CN211638995U

CN211638995U - 凸轮式五轴转台结构

Info

Publication number: CN211638995U
Application number: CN201922433520.2U
Authority: CN
Inventors: 赵相雨; 邱海涛
Original assignee: Suzhou Furuta Automation Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Gutian Automation Co ltd
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2020-10-09
Anticipated expiration: 2029-12-30

Abstract

本实用新型公开了一种凸轮式五轴转台结构，包括倾斜轴机构和旋转轴机构，倾斜轴机构包括底座、第一箱体、第二箱体、尾座、第三箱体和第一凸轮滚子传动机构，第一箱体和尾座间隔安装于底座的顶面上，第一凸轮滚子传动机构安装于第一箱体内，旋转轴机构包括第四箱体和第二凸轮滚子传动机构，第二凸轮滚子传动机构设于第四箱体内，第四箱体的第二连接盘通过旋转支撑机构转动安装于尾座的内侧，第四箱体的第一连接盘固接于第一凸轮滚子传动机构的第一旋转台。本实用新型实现了作为机床第四轴及第五轴的倾斜及旋转功能，加工时具有高刚性、重负载、高效率的特性，提高了多轴加工零件的品质。

Description

凸轮式五轴转台结构

技术领域

本实用新型涉及一种五轴转台，具体是涉及一种凸轮式五轴转台结构。

背景技术

五轴转台是五轴数控机床的重要部件，它能够实现旋转轴与倾斜轴的两坐标定位，使得机床加工台面支持工件可在同一平面内旋转的同时，还可以驱动加工台面摆动，从而加工出包括任何曲面的产品，满足精细工件多样性的需求。

但是现有的五轴转台通常采用高精度蜗杆蜗轮式传动的转台与摆头，不仅制造难度大、成本高，而且难以达到高速加工所需的速度和精度，需要消耗大量的时间，因此，生产效率较低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种凸轮式五轴转台结构，实现了作为机床第四轴及第五轴的旋转及倾斜功能，且具有高刚性、重负载、高效率的特性，提高了多轴加工零件的品质，降低了加工零件的不良率。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种凸轮式五轴转台结构，包括倾斜轴机构和旋转轴机构，所述倾斜轴机构包括底座、第一箱体、第二箱体、尾座、第三箱体和第一凸轮滚子传动机构，所述第一凸轮滚子传动机构包括第一入力轴、第一弧面凸轮、第一输出转塔和第一驱动电机，所述第一箱体和所述尾座间隔安装于所述底座的顶面上，所述第二箱体安装于所述第一箱体的后侧，所述第三箱体安装于所述尾座的外侧，所述第一凸轮滚子传动机构安装于所述第一箱体内，所述第一入力轴纵向设置并通过轴承转动安装于所述第一箱体内，所述第一入力轴穿出所述第一箱体的一端安装有第一从动齿轮，所述第一驱动电机安装于所述第二箱体内，所述第一驱动电机的动力输出轴上安装有第一主动齿轮，所述第一主动齿轮与所述第一从动齿轮啮合传动；所述第一弧面凸轮设于所述第一箱体内，且所述第一弧面凸轮安装于所述第一入力轴的中部位置，所述第一输出转塔的周侧面上安装有若干第一滚子，所述第一输出转塔横向设置并通过轴承转动安装于所述第一箱体内，且所述第一输出转塔与所述第一入力轴垂直设置，使所述第一滚子与所述第一弧面凸轮的第一锥度支撑肋啮合传动，所述第一输出转塔的一端从所述第一箱体朝向所述尾座的一侧穿出，所述第一输出转塔该端安装有第一旋转台；所述旋转轴机构包括第四箱体和第二凸轮滚子传动机构，所述第四箱体两端形成第一连接盘和第二连接盘，所述第一连接盘与所述第一旋转台固定连接，所述第二连接盘通过旋转支撑机构转动安装于所述尾座的内侧，所述第二凸轮滚子传动机构包括第二入力轴、第二弧面凸轮、第二输出转塔和第二驱动电机，所述第二凸轮滚子传动机构安装于所述第四箱体内，所述第二入力轴横向设置并通过轴承转动安装于所述第四箱体内，所述第二入力轴朝向所述第二连接盘的一端安装有第二从动齿轮，所述第二驱动电机安装于所述第三箱体及所述尾座的中心通孔内，所述第二驱动电机的动力输出轴经所述第二连接盘穿入所述第四箱体内，所述第二驱动电机的动力输出轴上安装有第二主动齿轮，所述第二主动齿轮与所述第二从动齿轮啮合传动；所述第二弧面凸轮设于所述第四箱体内，且所述第二弧面凸轮安装于所述第二入力轴的中部位置，所述第二输出转塔的周侧面上安装有若干第二滚子，所述第二输出转塔竖向设置并通过轴承转动安装于所述第四箱体内，且所述第二输出转塔与所述第二入力轴垂直设置，使所述第二滚子与所述第二弧面凸轮的第二锥度支撑肋啮合传动，所述第二输出转塔的一端从所述第四箱体的顶部穿出，所述第二输出转塔该端安装有第二旋转台。

