CN206825077U - 一种用于五轴加工中心的新型两轴转台 - Google Patents

Abstract

一种用于五轴加工中心的新型两轴转台，涉及加工中心翻转设备领域，所述摆动轴底座上固定有一组对称的下圆弧支撑导轨，两个下圆弧支撑导轨之间留有形状匹配转台本体的空心结构，两个下圆弧支撑导轨上均贴合有可转动的上圆弧支撑导轨，两个上圆弧支撑导轨之间设有悬空的转台本体，转台本体上方连接有工作台，两个上圆弧支撑导轨通过横向支撑轴分别转动连接支撑轴座，其中一支撑轴座一侧设有绕同一横向支撑轴转动的涡轮，所述涡轮的下方啮合有蜗杆，蜗杆连接着伺服电机，本申请提供一种用于五轴加工中心的新型两轴转台，结构简单，成本低，摆角大时仍能保证加工精度和稳定性，可很好地解决中小型零件的五轴加工问题。

Description

一种用于五轴加工中心的新型两轴转台

技术领域

本实用新型涉及加工中心翻转设备领域，具体涉及一种用于五轴加工中心的新型两轴转台。

背景技术

目前的五轴数控机床主要分为以下几种：

1.摇篮式五轴加工中心：两个旋转轴（转台和摇篮），转台在摇篮上，摇篮两端支撑在机床底座上，三个直线轴都是驱动主轴在前后、左右、上下的移动；

2.在龙门加工中心基础上，把主轴增加前后左右两个方向的摆动，形成龙门型五轴加工中心；

3.在三轴的立式加工中心工作台上加装一种通用型的两轴转台，可形成五轴（但只适用于小型零件加工）。

但是其相应存在以下缺陷：

1.摇篮式五轴加工中心是目前标准的五轴加工中心的主流结构，功能方面比较完善，可用于中小型复杂零件的五轴加工，但摇篮式结构方面存在着如下缺点：

(1)、摇篮是整体悬空的，被加工零件及旋转工作台都在悬空的摇篮上，而且摇篮的两端支撑离转台中心较远，所以从结构方面就注定了摇篮式的五轴加工中心在重切方面存在缺陷；

(2)、主轴需要参与三个直线轴的运动，偏于复杂，同时这样的结构也难以保证高刚性；

(3)、摇篮式结构的加工摆角完全靠工作台摆动来获得，当摆角达到±90°附近时会产生很大的倾覆力矩，工件越大越重时倾覆力矩就越大，对工件加工的精度和稳定性都会产生明显的影响；

(4)、摇篮式五轴加工中心的成本也较高。

2.龙门型五轴加工中心由于主轴需要参与两个方向的旋转轴向运动，使得头部结构不仅复杂而且娇贵，同时因为头部结构方面原因，主轴马达很难实现大扭力，所以龙门型五轴加工中心一般只适用于大型零件的高速轻切削；

3.在普通的三轴立式加工中心基础上改装的五轴加工中心，由于结构方面的原因，转台直径一般都在300mm以下，只适应加工很小的零件，无法解决中型以上零件的五轴加工。

综上，对于外形尺寸接近300mm及以上的复杂零件加工，目前只有摇篮式的五轴加工中心比较适合，但摇篮式五轴加工中心又存在刚性较弱、倾覆力矩的影响、成本较高等缺陷。

实用新型内容

为了解决现有技术中的缺陷，本申请提供一种用于五轴加工中心的新型两轴转台，结构简单，成本低，摆角大时仍能保证加工精度和稳定性，可很好地解决中小型零件的五轴加工问题，其技术方案如下：

