用於銑床的機械式五軸動力頭的製作方法
2023-09-15 17:21:30 2
專利名稱：用於銑床的機械式五軸動力頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及銑床技術領域，尤其涉及一種適於加工五面體的銑床的五軸動力頭。
背景技術：
銑床在機械加工領域應用廣泛，較為常用的是平面加工，有的銑床在滑枕上加裝五軸動力頭，拓展了刀具的加工範圍，可以加工弧面或者多面體，減少了重新裝夾的次數， 從而減少加工誤差。但是，目前銑床的五軸動力頭結構複雜，成本高，使用時，由於銑削力大，導致銑削力影響五軸動力頭的穩定性，使得五軸動力頭的刀具晃動，直接影響銑床的加工質量。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用於銑床的機械式五軸動力頭，結構簡單，穩定性能好，成本低，使用方便。為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是用於銑床的機械式五軸動力頭， 包括安裝於銑床的滑枕上的主機箱和與所述主機箱安裝在一起的副機箱，所述主機箱內設有與所述銑床的連接錐柄相連接的主動軸，所述主動軸轉動安裝於所述主機箱內，所述副機箱內轉動安裝有用於安裝刀具的中心軸，所述中心軸通過傳動裝置與所述主動軸傳動連接；所述滑枕與主機箱之間設有用於使所述主機箱繞所述連接錐柄的迴轉中心轉動的A軸迴轉裝置；所述副機箱與主機箱之間設有用於驅動所述副機箱擺度的C軸擺度裝置，所述C 軸擺度裝置將所述主機箱與副機箱鉸接在一起。作為一種改進，所述A軸迴轉裝置包括通過花鍵與所述主動軸連接的A軸分度主動齒輪，所述A軸分度主動齒輪的外周設有傳動齒，所述A軸分度主動齒輪固定安裝於所述連接錐柄上；與所述A軸分度主動齒輪相嚙合的A軸分度從動齒輪，所述A軸分度從動齒輪設置於所述滑枕與主機箱之間並固定安裝於所述主機箱上，所述A軸分度從動齒輪設有端面傳動齒；與所述A軸分度從動齒輪的端面傳動齒相嚙合的止動齒盤，所述止動齒盤設置於所述滑枕與主機箱之間並固定安裝於所述滑枕上；至少兩個用於分離所述A軸分度從動齒輪與A軸分度主動齒輪同時使所述A軸分度從動齒輪與止動齒盤嚙合的單作用油缸，所述單作用油缸設置於所述滑枕與主機箱之間。作為進一步的改進，所述單作用油缸的缸體設置於所述滑枕上，所述單作用油缸的活塞杆約束安裝於所述主機箱上，所述單作用油缸的活塞與止動齒盤之間設有第三復位彈簧。作為另一種改進，所述C軸擺度裝置包括同軸設置的第一鉸接軸和第二鉸接軸， 所述第一鉸接軸和第二鉸接軸均固定安裝於所述副機箱上且將所述主機箱與副機箱鉸接在一起，所述第一鉸接軸和第二鉸接軸的軸線與所述中心軸的軸線垂直，所述中心軸設置於所述第一鉸接軸與第二鉸接軸之間；伺服電機，所述伺服電機固定安裝於所述主機箱上，所述伺服電機通過第一齒輪副與所述第二鉸接軸傳動連接。作為進一步的改進，所述第一齒輪副包括固定安裝於所述伺服電機上的主動齒輪和固定安裝於所述第二鉸接軸上的從動齒輪，所述主動齒輪與從動齒輪之間設有過渡齒輪。作為進一步的改進，所述第二鉸接軸與主機箱之間設有用於將刀具的銑削力傳遞到主機箱上的夾緊裝置。 