行星齿轮传动式A/C双摆角铣头制造技术

行星齿轮传动式A/C双摆角铣头，箱体上端通过法兰盘与机床滑枕相连，箱体下端通过转盘轴承与叉形体上端连接，箱体与叉形体同轴心，箱体与叉形体组成摆角铣头的壳体，在摆角铣头的壳体的内部设有主传动机构，箱体的一侧固定连接C轴传动机构，在叉形体另一侧设有A轴传动机构。本发明专利技术承载能力大，运动平稳；行星齿轮传动的传动大，双摆角铣头传动链短，减小传动误差，提高传动精度；行星齿轮传动机构的体积和质量减少，使铣头结构紧凑、重量轻；行星齿轮传动机构中的齿轮采用普通齿轮加工刀具进行加工，加工方法简单，成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双摆角铣头，尤其涉及一种用于重型五轴联动加工中心的机械主轴式A/C双摆角铣头。
技术介绍
A/C轴双摆角铣头是重型五轴机床实现五轴联动的关键部件，配置A/C轴双摆角铣头的重型五轴联动数控加工机床可满足航空发动机箱体、大型水轮机叶片、船用螺旋桨等大尺寸复杂曲面形状零件的高效、高精加工的需求。双摆角铣头A、C轴的驱动方式总体上可分为力矩电机直驱式和机械主轴式两种。直驱式双摆角铣头采用大功率力矩电动机直接驱动，零部件少，结构简单，降低了因传动件的间隙带来的传动误差。采用机械主轴式的双摆角铣头驱动力矩可高达7000Nm左右，非常适合用于大扭矩、重型切削的场合。目前，机械主轴式A/C双摆角铣头的A、C轴传动机构主要采用普通齿轮传动、齿形带传动、谐波齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、凸轮机构传动等。普通齿轮传动式双摆角铣头传递扭矩大，但单级传动比小，传动链长，精度低，结构复杂，整体重量太大；齿形带由于在传动中磨损严重，所以精度保持性差；谐波齿轮在传动中柔轮发生周期性的变形，易于疲劳损坏，并且柔轮和谐波发生器的制造难度较大；蜗轮蜗杆传动机构的传动链短、减速比大、传动扭矩大，但传动精度和效率低，精度保持性差，传动系统对蜗轮副的质量和精度要求高；凸轮机构具有自锁性及凸轮与滚柱之间为滚动摩擦的特点，它简化了双摆角铣头的内部结构，在精度和刚度方面优于蜗轮蜗杆式传动机构，但凸轮的型面复杂，加工难度较大。从上面可以看出传统方式的双摆角铣头具有以下不足之处：(1)力矩电机直驱式双摆角铣头受力矩电机规格的限制，其驱动力矩较小，只适合于铝合金、钛合金等高强度轻质材料的加工，无法满足能源行业的水轮机叶片、船舶行业的螺旋推进器等不锈钢零件的加工需求。(2)机械主轴式双摆角铣头的传动链长，传动精度较低，传动不平稳，结构较复杂且重量大，因此其应用范围受到了限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种传递扭矩大、结构紧凑、体积小、重量轻、精度高，A、C轴自动转换，自动任意分度，能有效地提高机床的自动化程度与性能，且可实现诸多复杂零部件曲面的高效、高精度加工的行星齿轮传动式A/C双摆角铣头。本专利技术主要包括：箱体、转盘轴承、叉形体、主传动机构、C轴传动机构、A轴传动机构、机床主轴、键A、主轴连接轴、双列角接触球轴承A、外侧轴承套、升速大齿轮A、键B、支撑轴、升速小外齿轮A、锥齿轮A、键C、双列角接触球轴承B、锥齿轮轴A、换向外齿轮A、键D、锥齿轮B、键E、换向外齿轮B、键F、锥齿轮轴B、锥齿轮C、键G、圆锥滚子轴承C、锥齿轮D、刀具主轴、C轴伺服电机、C轴偏心轴、C轴空套双联齿轮、圆锥滚轴承B、C轴固定内齿轮、圆锥滚子轴承C、固定套A、C轴旋转内齿轮、圆锥滚子轴承D、固定套B、C轴外齿轮、键I、叉形体外齿圈、圆锥滚子轴承C、A轴空套双联齿轮、双列角接触球轴承C、A轴偏心轴、A轴固定内齿轮、A轴旋转内齿轮、A轴外齿轮、键J、主轴座外齿轮、主轴座、键K、A轴伺服电机、主轴连接轴和下箱体。其中，箱体的上端通过法兰盘与机床滑枕活动相连，箱体下端通过转盘轴承与叉形体的上端固定连接。箱体与叉形体同轴心，箱体与叉形体组成摆角铣头的壳体。在摆角铣头的壳体的内部设有主传动机构，箱体的一侧固定连接C轴传动机构，在叉形体另一侧设有A轴传动机构。