CN216990830U - 一种改进型五轴数控转台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种改进型五轴数控转台，属于机械技术领域。它解决了现有五轴数控转台润滑油更换频率高等技术问题。本改进型五轴数控转台的第五轴包括五轴机壳和五轴电机，五轴机壳内设有蜗杆，五轴机壳位于连接板的一侧开设有安装槽，五轴电机的电机轴伸入安装槽中，安装槽上开设有与五轴机壳内腔连通的连通孔，蜗杆的一端穿过连通孔伸入安装槽中，蜗杆与连通孔之间具有过油间隙，五轴电机的电机轴上固定有输入齿，蜗杆的一端固定有输出齿，安装槽内位于输入齿和输出齿之间还转动设有传动齿，传动齿分别与输入齿和输出齿啮合。本实用新型具有降低润滑油更换的频率的优点。

Description

一种改进型五轴数控转台

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种改进型五轴数控转台。

背景技术

五轴数控转台是数控转台的一种，属于机床加工的常用部件。工件固定在第五轴的五轴台面上，通过五轴台面的转动及摆动的组合来满足加工要求。

五轴台面的转动通过电机来驱动，为了提高五轴台面的高承载性及转动稳定性和精确性，因此会采用通过电机带动涡轮蜗杆传动来驱动五轴台面转动，例如中国专利文献公开的凸轮式五轴转台结构【申请号201922433520.2】，电机的电机轴和蜗杆之间通过第二主动齿轮和第二从动齿轮啮合连接，其中第二主动齿轮和第二从动齿轮均位于第四箱体内。该专利中电机和蜗杆之间通过两个齿轮啮合传动，由于电机和蜗杆具有较大的间距，仅通过两个齿轮传动导致两个齿轮的直径较大，因此需要更大的机壳来容纳两个齿轮，导致五轴数控转台体积较大；涡轮蜗杆和齿轮传动均位于机壳内，共用机壳内的润滑油，固定在电机上齿轮位置较高，导致润滑油无法直接与其接触，导致齿轮之间的润滑效果较差，齿轮传动机构运行时会出现磨损的情况，导致机壳内的润滑油内会存在微粒，容易损坏涡轮蜗杆结构，需要经常更换润滑油，导致使用成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种改进型五轴数控转台，本实用新型解决的技术问题是降低润滑油更换的频率。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种改进型五轴数控转台，包括第四轴、摇摆架以及位于第四轴和摇摆架之间的第五轴，所述第五轴包括五轴机壳和五轴电机，所述五轴机壳内设有蜗杆，所述摇摆架上转动连接旋转轴，所述五轴电机固定在旋转轴内，其特征在于，所述五轴机壳和旋转轴之间通过连接板固定连接，所述五轴机壳位于连接板的一侧开设有安装槽，所述五轴电机的电机轴伸入安装槽中，所述安装槽上开设有与五轴机壳内腔连通的连通孔，所述蜗杆的一端穿过连通孔伸入安装槽中，所述蜗杆与连通孔之间具有过油间隙，所述五轴电机的电机轴位于蜗杆的斜上方，所述五轴电机的电机轴上固定有输入齿，所述蜗杆的一端固定有输出齿，所述安装槽内位于输入齿和输出齿之间还转动设有传动齿，所述传动齿分别与输入齿和输出齿啮合。

五轴电机的五轴芯轴上固定有蜗杆啮合的涡轮，使用时五轴机壳内灌有润滑油，润滑油的液面淹没蜗杆，通过过油间隙在加注润滑油是使得五轴机壳内的润滑油进入安装槽中，对输入齿、传动齿和输出齿进行润滑，同时由于仅过油间隙连通，且安装槽中的润滑油和五轴机壳内腔中的润滑油之间无对流关系，因此安装槽中的润滑油和五轴机壳内的润滑油为相互独立的，能避免安装槽中齿轮传动产生的杂质微粒进入五轴机壳内的润滑油中，避免涡轮蜗杆因齿轮传动产生的杂质微粒而出现磨损的情况，大幅度提高了润滑油的使用时长，降低了润滑油更换的频率，节约了使用成本；通过输出齿、传动齿和输出齿组成的齿轮传动机构实现动力传动，通过两级传动能减小输出齿、传动齿和输出齿的直径，使得结构更紧凑，减小五轴机壳的尺寸，从而减小五轴数控转台的尺寸。