进一步的，所述第一箱体后侧形成有安装凹槽，所述第二箱体罩盖在所述安装凹槽上，所述第一主动齿轮和所述第一从动齿轮设于所述安装凹槽内，所述第一驱动电机通过安装隔板固定在所述安装凹槽处，所述第一驱动电机的动力输出轴穿过所述安装隔板与所述第一主动齿轮固定连接，所述安装凹槽底部形成有安装环缘，所述第一入力轴的后端通过轴承转动安装于所述安装环缘内，且所述第一入力轴的后端穿入所述安装凹槽内，并与所述第一从动齿轮固定连接。

进一步的，所述旋转支撑机构包括环形轴、支撑轴承、轴承内压环和轴承外压环；所述尾座的中心通孔内壁上形成有自内向外扩大的第一阶梯、第二阶梯和第三阶梯，所述环形轴穿设于所述尾座的中心通孔内，所述环形轴的内端与所述第二连接盘通过螺栓固定连接，所述支撑轴承设于所述环形轴的轴肩与所述第二阶梯之间，所述轴承内压环固接于所述环形轴的外端上，并压紧所述支撑轴承的内圈，将所述支撑轴承的内圈定位在所述环形轴的轴肩处，所述轴承外压环固接于所述第三阶梯上，并压紧所述支撑轴承的外圈，将所述支撑轴承的外圈定位在第二阶梯处，所述第一阶梯处设有油封。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提出了凸轮式五轴转台结构，采用第二凸轮滚子传动机构驱动旋转台，实现了作为机床第四轴的旋转功能，通过第一凸轮滚子传动机构驱动旋转轴机构整体在尾座上摆动，实现了作为机床第五轴的倾斜功能。因此，本实用新型凸轮式五轴转台结构，能够实现第四轴及第五轴的功能。相对于现有采用高精度蜗杆蜗轮式传动的旋转与摇摆功能，降低了制造难度及成本，达到了高速加工所需的速度和精度，且具有高刚性、重负载、高效率的特性，提高了多轴加工零件的品质，降低了加工零件的不良率。其中，采用旋转支撑机构实现了尾座支撑第四箱体并实现了第四箱体相对于尾座的旋转功能，该结构便于容置第二驱动电机，减少第二驱动电机占用的空间，优化了产品结构。

附图说明

图1为本实用新型凸轮式五轴转台结构的立体图；

图2为本实用新型凸轮式五轴转台结构的俯视图；

图3为图2中A-A向剖面视图；

图4为图2中B-B向剖面视图；

图5为图3中C处放大的结构示意图；

图6为本实用新型凸轮式五轴转台结构的前视图；

图7为图6中D-D向剖面视图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明，其目的仅在于更好理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围。实施例附图的结构中各组成部分未按正常比例缩放，故不代表实施例中各结构的实际相对大小。其中所说的结构或面的上面或上侧，包含中间还有其他层的情况。

