CN203109692U - 一种立式数控机床主轴摆动装置 - Google Patents

一种立式数控机床主轴摆动装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种立式数控机床主轴摆动装置，包括主轴、丝杆、丝杆螺母、曲柄、连杆、电机、回转轴，其特征在于：丝杆在电机驱动下可正反向旋转，带动丝杆螺母沿丝杆方向往复移动，曲柄一端与丝杆螺母固定连接，曲柄随丝杆螺母移动，回转轴通过连杆与曲柄连接，曲柄移动带动连杆和回转轴绕回转轴中心往复摆动，回转轴与主轴固定连接，故主轴随回转轴一起绕回转轴中心往复摆动。本实用新型具有占用空间小，结构简单，成本低的特点，在三轴数控机床基础上，使立式数控机床主轴完成摆动，使其由三轴成为四轴机床，提高了机床的加工范围，适应机床发展趋势。

Description

一种立式数控机床主轴摆动装置
技术领域
本实用新型涉及一种数控机床，具体地说，涉及一种立式数控机床主轴摆动装置，属于机械加工设备技术领域。 
背景技术
目前三轴数控机床已广泛使用，同时四轴、五轴数控机床的需求正日益增加，例如在模具制造行业，通常要在一个模具上一次完成各种平面、斜面、曲面的加工，而三轴数控机床则难以完成曲面加工，所以，随各种工件加工难度和精度要求的提高，四轴、五轴数控机床的需求不断增长，通常是在三轴数控机床的基础上增加1-2旋转(或摆动)轴，实现四轴或五轴联动，一次装夹可完成三维曲面工件加工。 
实现四轴或五轴结构有多种方法，方法1，在工作台上增加双转台(图1)，可实现五轴运动，但其缺点是双转台自重较大，而工作台承重是一定量，所以工件重量就不能过大，或将双转台放在更大机床的工作台上。 
方法2，使主轴在摆动同时还可转动，即双摆头(图2)，此种方法由于主轴在摆动的同时要转动，所以结构相对复杂，重量、体积较大，适于大型机床。 
方法3，单转台加单摆头，即在工作台上加回转工作台，同时使主轴摆动来实现五轴联动，而主轴的摆动，主要以蜗轮、蜗杆结构实现，机械结构复杂，蜗轮蜗杆易磨损，精度降低。 
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种结构简单，较高加工精度的数控机床主轴摆动装置，用丝杆螺母和曲柄连杆传动结构实现主轴的摆动。 
本实用新型的技术方案如下： 
一种立式数控机床主轴摆动装置，包括电机、丝杆、丝杆螺母、曲柄、连杆、主轴和驱动主轴摆动的回转轴，其特征在于：所述丝杆一端与驱动所述丝杆转动的所述电机相连接，所述丝杆与所述丝杆螺母配合活动连接，所述丝杆在所述电机动力驱动下可正反向旋转，带动所述丝杆螺母沿所述丝杆方向往复移动，所述曲柄一端固定安装于所述丝杆螺母上，并且随所述丝杆螺母移动，驱动主轴摆动的回转轴通过所述连杆连接于所述曲柄的另一端，所述丝杆与Z轴成一角度设置。 
进一步，所述回转轴连接于于所述主轴上，使所述主轴随所述回转轴绕所述回转轴中心摆动。 
进一步，驱动主轴摆动的回转轴两端由箱体支撑，支撑处设有轴承，以减小摩擦，提高传动效率。 
进一步，所述连杆通过铰链连接于所述曲柄的另一端，所述曲柄往复移动带动所述连杆往复摆动，所述回转轴随所述连杆往复摆动，所述曲柄长度小于所述连杆长度，使得连接所述曲柄一端的所述丝杆螺母在所述丝杆上移动相对较小的距离，可实现所述主轴较大的回转角度。 
进一步，所述连杆长度大于所述回转轴半径，使得在所述连杆与所述曲柄相连接一端施以一较小的力，就可使所述连杆带动所述回转轴和所述主轴摆动。 
进一步，所述丝杆与Z轴夹角小于60度，并且所述电机与所述主轴之间存在一定距离(大于所述曲柄与所述连杆中心距之和)，使所述丝杆摆动角度小于所述主轴摆动角度。 
本实用新型的有益效果是：所述丝杆与Z轴成一角度设置，具有占有空间小的特点，所述电机驱动所述丝杆转动，降低成本。相比蜗轮、蜗杆摆动结构，增加了一种主轴摆动结构，简化了传动结构，制造成本低，便于生产、维修。同时在三轴数控机床基础上，使立式数控机床主轴完成摆动，使其由三轴成为四轴机床，提高了机床的加工范围，适应机床发展趋势。 
附图说明
图1是现有技术的双转台结构。 
图2是现有技术的双摆头结构。 
图3是本实用新型的立式数控机床主轴摆动装置示意图。 
图4是图3的局部视图。 
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。 
如图3、4所示，一种立式数控机床主轴摆动装置，包括主轴1、箱体2、连杆3、丝杆螺母4、曲柄5、丝杆6、电机7、轴承8、回转轴9。丝杆6与Z轴成一角度设置，丝杆6与Z轴夹角小于60度为佳。丝杆6一端与电机7连接，丝杆螺母4配合活动连接于丝杆6上，电机7运转驱动丝杆6正反向旋转，使丝杆螺母4沿丝杆6往复运动。回转轴9与主轴1连接，回转轴9两端通过轴承8安装于箱体2上，回转轴9由箱体2支撑。回转轴9通过 连杆3与曲柄5连接，连杆3一端与回转轴9固定连接，连杆3长度大于回转轴9半径，在连杆3另一端施以一较小力，连杆3可带动回转轴9绕回转轴中心转动，曲柄5一端固定安装于丝杆螺母4上，并且随丝杆螺母4一起沿丝杆6往复运动。曲柄5另一端通过铰链与连杆3连接，曲柄5移动可带动连杆3和回转轴9绕回转轴中心转动，同时曲柄5也可绕其与连杆3铰接处转动。曲柄5长度小于连杆3长度，使得与其固定连接的丝杆螺母4在丝杆6上移动相对较小距离，实现回转轴9较大的回转角度。回转轴9转动驱动主轴1摆动。当该装置工作时，电机7运转驱动丝杆6旋转，使得丝杆螺母4沿丝杆6方向移动，通过曲柄5、连杆3带动回转轴9转动，驱动主轴1绕回转轴中心往复摆动。 
本实用新型的有益之处是：用丝杆和丝杆螺母传动结构代替蜗轮蜗杆结构实现主轴的摆动，具有结构简单，精度高的特点，同时在三轴数控机床基础上，使立式数控机床主轴完成摆动，使其由三轴成为四轴机床，提高了机床的加工范围，适应机床发展趋势。 
当然，曲柄、连杆的形状也并不局限于上述形状，也可以是其它形状，最终能将丝杆、丝杆螺母运动传递到回转轴，并使其转动带动数控机床主轴摆动均能达到本实用新型的目的。 
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。 