作為進一步的改進，所述夾緊裝置包括壓盤，所述壓盤上設有凸臺，所述凸臺滑動安裝於所述主機箱上，所述凸臺的端面設有與所述從動齒輪端面相嚙合的齒；所述從動齒輪一端上設有環形的T形凹槽，所述T形凹槽內約束安裝有若干沿所述從動齒輪軸向延伸的長螺栓，所述長螺栓依次穿出所述主機箱和壓盤，所述長螺栓的伸出端設有螺母，所述螺母與壓盤之間設有壓縮彈簧；所述第二鉸接軸上設有沿所述第二鉸接軸的軸向延伸的第二活塞腔，所述第二活塞腔內滑動安裝有第二活塞，所述第二活塞上固定安裝有第二活塞杆， 所述第二活塞杆穿過所述從動齒輪並連接於所述壓盤上，所述第二活塞杆設有軸向進油孔，所述軸向進油孔與第二活塞腔連通；所述第二活塞與從動齒輪之間設有第二復位彈簧。作為進一步的改進，所述傳動裝置包括第一傳動軸，所述第一傳動軸轉動安裝於所述主機箱的箱體上，所述第一傳動軸的軸線與所述主動軸的軸線垂直，所述第一傳動軸與主動軸通過第一錐齒輪副傳動連接；與所述第一傳動軸平行安裝的第二傳動軸，所述第二傳動軸貫穿所述第一鉸接軸且轉動安裝於所述副機箱上，所述第二傳動軸與中心軸通過第二錐齒輪副傳動連接；所述第一傳動軸與第二傳動軸通過第二齒輪副傳動連接。採用了上述技術方案後，本實用新型的有益效果是由於五軸動力頭的主動軸直接連接銑床的連接錐柄，並通過傳動裝置將動力傳遞給安裝有刀具的中心軸，實現了銑床的動力直接驅動刀具進行機加工，銑削力大，加工效果穩定，在使用時，由於設計了 A軸迴轉裝置和C軸擺度裝置，使得機械式五軸頭方便的實現了 A軸轉動和C軸擺動，與銑床本身的X、Y、Z軸共同形成五軸加工，可以實現五面體的加工。由於A軸迴轉裝置採用銑床本身的動力，當需要A軸分度時，單作用油缸動作，使得A軸分度從動齒輪與止動齒盤分離，同時A軸分度主動齒輪與A軸分度從動齒輪的嚙合， 使得主機箱可以在連接錐柄的帶動下，由銑床主軸銑削力驅動主機箱以及副機箱旋轉，進行分度，簡化了動力輸入。由於設計了夾緊裝置，壓盤和從動齒輪上設有相互嚙合的端面齒，通過液壓裝置控制壓盤與從動齒輪的離合，使得五軸動力頭的銑削力通過長螺栓傳遞給主機箱，並不是將銑削力作用在伺服電機的主軸上，既保證了加工精度，又保護了伺服電機。
以下結合附圖
和實施例對本實用新型進一步說明。附圖是本實用新型實施例的結構示意圖；圖中1、滑枕，2、主動軸，3、主機箱，4、副機箱，5、中心軸，6、傳動裝置，61、第一傳動軸，62、第二傳動軸，63、第二齒輪副，7、C軸擺度裝置，71、第一鉸接軸，72、第二鉸接軸， 73、伺服電機，74、主動齒輪，75、過渡齒輪，76、從動齒輪，77、夾緊裝置，771、壓盤，772、長螺栓，773、壓縮彈簧，774、第二活塞，775、第二復位彈簧，776、第二活塞杆，8、連接錐柄，9、A軸
5迴轉裝置，90、止動齒盤，91、A軸分度主動齒輪，92、A軸分度從動齒輪，93、單作用油缸的活塞，94、單作用油缸的活塞杆，95、第三復位彈簧。
具體實施方式
如附圖所示，一種用於銑床的機械式五軸動力頭，包括安裝於銑床的滑枕1上的主機箱3和與所述主機箱3安裝在一起的副機箱4，所述主機箱3內設有與所述銑床的連接錐柄8相連接的主動軸2，所述主動軸2轉動安裝於所述主機箱3內，所述副機箱4內轉動安裝有用於安裝刀具的中心軸5，所述中心軸5通過傳動裝置6與所述主動軸2傳動連接； 所述滑枕1與主機箱3之間設有用於使所述主機箱3繞所述連接錐柄8的迴轉中心轉動的 A軸迴轉裝置9 ；所述副機箱4與主機箱3之間設有用於驅動所述副機箱4擺度的C軸擺度裝置7，所述C軸擺度裝置7將所述主機箱3與副機箱4鉸接在一起。