如图1、图2、图3、图4、图6和图7所示，一种凸轮式五轴转台结构，包括倾斜轴机构1和旋转轴机构2，所述倾斜轴机构包括底座11、第一箱体12、第二箱体13、尾座14、第三箱体15和第一凸轮滚子传动机构16，所述第一凸轮滚子传动机构包括第一入力轴161、第一弧面凸轮162、第一输出转塔163和第一驱动电机164，所述第一箱体和所述尾座间隔安装于所述底座的顶面上，所述第二箱体安装于所述第一箱体的后侧，所述第三箱体安装于所述尾座的外侧，所述第一凸轮滚子传动机构安装于所述第一箱体内，所述第一入力轴纵向设置并通过轴承转动安装于所述第一箱体内，所述第一入力轴穿出所述第一箱体的一端安装有第一从动齿轮165，所述第一驱动电机安装于所述第二箱体内，所述第一驱动电机的动力输出轴上安装有第一主动齿轮166，所述第一主动齿轮与所述第一从动齿轮啮合传动；所述第一弧面凸轮设于所述第一箱体内，且所述第一弧面凸轮安装于所述第一入力轴的中部位置，所述第一输出转塔的周侧面上安装有若干第一滚子167，所述第一输出转塔横向设置并通过轴承转动安装于所述第一箱体内，且所述第一输出转塔与所述第一入力轴垂直设置，使所述第一滚子与所述第一弧面凸轮的第一锥度支撑肋啮合传动，所述第一输出转塔的一端从所述第一箱体朝向所述尾座的一侧穿出，所述第一输出转塔该端安装有第一旋转台168；所述旋转轴机构包括第四箱体21和第二凸轮滚子传动机构22，所述第四箱体两端形成第一连接盘211和第二连接盘212，所述第一连接盘与所述第一旋转台固定连接，所述第二连接盘通过旋转支撑机构 3转动安装于所述尾座的内侧，所述第二凸轮滚子传动机构包括第二入力轴221、第二弧面凸轮222、第二输出转塔223和第二驱动电机224，所述第二凸轮滚子传动机构安装于所述第四箱体内，所述第二入力轴横向设置并通过轴承转动安装于所述第四箱体内，所述第二入力轴朝向所述第二连接盘的一端安装有第二从动齿轮225，所述第二驱动电机安装于所述第三箱体及所述尾座的中心通孔内，所述第二驱动电机的动力输出轴经所述第二连接盘穿入所述第四箱体内，所述第二驱动电机的动力输出轴上安装有第二主动齿轮226，所述第二主动齿轮与所述第二从动齿轮啮合传动；所述第二弧面凸轮设于所述第四箱体内，且所述第二弧面凸轮安装于所述第二入力轴的中部位置，所述第二输出转塔的周侧面上安装有若干第二滚子227，所述第二输出转塔竖向设置并通过轴承转动安装于所述第四箱体内，且所述第二输出转塔与所述第二入力轴垂直设置，使所述第二滚子与所述第二弧面凸轮的第二锥度支撑肋啮合传动，所述第二输出转塔的一端从所述第四箱体的顶部穿出，所述第二输出转塔该端安装有第二旋转台228。这样，采用凸轮滚子传动机构驱动旋转台，实现了作为机床第四轴的旋转功能，通过凸轮滚子传动机构驱动旋转轴机构整体在尾座上摆动，实现了作为机床第五轴的倾斜功能。因此，本实用新型凸轮式五轴转台结构，能够实现第四轴及第五轴的功能。相对于现有采用高精度蜗杆蜗轮式传动的旋转与摇摆功能，降低了制造难度及成本，达到了高速加工所需的速度和精度，且具有高刚性、重负载、高效率的特性，提高了多轴加工零件的品质，降低了加工零件的不良率。

优选的，所述第一连接盘与第四箱体一体成型，所述第二连接盘与所述第四箱体可拆卸固定连接。这样，便于在第四箱体内安装第二凸轮滚子传动机构，且便于在尾座上安装第二驱动电机。

优选的，所述第一箱体后侧形成有安装凹槽，所述第二箱体罩盖在所述安装凹槽上，所述第一主动齿轮和所述第一从动齿轮设于所述安装凹槽内，所述第一驱动电机通过安装隔板 169固定在所述安装凹槽处，所述第一驱动电机的动力输出轴穿过所述安装隔板与所述第一主动齿轮固定连接，所述安装凹槽底部形成有安装环缘1610，所述第一入力轴的后端通过轴承转动安装于所述安装环缘内，且所述第一入力轴的后端穿入所述安装凹槽内，并与所述第一从动齿轮固定连接。

