[发明专利]并联刀头的混联机床

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械加工装置，特别涉及一种实现五轴加工的混联机床。

背景技术

多轴联动数控加工是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工，是发电、船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。国际上把多轴联动数控技术作为一个国家工业化水平的标志。

目前的多轴联动机床中，其刀具的转动部分结构，大多采用串联结构，有结构刚性弱的缺点。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，设计、研制一种工作空间大且刚度好，并且控制简便的并联刀头的混联机床。

本发明的技术方案是：并联刀头的混联机床，包括由机床底座、立柱、横梁构成的机床架，其特征是床底座上安装有可沿X轴水平移动的水平滑台，水平滑台上安装有可产生Z轴转动的回转工作台，横梁上安装有可沿Y轴水平移动的垂直滑台，垂直滑台上安装有可沿Z轴垂直移动的刀架，刀架左边安装有左电机和左圆锥齿轮，左电机驱动连接左圆锥齿轮，刀架右边安装有右电机和系杆，右电机驱动连接系杆，系杆上安装连接行星齿轮和刀具，行星齿轮与左圆锥齿轮啮合。

所述的刀架的左、右两边还分别设有左、右减速器，左减速器设置在左电机与左圆锥齿轮之间，左电机通过左减速器驱动连接左圆锥齿轮，右减速器设置在右电机与系杆之间，右电机通过右减速器驱动连接系杆。

所述的刀架的右边还安装有右圆锥齿轮，右圆锥齿轮与行星齿轮啮合。

本发明的运动原理如下：水平滑台在机床底座上可产生X轴向的水平移动，回转工作台带动工件在水平滑台上可产生Z轴向的转动，刀架在垂直滑台上随垂直滑台可产生Y轴向移动和Z轴向垂直移动，刀架左边左电机通过左减速器驱动左圆锥齿轮、行星齿轮，刀架右边右电机通过右减速器驱动系杆，行星齿轮与左圆锥齿轮啮合，系杆带动行星齿轮绕Y轴摆动和绕Z₁轴转动，从而带动刀具绕Y轴摆动和绕Z₁轴转动，可实现对工件五面体加工。

本发明结构合理简单、生产制造容易，成本低。实现刀具主轴旋转和主轴摆动的并联运动，机床刀具转动角度大、工作空间大、结构占用空间小，有利于实时控制，提高机床效率。

附图说明

图1是本发明结构原理示意图。

图中：1机床底座、2回转工作台、3水平滑台、4立柱、5横梁、6左电机、7左减速器、8左圆锥齿轮、9垂直滑台、10刀架、11右圆锥齿轮、12右减速器、13右电机、14系杆、15行星齿轮、16刀具。

具体实施方式

如图1所示，水平滑台3安装在机床底座1上，并产生X轴的水平移动；回转工作台2安装在水平滑台3上，产生Z轴的转动；立柱4安装在机床底座1上；横梁5安装在立柱4上；垂直滑台9安装在横梁5上，并产生Y轴的水平移动；刀架10安装在垂直滑台9上，并产生Z轴的垂直移动；左电机6、左减速器7安装在刀架10的左边，并驱动左圆锥齿轮8运动；右电机13、右减速器12安装在刀架10的右边，并驱动系杆14绕Y轴摆动；系杆14上安装行星齿轮15，行星齿轮15和左圆锥齿轮8啮合，行星齿轮15上安装刀具16，左圆锥齿轮8驱动行星齿轮15旋转，系杆14带动行星齿轮15绕Y轴摆动和绕Z₁轴转动，从而带动刀具16绕Y轴摆动和绕Z₁轴转动。左减速器7增加左电机6的驱动力矩，右减速器12增加右电机13的驱动力矩。刀架10的右边安装右圆锥齿轮11，右圆锥齿轮11与行星齿轮15啮合并增加行星齿轮15的支撑刚度。

坐标轴建立：行星齿轮15的轴线为Z₁轴，左圆锥齿轮8的轴线为Y₁轴，根据右手法则确定X₁轴，在零时刻，坐标X₁ Y₁ Z₁与坐标X Y Z重合。