CN202271170U

CN202271170U - 模块化b轴车铣复合功能单元

Info

Publication number: CN202271170U
Application number: CN2011202825227U
Authority: CN
Inventors: 马仕龙; 郭智春; 颜克辉; 张衡; 罗志久; 狄子建; 魏传良; 李文论; 李之洋; 郭进彪; 杨迪; 高克林; 刘晓滨; 李家瑞
Original assignee: Shenyang Machine Tool (Group) Design Research Institute Co Ltd
Current assignee: Shenyang Machine Tool (Group) Design Research Institute Co Ltd
Priority date: 2011-08-05
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2021-08-05

Abstract

模块化B轴车铣复合功能单元，涉及数控机床用车铣复合功能单元；它包括B轴模块和车铣头模块，所述的B轴模块包括驱动装置、三齿盘分度结构和抱闸结构；所述的车铣头模块包括电机驱动装置和三齿盘固定装置。车铣头模块靠内置电机驱动，并设计有三齿盘锁紧结构，车削时三齿盘锁紧保证结构刚性，铣削或钻削时三齿盘松开，主轴旋转带动刀具进行加工。B轴模块靠内置电机驱动，分度加工时采用三齿盘锁紧结构保证结构刚性和分度精度，任意角度加工时采用抱闸机构保证加工刚度。B轴模块和车铣头模块之间通过螺钉连接，根据加工需要更换不同车铣头来扩展加工能力。

Description

模块化B轴车铣复合功能单元

技术领域

本发明创造涉及数控机床用车铣复合功能单元，具体为一种模块化B轴车铣复合功能单元。

背景技术

工业的发展对机床的加工性能提出了更高的要求。航空、航天、军工等工业领域中的复杂曲面零件，采用传统的车削、铣削等加工手段和两轴、三轴联动等加工方法很难实现高效与高精度的加工。具有多种静态以及旋转刀具，可在一次装夹下对多种复杂外形工件进行加工，具有多轴联动功能且待机时间短的多轴车铣复合加工中心则成为这些领域中的重要加工设备，而车铣复合功能单元则是车铣复合加工中心的重要功能部件。

B轴车铣复合功能单元，可实现B轴的摆动以及静态和旋转刀具的安装，具有角度进给功能、车削加工、铣削加工和钻孔等功能。由于上述特点，B轴车铣复合功能单元则成为车铣复合加工中心中经常使用的重要功能部件。

采用机械传动的B轴车铣复合功能单元，存在反向间隙，噪音，热变形以及动态冲击对齿轮造成危害等问题。非模块化B轴车铣复合功能单元，车铣头的加工能力范围窄，无法实现超额定功率车铣加工。车铣加工的功率变化时则需要更换复合功能单元，乃至整台机床进行加工。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明创造提供一种数控机床用模块化B轴车铣复合功能单元。本发明创造的目的是通过下述技术方案实现的：一种模块化B轴车铣复合功能单元，其特征在于：包括B轴模块和车铣头模块，二者通过螺钉连接，所述的B轴模块包括驱动装置、三齿盘分度结构和抱闸结构；所述的车铣头模块包括电机驱动装置和三齿盘固定装置。

所述的B轴模块的驱动装置采用内置电机驱动，电机定子通过螺钉固定在B轴模块的后盖上，电机定子和后盖一同安装在箱体内，电机转子通过螺钉固定在轴上，轴通过螺钉与法兰轴相连。

所述的B轴模块的三齿盘分度结构如下：在轴上开有孔，活塞杆穿过轴上的孔，一端通过螺母与锁紧齿盘连接，一端通过螺母与活塞头连接，活塞杆上套有碟簧，碟簧和活塞头置于法兰轴的腔体内，形成一个活塞结构，动齿盘通过螺钉固定在轴上，定齿盘通过螺钉固定在后盖上。

所述的B轴模块的抱闸结构如下：两刹车片分别通过螺钉安装在法兰轴上和箱体上，盘上开有油腔，油腔内装有密封圈。

所述的车铣头模块的电机驱动装置的电机定子安装在箱体内，电机转子与主轴采用过盈配合安装在一起，拉刀机构固定在主轴上，随主轴一同转动。

所述的车铣头模块的三齿盘固定装置结构为：定齿盘固定在定齿盘套上，定齿盘套固定在箱体上，动齿盘通过动齿盘套固定在主轴上。

本发明创造的有益效果是：

1、本发明创造模块化B轴车铣复合功能单元包括B轴模块和车铣头模块，二者通过螺钉连接在一起，采用模块化设计方法，在进行不同加工时，只要相应更换车铣头模块就能实现不同功率加工。