优选的，所述旋转支撑机构包括环形轴31、支撑轴承32、轴承内压环33和轴承外压环34；所述尾座的中心通孔内壁上形成有自内向外扩大的第一阶梯141、第二阶梯142和第三阶梯143，所述环形轴穿设于所述尾座的中心通孔内，所述环形轴的内端与所述第二连接盘通过螺栓固定连接，所述支撑轴承设于所述环形轴的轴肩311与所述第二阶梯之间，所述轴承内压环固接于所述环形轴的外端上，并压紧所述支撑轴承的内圈，将所述支撑轴承的内圈定位在所述环形轴的轴肩处，所述轴承外压环固接于所述第三阶梯上，并压紧所述支撑轴承的外圈，将所述支撑轴承的外圈定位在第二阶梯处，所述第一阶梯处设有油封35。这样，实现了尾座支撑第四箱体并实现了第四箱体相对于尾座的旋转功能，且便于容置第二驱动电机，减少第二驱动电机占用的空间，优化了产品结构。

优选的，参见图5，所述第二输出转塔通过轴承转动安装于所述第四箱体内的结构是：设有上轴承229、下轴承2210、导向座2211和刹车装置2212，所述第四箱体顶端形成有第一安装孔，所述第四箱体底端形成有安装槽，所述安装槽底部形成第二安装孔，所述第二输出转塔的外周侧靠近顶端位置形成有上凸缘2231，所述输出转塔的外周侧靠近底端位置形成有第一台阶2232和第二台阶2233，所述第二安装孔靠近所述安装槽的底部位置形成有环形止挡213，所述下轴承安装于所述第二台阶与所述环形止挡之间；所述上轴承支撑于所述上凸缘上，并通过所述导向座压紧定位；所述刹车装置安装于所述安装槽内。这样，较好实现了上轴承和下轴承的安装固定，实现了第二输出转塔相对箱体的转动功能。

优选的，参见图5，所述刹车装置包括安装底座22121、活塞22122、第一制动盘22123和第二制动盘22124，所述安装底座中心具有第一避位通孔，所述安装底座顶部形成有环形的活塞室，所述活塞上下滑动安装于所述活塞室内，所述活塞与所述活塞室的侧壁之间安装有第一密封圈22125；所述第一制动盘的中心具有第二避位通孔，所述第一制动盘设置于所述安装底座的顶面上，所述第一制动盘及所述安装底座通过若干螺栓锁固到所述安装槽的底部上，所述第一制动盘与所述安装底座的顶面之间安装有第二密封圈22126，所述第一制动盘与所述第四箱体之间安装有第三密封圈22127；所述第二制动盘的中心具有第三避位通孔，所述第二制动盘套设在所述第二输出转塔外，并通过螺栓锁固在所述第一台阶上，且所述第二制动盘止挡于所述安装槽的底部；所述第二制动盘与所述第一制动盘上下重叠，所述第二输出转塔的底端插置于所述第二安装孔、所述第二避位通孔及第一避位通孔内；所述安装底座上设有液压油通道22128，所述液压油通道连接所述活塞室和外部液压油装置，在液压油的驱动下，所述活塞能够驱动所述第一制动盘接触所述第二制动盘，对所述输出转塔进行制动，所述安装槽底部安装有用于复位所述活塞的若干弹簧帽。这样，通过在箱体上设置刹车装置，可以锁定第二输出转塔，以便在特定角度进行加工。通过在第四箱体底部的安装槽上安装第一制动盘，在第二输出转塔上安装第二制动盘，并使第一制动盘与第二制动盘上下重叠，再通过液压油推动设置在安装底座上的活塞上下滑动，可以驱动第一制动盘接触第二制动盘，从而达到制动第二输出转塔的效果。

同样，可以在第一箱体上设置对应第一输出转塔的刹车装置，通过液压油推动设置在安装底座上的活塞上下滑动，驱动第一制动盘接触第二制动盘，从而达到制动第一输出转塔的效果。