一种用于五轴加工中心的新型两轴转台，包括工作台、转台本体、摆动轴底座、支撑轴座、上圆弧支撑导轨、下圆弧支撑导轨、涡轮和蜗杆，所述摆动轴底座上固定有一组对称的下圆弧支撑导轨，两个下圆弧支撑导轨之间留有形状匹配转台本体的空心结构，两个下圆弧支撑导轨上均贴合有可转动的上圆弧支撑导轨，两个上圆弧支撑导轨之间设有悬空的转台本体，转台本体上方连接有工作台，两个上圆弧支撑导轨通过横向支撑轴分别转动连接支撑轴座，其中一支撑轴座一侧设有绕同一横向支撑轴转动的涡轮，所述涡轮的下方啮合有蜗杆，蜗杆连接着伺服电机。

进一步地，所述摆动轴底座下方还设有平行设置的导轨安装面。

进一步地，所述导轨安装面为线轨滑块安装面或硬轨导轨面。本方案摆动轴底座的下方可采用的是线轨滑块安装面，也就是与机床底座或床鞍的连接是滚动线轨结构，同样原理也可以把摆动轴底座下面的导轨安装面改成硬轨导轨面，与机床底座或床鞍之间采用硬轨的滑动配合结构。

进一步地，所述摆动轴底座下方还设有丝杆螺母安装座。

进一步地，所述涡轮位于支撑轴座的外侧或内侧。

进一步地，所述转台本体内设有圆形DD直驱马达，所述DD直驱马达连接工作台并驱动工作台旋转。本方案的转台本体内采用DD直驱马达的目的，一是可以获得更高的转角速度，二是因其圆形的外形可以在小摆角的情况下尽量少占用下部的空间。

进一步地，所述转台本体为圆形。

一种用于五轴加工中心的新型两轴转台工作原理：

两轴转台由工作台、转台本体（内含DD直驱马达）构成第四轴方向的旋转机构，再由摆动轴底座（含导轨安装面及下圆弧支撑导轨，中间有空心结构）、上圆弧支撑导轨、两端的横向支撑轴、支撑轴座、蜗轮、蜗杆、伺服电机等构成的第五轴方向的旋转机构，与第四轴方向的旋转机构一起构成了整个两轴转台。

工作台直接安装于转台本体上，通过DD直驱马达可带动工作台进行任意角度的旋转，同时一侧的横向支撑轴还连接有蜗轮，通过安装在摆动轴底座上的蜗杆和伺服电机来带动转台本体进行±45度摆动。

依据上述技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1、转台本体两侧面安装有上、下圆弧支撑导轨，可很好地承受转台本体、工件重量及切削受力，刚性非常好，配合两端的横向支撑轴与支撑轴座的组合，使得该方案的两轴转台稳定性极佳；

2、采用本方案的两轴转台构成的五轴加工中心，刚性较好，可以经受较大的切削量，有利于提高加工效率，并且成本较低，有利于在用户当中普及；

3、摆动轴底座下面有导轨安装面、丝杆螺母安装座，可以穿滚珠丝杆，使得本两轴转台可直接安装在立式、卧式加工中心的底座或床鞍上，很方便构建五轴加工中心；

4、尤其是当本两轴转台用在普通卧式加工中心上构成的五轴加工中心，基本上能满足绝大部分五轴加工场合的使用要求，而成本只比普通的卧式加工中心增加了很少一点；

5、本两轴转台如果用在本公司已获得专利（专利公开号CN205703273U）的立卧复合加工中心上构成的五轴加工中心，由于有立卧两个主轴，配合两轴转台的±45°摆角，能加工的工件角度范围可达到±135°，该角度已经明显大于目前主流的摇篮式五轴加工中心（摇篮式五轴加工中心的工作台摆角范围在±120°），而成本却远远低于主流的摇篮式五轴机床。

