[实用新型]一种用于五坐标机床的锁紧摆头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于五坐标机床的锁紧摆头，属工艺装备结构设计与制造技术领域。

背景技术

近些年，五坐标机床以其能够实现复杂曲面成型加工的特点，在航空、航天、航海等高端行业领域应用越来越广泛；主要用于加工具有复杂曲面的高精度零件，如航空工业中的叶片、叶盘、叶轮类零件。五坐标加工机床是在标准三坐标（直线坐标）机床上，在主轴或工作台上增加两个联动的回转坐标轴，实现五轴联动功能。而具有主轴摆动功能的摆头是三坐标机床或四坐标机床升级为五坐标机床的关键功能部件之一。由于五坐标机床目前多用于加工钛合金、高温合金等难加工材料复杂型面零件，所以要求摆头应具有高精度、大扭矩、高刚度、大范围摆角的特点，某些加工工艺如插铣还要求摆头能够摆动到一定角度后锁紧，实现定轴加工。

专利201010610971.X中公开了具有大摆角范围的高刚性摆头，通过带筋肋板电机座将伺服电机固定在左箱体内腔中；电主轴管线由后端接出，通过旋转主轴箱、编码器安装轴中心孔、环形拖链支架中心孔、RBR拖链从右箱体的走线孔由摆头后接出；环形分配器内部设有多路油气孔，入口分别通过各输入端外接管与外部油气源相连，旋转主轴箱内部亦开有多路通油气孔，并与环形分配器内部的油气孔对应。该发明的摆头由于一边可以拆卸，故整体刚性较弱；此外，该发明专利中未提及摆头的锁紧，若在大扭矩定轴工作条件下单依靠涡轮蜗杆反向自锁将会降低结构使用寿命。

发明内容

为避免现有技术存在的不足，本实用新型提出一种用于五坐标机床的锁紧摆头。摆头具有精度高、大扭矩，高刚度、摆动范围大的特点，且能够在摆头摆动到任意角度后将旋转轴锁紧，实现插铣类工艺所需的定轴加工功能。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:包括摆角铣头箱体、主轴箱、电主轴、左主轴、右主轴、伺服电机、电机带轮、双导程蜗杆、同步带轮、梯形齿同步带、刹紧座、刹紧片、刹紧环、压盖、第二转台轴承、第一转台轴承、蜗轮蜗杆副、第一胀紧套、编码器，电主轴安装在主轴箱内部，左主轴、右主轴位于主轴箱两侧，左主轴、右主轴分别通过第二转台轴承、第一转台轴承固连在摆角铣头箱体的两侧；伺服电机位于摆角铣头箱体右侧，伺服电机输出轴端安装电机带轮，双导程蜗杆的上端安装同步带轮，梯形齿同步带与电机带轮、同步带轮连接；刹紧座位于摆角铣头箱体左侧，刹紧片与左主轴通过螺纹连接，刹紧环通过螺纹连接于压盖，刹紧环与压盖之间形成液压油腔；蜗轮蜗杆副与右主轴通过螺钉连接，蜗轮套在右主轴外部。

所述双导程蜗杆固定安装在箱体内部，双导程蜗杆上端通过第一胀紧套与同步带轮固连；第一推力球轴承、套、蜗杆端盖限制双导程蜗杆沿轴线向下运动，垫、第二推力球轴承、第一螺母、第二螺母限制双导程蜗杆沿轴线向上运动；蜗杆套、第一滚针轴承、第二滚针轴承限制双导程蜗杆的径向运动。

所述编码器通过右侧端盖与摆角铣头箱体连接，连接轴随摆头的摆动而转动，编码器检测连接轴转过的角度，实时检测主轴摆角位置，进行闭环控制。

电主轴随主轴箱摆动，摆头摆动为向上摆动30°，向下摆动120°；传感器通过支架与压盖连接，限位开关与左主轴连接，摆头向上摆动30°或向下摆动120°时，传感器与限位开关对齐，传感器将信号传送至数控系统，数控系统发出信号，摆头停止摆动将旋转轴锁紧。

有益效果

本实用新型用于五坐标机床的锁紧摆头，箱体为一整体结构，电主轴安装在主轴箱内，伺服电机位于摆头右侧上端后部，摆头左右两侧安装密封罩，使摆头内部零部件不受外部油污、粉尘等环境的影响；通过在摆头内部设置回转编码器进行闭环控制，实现摆头摆动的高精度；通过合理设计基础部件、支撑部件、传动部件，实现摆头的高刚度；通过液压锁紧机构，在摆头摆动到任意角度后将旋转轴锁紧，实现插铣工艺所需的定轴加工功能；通过传感器与限位开关的使用，实现摆头的摆动角度的限制；所有管线通过摆角铣头箱体和主轴箱体的走线孔从摆头后方接出，进入摆头外部的机床走线系统和电气柜。

本实用新型特别适用于加工钛合金、高温合金等难加工材料复杂型面高精度零件的需求。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型一种用于五坐标机床的锁紧摆头作进一步详细说明。

图1为本实用新型锁紧摆头的立体图。

图2为本实用新型锁紧摆头的前视图。

图3为本实用新型锁紧摆头的B-B剖视图。

图4为本实用新型锁紧摆头的A-A剖视图。

图5为限位传感器H-H剖视图。