[发明专利]一种可完成精密微小型车铣磨复合加工的YB轴装置

说明书

技术领域

本发明属于机械加工领域，涉及一种加工中心附件，尤其设计一种可完成精密微小型车铣磨复合加工的YB轴装置。

背景技术

YB轴是本发明中提出的新概念，指车铣复合加工中心中Y轴与B轴集成在一起形成的既具有Y轴移动功能又具有B轴转动功能的加工模块。由于具备了B轴加工功能，该模块普遍应用于五轴车铣中心中，实现复杂空间型面加工。

目前世界上的各机床生产厂家的Y轴形式都各不相同，五轴车铣复合加工中心的Y轴可以归结为日式和欧式两种形式。日式加工中心的Y轴是虚拟Y轴，是X轴和一个与X轴有一定夹角的Y′的轴差补来实现。在Y轴运动时，X轴和Y′轴同时运动。这种形式X轴拖动重利轻，易于控制，但是受布局影响Y轴行程较小；欧式加工中心是机械保证，Y轴与X、Z轴垂直，这种布局情况下行程较大。但是，目前市场上销售的各车铣复合加工中心中，YB轴都是一体式的，这样的结构固然可以提高YB轴的加工精度但是也降低了YB轴的柔性。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可完成精密微小型车铣磨复合加工的YB轴装置，该YB轴具有结构紧凑，尺寸小，可承载力矩大和精度高的特点。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种可完成精密微小型车铣磨复合加工的YB轴装置，包括Y轴组件、B轴组件；Y轴组件包括立柱、溜板、Y轴锁紧机构、Y轴驱动单元、加工部分和Y轴传动系统，所述的Y轴锁紧机构位于导轨前方，用于在安装导轨后锁紧导轨；所述的Y轴驱动单元通过所述的传动系统使溜板完成沿Y轴导轨移动的运动；B轴组件包括转台底座、旋转轴、B轴锁紧机构、B轴驱动单元和B轴传动系统，所述的锁紧机构为一钳夹机构，位于转台底座与旋转轴之间，使转台到位后靠气动夹紧；所述的B轴驱动单元通过所述B轴传动系统使转台完成绕Y轴的转动，Y轴组件通过螺钉连接到B轴组件上，最终集成为YB轴。

所述Y轴组件的加工部分包括安装电主轴的电主轴座和安装车刀的车刀架，电主轴座分为两部分，分别为上座和下座，两部分用螺钉连接以便进行电主轴更换。

所述Y轴组件的加工部分包括更换铣削用和磨削用电主轴实现不同类型的加工。

所述Y轴组件的车刀架为排刀架形式，共可安装三把车刀以便完成快速换刀。

所述Y轴组件的电主轴座与车刀架成90°布置，在转台的旋转下进行车削功能、铣削功能以及磨削功能的切换。

所述Y轴组件的导轨部分采用了薄型滚动导轨，该导轨中采用球保持器来消除钢球的相互摩擦。

所述Y轴组件的导轨在径向、反径向和侧向的4个方向承载负荷，且基本额定负荷在4个方向上均相等。

所述Y轴组件的传动系统包括支撑单元、滚珠丝杠副、丝杠同步带轮、同步带A、β4电机同步带轮，滚珠丝杠副通过支撑单元安装在立柱上，丝杠同步带轮通过涨紧套和滚珠丝杠副连接，β4电机同步带轮通过涨紧套和电机连接，电机的旋转运动通过电机同步带轮、同步带A和丝杠同步带轮传递到滚珠丝杠副，实现U形溜板组件的Y向移动。

所述B轴锁紧机构采用钳夹机构，通过对弹簧皮腔的内部充入4或6个大气压的压缩空气，或者排放弹簧皮腔外部缸体内的压缩空气，使弹簧皮腔发生弯曲弓起，并连带引起钳夹系统内外径接触面之间距离的缩短，此时钳夹系统将解除锁定；当弹簧皮腔的内部压缩空气被排放，或者弹簧皮腔的外部缸体被充气增压后，弹簧皮腔得到放松伸展并径向压紧钳夹装置的内径和外径的轴向接触面，整个钳夹元件将在钳夹颚接触面范围内产生弹性形变，并随之夹紧轴体进入钳夹状态。

所述B轴传动系统包括交叉滚柱轴环压盖，交叉滚柱轴环、转台转轴同步带轮、薄型平键、小圆螺母、圆螺母用止动垫圈、深沟球轴承、转台同步带、涨紧套、转台电机同步带轮，转台转轴同步带轮通过小圆螺母和圆螺母止动垫圈与旋转轴连接，转台电机同步带轮通过涨紧套与转台电机连接，旋转轴与转台底座之间安装了交叉滚柱轴环和深沟球轴承，转台电机的运动通过转台电机同步带轮、转台同步带、转台转轴同步带轮传递到旋转轴上，转台电机为伺服电机，可以实现转台的任意转角转动。

所述B轴传动系统在轴承内部垂直排列的滚柱间装有间隔保持器，防止了滚柱的侧倒或滚柱的相互摩擦。

本发明的优点在于：