機械式數控雙軸轉臺設備的製作方法

2023-05-14 07:12:16

專利名稱：機械式數控雙軸轉臺設備的製作方法
技術領域：
本發明創造涉及一種應用於數控五軸加工中心的機械式數控雙軸轉臺設備。
背景技術：
絕大多數機械式數控雙軸轉臺在應用過程中伺服電機都是通過同步帶輪再經過傳動齒輪或者蝸輪蝸杆傳動、減速機構傳遞力矩的，數控雙軸轉臺難於實現高精度定位。傳動齒輪、蝸輪蝸杆雙軸數控轉臺的傳動鏈上嚙合側隙對轉臺的分度精度造成影響無法避免，為減小對轉臺精度的影響，普遍採用的方法是採用雙螺距漸厚蝸杆或雙體蝸杆消隙，但是這兩種方法缺點是加工蝸杆過程中對加工精度要求嚴格；數控雙軸轉臺在安裝調試過程中預緊要求高；裝配後單齒嚙合側向間隙不能調節，蝸杆傳動的反向間隙過大；傳動齒輪、蝸輪蝸杆傳動側向間隙預留過小會在轉臺運行過程中產生大量的熱量，齒磨損、齒面膠合現象嚴重。由於傳動齒輪、蝸輪蝸杆傳動長期使用磨損嚴重，這些減速機構由於其結構限制反向間隙難以調整，數控雙軸轉臺長期運行精度變差。
發明內容為了解決上述存在的技術問題，本發明創造提供一種能夠有效消除數控雙軸轉臺反向間隙、精度保持性能好的機械式雙軸數控轉臺。本發明創造的目的是通過下述技術方案實現的機械式數控雙軸轉臺設備，其特徵在於包括轉臺C軸2、A軸驅動端3、A軸支撐端4，轉臺C軸2的兩端通過與A軸孔軸配合，分別固定在A軸支撐端4與A軸驅動端3上，A軸驅動端3通過伺服電機3. 1、傳動齒輪減速機構、凸輪副減速及消隙機構驅動A軸旋轉；轉臺C軸2通過伺服電機2. 1、傳動齒輪減速機構、凸輪減速以及消隙機構驅動A軸旋轉。所述的A軸支撐端4由交叉滾子軸承4. 1外圈固定於支撐座4. 3上，並由後蓋4. 4 鎖緊；交叉滾子軸承4. 1內圈通過鎖緊螺母4. 5鎖緊；交叉滾子軸承4. 1內圈與軸4. 2配合旋轉，軸4. 2與轉臺C軸箱體2. 10的孔配合，轉臺C軸箱體2. 10通過連接法蘭3. 12與A 軸驅動端3相連並繞A軸軸線擺動；轉臺C軸臺面2.9通過軸承外環2. 11和圓柱滾子2. 14 與轉臺C軸箱體2. 10連接並繞轉臺C軸軸線旋轉。所述的A軸驅動端的傳動齒輪減速機構由三個傳動齒輪3. 2,3. 3,3. 4構成；A軸驅動端的凸輪副減速及消隙機構由凸輪輸入軸3. 5、凸輪輸出軸3. 6滾針軸承3. 7、滾針軸承調整螺釘3. 8、A軸箱體3. 9構成；A軸驅動端的伺服電機3. 1通過三個傳動齒輪3. 2,3. 3、 3. 4將力矩傳到凸輪輸入軸3. 5，凸輪輸出軸3. 6裝有滾針軸承3. 7，在滾針軸承3. 7上裝有滾針軸承調整螺釘3. 8，傳動齒輪3. 2固定在伺服電機3. 1上，傳動齒輪3. 3固定在偏心套軸3. 11上，傳動齒輪3. 4固定於偏心套軸3. 10上，其中伺服電機3. 1徑向可調，可以調整傳動齒輪3. 2、3. 3中心距，偏心套軸3. 11通過繞偏心部分旋轉可以調整傳動齒輪3. 3、3. 4 中心距；凸輪輸入軸3. 5與凸輪輸出軸3. 6通過偏心套3. 10偏心改變中心距離。[0009]所述的轉臺C軸的傳動齒輪減速機構由三個傳動齒輪2. 2,2. 3,2. 4構成；轉臺C 軸的凸輪減速以及消隙機構由凸輪輸入軸2. 5，凸輪的輸出軸2. 