在上述的改进型五轴数控转台中，所述安装槽呈三角形且边角为圆角，所述安装槽的底面倾斜向下，所述输出齿位于安装槽靠下的底角处，所述输入齿位于安装槽靠上的底角处，所述传动齿位于顶角处。五轴机壳处于水平状态时润滑油集中在靠下的底角处，此时输出齿浸没在润滑油中，当第五轴向靠上的底角处时润滑油会流到靠上的底角处，输入齿会浸没在润滑油中得到润滑，当第五轴向反向转动时润滑油会流向顶角处，传动齿会浸没在润滑油中得到润滑，通过该结构的安装槽能实现对输入齿、输出齿和传动齿的直接润滑。

在上述的改进型五轴数控转台中，所述输入齿、传动齿和输出齿的直径逐渐增大。该结构实现减速机的功能，能更精确的控制输出齿的转动，从而能精确控制第五轴的五轴台面的转动角度，同时也能增加输出齿的输出扭矩。

在上述的改进型五轴数控转台中，所述五轴机壳上环绕安装槽开设有密封槽，所述密封槽内设有密封圈一，所述密封圈一与连接板密封连接。通过该结构实现五轴机壳与连接板之间的密封。

在上述的改进型五轴数控转台中，所述五轴机壳上开设有加油孔，所述加油孔位于密封槽的上方并与密封槽连通。加油孔与密封槽连通，润滑油填充满过油间隙完全隔绝了五轴机壳内腔与外界的连通，从而完全避免了车间的灰尘等进入五轴机壳内腔的可能性。

在上述的改进型五轴数控转台中，所述旋转轴呈圆筒状，所述五轴电机固定在旋转轴内，所述旋转轴穿过摇摆架，所述旋转轴和摇摆架之间通过轴承连接，所述摇摆架上固定有将轴承固定的定位环。通过该结构实现五轴电机的安装，结构简单。

与现有技术相比，本改进型五轴数控转台通过将输出齿、传动齿和输出齿设置在与五轴机壳内腔分隔开的有安装槽中，五轴机壳内腔和安装槽中采用相对独立的润滑油润滑，避免交叉污染，从而提高润滑油的使用时间，降低了润滑油更换的频率的优点。

附图说明

图1是改进型五轴数控转台的立体结构示意图。

图2是改进型五轴数控转台的俯视结构示意图。

图3是图2中沿A-A的剖视结构示意图。

图4是图2中沿B-B的剖视结构示意图。

图5是图3中A部的放大结构示意图。

图6是图3中B部的放大结构示意图。

图7是五轴机壳与蜗杆的位置关系示意图。

图8是输入齿、传动齿和输出齿位于安装槽中的位置关系示意图。

图9是底板的立体结构示意图。

图10是制动活塞的立体结构示意图。

图11是复位弹片的俯视结构示意图。

图中，1、基座；11、摇摆架；12、旋转轴；13、轴承；14、定位环；15、连接板；2、第四轴；21、四轴机壳；22、四轴芯轴；221、通气盲孔；222、出气孔；223、密封圈二；3、第五轴；31、五轴机壳；32、制动面；33、进气环槽；34、贯通孔；341、进气段；342、连通段；35、加油孔；36、安装槽；37、密封槽；38、底板；381、活塞槽；382、螺纹孔一；383、让位孔一；384、内圆环；385、外圆环；386、气孔；387、压力腔；4、五轴电机；41、输入齿；42、传动齿；5、五轴芯轴；51、涡轮；52、蜗杆；521、过油间隙；53、输出齿；54、五轴台面；6、制动盘；61、制动活塞；611、让位孔二；612、螺纹孔二；613、让位倒角；7、复位弹片；71、固定孔一；72、弹性复位段；73、固定孔二。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1至图11所示，改进型五轴数控转台包括基座1、固定在基座1上的第四轴2和摇摆架11，第四轴2和摇摆架11之间设有第五轴3，第五轴3包括五轴机壳31、五轴电机4、转动连接在五轴机壳31内的五轴芯轴5和固定在五轴芯轴5上端的五轴台面54，五轴芯轴5上套设固定有涡轮51，五轴机壳31内转动连接有蜗杆52，涡轮51和蜗杆52啮合带动五轴芯轴5转动，第四轴2包括四轴机壳21和四轴芯轴22，四轴机壳21上开设有用于加注润滑油的加注孔，五轴机壳31的一侧与四轴芯轴22固定连接，摇摆架11上转动连接旋转轴12，旋转轴12呈圆筒状，五轴电机4固定在旋转轴12内，旋转轴12和摇摆架11之间通过轴承13连接，摇摆架11上固定有将轴承13固定的定位环14，五轴机壳31的另一侧与旋转轴12固定连接，五轴电机4能驱动蜗杆52转动。四轴芯轴22转动带动第五轴3摆动，五轴芯轴5转动五轴台面54转动，实现工件的摆动和旋转动作。

