为本发明的安装情况示意图；

图2为图1中A处的放大结构示意图；

图3为本发明的局部剖视结构示意图；

图4为图2中B处的局部放大结构示意图；

图5为图2中C处的局部放大结构示意图；

图6为伸缩杆组件的结构示意图；

图7为驱动组件的结构示意图；

图8为图7中D处的局部放大结构示意图；

图9为驱动组件中的齿圈的结构示意图。

图中：10、支撑件；11、提拉件；111、锁扣部；12、预紧组件；121、外筒；122、顶压杆；123、预紧弹簧；124、端盖；13、支撑杆；131、第一限制块；14、旋转杆；141、第二限制块；142、连接销柱；15、支撑轮；16、连杆；161、滑槽；17、扭簧；18、翻转杆；181、限制座；19、导向件；20、夹持件；201、滑台；21、顶推凸台；22、复位件；23、伸缩杆组件；231、外壳；232、活动杆；233、活动块；234、缓冲块；24、推动件；25、抬升件；26、齿圈；261、第一凸齿；262、第二凸齿；27、齿轮；30、连接轴；40、铣头组件。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解技术方案，下面结合实施例对技术方案进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

请参阅图1-9，在一种具体的实施方式中，一种五轴联动双摆铣头用防脱落装置，包括固定于连接轴30上的若干支撑件10，连接轴30是机床加工主轴，支撑件10具体是绕连接轴30的中心轴线对称布置的4个支撑座，支撑件10下方转动设置有提拉件11，提拉件11为提升块，提拉件11可在断电时将安装于连接轴30下方的铣头组件40托住，提拉件11绕转动中心接近或者是远离铣头组件40，提拉件11接近铣头组件40的时候，可以将铣头组件40托住，且提拉件11的转动中心和提拉件11与铣头组件40的接触点位于同一竖直线上，或者是相互靠近，提拉件11远离铣头组件40的时候，可将铣头组件40从取出；

提拉件11的侧边上设置有内凹的锁扣部111，锁扣部111与铣头组件40相互接触，并与铣头组件40上的凸棱相互扣合，可参照附图3所示，通过锁扣部111和铣头组件40上的凸棱相互扣合，当出现断电的情况时，铣头组件40上的凸棱会直接和锁扣部111相接触，并且锁扣部111对凸棱产生支撑作用，以避免整个铣头组件40向下掉落，而通过将整个防脱装置数量设置成中心对称的4个，可以保持铣头组件40的平衡。

如图3所示，作为上述实施例的优选方式，支撑件10上设置有朝下布置，且可以上下伸缩的预紧组件12，预紧组件12向下顶住提拉件11，以推动提拉件11和铣头组件40相互卡住，预紧组件12主要是提供推动提拉件11向铣头组件40靠近的推力，以保证提拉件11和铣头组件40一直处于接触的状态，从而使提拉件11能够起到更好的防脱效果，避免提拉件11旋转，造成铣头组件40滑落。

预紧组件12包括固定于支撑件10上的外筒121，外筒121内具有开口朝下的空腔，空腔内滑动设置顶压杆122，顶压杆122和空腔的顶壁之间设置预紧弹簧123；外筒121的底部还设置有防止顶压杆122从外筒121内滑出的端盖124，通过设置的预紧弹簧123提供推力，使顶压杆122作用与提拉件11上，保证提拉件11和铣头组件40一直处于接触状态。

如图2、4、5所示，作为上述实施例的优选方式，支撑件10的侧边固定设置有向下伸出的支撑杆13，支撑杆13的底端转动设置有旋转杆14，旋转杆14的一端连接有支撑轮15，支撑轮15具体是设置在靠近铣头组件40一侧的一端，支撑轮15伸入到铣头组件40上的凸棱下方，可参照附图2所示，支撑轮15位于铣头组件40的凸棱下方，但是支撑轮15与铣头组件40之间并不是直接接触，而具有一定的间距，这个间距主要是为了避免对铣头组件40起到托举的作用，仅仅通过锁扣部111和铣头组件40上的凸棱卡合即可，不需要过度限制；