附图说明

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的另一角度结构示意图；

图3为本实用新型的剖面图。

其中，1、工作台；2、转台本体；3、摆动轴底座；4、支撑轴座；5、上圆弧支撑导轨；6、下圆弧支撑导轨；7、涡轮；8、蜗杆；9、横向支撑轴；10、伺服电机；11、导轨安装面；12、丝杆螺母安装座。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1、图2、图3所示，一种用于五轴加工中心的新型两轴转台，包括工作台1、圆形转台本体2、摆动轴底座3、支撑轴座4、上圆弧支撑导轨5、下圆弧支撑导轨6、涡轮7和蜗杆8，所述摆动轴底座3上固定有一组对称的下圆弧支撑导轨6，两个下圆弧支撑导轨6之间留有形状匹配转台本体2的空心结构，以便给转台本体2留出摆动的空间，两个下圆弧支撑导轨6上均贴合有可转动的上圆弧支撑导轨5，两个上圆弧支撑导轨5之间设有悬空的转台本体2，转台本体2上方连接有工作台1，两个上圆弧支撑导轨5通过横向支撑轴9分别转动连接支撑轴座4，其中一支撑轴座4一侧设有绕同一横向支撑轴9转动的涡轮7，所述涡轮7位于支撑轴座4的外侧，所述涡轮7的下方啮合有蜗杆8，蜗杆8连接着伺服电机10，所述摆动轴底座3下方还设有平行设置的导轨安装面11和丝杆螺母安装座12。

所述导轨安装面11为线轨滑块安装面。

所述转台本体2内设有圆形DD直驱马达（图中未示），所述DD直驱马达连接工作台1并驱动工作台1旋转。

本实用新型的工作原理：

两轴转台由工作台1、转台本体2（内含DD直驱马达）构成第四轴方向的旋转机构，再由摆动轴底座3（含导轨安装面11及下圆弧支撑导轨6，中间有空心结构）、上圆弧支撑导轨5、两端的横向支撑轴9、支撑轴座4、蜗轮7、蜗杆8、伺服电机10等构成的第五轴方向的旋转机构，与第四轴方向的旋转机构一起构成了整个两轴转台。

工作台1直接安装于转台本体2上，通过DD直驱马达可带动工作台1进行任意角度的旋转，同时一侧的横向支撑轴9还连接有蜗轮7，通过安装在摆动轴底座3上的蜗杆8和伺服电机10来带动转台本体2进行±45度摆动。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (7)

1.一种用于五轴加工中心的新型两轴转台，其特征在于，包括工作台、转台本体、摆动轴底座、支撑轴座、上圆弧支撑导轨、下圆弧支撑导轨、涡轮和蜗杆，所述摆动轴底座上固定有一组对称的下圆弧支撑导轨，两个下圆弧支撑导轨之间留有形状匹配转台本体的空心结构，两个下圆弧支撑导轨上均贴合有可转动的上圆弧支撑导轨，两个上圆弧支撑导轨之间设有悬空的转台本体，转台本体上方连接有工作台，两个上圆弧支撑导轨通过横向支撑轴分别转动连接支撑轴座，其中一支撑轴座一侧设有绕同一横向支撑轴转动的涡轮，所述涡轮的下方啮合有蜗杆，蜗杆连接着伺服电机。

2.如权利要求1所述的一种用于五轴加工中心的新型两轴转台，其特征在于，所述摆动轴底座下方还设有平行设置的导轨安装面。

3.如权利要求2所述的一种用于五轴加工中心的新型两轴转台，其特征在于，所述导轨安装面为线轨滑块安装面或硬轨导轨面。

4.如权利要求1所述的一种用于五轴加工中心的新型两轴转台，其特征在于，所述摆动轴底座下方还设有丝杆螺母安装座。

5.如权利要求3或4所述的一种用于五轴加工中心的新型两轴转台，其特征在于，所述涡轮位于支撑轴座的外侧或内侧。

6.如权利要求5所述的一种用于五轴加工中心的新型两轴转台，其特征在于，所述转台本体内设有圆形DD直驱马达，所述DD直驱马达连接工作台并驱动工作台旋转。

7.如权利要求6所述的一种用于五轴加工中心的新型两轴转台，其特征在于，所述转台本体为圆形。