CN220740243U - 一种摇篮工作台结构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种摇篮工作台结构，包括A轴组件、C轴组件和摆动座，所述A轴组件包括支撑座、转接轴和A轴驱动组件，所述转接轴连接所述摆动座，所述摆动座左右两侧端面上设有台阶，所述台阶用于安装第一密封件，所述第一密封件用于密封所述A轴组件，所述C轴组件包括工作台和C轴驱动组件，所述工作台和所述摆动座之间设有密封法兰，所述密封法兰与所述工作台之间设有气密封间隙，所述工作台连接第二密封件。通过密封法兰与摆动座内气密封气道的配合以此实现气密封；第一密封件与摆动座同步摆动，第二密封件与工作台同步转动，第一密封件和第二密封件在一定速度时会产生离心力，能够减少与轴套或密封法兰之间的摩擦力，从而降低摩擦发热。

Description

一种摇篮工作台结构

技术领域

本申请涉及机床制造技术领域，具体涉及一种摇篮工作台结构。

背景技术

五轴数控加工是为了克服三轴加工的不足而发展起来的一项先进制造技术，是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等加工的唯一手段。从理论上来说，加工刀具的自由度最多具有三个平移和三个转动自由度，相应的工作台的自由度最多也是六个，从中任取五个自由度来设计机床就被称为五轴数控机床。五个自由度的组合形式有许多，一般最为常见的是三个平移运动加上两个转动运动组成，现有的大部分五轴数控机床都配置了三个直线坐标轴和两个旋转坐标轴，并可以在计算机数控(CNC)系统的控制下同时协调运动进行加工。

现有的摇篮工作台密封中的密封件，在工作过程中较易磨损，从而导致加工精度降低。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种摇篮工作台结构，采用摆动座两侧设置的密封件随摆动座同步摆动，C轴组件在工作台与摆动座之间设置一个气密封，从而降低密封件的磨损；具体采用如下技术方案：

一种摇篮工作台结构，包括A轴组件、C轴组件和摆动座，所述C轴组件设置在所述摆动座内，所述摆动座两侧分别设有A轴组件，所述A轴组件通过所述摆动座带动所述C轴组件摆动；

所述A轴组件包括支撑座、转接轴和A轴驱动组件，所述转接轴连接所述摆动座，所述转接轴由所述A轴驱动组件驱动摆动，从而带动所述摆动座摆动，所述转接轴由A轴制动组件制动，从而制动所述摆动座；

所述摆动座左右两侧端面上设有台阶，所述台阶用于安装第一密封件，所述第一密封件用于密封所述A轴组件；

所述C轴组件包括工作台和C轴驱动组件，所述工作台和所述摆动座之间设有密封法兰，所述密封法兰与所述工作台之间设有气密封间隙，所述工作台下方设有连接轴，所述连接轴由所述C轴驱动组件驱动旋转，从而带动所述工作台旋转，所述连接轴由C轴制动组件制动，从而制动所述工作台。

优选地，所述A轴制动组件固定设置在所述支撑座的端面，所述A轴制动组件的内圈用于制动，外圈设有用于保护所述A轴制动组件的轴套，所述轴套连接密封盖，所述轴套、所述密封盖和所述摆动座的台阶之间设有容纳所述第一密封件的空间。

优选地，所述摆动座内设有至少一条气密封气道，所述气密封气道用于传输高压气体，所述气密封气道连接所述密封法兰一侧设有至少一条通气槽。

进一步优选地，所述通气槽两端分别设有密封圈。

进一步优选地，所述密封法兰内部设有至少一个与所述通气槽相连通的通孔。

优选地，所述密封法兰上设有环形凸台，所述工作台内设有容纳所述凸台的容腔，所述容腔两端分别设有第一凸缘和第二凸缘，所述凸台与所述第一凸缘相配合从而形成迷宫密封结构。