所述A軸迴轉裝置9包括通過花鍵與所述主動軸2連接的A軸分度主動齒輪91， 所述A軸分度主動齒輪91的外周設有傳動齒，所述A軸分度主動齒輪91固定安裝於所述連接錐柄8上；與所述A軸分度主動齒輪91相嚙合的A軸分度從動齒輪92，所述A軸分度從動齒輪92設置於所述滑枕1與主機箱3之間並固定安裝於所述主機箱3上，所述A軸分度從動齒輪92設有端面傳動齒；與所述A軸分度從動齒輪92的端面傳動齒相嚙合的止動齒盤90，所述止動齒盤90設置於所述滑枕1與主機箱3之間並固定安裝於所述滑枕1上； 至少兩個用於分離所述A軸分度從動齒輪92與A軸分度主動齒輪91同時使所述A軸分度從動齒輪92與止動齒盤90嚙合的單作用油缸，所述單作用油缸設置於所述滑枕1與主機箱3之間。根據慣常設計，所述單作用油缸的缸體設置於所述滑枕1上，所述單作用油缸的活塞杆94約束安裝於所述主機箱3上，主機箱3上設有環形T形凹槽，單作用油缸的活塞杆94的端部連接一個螺母，螺母滑動安裝於環形T形凹槽內，使得主機箱3能夠在單作用油缸的活塞杆94的作用下徑向移動，且可以繞滑枕1的迴轉中心轉動，所述單作用油缸的活塞93與止動齒盤90之間設有第三復位彈簧95，當然，本領域的技術人員也可以作出變換，將所述單作用油缸的缸體設置於所述主機箱3上，所述單作用油缸的活塞杆94約束安裝於所述滑枕1上，此時，滑枕1上設有環形T形凹槽，所述單作用油缸的活塞93與A軸分度從動齒輪92之間設有第三復位彈簧95。當進行銑削時，如果需要A軸分度時，單作用油缸動作，使得A軸分度從動齒輪92與止動齒盤90分離，同時A軸分度主動齒輪91與A軸分度從動齒輪92的嚙合，使得主機箱3可以在連接錐柄8的帶動下，由銑床主軸銑削力驅動主機箱3以及副機箱4旋轉，進行分度，當轉到指定位置時，連接錐柄8停止，然後單作用油缸停止供油，在第三復位彈簧95的作用下，A軸分度主動齒輪91與A軸分度從動齒輪92 分離，同時A軸分度從動齒輪92與止動齒盤90嚙合，刀具在主動軸2的驅動下繼續進行銑削。所述C軸擺度裝置7包括同軸設置的第一鉸接軸71和第二鉸接軸72，所述第一鉸接軸71和第二鉸接軸72均固定安裝於所述副機箱4上且將所述主機箱3與副機箱4鉸接在一起，所述第一鉸接軸71和第二鉸接軸72的軸線與所述中心軸5的軸線垂直，所述中心軸5設置於所述第一鉸接軸71與第二鉸接軸72之間；還包括伺服電機73，所述伺服電機 73固定安裝於所述主機箱3上，所述伺服電機73通過第一齒輪副與所述第二鉸接軸72傳動連接。所述第一齒輪副包括固定安裝於所述伺服電機73上的主動齒輪74和固定安裝於所述第二鉸接軸72上的從動齒輪76，所述主動齒輪74與從動齒輪76之間設有過渡齒輪 75。所述第二鉸接軸72與主機箱3之間設有用於將刀具的銑削力傳遞到主機箱3上的夾緊裝置77，所述夾緊裝置77主要包括壓盤771，所述壓盤771上設有凸臺，所述凸臺滑動安裝於所述主機箱3上，所述凸臺的端面設有與所述從動齒輪76端面相嚙合的齒；所述從動齒輪76 一端上設有環形的T形凹槽，所述T形凹槽內約束安裝有若干沿所述從動齒輪 76軸向延伸的長螺栓772，所述長螺栓772依次穿出所述主機箱3和壓盤771，所述長螺栓 772的伸出端設有螺母，所述螺母與壓盤771之間設有壓縮彈簧773 ；所述第二鉸接軸72上設有沿所述第二鉸接軸72的軸向延伸的第二活塞腔，所述第二活塞腔內滑動安裝有第二活塞774，所述第二活塞774上固定安裝有第二活塞杆776，所述第二活塞杆776穿過所述從動齒輪76並連接於所述壓盤771上，第二活塞杆774能夠在壓盤771上轉動並且能夠施力作用於壓盤771，所述第二活塞杆776設有軸向進油孔，所述軸向進油孔與第二活塞腔連通；所述第二活塞774與從動齒輪76之間設有第二復位彈簧775。