五轴机壳31和旋转轴12之间通过连接板15固定连接，五轴机壳31位于连接板15的一侧开设有安装槽36，五轴电机4的电机轴伸入安装槽36中，所述安装槽36上开设有连通孔，蜗杆52的一端穿过连通孔伸入安装槽36中，蜗杆52与连通孔之间具有过油间隙521，五轴电机4的电机轴位于蜗杆52的斜上方，五轴电机4的电机轴上固定有输入齿41，蜗杆52的一端固定有输出齿53，安装槽36内位于输入齿41和输出齿53之间还转动设有传动齿42，传动齿42分别与输入齿41和输出齿53啮合，输入齿41、传动齿42和输出齿53的直径逐渐增大，五轴机壳31上开设有加油孔35，加油孔35位于密封槽37的上方并与密封槽37连通，加油孔35与密封槽37连通，润滑油填充满过油间隙521完全隔绝了五轴机壳31内腔与外界的连通。

安装槽36呈三角形且边角为圆角，安装槽36的底面倾斜向下，输出齿53位于安装槽36靠下的底角处，输入齿41位于安装槽36靠上的底角处，传动齿42位于顶角处。五轴机壳31上环绕安装槽36开设有密封槽37，密封槽37内设有密封圈一，密封圈一与连接板15密封连接。五轴机壳31处于水平状态时润滑油集中在靠下的底角处，此时输出齿53浸没在润滑油中，当第五轴3向靠上的底角处时润滑油会流到靠上的底角处，输入齿41会浸没在润滑油中得到润滑，当第五轴3向反向转动时润滑油会流向顶角处，传动齿42会浸没在润滑油中得到润滑，通过该结构的安装槽36实现对输入齿41、输出齿53和传动齿42的润滑。

五轴电机4的五轴芯轴5上固定有蜗杆52啮合的涡轮51，使用时五轴机壳31内灌有润滑油，润滑油的液面淹没蜗杆52，通过过油间隙521在加注润滑油是使得五轴机壳31内的润滑油进入安装槽36中，对输入齿41、传动齿42和输出齿53进行润滑，同时由于仅过油间隙521连通，因此安装槽36中的润滑油和五轴机壳31内的润滑油为相互独立的，能避免安装槽36中齿轮传动产生的杂质微粒进入五轴机壳31内的润滑油中，避免涡轮51蜗杆52因齿轮传动产生的杂质微粒而出现磨损的情况。

五轴机壳31的一侧开设有贯通孔34，贯通孔34包括位于内侧的进气段341和位于外侧的连通段342，进气段341的直径小于连通段342的直径，四轴芯轴22的一端沿轴向开设有通气盲孔221，贯通孔34与通气盲孔221对齐连通，贯通孔34的中心线和通气盲孔221的中心线与四轴芯轴22的轴线共线。通气盲孔221的内壁上开设有出气孔222，出气孔222沿四轴芯轴22的径向开设且出气孔222朝上设置，出气孔222与四轴机壳21的内腔连通，四轴芯轴22和五轴机壳31之间还设有密封圈二223，贯通孔34的外孔口和通气盲孔221的外孔口位于密封圈二223的内侧。

通过贯通孔34、通气盲孔221及出气孔222的连通使得五轴机壳31的内腔与四轴机壳21的内腔连通，四轴机壳21的内腔通过加注孔与外界相通，在五轴机壳31的内腔温度升高导致气体膨胀后，气体通过贯通孔34、通气盲孔221及出气孔222排放至四轴机壳21内，再通过加注孔排放至外界，使得五轴机壳31内压力与外界始终相同，避免出现压力差，从而避免出现润滑油泄露的情况；同时上述结构使得五轴机壳31不直接与外界连通，在五轴机壳31摆动过程中能避免润滑油因摆动出现泄漏。

五轴芯轴5的下端固定有制动盘6，五轴机壳31内设有与制动盘6的上侧面正对的制动面32，五轴机壳31上位于刹车片的下侧面设有能将制动盘6压紧在制动面32上的制动活塞61，制动活塞61和五轴机壳31之间设有能使得位于制动位置的制动活塞61复位至与制动盘6分离的位置的复位弹片7。