2、B轴模块采用内置电机驱动，电机定子通过螺钉固定在B轴模块的后盖上，电机定子和后盖一同安装在箱体内。电机转子通过螺钉固定在轴上，轴通过螺钉与法兰轴相连。电机通电时，定子固定不动，转子转动，并带动轴和法兰轴一同旋转。法兰轴上通过螺钉固定有车铣头模块，法兰轴旋转带动车铣头模块摆动。内置电机驱动降低了采用机械传动带来的反向间隙，噪音，热变形以及动态冲击对齿轮造成危害等问题。

3、B轴模块应用了三齿盘结构，锁紧齿盘通过螺母固定在活塞杆上，活塞杆上套有碟簧，自然状态下碟簧的预紧力使锁紧齿盘与定齿盘和动齿盘接触，锁紧法兰轴；液压油由非碟簧所在油腔流入时，锁紧齿盘与定齿盘和动齿盘脱离，法兰轴可在电机带动下旋转；液压油由碟簧所在油腔流入时，锁紧齿盘与定齿盘和动齿盘接触，锁紧法兰轴，起分度定位作用，确保系统的刚性和加工精度。

4、B轴模块应用了抱闸结构，两片刹车片分别与法兰轴和箱体相连，两片刹车片间未施加正压力时，法兰轴可在电机带动下克服较小摩擦力下旋转；两片刹车片间通过液压系统施加正压力时，刹车片间的摩擦力限制法兰轴的旋转，确保B轴模块可在任意角度下定位。

5、车铣头模块采用内置电机驱动，电机定子安装在箱体内，电机转子与主轴采用过盈配合安装在一起，拉刀机构固定在主轴上，随主轴一同转动。采用内置电机驱动降低了采用机械传动带来的反向间隙，噪音，热变形以及动态冲击对齿轮造成危害等问题。

6、车铣头模块应用了三齿盘结构，动齿盘与主轴相连，可随主轴一同旋转，车削时锁紧齿盘同时与定齿盘和动齿盘接触，限制动齿盘和主轴的旋转，提高结构刚性；铣削时锁紧齿盘与定齿盘和动齿盘脱离，保证拉刀机构在电机转子和主轴的带动下正常旋转。

附图说明

图1是本发明创造的总体结构示意图。

图2是B轴模块结构示意图。

图3是图2中Ⅰ局部放大图，（即B轴模块三齿盘结构示意图）。

图4是图2中Ⅱ局部放大图，（即B轴模块抱闸结构示意图）。

图5是车铣头模块结构示意图。

图6是图5中Ⅲ局部放大图，（即车铣头模块三齿盘结构示意图）。

图中，1、车铣头模块；111、箱体、；112、电机定子；113、电机转子；114、主轴；115、拉刀机构；121、定齿盘；122、动齿盘；123、锁紧齿盘；124、定齿盘套；125、动齿盘套；2、B轴模块；211、箱体；212、电机定子；213、电机转子；214、法兰轴；215、后盖；216、轴；221、定齿盘；222、锁紧齿盘；223、动齿盘；224、活塞杆；225、活塞头；226、碟簧；227、螺母；228、螺母；231、刹车片；232、刹车片；233、盘；234、密封圈；235、螺钉；236、螺钉；3、螺钉；41、油腔；42、油腔；43、油腔；44、油腔；45、油腔。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明创造模块化B轴车铣复合功能单元由车铣头模块1和B轴模块2组成。车铣头模块1上可安装车刀、铣刀、钻头等加工刀具，B轴模块2在电机带动下可沿B轴摆动，车铣头模块1通过螺栓3连接到B轴模块2的法兰轴214上。

B轴模块2主要包括：电机驱动装置、三齿盘分度结构和抱闸结构。其电机驱动装置如图2所示，B轴模块2的电机定子212通过螺钉固定在B轴模块2的后盖215上，电机定子212和后盖215一同安装在箱体211内，后盖215上通过螺钉固定在箱体211上。电机转子213通过螺钉固定在轴216上，轴216通过螺钉与法兰轴214相连，电机转子213和法兰轴214安装在箱体211内。电机通电时，定子212固定不动，转子213转动，并带动轴216和法兰轴214一同旋转。法兰轴214上通过螺钉2固定有车铣头模块1，法兰轴214旋转带动车铣头模块1摆动。

