一種高效高精立式加工中心雙回轉(zhuǎn)工作臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高效高精立式加工中心雙回轉(zhuǎn)工作臺，包括回轉(zhuǎn)臺部、右搖籃部和左搖籃部，所述回轉(zhuǎn)臺部安裝在右搖籃部和左搖籃部的中間，左搖籃部的一端與回轉(zhuǎn)臺部固定連接，右搖籃部一端與回轉(zhuǎn)臺部固定連接，右搖籃部內(nèi)部設(shè)有旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單緊湊，固定在數(shù)控立式機(jī)床上，可實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動，完成復(fù)雜曲面的加工，右搖籃部采用滾動蝸桿驅(qū)動，蝸桿通過左偏心套和右偏心套可調(diào)節(jié)間隙，提供較大的扭矩和高的轉(zhuǎn)速，回轉(zhuǎn)臺部采用力矩電機(jī)直接驅(qū)動工作臺，消除了反向間隙，定位精度更高，能實(shí)現(xiàn)很高的轉(zhuǎn)速，第一交叉滾柱軸承能同時(shí)承受徑向和軸向力，增強(qiáng)工作臺的精度。
【專利說明】一種高效高精立式加工中心雙回轉(zhuǎn)工作臺

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及機(jī)床制造領(lǐng)域，具體是一種高效高精立式加工中心雙回轉(zhuǎn)工作臺。

【背景技術(shù)】
[0002]五軸機(jī)床可用于加工許多型面復(fù)雜特殊的關(guān)鍵零件，已經(jīng)成為裝備制造業(yè)和先進(jìn)國防武器裝備產(chǎn)品快速研發(fā)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)備，而雙轉(zhuǎn)臺是實(shí)現(xiàn)五軸的重要結(jié)構(gòu)形式。機(jī)床設(shè)計(jì)為雙擺臺的形式可以更有效地利用機(jī)床空間，增加加工范圍，主軸固定不變，刀具長度不會影響擺動誤差，同時(shí)可以增加其剛性。目前存在的回轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)速較低、定位精度不高，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很難加工高效、高精度的復(fù)雜工件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的高效高精立式加工中心雙回轉(zhuǎn)工作臺，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種高效高精立式加工中心雙回轉(zhuǎn)工作臺，包括回轉(zhuǎn)臺部、右搖籃部和左搖籃部，所述回轉(zhuǎn)臺部安裝在右搖籃部和左搖籃部的中間，所述左搖籃部的一端與回轉(zhuǎn)臺部固定連接，所述右搖籃部一端與回轉(zhuǎn)臺部固定連接；
所述回轉(zhuǎn)臺部包括工作臺、第一回轉(zhuǎn)中心軸、第一交叉滾柱軸承、力矩電機(jī)、回轉(zhuǎn)臺底座和第一角度編碼器，所述第一回轉(zhuǎn)中心軸通過第一連接盤固定安裝在工作臺上，所述第一交叉滾柱軸承的內(nèi)圈與第一回轉(zhuǎn)中心軸固定連接，第一交叉滾柱軸承的外圈上固定安裝有第一壓緊環(huán)，第一壓緊環(huán)通過密封件與工作臺、第一連接盤、回轉(zhuǎn)臺底座固定連接，所述力矩電機(jī)包括轉(zhuǎn)子和定子，定子安裝在定子外部，所述轉(zhuǎn)子通過連接板安裝在第一回轉(zhuǎn)中心軸上，轉(zhuǎn)子兩端均勻安裝有密封圈，定子固定安裝在回轉(zhuǎn)臺底座上，定子右側(cè)設(shè)有進(jìn)水口和出水口，進(jìn)水口位于出水口的下部，所述第一角度編碼器安裝在第一回轉(zhuǎn)中心軸下端的回轉(zhuǎn)臺底座內(nèi)部，第一角度編碼器的內(nèi)圈通過第一連接軸固定在第一回轉(zhuǎn)中心軸上，第一角度編碼器的外圈固定在回轉(zhuǎn)臺底座上的第一蓋板上；