以上实施例是参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本实用新型的实质的情况下，都落在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种凸轮式五轴转台结构，其特征在于：包括倾斜轴机构(1)和旋转轴机构(2)，所述倾斜轴机构包括底座(11)、第一箱体(12)、第二箱体(13)、尾座(14)、第三箱体(15)和第一凸轮滚子传动机构(16)，所述第一凸轮滚子传动机构包括第一入力轴(161)、第一弧面凸轮(162)、第一输出转塔(163)和第一驱动电机(164)，所述第一箱体和所述尾座间隔安装于所述底座的顶面上，所述第二箱体安装于所述第一箱体的后侧，所述第三箱体安装于所述尾座的外侧，所述第一凸轮滚子传动机构安装于所述第一箱体内，所述第一入力轴纵向设置并通过轴承转动安装于所述第一箱体内，所述第一入力轴穿出所述第一箱体的一端安装有第一从动齿轮(165)，所述第一驱动电机安装于所述第二箱体内，所述第一驱动电机的动力输出轴上安装有第一主动齿轮(166)，所述第一主动齿轮与所述第一从动齿轮啮合传动；所述第一弧面凸轮设于所述第一箱体内，且所述第一弧面凸轮安装于所述第一入力轴的中部位置，所述第一输出转塔的周侧面上安装有若干第一滚子(167)，所述第一输出转塔横向设置并通过轴承转动安装于所述第一箱体内，且所述第一输出转塔与所述第一入力轴垂直设置，使所述第一滚子与所述第一弧面凸轮的第一锥度支撑肋啮合传动，所述第一输出转塔的一端从所述第一箱体朝向所述尾座的一侧穿出，所述第一输出转塔该端安装有第一旋转台(168)；所述旋转轴机构包括第四箱体(21)和第二凸轮滚子传动机构(22)，所述第四箱体两端形成第一连接盘(211)和第二连接盘(212)，所述第一连接盘与所述第一旋转台固定连接，所述第二连接盘通过旋转支撑机构(3)转动安装于所述尾座的内侧，所述第二凸轮滚子传动机构包括第二入力轴(221)、第二弧面凸轮(222)、第二输出转塔(223)和第二驱动电机(224)，所述第二凸轮滚子传动机构安装于所述第四箱体内，所述第二入力轴横向设置并通过轴承转动安装于所述第四箱体内，所述第二入力轴朝向所述第二连接盘的一端安装有第二从动齿轮(225)，所述第二驱动电机安装于所述第三箱体及所述尾座的中心通孔内，所述第二驱动电机的动力输出轴经所述第二连接盘穿入所述第四箱体内，所述第二驱动电机的动力输出轴上安装有第二主动齿轮(226)，所述第二主动齿轮与所述第二从动齿轮啮合传动；所述第二弧面凸轮设于所述第四箱体内，且所述第二弧面凸轮安装于所述第二入力轴的中部位置，所述第二输出转塔的周侧面上安装有若干第二滚子(227)，所述第二输出转塔竖向设置并通过轴承转动安装于所述第四箱体内，且所述第二输出转塔与所述第二入力轴垂直设置，使所述第二滚子与所述第二弧面凸轮的第二锥度支撑肋啮合传动，所述第二输出转塔的一端从所述第四箱体的顶部穿出，所述第二输出转塔该端安装有第二旋转台(228)。

2.根据权利要求1所述的凸轮式五轴转台结构，其特征在于：所述第一箱体后侧形成有安装凹槽，所述第二箱体罩盖在所述安装凹槽上，所述第一主动齿轮和所述第一从动齿轮设于所述安装凹槽内，所述第一驱动电机通过安装隔板(169)固定在所述安装凹槽处，所述第一驱动电机的动力输出轴穿过所述安装隔板与所述第一主动齿轮固定连接，所述安装凹槽底部形成有安装环缘(1610)，所述第一入力轴的后端通过轴承转动安装于所述安装环缘内，且所述第一入力轴的后端穿入所述安装凹槽内，并与所述第一从动齿轮固定连接。

3.根据权利要求1所述的凸轮式五轴转台结构，其特征在于：所述旋转支撑机构包括环形轴(31)、支撑轴承(32)、轴承内压环(33)和轴承外压环(34)；所述尾座的中心通孔内壁上形成有自内向外扩大的第一阶梯(141)、第二阶梯(142)和第三阶梯(143)，所述环形轴穿设于所述尾座的中心通孔内，所述环形轴的内端与所述第二连接盘通过螺栓固定连接，所述支撑轴承设于所述环形轴的轴肩(311)与所述第二阶梯之间，所述轴承内压环固接于所述环形轴的外端上，并压紧所述支撑轴承的内圈，将所述支撑轴承的内圈定位在所述环形轴的轴肩处，所述轴承外压环固接于所述第三阶梯上，并压紧所述支撑轴承的外圈，将所述支撑轴承的外圈定位在第二阶梯处，所述第一阶梯处设有油封(35)。