6、滾針軸承2. 7，滾針軸承調整螺釘2. 8構成；轉臺C軸的伺服電機2. 1，通過三個傳動齒輪2. 2,2. 3,2. 4將力矩傳到凸輪輸入軸2. 5，凸輪的輸出軸2. 6上裝有滾針軸承2. 7，在滾針軸承2. 7上裝有滾針軸承調整螺釘2. 8 ；傳動齒輪2. 2固定在伺服電機2. 1上，傳動齒輪2. 3固定在偏心套軸2. 12 上，傳動齒輪2. 4固定於偏心套軸2. 13上，其中伺服電機2. 1徑向可調，可以調整傳動齒輪 2. 2,2. 3中心距，偏心套軸2. 12通過繞偏心部分旋轉可以調整傳動齒輪2. 3,2. 4中心距； 凸輪輸入軸2. 5與凸輪輸出軸2. 6通過偏心套2. 13偏心改變中心距離。本發明創造的有益效果本發明創造採用上述結構，A、C兩軸傳動部分齒輪嚙合間隙可以通過偏心機構調整齒輪中心距實現，A、C兩軸凸輪輸入與凸輪輸出軸嚙合間隙可以通過偏心機構調整凸輪副中心距實現。A、C兩軸可以任意角度分度、定位、自鎖；該設備通過調整能夠消除數控雙軸轉臺反向間隙；設備加工裝配方便；精度保持性能好。伺服電機分別安裝在A軸、轉臺C軸中空箱體內部，伺服電機與外界分離，結構緊湊，有效的防止了鐵屑與切屑液等異物進入傳動機構。

圖1是機械式數控雙軸轉臺應用於五軸加工中心的結構示意圖。圖2是機械式數控雙軸轉臺的結構示意圖。圖3是機械式數控雙軸轉臺C軸結構示意圖。圖4是機械式數控雙軸轉臺A軸驅動端的結構示意圖。圖5是機械式數控雙軸轉臺A軸支撐端的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施方式
對本發明創造作進一步詳細說明。機械式數控雙軸轉臺包括轉臺C軸2、A軸驅動端3、A軸支撐端4，通過螺釘固定在加工中心的床身1上。轉臺C軸2兩端通過與A軸孔軸配合，通過螺釘鎖緊，分別固定在 A軸支撐端4與A軸驅動端3上；A軸支撐端4與A軸驅動端3旋轉地支承轉臺C軸2，其中A軸支撐端4由交叉滾子軸承4. 1外圈固定於支撐座4. 3上，交叉滾子軸承4. 1內圈通過鎖緊螺母鎖緊，交叉滾子軸承4. 1內圈與軸4. 2配合旋轉，交叉滾子軸承4. 1軸與轉臺C 軸箱體孔配合，轉臺C軸箱體2. 10通過連接法蘭3. 12與A軸驅動端3相連並繞A軸軸線擺動；轉臺C軸臺面2. 9通過軸承外環2. 11和圓柱滾子2. 14與轉臺C軸箱體2. 10連接並繞轉臺C軸軸線旋轉。A軸驅動端3通過伺服電機3. 1、傳動齒輪減速機構、凸輪副減速及消隙機構構來驅動A軸旋轉；其中A軸傳動齒輪減速機構是由三個傳動齒輪3. 2,3. 3,3. 4構成二級傳動齒輪減速機構；A軸驅動端的凸輪副減速及消隙機構由凸輪輸入軸3. 5、凸輪輸出軸3. 6、滾針軸承3. 7、滾針軸承調整螺釘3. 8、A軸箱體3. 9構成，A軸凸輪副減速及消隙機構裝在A 軸箱體3. 9中；A軸驅動端3的內藏伺服電機3. 1，伺服電機3. 1與傳動齒輪3. 2嚙合，傳動齒輪3. 2與傳動齒輪3. 3嚙合，傳動齒輪3. 3與傳動齒輪3. 4嚙合，傳動齒輪3. 4與凸輪輸入軸3. 5嚙合，伺服電機通過傳動齒輪3. 2,3. 3,3. 4將力矩傳到凸輪輸入軸3. 5，其中傳動齒輪3. 3固定於偏心套軸3. 11上，偏心套軸3. 