C軸擺度裝置7擺度結束需要進行銑削前，第二活塞腔不進油，第二活塞774在第二復位彈簧775的作用下帶動壓盤771向從動齒輪76移動，使得壓盤771與從動齒輪76端面的齒相互嚙合；刀具進行銑削時，銑削力由中心軸5傳遞至第二鉸接軸72，然後傳遞至從動齒輪76，從動齒輪76又經過相互嚙合的齒傳遞給壓盤771，又經長螺栓772傳遞至主機箱3上，使得五軸動力頭的銑削力通過長螺栓772作用在主機箱3上，並不是將銑削力作用在伺服電機73的主軸上，刀具在銑削時更加穩定，保證了加工精度，同時又保護了伺服電機73 ；當需要擺度時，第二活塞腔進油，第二活塞杆776伸出，第二活塞774壓縮第二復位彈簧775，第二活塞杆776將壓盤771頂出，壓盤771與從動齒輪76相嚙合的端面齒分離， 此時伺服電機73啟動，帶動從動齒輪76轉動，長螺栓772在從動齒輪76的T形凹槽中滑動，從動齒輪76帶動副機箱4擺動，從而實現刀具精確擺度。所述傳動裝置6主要包括第一傳動軸61和第二傳動軸62，其中，所述第一傳動軸 61轉動安裝於所述主機箱3的箱體上，所述第一傳動軸61的軸線與所述主動軸2的軸線垂直，所述第一傳動軸61與主動軸2通過第一錐齒輪副傳動連接；第二傳動軸62與所述第一傳動軸61平行安裝，所述第二傳動軸62貫穿所述第一鉸接軸71且轉動安裝於所述副機箱4上，所述第二傳動軸62與中心軸5通過第二錐齒輪副傳動連接；所述第一傳動軸61與第二傳動軸62通過第二齒輪副63傳動連接，所述的第二齒輪副63包括安裝在第一傳動軸 61另一端的一個齒輪、安裝在第二傳動軸62另一端的一個齒輪以及嚙合在兩個齒輪之間的過渡輪，連接錐柄8的動力直接由主動軸2經過第一錐齒輪副傳遞給第一傳動軸61，然後經過第二齒輪副63傳遞給第二傳動軸62，然後再經過第二錐齒輪副傳遞給中心軸5，傳遞效率高，功率損耗低，保證了刀具的銑削力。本實用新型不局限於上述具體的實施方式，本領域的普通技術人員從上述構思出發，不經過創造性的勞動，所作出的種種變換，均落在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.用於銑床的機械式五軸動力頭，包括安裝於銑床的滑枕上的主機箱和與所述主機箱安裝在一起的副機箱，所述主機箱內設有與所述銑床的連接錐柄相連接的主動軸，所述主動軸轉動安裝於所述主機箱內，所述副機箱內轉動安裝有用於安裝刀具的中心軸，所述中心軸通過傳動裝置與所述主動軸傳動連接；其特徵在於所述滑枕與主機箱之間設有用於使所述主機箱繞所述連接錐柄的迴轉中心轉動的A軸迴轉裝置；所述副機箱與主機箱之間設有用於驅動所述副機箱擺度的C軸擺度裝置，所述C軸擺度裝置將所述主機箱與副機箱鉸接在一起。
2.如權利要求1所述的用於銑床的機械式五軸動力頭，其特徵在於所述A軸迴轉裝置包括通過花鍵與所述主動軸連接的A軸分度主動齒輪，所述A軸分度主動齒輪的外周設有傳動齒，所述A軸分度主動齒輪固定安裝於所述連接錐柄上；與所述A軸分度主動齒輪相嚙合的A軸分度從動齒輪，所述A軸分度從動齒輪設置於所述滑枕與主機箱之間並固定安裝於所述主機箱上，所述A軸分度從動齒輪設有端面傳動齒；與所述A軸分度從動齒輪的端面傳動齒相嚙合的止動齒盤，所述止動齒盤設置於所述滑枕與主機箱之間並固定安裝於所述滑枕上；至少兩個用於分離所述A軸分度從動齒輪與A軸分度主動齒輪同時使所述A軸分度從動齒輪與止動齒盤嚙合的單作用油缸，所述單作用油缸設置於所述滑枕與主機箱之間。