所述右搖籃部包括第二回轉(zhuǎn)連接軸、第二交叉滾柱軸承、右搖籃底座、渦輪、帶輪減速機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)，所述第二回轉(zhuǎn)連接軸通過第二連接盤連接回轉(zhuǎn)臺部，所述第二交叉滾柱軸承的內(nèi)圈與第二回轉(zhuǎn)中心軸固定連接，第二交叉滾柱軸承的外圈上固定安裝有第二壓緊環(huán)，第二壓緊環(huán)通過密封件與工作臺、第一連接盤、右搖籃底座固定連接，所述第二連接盤與第二壓緊環(huán)之間設(shè)有VA油封，所述渦輪安裝在第二回轉(zhuǎn)中心軸上，且渦輪的后方安裝有蝸桿，蝸桿的支撐端分別安裝有左偏心套和右偏心套，左偏心套與蝸桿之間安裝有一對背靠背安裝的接觸球軸承，所述右偏心套與蝸桿之間安裝有圓柱滾子軸承，所述帶輪減速機(jī)構(gòu)安裝在蝸桿的末端，所述旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)安裝在蝸桿的下端，旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)外部設(shè)有電機(jī)罩，電機(jī)罩的上下端通過密封墊分別連接右搖籃底座和蓋板，所述帶輪減速機(jī)構(gòu)包括大帶輪和小帶輪，所述大帶輪通過漲緊套與蝸桿連接，所述小帶輪通過漲緊套與旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)上的電機(jī)軸連接，所述第二角度編碼器安裝在第二回轉(zhuǎn)中心軸下端的右搖籃底座內(nèi)部，第二角度編碼器的內(nèi)圈通過第二連接軸固定在第二回轉(zhuǎn)中心軸上，第二角度編碼器的外圈固定在右搖籃底座上的第二蓋板上，第二角度編碼器上端的第二回轉(zhuǎn)中心軸上通過鎖緊螺母安裝有法蘭，法蘭內(nèi)部安裝有與第二回轉(zhuǎn)中心軸相配合的定心軸承。
[0005]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述回轉(zhuǎn)臺部中力矩電機(jī)的電源線、第一角度編碼器的電源線、冷卻水的管線和右搖籃部中的旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)的電源線、第二角度編碼器的電源線均連接到數(shù)控立式機(jī)床的床身處統(tǒng)一走線。
[0006]作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案:所述回轉(zhuǎn)臺部的工作臺固定在立式加工數(shù)控機(jī)床上，所述力矩電機(jī)和旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)均連接到數(shù)控系統(tǒng)。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單緊湊，固定在數(shù)控立式機(jī)床上，可實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動完成復(fù)雜曲面的加工，右搖籃部采用滾動蝸桿驅(qū)動，蝸桿通過左偏心套和右偏心套可調(diào)節(jié)間隙，提供較大的扭矩和高的轉(zhuǎn)速，回轉(zhuǎn)臺部采用力矩電機(jī)直接驅(qū)動工作臺，消除了反向間隙，定位精度更高，能實(shí)現(xiàn)很高的轉(zhuǎn)速，第一交叉滾柱軸承能同時(shí)承受徑向和軸向力，增強(qiáng)工作臺的精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明中回轉(zhuǎn)臺部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖3為本發(fā)明中右搖籃部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖4為本發(fā)明右搖籃部中蝸輪蝸桿調(diào)整結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0012]圖中:1-回轉(zhuǎn)臺部；2_右搖籃部；3_左搖籃部；101-工作臺；102-第一回轉(zhuǎn)中心軸；103-第一連接盤；104-第一交叉滾柱軸承；105-力矩電機(jī)；106-回轉(zhuǎn)臺底座；107_第一壓緊環(huán)；108_轉(zhuǎn)子；109_定子；110_第一角度編碼器；111-連接板；112_第一連接軸；113-密封圈；114-進(jìn)水口 ；115-出水口 ；116_第一蓋板；201_第二回轉(zhuǎn)連接軸；202_第二交叉滾柱軸承；203_右搖籃底座；204_渦輪；205_帶輪減速機(jī)構(gòu)；206_旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)；207-第二連接盤；208_第二壓緊環(huán)；209-VA油封；210_蝸桿；211_左偏心套；212_右偏心套；213-接觸球軸承；214-圓柱滾子軸承；215-大帶輪；216_小帶輪216 ；217~漲緊套；218-電機(jī)軸；219-電機(jī)罩；220_密封墊；221_蓋板；222_第二角度編碼器；223_第二連接軸；224_法蘭；225_鎖緊螺母；226_定心軸承。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