进一步优选地，所述容腔内还设有第二密封件，所述第二密封件与所述工作台连接，用于密封所述第二凸缘和所述密封法兰之间的间隙。

优选地，所述第一密封件、所述第二密封件均为V型密封圈。

优选地，所述摆动座内还可以设有至少一条保压气道，所述保压气道连接所述通气槽，所述保压气道用于卸压。

优选地，所述摆动座与所述转接轴连接处设有相贯的螺纹孔，所述螺纹孔内设有用于调整所述摆动座与所述A轴组件同心度的调整件。

本申请的有益效果：

(1)第一密封件与摆动座同步摆动，第一密封件在一定速度时会产生离心力，能够减少与轴套之间的摩擦力，从而降低第一密封件自身的摩擦发热；

(2)工作台与摆动座之间设有一密封法兰，通过密封法兰与摆动座内气密封气道的配合以此实现气密封；

(3)密封法兰与工作台之间形成迷宫密封，从而避免异物(如切削液、切屑、灰尘等)进入C轴组件内部，对C轴组件内部零件起保护作用；

(4)第二密封件与工作台同步转动，第二密封件在转到一定速度时会产生离心力，能够减少与密封法兰之间的摩擦力，从而降低第二密封件自身的摩擦发热；同时气密封内气体的流出可以带走第二密封件上的热量，从而延长第二密封件的使用寿命；

(5)摆动座内设有保压气道，防止通气槽内或容腔内的气体压力过高。

附图说明

图1是本申请所述的摇篮工作台的半剖示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是本申请所述的A轴组件半剖示意图；

图4是本申请所述的C轴组件半剖示意图；

图5是图4中B处的局部放大图；

图6是本申请所述的工作台的结构示意图；

图7是本申请所述的密封法兰的结构示意图；

图8是本申请所述的气密封气体流向示意图；

图9是本申请所述的A轴组件中制动气道的结构示意图；

图10是本申请所述的C轴组件中制动气道的结构示意图。

图中：1、A轴组件，101、支撑座，102、转接轴，103、A轴驱动组件，104、轴套，105、密封盖，106、摆动轴，2、C轴组件，201、工作台，2011、容腔，2012、第一凸缘，2013、第二凸缘，202、密封法兰，2021、通孔，2022、凸台，203、C轴驱动组件，204、连接轴，205、转轴，3、摆动座，301、台阶，302、气密封气道，303、通气槽，304、保压气道，305、螺纹孔，4、A轴制动组件，401、制动气道，5、第一密封件，6、第二密封件，7、编码器，8、编码器座，9、轴承，10、法兰，11、挡板，12、下端盖，13、端盖，14、C轴制动组件。

具体实施方式

下面将结合本申请的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，本申请描述的实施例仅仅是本申请的部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

结合图1～图10，对本申请作进一步说明，一种摇篮工作台结构，包括A轴组件1、C轴组件2和摆动座3，所述C轴组件2设置在所述摆动座3内，所述摆动座3两侧分别设有A轴组件1，所述A轴组件1通过所述摆动座3带动所述C轴组件2摆动；

所述A轴组件1包括支撑座101、转接轴102和A轴驱动组件103，所述转接轴102连接所述摆动座3，所述转接轴102由所述A轴驱动组件103驱动摆动，从而带动所述摆动座3摆动，所述转接轴102由A轴制动组件4制动，从而制动所述摆动座3；

所述摆动座3左右两侧端面上设有台阶301，所述台阶301用于安装第一密封件5，所述第一密封件5用于密封所述A轴组件1；

所述C轴组件2包括工作台201和C轴驱动组件203，所述工作台201和所述摆动座3之间设有密封法兰202，所述密封法兰202与所述工作台201之间设有气密封间隙，所述工作台201下方设有连接轴204，所述连接轴204由所述C轴驱动组件203驱动旋转，从而带动所述工作台201旋转，所述连接轴204由C轴制动组件14制动，从而制动所述工作台201。

A轴制动组件4固定设置在所述支撑座101的端面，A轴制动组件4的内圈用于制动，外圈设有用于保护A轴制动组件4的轴套104，所述轴套104连接密封盖105，如图2所示，所述轴套104、所述密封盖105和所述摆动座3的台阶301之间设有容纳所述第一密封件5的空间。

如图4和图5所示，所述摆动座3内设有至少一条气密封气道302，所述气密封气道302用于传输高压气体，所述气密封气道302连接所述密封法兰202一侧设有至少一条通气槽303，所述通气槽303两端分别设有密封圈。

