[发明专利]一种五轴数控机床的旋转坐标轴C＇—A＇转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种五轴数控机床，尤其涉及一种五轴数控机床的旋转坐标轴C＇轴转换成A＇轴的装置。

背景技术

五轴数控机床通常配置为三个直线坐标轴和两个旋转坐标轴。其中，配置为X、Y、Z三个直线坐标轴和B轴（刀具摆动轴）、C＇轴（工作台回转轴）的立式五轴数控机床，其中Z轴为竖直向上为正方向的直线坐标轴，X轴为水平向右为正方向的直线坐标轴，Y轴正方向可由右手法则确定，再由右手螺旋法则确定刀具摆动轴B轴的正方向、工作台回转轴C＇轴的负方向，由于机床结构布局和B轴摆角行程的限制，一些典型复杂曲面零件加工难以顺利实现，即使能加工也需要多次装夹，不仅重复定位困难，而且导致加工误差加剧。例如在加工空间凸轮的过程中，需要两次装夹才能加工出完整的凸轮工作廓面，通过第一次装夹加工出凸轮工作廓面的下半段，然后，将工件调头进行第二次装夹，再加工出凸轮工作廓面的上半段。由于准确重复定位及光顺平滑过渡连接非常困难，两次重复定位装夹无疑导致加工精度严重降低。因此，若能研制一种五轴数控机床的旋转坐标轴C＇—A＇转换装置，使该数控机床配置转换为X、Y、Z和B轴（刀具摆动轴）、A＇轴（工作台回转轴），则一方面可消除旋转轴角度行程范围受限制的问题，同时只需一次装夹即可完成空间凸轮此类复杂空间曲面零件的加工，使原本难加工复杂零件实现了便捷高效加工。

发明内容

本发明的目的是提供一种五轴数控机床的C＇旋转坐标轴转换成A＇旋转坐标轴的转换装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在配置为X、Y、Z三个直线坐标轴和B轴（刀具摆动轴）、C＇轴（工作台回转轴）的五轴数控机床基础上，转换装置先通过输入轴端部法兰与机床工作台C＇轴回转中心连接，再通过大直齿锥齿轮与小直齿锥齿轮啮合传动，将C＇轴回转运动转换为中间轴的水平回转运动，最后通过小人字齿圆柱齿轮和大人字齿圆柱齿轮啮合传动，将C＇轴回转运动转换为输出轴端部固连转盘的A＇轴回转运动，由此实现了五轴数控机床的C＇轴到A＇轴的旋转坐标轴转换。为了与机床的数控编程要求一致，使该转换装置的数控编程简便，设计C＇轴回转运动转换为输出轴端部固连转盘的A＇轴回转运动的总传动比为i_总=1，这样A＇轴旋转坐标值直接等于C＇轴旋转坐标值。

本发明所述的大直齿锥齿轮与小直齿锥齿轮啮合传动，其传动比为i₁=0.2。

本发明所述的小人字齿圆柱齿轮和大人字齿圆柱齿轮啮合传动，其传动比为i₂=5。

本发明的有益效果是：本发明是在配置为X、Y、Z三个直线坐标轴和B轴（刀具摆动轴）、C＇轴（工作台回转轴）的五轴数控机床基础上，将C＇旋转坐标轴转换成A＇旋转坐标轴，不仅进一步拓宽了五轴数控机床的加工范围，使原本难加工复杂零件可以完成便捷高效加工，且提高了复杂零件的加工效率和加工精度。

附图说明

图1为本发明的结构正面示意图。

图中1.法兰，2.大直齿锥齿轮，3.输入轴，4.小直齿锥齿轮，5.中间轴，6.小人字齿圆柱齿轮，7.输出轴，8.大人字齿圆柱齿轮。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，下面结合附图对本发明作进一步的描述。

在配置为X、Y、Z三个直线坐标轴和B轴（刀具摆动轴）、C＇轴（工作台回转轴）的五轴数控机床基础上，转换装置先通过输入轴（3）端部法兰（1）与机床工作台C＇轴回转中心连接，再通过大直齿锥齿轮（2）与小直齿锥齿轮（4）啮合传动，其传动比为i₁=0.2，将C＇轴回转运动转换为中间轴（5）的水平回转运动，最后通过小人字齿圆柱齿轮（6）和大人字齿圆柱齿轮（8）啮合传动，其传动比为i₂=5，将C＇轴回转运动转换为输出轴（7）端部固连转盘的A＇轴回转运动，由此实现了五轴数控机床的C＇轴到A＇轴的旋转坐标轴转换。由于C＇轴回转运动转换为输出轴端部固连转盘的A＇轴回转运动的总传动比为i_总=i₁i₂=1，A＇轴旋转坐标值直接等于C＇轴旋转坐标值。这既与机床的数控编程要求一致，又使得该转换装置的数控编程十分简便。