11通過繞偏心部分旋轉可以調整傳動齒輪3. 3,3. 4中心距，從而消除傳動齒輪3. 3,3. 4的反向間隙，傳動齒輪3. 4固定於偏心套軸 3. 10上，凸輪輸入軸3. 5與凸輪輸出軸3. 6通過偏心套3. 10偏心改變中心距離，伺服電機 3. 1徑向可調，用以消除傳動齒輪3. 2,3. 3之間的傳動間隙，在凸輪輸出軸3. 6上裝有滾針軸承3. 7，在滾針軸承3. 7上裝有滾針軸承調整螺釘3. 8 ；滾針軸承3. 7通過滾針軸承調整螺釘3. 8與A軸的凸輪輸出軸3. 6聯結，滾針軸承3. 7具有錐度，通過調整螺釘調整兩相鄰滾針軸承間距可以消除A軸凸輪副減速機構的反向間隙。 轉臺C軸2通過伺服電機2. 1、傳動齒輪減速機構、凸輪減速以及消隙機構驅動A 軸旋轉。其中轉臺C軸傳動齒輪減速機構是由三個傳動齒輪2. 2,2. 3,2. 4構成二級傳動齒輪減速機構；轉臺C軸的凸輪減速以及消隙機構由凸輪輸入軸2. 5，凸輪的輸出軸2. 6、滾針軸承2. 7，滾針軸承調整螺釘2. 8構成；轉臺C軸2內藏伺服電機2. 1，伺服電機2. 1與傳動齒輪2. 2嚙合，傳動齒輪2. 2與傳動齒輪2. 3嚙合，傳動齒輪2. 3與傳動齒輪2. 4嚙合，傳動齒輪2. 4與凸輪輸入軸2. 5嚙合，通過三個傳動齒輪2. 2,2. 3、2. 4將力矩傳到凸輪輸入軸2. 5，傳動齒輪2. 3固定在偏心套軸2. 12上，偏心套軸2. 12通過繞偏心部分旋轉可以調整傳動齒輪2. 3,2. 4中心距，從而消除傳動齒輪2. 3,2. 4的反向間隙，傳動齒輪2. 4固定於偏心套軸2. 13上，凸輪輸入軸2. 5與凸輪輸出軸2. 6通過偏心套2. 13偏心改變中心距離， 伺服電機2. 1徑向可調，用以消除傳動齒輪2. 2,2. 3之間的傳動間隙，在凸輪輸出軸2. 6上裝有滾針軸承2. 7，在滾針軸承2. 7上裝有滾針軸承調整螺釘2. 8 ；轉臺C軸的滾針軸承 2. 7通過轉臺C軸滾針軸承調整螺釘2. 8與轉臺C軸凸輪輸出軸2. 6聯結，滾針軸承2. 7具有錐度，通過調整螺釘調整兩相鄰滾針軸承間距可以消除轉臺C軸凸輪減速以及消隙機構的反向間隙。
權利要求1.機械式數控雙軸轉臺設備，其特徵在於包括轉臺C軸(2)、A軸驅動端(3)、A軸支撐端(4)，轉臺C軸(2)的兩端通過與A軸孔軸配合，分別固定在A軸支撐端(4)與A軸驅動端(3)上，A軸驅動端(3)通過伺服電機(3. 1)、傳動齒輪減速機構、凸輪副減速及消隙機構驅動A軸旋轉；轉臺C軸(2)通過伺服電機(2. 1)、傳動齒輪減速機構、凸輪副減速以及消隙機構驅動A軸旋轉。
2.根據權利要求1所述的機械式數控雙軸轉臺設備，其特徵在於所述的A軸支撐端 (4)由交叉滾子軸承(4. 1)外圈固定於支撐座(4. 3)上，並由後蓋(4. 4)鎖緊；交叉滾子軸承(4. 1)內圈通過鎖緊螺母(4. 5)鎖緊；交叉滾子軸承(4. 1)內圈與軸(4. 2)配合旋轉，軸 (4. 2)與轉臺C軸箱體(2. 10)的孔配合，轉臺C軸箱體(2. 10)通過連接法蘭(3. 12)與A軸驅動端(3)相連並繞A軸軸線擺動；轉臺C軸的臺面(2. 9)通過軸承外環(2. 11)和圓柱滾子(2. 14)與轉臺C軸箱體(2. 10)連接並繞轉臺C軸軸線旋轉。