如图7所示，所述密封法兰202内部设有至少一个与所述通气槽303相连通的通孔2021；如图5～图7所示，所述密封法兰202上设有环形凸台2022，所述工作台201内设有容纳所述凸台2022的容腔2011，所述容腔2011两端分别设有第一凸缘2012和第二凸缘2013，所述凸台2022与所述第一凸缘2012相配合从而形成迷宫密封结构，所述容腔2011内还设有第二密封件6，所述第二密封件6与所述工作台201连接，用于密封所述第二凸缘2013和所述密封法兰202之间的间隙。

在本实施例中，所述第一密封件5和所述第二密封件6均为V型密封圈；其中，V型密封圈随所述摆动座3或所述工作台201一起旋转，在一定的圆周速度下，V型密封圈的密封唇受离心力作用向外偏移，密封唇与所述轴套104或所述密封法兰202之间的摩擦力相应减小，从而降低V型密封圈自身的摩擦发热，进一步提高加工精度。

如图8所示，气密封的工作原理为：高压气体从气密封气道302流入通气槽303内，通气槽303内的气体受压力作用通过密封法兰202内的通孔2021流入容腔2011内，容腔2011内的气体受通气槽303内流入气体的不断挤压，最后由V型密封圈引导，从迷宫密封结构内流出，从而避免异物(如切削液、切屑、灰尘等)进入C轴组件2内部，对C轴组件2内部零件起保护作用，此外高压气体可以对V型密封圈的密封唇进行有效降温，延长V型圈的使用寿命。

所述摆动座3内还可以设有至少一条保压气道304，所述保压气道304连接所述通气槽303，所述保压气道304用于卸压，防止通气槽303内或容腔2011内的气体压力过高。

所述支撑座101和所述摆动座3内均设有用于冷却所述A轴驱动组件103和所述C轴驱动组件203外圈的流道；在本实施例中，所述A轴驱动组件103和所述C轴驱动组件203均为DD马达，所述DD马达包括马达定子和马达转子，所述马达定子分别密封连接所述支撑座101和所述摆动座3，所述马达转子分别连接摆动轴106和转轴205。

所述摆动轴106和所述转轴205一端连接编码器7，所述编码器7包括编码器定子和编码器转子。具体地，所述摆动轴106一端通过法兰10连接编码器转子，所述摆动轴106另一端连接所述转接轴102；所述转轴205一端通过法兰10连接编码器转子，所述转轴205另一端连接所述连接轴204。A轴马达转子带动所述摆动轴106摆动，从而带动所述编码器7和所述转接轴102同步摆动；C轴马达转子带动所述转轴205转动，从而带动所述编码器7和所述连接轴204同步转动。

所述编码器7定子固定连接编码器座8，所述编码器座8分别连接所述支撑座101和所述摆动座3；其中，所述A轴组件1一端与所述摆动座3连接，另一端连接所述编码器座8，所述编码器座8端面设有端盖13，用于保护所述A轴组件1中的内部零件。

现有技术中的编码器7一般通过编码器7自身的圆周面测量角度，在本实施例中，所述编码器7通过端面自身的旋转测量角位移，此外所述编码器7内圈还可以用于穿线，从而保证内部线路的整齐性。

所述转接轴102和所述连接轴204均由轴承9支承，在本实施例中，所述轴承9为转台轴承，转台轴承不仅限制了对所述转接轴102或所述连接轴204受力端的径向移动，还进一步对所述转接轴102或所述连接轴204的轴向方向移动进一步限制，一方面支撑所述转接轴102或所述连接轴204，限制所述转接轴102或所述连接轴204的移动，刚性好，另一方面能够吸收冲击，减少损耗，提高使用寿命。具体地，A轴转台轴承内圈固定连接所述转接轴102，所述转台轴承外圈连接所述支撑座101；C轴转台轴承内圈固定连接所述连接轴204，所述转台轴承外圈连接所述摆动座3。