[0014]請參閱圖1-4，一種高效高精立式加工中心雙回轉(zhuǎn)工作臺，包括回轉(zhuǎn)臺部1、右搖籃部2和左搖籃部3，所述回轉(zhuǎn)臺部I安裝在右搖籃部2和左搖籃部3的中間，所述左搖籃部3的一端與回轉(zhuǎn)臺部I固定連接，左搖籃部3不提供動力，對回轉(zhuǎn)臺部I起到支撐作用，所述右搖籃部2 —端與回轉(zhuǎn)臺部I固定連接，右搖籃部2內(nèi)部設(shè)有旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)206提供動力，回轉(zhuǎn)臺部I在右搖籃部2提供的動力作用下可以擺動-30?120°，從而構(gòu)成立式加工中心的A軸，回轉(zhuǎn)臺部I內(nèi)部安裝有力矩電機(jī)105，回轉(zhuǎn)臺部I的工作臺101可以360°繞回轉(zhuǎn)中心軸102回轉(zhuǎn)，從而構(gòu)成立式加工中心的C軸，將加工中心雙回轉(zhuǎn)工作臺固定在數(shù)控立式機(jī)床上，所述右搖籃部2內(nèi)的旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)106和回轉(zhuǎn)臺部I內(nèi)的力矩電機(jī)105均連接到數(shù)控系統(tǒng)，加上數(shù)控機(jī)床原有的X/Y/Z線性軸自由度，即可實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動完成復(fù)雜曲面的加工。
[0015]所述回轉(zhuǎn)臺部I包括工作臺101、第一回轉(zhuǎn)中心軸102、第一交叉滾柱軸承104、力矩電機(jī)105、回轉(zhuǎn)臺底座106和第一角度編碼器110，所述第一回轉(zhuǎn)中心軸102通過第一連接盤103固定安裝在工作臺101上，所述第一交叉滾柱軸承104的內(nèi)圈與第一回轉(zhuǎn)中心軸102固定連接，第一交叉滾柱軸承104的外圈上固定安裝有第一壓緊環(huán)107，第一壓緊環(huán)107通過密封件與工作臺101、第一連接盤103、回轉(zhuǎn)臺底座106固定連接，所述力矩電機(jī)105包括轉(zhuǎn)子108和定子109，定子109安裝在定子108外部，所述轉(zhuǎn)子108通過連接板111安裝在第一回轉(zhuǎn)中心軸102上，從而驅(qū)動第一回轉(zhuǎn)中心軸102轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子108兩端均勻安裝有密封圈113，定子109固定安裝在回轉(zhuǎn)臺底座106上，定子109右側(cè)設(shè)有進(jìn)水口 114和出水口115，進(jìn)水口 114位于出水口 115的下部，冷卻水自下而上繞定子109的環(huán)道流動起到很好的冷卻效果，所述第一角度編碼器110安裝在第一回轉(zhuǎn)中心軸102下端的回轉(zhuǎn)臺底座106內(nèi)部，第一角度編碼器110的內(nèi)圈通過第一連接軸112固定在第一回轉(zhuǎn)中心軸102上，第一角度編碼器110的外圈固定在回轉(zhuǎn)臺底座106上的第一蓋板116上。
[0016]所述右搖籃部2包括第二回轉(zhuǎn)連接軸201、第二交叉滾柱軸承202、右搖籃底座203、渦輪204、帶輪減速機(jī)構(gòu)205和旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)206，所述第二回轉(zhuǎn)連接軸201通過第二連接盤207連接回轉(zhuǎn)臺部1，所述第二交叉滾柱軸承202的內(nèi)圈與第二回轉(zhuǎn)中心軸201固定連接，第二交叉滾柱軸承202的外圈上固定安裝有第二壓緊環(huán)208，第二壓緊環(huán)208通過密封件與工作臺101、第一連接盤103、右搖籃底座203固定連接，所述第二連接盤207與第二壓緊環(huán)208之間有0.5mm的間隙，間隙內(nèi)設(shè)有VA油封209，防止切削液進(jìn)入轉(zhuǎn)臺內(nèi)部，所述渦輪204安裝在第二回轉(zhuǎn)中心軸201上，且渦輪204的后方安裝有蝸桿210，蝸桿210與渦輪204形成滾動副，蝸桿210的支撐端分別安裝有左偏心套211和右偏心套212，左偏心套211與蝸桿210之間安裝有一對背靠背安裝的接觸球軸承213，接觸球軸承213承載軸向力和徑向力，所述右偏心套212與蝸桿210