提拉件11的侧边铰接设置有连杆16，连杆16的端部连接于旋转杆14的另一端，连杆16连接在提拉件11上，这样设置可以在推动提拉件11旋转的时候，同步的带动旋转杆14一起活动，因此，就可以向下将铣头组件40送出的时候，同步的向下翻转，不需要额外提供动力进行驱动，具有更好的一致性。

如图4所示，作为上述实施例的优选方式，支撑杆13和旋转杆14之间设置有扭簧17，支撑杆13的端部设置第一限制块131，且在旋转杆14的侧面设置有第二限制块141；在扭簧17的推动下，第一限制块131和第二限制块141相互接触，使旋转杆14上连接支撑轮15的一端呈水平状态，扭簧17可驱动旋转杆14靠近铣头组件40的一端向上旋转，在第一限制块131和第二限制块141相互接触之后，支撑轮15呈水平状态布置，这样就可让支撑轮15以最长的伸出长度布置在铣头组件40的凸棱下方，当铣头组件40向下掉落的时候，就可更加准确的接住铣头组件40，而且扭簧17是驱动支撑轮15具有向上运动的趋势，在铣头组件40的重力作用下，扭簧17可以使支撑轮15支撑柱铣头组件40以缓慢的状态向下翻转，起到减速作用。

作为上述实施例的优选方式，连杆16上设置有滑槽161，旋转杆14上设置有穿过滑槽161的连接销柱142；连接销柱142可在滑槽161内活动，具体的连接销柱142穿过了滑槽161后，可以在滑槽161内滑动，同时相对于滑槽161还可以部分的旋转活动，设置的滑槽161可以在提拉件11向上旋转的时候，不会立即带动旋转杆14旋转，滑槽161虽然可以带动旋转杆14有一定的旋转的动作，但是其转动范围不会太大，此时就可以依然保持支撑轮15处于水平的状态，则当铣头组件40从提拉件11上掉落的时候，支撑轮15依然可以以较大的伸出量支撑住铣头组件40，从而保证支撑轮15可以顺利的接住铣头组件40，相当于是减缓了支撑轮15的翻转的时间，提高安全性。

作为上述实施例的优选方式，支撑轮15转动设置于翻转杆18上，翻转杆18和旋转杆14之间相互铰接设置，翻转杆18只有上部分和旋转杆14之间铰接设置，翻转杆18可向上翻转，且翻转杆18的下方固定设置有与旋转杆14相互顶住的限制座181，限制座181和旋转杆14的端部相互顶住之后，阻止翻转杆18向下翻转，从而保证支撑轮15处于水平的状态，通过设置的限制座181，可以在安装铣头组件40的时候，向上可以翻动翻转杆18，从而避开支撑轮15的阻挡作用，向下翻转则可以对铣头组件40支撑，使安装铣头组件40的时候更加方便。

如图2、5所示，作为上述实施例的优选方式，支撑杆13上固定设置有导向件19，在本实施例中，导向件19是设置的导向滑杆，导向件19上滑动设置有夹持件20，夹持件20是一个夹持块，夹持件20的顶部与设置在支撑件10下侧的导轨相互滑动设置；

提拉件11的侧面设置有顶推凸台21，夹持件20上设置有可与顶推凸台21相互滑动布置的滑台201，顶推凸台21可在提拉件11的挤压之下，推动滑台201向铣头组件40一侧活动，促使夹持件20将铣头组件40上的凸棱夹紧；夹持件20和支撑杆13之间还设置有将其向支撑杆13一侧拉动的复位件22，在本实施例中复位件22是设置的复位弹簧；具体的，当提拉件11向下翻转的时候，此时锁扣部111会和铣头组件40上的凸棱扣合，在提拉件11的旋转驱动之下，对滑台201产生挤压效果，滑台201则会带动夹持件20向铣头组件40一侧活动，从而将铣头组件40上的凸棱卡紧，这样就可以避免在断电之后，由于铣头组件40缺乏夹持，出现位置不稳定、摇晃倾斜等问题。