所述A轴制动组件4和所述C轴制动组件14均包括液压锁紧机构和气动钳夹，在本实施例中，所述A轴制动组件4和所述C轴制动组件14均为气动钳夹，所述气动钳夹由气动装置控制锁紧与松开，如图9和图10所示，所述支撑座101和所述摆动座3内均设有与所述气动气道401。

其中，所述连接轴204、所述转轴205及所述法兰10内部均为中空结构，该中空结构的内部设有液压油路系统(图未示出)，所述液压油路系统连接所述工作台201，所述液压油路系统能够对所述工作台201上的工件提供夹紧力。

如图2所示，所述摆动座3与所述转接轴102连接处设有相贯的螺纹孔305，所述螺纹孔305内设有用于调整所述摆动座3与所述A轴组件1同心度的调整件(图未示出)；具体地，可以通过顶丝或螺栓来调整所述摆动座3与所述转接轴102之间的同心度。所述摆动座3底部两侧分别设有挡板11，所述摆动座3底部设有下端盖12，用于将电源线、供气管、冷却管路罩住。

本申请所述的A轴组件的结构不仅仅只适用于A轴组件，同样适用于B轴组件；本申请中所提到的摆动，是旋转的一种表现，若需求为旋转，本申请所提到的结构同样可以实现。

Claims (10)

1.一种摇篮工作台结构，其特征在于：包括A轴组件、C轴组件和摆动座，所述C轴组件设置在所述摆动座内，所述摆动座两侧分别设有A轴组件，所述A轴组件通过所述摆动座带动所述C轴组件摆动；

所述A轴组件包括支撑座、转接轴和A轴驱动组件，所述转接轴连接所述摆动座，所述转接轴由所述A轴驱动组件驱动摆动，从而带动所述摆动座摆动，所述转接轴由A轴制动组件制动，从而制动所述摆动座；

所述摆动座左右两侧端面上设有台阶，所述台阶用于安装第一密封件，所述第一密封件用于密封所述A轴组件；

所述C轴组件包括工作台和C轴驱动组件，所述工作台和所述摆动座之间设有密封法兰，所述密封法兰与所述工作台之间设有气密封间隙，所述工作台下方设有连接轴，所述连接轴由所述C轴驱动组件驱动旋转，从而带动所述工作台旋转，所述连接轴由C轴制动组件制动，从而制动所述工作台。

2.根据权利要求1所述的摇篮工作台结构，其特征在于：所述A轴制动组件固定设置在所述支撑座的端面，所述A轴制动组件的内圈用于制动，外圈设有用于保护所述A轴制动组件的轴套，所述轴套连接密封盖，所述轴套、所述密封盖和所述摆动座的台阶之间设有容纳所述第一密封件的空间。

3.根据权利要求1所述的摇篮工作台结构，其特征在于：所述摆动座内设有至少一条气密封气道，所述气密封气道用于传输高压气体，所述气密封气道连接所述密封法兰一侧设有至少一条通气槽。

4.根据权利要求3所述的摇篮工作台结构，其特征在于：所述通气槽两端分别设有密封圈。

5.根据权利要求3所述的摇篮工作台结构，其特征在于：所述密封法兰内部设有至少一个与所述通气槽相连通的通孔。

6.根据权利要求1所述的摇篮工作台结构，其特征在于：所述密封法兰上设有环形凸台，所述工作台内设有容纳所述凸台的容腔，所述容腔两端分别设有第一凸缘和第二凸缘，所述凸台与所述第一凸缘相配合从而形成迷宫密封结构。

7.根据权利要求6所述的摇篮工作台结构，其特征在于：所述容腔内还设有第二密封件，所述第二密封件与所述工作台连接，用于密封所述第二凸缘和所述密封法兰之间的间隙。

8.根据权利要求7所述的摇篮工作台结构，其特征在于：所述第一密封件、所述第二密封件均为V型密封圈。

9.根据权利要求3所述的摇篮工作台结构，其特征在于：所述摆动座内还可以设有至少一条保压气道，所述保压气道连接所述通气槽，所述保压气道用于卸压。

10.根据权利要求1所述的摇篮工作台结构，其特征在于：所述摆动座与所述转接轴连接处设有相贯的螺纹孔，所述螺纹孔内设有用于调整所述摆动座与所述A轴组件同心度的调整件。