Claims (7)

1.一种立式数控机床主轴摆动装置，包括电机、丝杆、丝杆螺母、曲柄、连杆、主轴和驱动主轴摆动的回转轴，其特征在于：所述丝杆一端与驱动所述丝杆转动的所述电机相连接，所述丝杆与所述丝杆螺母配合活动连接，所述曲柄一端固定安装于所述丝杆螺母上，驱动主轴摆动的回转轴通过所述连杆连接于所述曲柄的另一端，所述丝杆与Z轴成一角度设置。 
2.根据权利要求1所述的立式数控机床主轴摆动装置，其特征在于：所述回转轴连接于所述主轴上。 
3.根据权利要求1所述的立式数控机床主轴摆动装置，其特征在于：驱动主轴摆动的回转轴两端由箱体支撑，支撑处设有轴承。 
4.根据权利要求1所述的立式数控机床主轴摆动装置，其特征在于：所述连杆长度大于所述回转轴半径。 
5.根据权利要求1所述的立式数控机床主轴摆动装置，其特征在于：所述连杆通过铰链连接于所述曲柄的另一端，所述曲柄长度小于所述连杆长度。 
6.根据权利要求1所述的立式数控机床主轴摆动装置，其特征在于：所述丝杆与Z轴夹角小于60度。 
7.根据权利要求1所述的立式数控机床主轴摆动装置，其特征在于：所述电机驱动所述丝杆转动，带动所述丝杆螺母沿所述丝杆方向移动。 
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