如图2、3、6、7、8、9所示，作为上述实施例的优选方式，支撑件10的外侧设置有可上下活动的伸缩杆组件23，伸缩杆组件23包括外壳231，外壳231内贯穿设置有对称布置的活动杆232，活动杆232伸入到外壳231的一端固定设置活动块233，活动块233和外壳231两端的内腔侧壁之间具有间隔，且两个活动块233之间设置有缓冲块234，缓冲块234可采用橡胶制成，可参照附图6所示，通过设置的伸缩杆组件23可以让动力传递具有滞后性，防止出现失误操作；

伸缩杆组件23的顶部连接有驱动其上下活动的驱动组件，驱动组件可以是采用气缸、电动推杆等方式，在本实施例中是采用手动驱动的方式，具体的，驱动组件包括了设置于支撑件10顶部的齿圈26，齿圈26相当于一个轴承一样，可以转动，外圈的外周壁上设置有很多条螺旋布置的第一凸齿261，而在上方的活动杆232的侧边上设置有可以和第一凸齿261相互啮合的槽口，如附图8所示，在齿圈26的顶部还设置了第二凸齿262，齿圈26的上方转动设置有与第二凸齿262相互啮合的齿轮27，因此，在本实施例中，只需要通过手动驱动齿轮27旋转，就可带动齿圈26旋转，与驱使活动杆232上下活动，从而促使整个伸缩杆组件23上下活动；

另外对于五轴联动机床，一般会在提拉件11的下方设置推动提拉件11旋转的顶推装置，因此当顶推装置向上推动提拉件11旋转的时候，可以通过设置的伸缩杆组件23，避免提拉件11向上运动的时候直接影响到伸缩杆组件23连接驱动组件，以实现两者之间的传动相互分开，互不影响。

伸缩杆组件23的下方可旋转设置有可向下推压提拉件11的推动件24和向上抬升提拉件11的抬升件25，推动件24和抬升件25的布置方向相反，推动件24和抬升件25都是设置的块状结构，用于驱动提拉件11的上下活动，推动件24和抬升件25是相互位置固定，切换时，推动其旋转即可。

本发明具体工作原理：

通过设置的提拉件11，可以使锁扣部111和铣头组件40上的凸棱相互扣合，当出现断电的时候，铣头组件40失去夹持作用，向下掉落，但是在锁扣部111的作用下，可以推铣头组件40上的凸棱起到支撑作用，从而就避免了铣头组件40的下落；

需要将铣头组件40取出的时候，通过驱动组件，或者是机床自带的顶推装置，推动提拉件11向上旋转，提拉件11向上旋转的时候，锁扣部111对铣头组件40上的凸棱失去支撑作用；同时顶推凸台21对夹持件20失去挤压作用，在复位件22的拉动下，夹持件20和铣头组件40相互脱离，铣头组件40掉落到支撑轮15上；

在提拉件11持续的向上旋转的过程中，通过连杆16驱动支撑轮15，开始向下翻转，支撑轮15向下翻转时，缓慢的向下输送铣头组件40，直到可以将铣头组件40取出；

安装铣头组件40时，直接和连接轴30对准之后，向上对接，向上运动的过程中，支撑轮15可以向上翻转避开铣头组件40的运动路径，之后再将支撑轮15翻转到原始位置，当铣头组件40和连接轴30对接好之后，通过控制驱动组件或者是顶推装置，使提拉件11向下旋转，提拉件11向下旋转的时候，驱动顶推凸台21挤压滑台201，从而使夹持件20向铣头组件40一侧运动，将铣头组件40夹紧，避免铣头组件40在断电之后出现摇晃、倾斜等问题；