之間安裝有圓柱滾子軸承214，圓柱滾子軸承214承載徑向力，通過調(diào)整左偏心套211和右偏心套212，可以調(diào)節(jié)蝸輪204和蝸桿210之間的間隙，從而提高傳動精度，所述帶輪減速機(jī)構(gòu)205安裝在蝸桿210的末端，所述旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)206安裝在蝸桿210的下端，旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)206外部設(shè)有電機(jī)罩219，電機(jī)罩219的上下端通過密封墊220分別連接右搖籃底座203和蓋板221，所述帶輪減速機(jī)構(gòu)205包括大帶輪215和小帶輪216，所述大帶輪215通過漲緊套217與蝸桿210連接，所述小帶輪216通過漲緊套217與旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)206上的電機(jī)軸218連接，所述第二角度編碼器222安裝在第二回轉(zhuǎn)中心軸201下端的右搖籃底座203內(nèi)部，第二角度編碼器222的內(nèi)圈通過第二連接軸223固定在第二回轉(zhuǎn)中心軸201上，第二角度編碼器222的外圈固定在右搖籃底座203上的第二蓋板221上，第二角度編碼器222上端的第二回轉(zhuǎn)中心軸201上通過鎖緊螺母225安裝有法蘭224，法蘭224內(nèi)部安裝有與第二回轉(zhuǎn)中心軸201相配合的定心軸承226。
[0017]所述回轉(zhuǎn)臺部I中力矩電機(jī)105的電源線、第一角度編碼器110的電源線、冷卻水的管線和右搖籃部2中的旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)206的電源線、第二角度編碼器222的電源線均連接到數(shù)控立式機(jī)床的床身處統(tǒng)一走線。
[0018]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單緊湊，固定在數(shù)控立式機(jī)床上，可實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動完成復(fù)雜曲面的加工，右搖籃部2采用滾動蝸桿驅(qū)動，蝸桿210通過左偏心套211和右偏心套21可調(diào)節(jié)間隙，提供較大的扭矩和高的轉(zhuǎn)速，回轉(zhuǎn)臺部I采用力矩電機(jī)105直接驅(qū)動工作臺101，消除了反向間隙，定位精度更高，能實(shí)現(xiàn)很高的轉(zhuǎn)速，第一交叉滾柱軸承104能同時(shí)承受徑向和軸向力，增強(qiáng)工作臺101的精度。
[0019]上面對本專利的較佳實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本專利并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種高效高精立式加工中心雙回轉(zhuǎn)工作臺，包括回轉(zhuǎn)臺部(I)、右搖籃部(2)和左搖籃部(3)，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)臺部(I)安裝在右搖籃部(2)和左搖籃部(3)的中間，所述左搖籃部(3)的一端與回轉(zhuǎn)臺部(I)固定連接，所述右搖籃部(2) —端與回轉(zhuǎn)臺部(I)固定連接； 所述回轉(zhuǎn)臺部(I)包括工作臺(101)、第一回轉(zhuǎn)中心軸(102)、第一交叉滾柱軸承(104)、力矩電機(jī)(105)、回轉(zhuǎn)臺底座(106)和第一角度編碼器(110)，所述第一回轉(zhuǎn)中心軸(102)通過第一連接盤(103)固定安裝在工作臺(101)上，所述第一交叉滾柱軸承(104)的內(nèi)圈與第一回轉(zhuǎn)中心軸(102)固定連接，第一交叉滾柱軸承(104)的外圈上固定安裝有第一壓緊環(huán)(107)，第一壓緊環(huán)(107)通過密封件與工作臺(101)、第一連接盤(103)、回轉(zhuǎn)臺底座(106)固定連接，所述力矩電機(jī)(105)包括轉(zhuǎn)子(108)和定子(109)，定子(109)安裝在定子(108)外部，所述轉(zhuǎn)子(108)通過連接板(111)安裝在第一回轉(zhuǎn)中心軸(102)上，轉(zhuǎn)子(108)兩端均勾安裝有密封圈(113)，定子(109)固定安裝在回轉(zhuǎn)臺底座(106)上，定子(109)右側(cè)設(shè)有進(jìn)水口(114)和出水口(115)，進(jìn)水口(114)位于出水口(115)的下部，所述第一角度編碼器(110)安裝在第一回轉(zhuǎn)中心軸(102)下端的回轉(zhuǎn)臺底座(106)內(nèi)部，第一角度編碼器(110 )的內(nèi)圈通過第一連接軸(112 )固定在第一回轉(zhuǎn)中心軸(102 )上，第一角度編碼器(110)的外圈固定在回轉(zhuǎn)臺底座(106)上的第一蓋板(116)上； 所述右搖籃部(2)包括第二回轉(zhuǎn)連接軸(201)、第二交叉滾柱軸承(202)、右搖籃底座(203 )、渦輪(204 )、帶輪減速機(jī)構(gòu)(205 )和旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(206 )，所述第二回轉(zhuǎn)連接軸(201)通過第二連接盤(207)連接回轉(zhuǎn)臺部(1)，所述第二交叉滾柱軸承(202)的內(nèi)圈與第二回轉(zhuǎn)中心軸(201)固定連接，第二交叉滾柱軸承(202)的外圈上固定安裝有第二壓緊環(huán)(208)，第二壓緊環(huán)(208)通過密封件與工作臺(101)、第一連接盤(103)、右搖籃底座(203)固定連接，所述第二連接盤(207)與第二壓緊環(huán)(208)之間設(shè)有VA油封(209)，所述渦輪(204)安裝在第二回轉(zhuǎn)中心軸(201)上，且渦輪(204)的后方安裝有蝸桿(210)，蝸桿(210)的支撐端分別安裝有左偏心套(211)和右偏心套(212)，左偏心套(211)與蝸桿(210)之間安裝有一對背靠背安裝的接觸球軸承(213)，所述右偏心套(212)與蝸桿(210)之間安裝有圓柱滾子軸承(214)，所述帶輪減速機(jī)構(gòu)(205)安裝在蝸桿(210)的末端，所述旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(206)安裝在蝸桿(210 )的下端，旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(206 )外部設(shè)有電機(jī)罩(219)，電機(jī)罩(219 )的上下端通過密封墊(220 )分別連接右搖籃底座(203 )和蓋板(221)，所述帶輪減速機(jī)構(gòu)(205 )包括大帶輪(215)和小帶輪(216)，所述大帶輪(215)通過漲緊套(217)與蝸桿(210)連接，所述小帶輪(216)通過漲緊套(217)與旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(206 )上的電機(jī)軸(218)連接，所述第二角度編碼器(222)安裝在第二回轉(zhuǎn)中心軸(201)下端的右搖籃底座(203)內(nèi)部，第二角度編碼器(222)的內(nèi)圈通過第二連接軸(223)固定在第二回轉(zhuǎn)中心軸(201)上，第二角度編碼器(222)的外圈固定在右搖籃底座(203)上的第二蓋板(221)上，第二角度編碼器(222)上端的第二回轉(zhuǎn)中心軸(201)上通過鎖緊螺母(225)安裝有法蘭(224)，法蘭(224)內(nèi)部安裝有與第二回轉(zhuǎn)中心軸(201)相配合的定心軸承(226)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效高精立式加工中心雙回轉(zhuǎn)工作臺，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)臺部(I)中力矩電機(jī)(105)的電源線、第一角度編碼器(110)的電源線、冷卻水的管線和右搖籃部(2)中的旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(206)的電源線、第二角度編碼器(222)的電源線均連接到數(shù)控立式機(jī)床的床身處統(tǒng)一走線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效高精立式加工中心雙回轉(zhuǎn)工作臺，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)臺部(I)的工作臺(101)固定在立式加工數(shù)控機(jī)床上，所述力矩電機(jī)(105)和旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(206)均連接到數(shù)控系統(tǒng)。
【文檔編號】B23Q1/26GK104476213SQ201410649337
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】王宇晗, 畢慶貞 申請人:上海拓璞數(shù)控科技有限公司, 上海拓璞軟件技術(shù)有限公司