3.根據權利要求1或2所述的機械式數控雙軸轉臺設備，其特徵在於所述的A軸驅動端的傳動齒輪減速機構由三個傳動齒輪(3. 2,3. 3,3. 4)構成；A軸驅動端的凸輪副減速及消隙機構由凸輪輸入軸(3. 5)、凸輪輸出軸(3. 6)滾針軸承(3. 7)、滾針軸承調整螺釘 (3.8)、A軸箱體(3. 9)構成；A軸驅動端的伺服電機(3. 1)通過三個傳動齒輪(3. 2、3. 3、 3. 4)將力矩傳到凸輪輸入軸(3. 5)，凸輪輸出軸(3. 6)裝有滾針軸承(3. 7)，在滾針軸承 (3. 7)上裝有滾針軸承調整螺釘(3. 8)；傳動齒輪(3. 2)固定在伺服電機(3. 1)上，傳動齒輪(3. 3)固定在偏心套軸(3. 11)上，傳動齒輪(3. 4)固定於偏心套軸(3. 10)上，其中伺服電機(3. 1)徑向可調，可以調整傳動齒輪(3. 2、3. 3)中心距，偏心套軸(3. 11)通過繞偏心部分旋轉可以調整傳動齒輪(3. 3、3. 4)中心距；凸輪輸入軸(3. 5)與凸輪輸出軸(3. 6)通過偏心套(3. 10)偏心改變中心距離。
4.根據權利要求1或2所述的機械式數控雙軸轉臺設備，其特徵在於所述的轉臺C軸的傳動齒輪減速機構由三個傳動齒輪(2. 2,2. 3,2. 4)構成；轉臺C軸的凸輪減速以及消隙機構由凸輪輸入軸(2. 5)，凸輪的輸出軸(2. 6)、滾針軸承(2. 7)，滾針軸承調整螺釘(2. 8) 構成；轉臺C軸的伺服電機(2. 1)，通過三個傳動齒輪(2. 2,2. 3,2. 4)將力矩傳到凸輪輸入軸(2. 5)，凸輪的輸出軸(2. 6)上裝有滾針軸承(2. 7)，在滾針軸承(2. 7)上裝有滾針軸承調整螺釘(2. 8)；傳動齒輪(2. 2)固定在伺服電機(2. 1)上，傳動齒輪(2. 3)固定在偏心套軸(2. 12)上，傳動齒輪(2. 4)固定於偏心套軸(2. 13)上，其中伺服電機(2. 1)徑向可調，可以調整傳動齒輪(2. 2、2. 3)中心距，偏心套軸(2. 12)通過繞偏心部分旋轉可以調整傳動齒輪(2. 3、2.4)中心距；凸輪輸入軸(2. 5)與凸輪輸出軸(2. 6)通過偏心套(2. 13)偏心改變中心距離。
專利摘要機械式數控雙軸轉臺設備，包括轉臺C軸、A軸驅動端、A軸支撐端，轉臺C軸的兩端通過與A軸孔軸配合，分別固定在A軸支撐端與A軸驅動端上，A軸驅動端、轉臺C軸分別通過各自的伺服電機、傳動齒輪減速機構、凸輪副減速及消隙機構驅動A軸旋轉。本實用新型創造的A、C兩軸傳動部分齒輪嚙合間隙可以通過偏心機構調整齒輪中心距實現，A、C兩軸凸輪輸入與凸輪輸出軸嚙合間隙可以通過偏心機構調整凸輪副中心距實現。A、C兩軸可以任意角度分度、定位、自鎖；該設備通過調整能夠消除數控雙軸轉臺反向間隙；設備加工裝配方便；精度保持性能好。
文檔編號B23Q1/44GK202192431SQ20112022928
公開日2012年4月18日 申請日期2011年7月1日 優先權日2011年7月1日
發明者劉春時, 劉永凱, 化春雷, 徐兆成, 徐吉存, 曹文智, 李軍, 李焱, 李翔宇, 林劍峰, 柳耀陽, 王冠明, 隋海倬, 馬曉波 申請人:瀋陽工具機(集團)有限責任公司