复位弹片7上设有至少两个用于与五轴机壳31固定的固定孔一71，复位弹片7上位于两个固定孔一71之间的一段为弹性复位段72，弹性复位段72的中部开设有用于与制动活塞61固定连接的固定孔二73。作为优选，复位弹片7上设有三个固定孔一71和三个固定孔二73，三个固定孔一71呈圆周阵列分布，三个固定孔二73呈圆周阵列分布，三个固定孔一71和三个所述固定孔二73交错设置。五轴机壳31的底部固定有底板38，底板38上设有活塞槽381，制动活塞61位于活塞槽381内，活塞槽381的底面开设有与固定孔一71对齐的螺纹孔一382，活塞槽381的底面开设有与固定孔二73对齐的让位孔一383；活塞的底面开设有与固定孔一71对齐的让位孔二611，活塞的底面开设有与固定孔二73对齐的螺纹孔二612。

五轴机壳31上位于底部的内侧壁上开设有进气环槽33，底板38上设有内圆环384和外圆环385，内圆环384和外圆环385之间形成活塞槽381，外圆环385与五轴机壳31的内侧壁密封贴靠，外圆环385上开设有若干气孔386，气孔386与进气环槽33连通，制动活塞61的底部靠外边沿设有让位倒角613，让位倒角613和外圆环385之间形成压力腔387，气孔386与压力腔387连通。气泵与进气环槽33连通，外圆环385和五轴机壳31之间设有两个密封圈三，进气环槽33位于两个密封圈三之间，需要刹车制动时，气泵充气，通过进气环槽33后再通过气孔386进入压力腔387内，使得压力腔387内气压增大，从而推动制动活塞61向上移动将制动盘6压紧在制动面32上实现制动。

五轴芯轴5转动时，制动盘6和制动面32之间具有间隙；五轴芯轴5需要固定时，制动活塞61在压力的作用下向上移将制动盘6压紧在制动面32上，从而将五轴芯轴5固定，在五轴芯轴5需要转动后，将作用在制动活塞61上的压力卸掉，在复位弹片7的作用下制动活塞61复位与制动盘6分离，此时制动盘6在未受力的情况下回弹至与制动面32分离的平板状，五轴芯轴5恢复自由转动。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种改进型五轴数控转台，包括第四轴(2)、摇摆架(11)以及位于第四轴(2)和摇摆架(11)之间的第五轴(3)，所述第五轴(3)包括五轴机壳(31)和五轴电机(4)，所述五轴机壳(31)内设有蜗杆(52)，所述摇摆架(11)上转动连接旋转轴(12)，所述五轴电机(4)固定在旋转轴(12)内，其特征在于，所述五轴机壳(31)和旋转轴(12)之间通过连接板(15)固定连接，所述五轴机壳(31)位于连接板(15)的一侧开设有安装槽(36)，所述五轴电机(4)的电机轴伸入安装槽(36)中，所述安装槽(36)上开设有与五轴机壳(31)内腔连通的连通孔，所述蜗杆(52)的一端穿过连通孔伸入安装槽(36)中，所述蜗杆(52)与连通孔之间具有过油间隙(521)，所述五轴电机(4)的电机轴位于蜗杆(52)的斜上方，所述五轴电机(4)的电机轴上固定有输入齿(41)，所述蜗杆(52)的一端固定有输出齿(53)，所述安装槽(36)内位于输入齿(41)和输出齿(53)之间还转动设有传动齿(42)，所述传动齿(42)分别与输入齿(41)和输出齿(53)啮合。

2.根据权利要求1所述的改进型五轴数控转台，其特征在于，所述安装槽(36)呈三角形且边角为圆角，所述安装槽(36)的底面倾斜向下，所述输出齿(53)位于安装槽(36)靠下的底角处，所述输入齿(41)位于安装槽(36)靠上的底角处，所述传动齿(42)位于顶角处。

3.根据权利要求1所述的改进型五轴数控转台，其特征在于，所述输入齿(41)、传动齿(42)和输出齿(53)的直径逐渐增大。

4.根据权利要求1或2或3所述的改进型五轴数控转台，其特征在于，所述五轴机壳(31)上环绕安装槽(36)开设有密封槽(37)，所述密封槽(37)内设有密封圈一，所述密封圈一与连接板(15)密封连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的改进型五轴数控转台，其特征在于，所述五轴机壳(31)上开设有加油孔(35)，所述加油孔(35)位于密封槽(37)的上方并与密封槽(37)连通。

6.根据权利要求1或2或3所述的改进型五轴数控转台，其特征在于，所述旋转轴(12)呈圆筒状，所述五轴电机(4)固定在旋转轴(12)内，所述旋转轴(12)穿过摇摆架(11)，所述旋转轴(12)和摇摆架(11)之间通过轴承(13)连接，所述摇摆架(11)上固定有将轴承(13)固定的定位环(14)。

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