3.如權利要求2所述的用於銑床的機械式五軸動力頭，其特徵在於所述單作用油缸的缸體設置於所述滑枕上，所述單作用油缸的活塞杆約束安裝於所述主機箱上，所述單作用油缸的活塞與止動齒盤之間設有第三復位彈簧。
4.如權利要求1所述的用於銑床的機械式五軸動力頭，其特徵在於所述C軸擺度裝置包括同軸設置的第一鉸接軸和第二鉸接軸，所述第一鉸接軸和第二鉸接軸均固定安裝於所述副機箱上且將所述主機箱與副機箱鉸接在一起，所述第一鉸接軸和第二鉸接軸的軸線與所述中心軸的軸線垂直，所述中心軸設置於所述第一鉸接軸與第二鉸接軸之間；伺服電機，所述伺服電機固定安裝於所述主機箱上，所述伺服電機通過第一齒輪副與所述第二鉸接軸傳動連接。
5.如權利要求4所述的用於銑床的機械式五軸動力頭，其特徵在於所述第一齒輪副包括固定安裝於所述伺服電機上的主動齒輪和固定安裝於所述第二鉸接軸上的從動齒輪， 所述主動齒輪與從動齒輪之間設有過渡齒輪。
6.如權利要求5所述的用於銑床的機械式五軸動力頭，其特徵在於所述第二鉸接軸與主機箱之間設有用於將刀具的銑削力傳遞到主機箱上的夾緊裝置。
7.如權利要求6所述的用於銑床的機械式五軸動力頭，其特徵在於所述夾緊裝置包括壓盤，所述壓盤上設有凸臺，所述凸臺滑動安裝於所述主機箱上，所述凸臺的端面設有與所述從動齒輪端面相嚙合的齒；所述從動齒輪一端上設有環形的T形凹槽，所述T形凹槽內約束安裝有若干沿所述從動齒輪軸向延伸的長螺栓，所述長螺栓依次穿出所述主機箱和壓盤，所述長螺栓的伸出端設有螺母，所述螺母與壓盤之間設有壓縮彈簧；所述第二鉸接軸上設有沿所述第二鉸接軸的軸向延伸的第二活塞腔，所述第二活塞腔內滑動安裝有第二活塞，所述第二活塞上固定安裝有第二活塞杆，所述第二活塞杆穿過所述從動齒輪並連接於所述壓盤上，所述第二活塞杆設有軸向進油孔，所述軸向進油孔與第二活塞腔連通；所述第二活塞與從動齒輪之間設有第二復位彈簧。
8.如權利要求4至7所述的任一權利要求所述的用於銑床的機械式五軸動力頭，其特徵在於所述傳動裝置包括第一傳動軸，所述第一傳動軸轉動安裝於所述主機箱的箱體上，所述第一傳動軸的軸線與所述主動軸的軸線垂直，所述第一傳動軸與主動軸通過第一錐齒輪副傳動連接；與所述第一傳動軸平行安裝的第二傳動軸，所述第二傳動軸貫穿所述第一鉸接軸且轉動安裝於所述副機箱上，所述第二傳動軸與中心軸通過第二錐齒輪副傳動連接； 所述第一傳動軸與第二傳動軸通過第二齒輪副傳動連接。
專利摘要本實用新型公開了一種用於銑床的機械式五軸動力頭，屬於五軸動力頭技術領域，包括安裝於銑床的滑枕上的主機箱和與所述主機箱安裝在一起的副機箱，所述主機箱內設有與所述銑床的連接錐柄相連接的主動軸，所述副機箱內轉動安裝有用於安裝刀具的中心軸，所述中心軸通過傳動裝置與所述主動軸傳動連接；所述滑枕與主機箱之間設有用於使所述主機箱繞所述連接錐柄的迴轉中心轉動的A軸迴轉裝置；所述副機箱與主機箱之間設有C軸擺度裝置，所述C軸擺度裝置將所述主機箱與副機箱鉸接在一起。本實用新型結構簡單，穩定性能好，成本低，使用方便，廣泛應用於銑床中。
文檔編號B23B19/00GK202224992SQ20112027804
公開日2012年5月23日 申請日期2011年8月2日 優先權日2011年8月2日
發明者杜明乾 申請人:山東宏泰機械科技股份有限公司