三齿盘分度装置如图2和图3所示，轴216上开有孔，活塞杆224穿过轴216上的孔，一端通过螺母228与锁紧齿盘222连接，一端通过螺母227与活塞头225连接，活塞杆224上套有碟簧226。碟簧226和活塞头225置于法兰轴214的腔体内，形成一个活塞结构。动齿盘223通过螺钉固定在轴216上，定齿盘221通过螺钉固定在后盖215上。未通液压油时，在碟簧226的预紧力作用下，锁紧齿盘222与定齿盘221和动齿盘223接触，法兰轴214被锁紧。液压油由油腔41流进时，压力作用在活塞头225上，碟簧226压缩，带动活塞杆224移动，锁紧齿盘222与定齿盘221和动齿盘223脱离接触，电机通电法兰轴214旋转。液压油由油腔42流入时，活塞头225在推力作用下带动活塞杆224受力，锁紧齿盘222在活塞杆224作用下与定齿盘221和动齿盘223接触，对轴216和法兰轴214分度定位。

液压油由碟簧侧油腔流入时，活塞头在推力作用下带动活塞杆受力，锁紧齿盘在活塞杆作用下与定齿盘和动齿盘接触，对轴和法兰轴分度定位。液压油由非碟簧侧油腔流进时，压力作用在活塞头上，碟簧压缩，带动活塞杆移动，锁紧齿盘与定齿盘和动齿盘脱离接触，电机通电带动法兰轴旋转。

抱闸结构如图2和图4所示，刹车片231通过螺钉235安装在法兰轴214上，刹车片231可随法兰轴214一同旋转，刹车片232和盘233通过螺钉236安装在箱体211上。盘233上开有油腔43，油腔43内装有密封圈234。油腔43不加压力时，刹车片231和刹车片232间存在较小的摩擦力，法兰轴214在电机作用下可在克服较小摩擦力作用下旋转。油腔43加压时，液压油的压力作用到密封圈234上，密封圈234挤压刹车片232，刹车片232和刹车片231间产生较大的正压力和摩擦力，刹车片232和刹车片231间的摩擦力限制了刹车片231和法兰轴314的旋转，在任意角度对法兰轴314定位。

车铣头模块1主要包括电机驱动装置和三齿盘固定装置，如图5所示。其电机驱动装置的电机定子112安装在箱体111内，电机转子113与轴114采用过盈配合安装在一起，拉刀机构115固定在轴114上，电机通电时，拉刀机构115随电机转子113和轴114一同转动。

车铣头模块的三齿盘固定装置如图5和图6所示，定齿盘121固定在定齿盘套124上，定齿盘套124固定在箱体111上，动齿盘122通过动齿盘套125固定在主轴112上，液压油进入油腔44时，锁紧齿盘123同时与动齿盘122和定齿盘121接触，轴114的转动被限制，拉刀机构115上安装车刀实现车削加工。液压油进入油腔45时，锁紧齿盘123与动齿盘122和定齿盘121脱离接触，轴114的可在电机带动下自由转动。拉刀机构115上安装动力刀具，在电机的带动下，轴114、拉刀机构115的转动带动动力刀具转动，实现铣削、钻削等加工。

Claims

1.一种模块化B轴车铣复合功能单元，其特征在于：包括B轴模块和车铣头模块，二者通过螺钉连接，所述的B轴模块包括驱动装置、三齿盘分度结构和抱闸结构；所述的车铣头模块包括电机驱动装置和三齿盘固定装置。

2.根据权利要求1所述的模块化B轴车铣复合功能单元，其特征在于：所述的B轴模块的驱动装置采用内置电机驱动，电机定子通过螺钉固定在B轴模块的后盖上，电机定子和后盖一同安装在箱体内，电机转子通过螺钉固定在轴上，轴通过螺钉与法兰轴相连。

3.根据权利要求1所述的模块化B轴车铣复合功能单元，其特征在于：所述的B轴模块的三齿盘分度结构如下：在轴上开有孔，活塞杆穿过轴上的孔，一端通过螺母与锁紧齿盘连接，一端通过螺母与活塞头连接，活塞杆上套有碟簧，碟簧和活塞头置于法兰轴的腔体内，形成一个活塞结构，动齿盘通过螺钉固定在轴上，定齿盘通过螺钉固定在后盖上。

4.根据权利要求1所述的模块化B轴车铣复合功能单元，其特征在于：所述的B轴模块的抱闸结构如下：两刹车片分别通过螺钉安装在法兰轴上和箱体上，盘上开有油腔，油腔内装有密封圈。

5.根据权利要求1所述的模块化B轴车铣复合功能单元，其特征在于：所述的车铣头模块的电机驱动装置的电机定子安装在箱体内，电机转子与主轴采用过盈配合安装在一起，拉刀机构固定在主轴上，随主轴一同转动。

6.根据权利要求1所述的模块化B轴车铣复合功能单元，其特征在于：所述的车铣头模块的三齿盘固定装置结构为：定齿盘固定在定齿盘套上，定齿盘套固定在箱体上，动齿盘通过动齿盘套固定在主轴上。