同时提拉件11向下旋转的时候，带动旋转杆14向上转动，直到将支撑轮15布置成水平的状态即可。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。本文中应用了具体个例对本发明技术方案的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种五轴联动双摆铣头用防脱落装置，其特征在于，包括固定于连接轴（30）上的若干支撑件（10），支撑件（10）下方转动设置有提拉件（11），提拉件（11）可在断电时将安装于连接轴（30）下方的铣头组件（40）托住；

提拉件（11）的侧边上设置有内凹的锁扣部（111），锁扣部（111）与铣头组件（40）相互接触，并与铣头组件（40）上的凸棱相互扣合；

支撑件（10）上设置有朝下布置，且可上下伸缩的预紧组件（12），预紧组件（12）向下顶住提拉件（11），以推动提拉件（11）和铣头组件（40）相互卡住；

支撑件（10）的侧边固定设置有向下伸出的支撑杆（13），支撑杆（13）的底端转动设置有旋转杆（14），旋转杆（14）的一端连接有支撑轮（15），支撑轮（15）伸入到铣头组件（40）上的凸棱下方；

提拉件（11）的侧边铰接设置有连杆（16），连杆（16）的端部连接于旋转杆（14）的另一端

支撑杆（13）和旋转杆（14）之间设置有扭簧（17），支撑杆（13）的端部设置第一限制块（131），且在旋转杆（14）的侧面设置有第二限制块（141）；

在扭簧（17）的推动下，第一限制块（131）和第二限制块（141）相互接触使旋转杆（14）上连接支撑轮（15）的一端呈水平状态；

连杆（16）上设置有滑槽（161），旋转杆（14）上设置有穿过滑槽（161）的连接销柱（142）；

连接销柱（142）可在滑槽（161）内活动；

支撑轮（15）转动设置于翻转杆（18）上，翻转杆（18）和旋转杆（14）之间相互铰接设置，翻转杆（18）可向上翻转，且翻转杆（18）的下方固定设置有与旋转杆（14）相互顶住的限制座（181），限制座（181）顶住旋转杆（14）使支撑轮（15）水平；

支撑杆（13）上固定设置有导向件（19），导向件（19）上滑动设置有夹持件（20），夹持件（20）的顶部与设置在支撑件（10）下侧的导轨相互滑动设置；

提拉件（11）的侧面设置有顶推凸台（21），夹持件（20）上设置有可与顶推凸台（21）相互滑动布置的滑台（201），顶推凸台（21）可在提拉件（11）的挤压之下推动滑台（201）向铣头组件（40）一侧活动，促使夹持件（20）将铣头组件（40）上的凸棱夹紧；

夹持件（20）和支撑杆（13）之间还设置有将其向支撑杆（13）一侧拉动的复位件（22）。

2.根据权利要求1所述的一种五轴联动双摆铣头用防脱落装置，其特征在于，预紧组件（12）包括固定于支撑件（10）上的外筒（121），外筒（121）内具有开口朝下的空腔，空腔内滑动设置顶压杆（122），顶压杆（122）和空腔的顶壁之间设置预紧弹簧（123）；

外筒（121）的底部还设置有防止顶压杆（122）从外筒（121）内滑出的端盖（124）。

3.根据权利要求1所述的一种五轴联动双摆铣头用防脱落装置，其特征在于，支撑件（10）的外侧设置有可上下活动的伸缩杆组件（23），伸缩杆组件（23）的顶部连接有驱动其上下活动的驱动组件；

伸缩杆组件（23）的下方可旋转设置有可向下推压提拉件（11）的推动件（24）和向上抬升提拉件（11）的抬升件（25），推动件（24）和抬升件（25）的布置方向相反。

4.根据权利要求3所述的一种五轴联动双摆铣头用防脱落装置，其特征在于，伸缩杆组件（23）包括外壳（231），外壳（231）内贯穿设置有对称布置的活动杆（232），活动杆（232）伸入到外壳（231）的一端固定设置活动块（233），活动块（233）和外壳（231）两端的内腔侧壁之间具有间隔，且两个活动块（233）之间设置有缓冲块（234）。