主传动机构与机床主轴通过法兰盘相固连，机床主轴通过键A与主传动机构的主轴连接轴相连接，角接触球轴承A套在主轴联接轴上，角接触球轴承A可单列角接触球轴承A，也可为双列角接触球轴承A，为提高主轴工作时的稳定性，最好是双列角接触球轴承A。角接触球轴承A外圈与外侧轴承套相连，轴承套过盈安装在上箱体的中心孔内。在角接触球轴承A中插接主轴连接轴，主轴连接轴与升速大齿轮A通过键B相连，升速大齿轮A下部设有支撑轴，支撑轴安装在叉形体的中心孔内。升速大外齿轮A与升速小外齿轮A相啮合。升速小齿轮A的输出轴与锥齿轮A采用键C连接。升速小齿轮轴两端设有角接触球轴承B，角接触球轴承B可单列角接触球轴承B，也可为双列角接触球轴承B，为提高主轴工作时的稳定性，最好是双列角接触球轴承B。角接触球轴承B分别置于上箱体与叉形体的轴承孔之内。在锥齿轮轴A的中部，锥齿轮轴A与换向外齿轮A通过键D连接，锥齿轮轴A与锥齿轮B通过键E相连接，键D插接在锥齿轮轴A的中部，键E插接在锥齿轮轴端部。换向外齿轮B通过键F与锥齿轮轴B相连，锥齿轮轴B与锥齿轮C通过键G相连，圆锥滚子轴承C套接在锥齿轮轴B的两端，其轴承外圈过盈安装在A轴旋转体的中心孔内，锥齿轮D套接在刀具主轴上，换向外齿轮A与换向外齿轮B相啮合，锥齿轮A与锥齿轮B相啮合，锥齿轮C与锥齿轮D相啮合。上述结构为主传动机构。C轴伺服电机的输出轴与C轴偏心轴相连。C轴空套双联齿轮通过圆锥滚轴承B套在C轴偏心轴上，C轴空套双联齿轮的上端齿轮与C轴固定内齿轮相啮合，C轴固定内齿轮中部设有圆锥滚子轴承C，并套在C轴偏心轴上，固定套A置于C轴空套双联齿轮的上端齿轮的中部，套在C轴偏心轴上部。C轴空套双联齿轮的下端齿轮与C轴旋转内齿轮相啮合，C轴旋转内齿轮轴端中部设有圆锥滚子轴承D，固定套B套在C轴偏心轴下端，置于C轴空套双联齿轮的下端齿轮与圆锥滚子轴承D之间。C轴偏心轴从上至下依次穿过圆锥滚子轴承C、固定套A、圆锥滚子轴承B、C轴空套双联齿轮、圆锥滚子轴承B、固定套B、圆锥滚子轴承D。C轴旋转内齿轮的轴端部与C轴外齿轮通过键I固定连接，C轴外齿轮固定在C轴旋转内齿轮末端的齿轮轴上，C轴外齿轮与叉形体外齿圈相互啮合。圆锥滚子轴承C置于叉形体上预先加工的轴承孔内，叉形体的外齿圈固定在叉形体的上端，叉形体的外齿圈为输出端。上述结构为C轴传动机构。A轴空套双联齿轮通过角接触球轴承C与A轴偏心轴相连，角接触球轴承C可单列角接触球轴承C，也可为双列角接触球轴承C，为提高主轴工作时的稳定性，最好是双列角接触球轴承C。A轴偏心轴带动A轴空套双联齿轮的左侧齿轮与A轴固定内齿轮相啮合，A轴空套双联齿轮的右侧齿轮与A轴旋转内齿轮相啮合。A轴旋转内齿轮轴端与A轴外齿轮通过键J固定连接，A轴外齿轮套接在A轴旋转内齿轮的延伸轴中部，A轴外齿轮与主轴座外齿轮相啮合，主轴座外齿轮与主轴座通过键K连接，刀具主轴置于主轴座的中心孔内。A轴伺服电机与A轴偏心轴相连，可采用螺纹连接、联轴器连接等，最好通过螺纹连接。A轴固定内齿轮、A轴空套双联齿轮、A轴旋转内齿轮组成行星减速机构，主轴座左侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
行星齿轮传动式A/C双摆角铣头，主要包括：箱体、转盘轴承、叉形体、主传动机构、C轴传动机构、A轴传动机构、机床主轴、键A、主轴连接轴、双列角接触球轴承A、外侧轴承套、升速大齿轮A、键B、支撑轴、升速小外齿轮A、锥齿轮A、键C、双列角接触球轴承B、锥齿轮轴A、换向外齿轮A、键D、锥齿轮B、键E、换向外齿轮B、键F、锥齿轮轴B、锥齿轮C、键G、圆锥滚子轴承C、锥齿轮D、刀具主轴、C轴伺服电机、C轴偏心轴、C轴空套双联齿轮、圆锥滚轴承B、C轴固定内齿轮、圆锥滚子轴承C、固定套A、C轴旋转内齿轮、圆锥滚子轴承D、固定套B、C轴外齿轮、键I、叉形体外齿圈、圆锥滚子轴承C、A轴空套双联齿轮、双列角接触球轴承C、A轴偏心轴、A轴固定内齿轮、A轴旋转内齿轮、A轴外齿轮、键J、主轴座外齿轮、主轴座、键K、A轴伺服电机、主轴连接轴和下箱体，其特征在于：箱体的上端通过法兰盘与机床滑枕活动相连，箱体下端通过转盘轴承与叉形体的上端固定连接，箱体与叉形体同轴心，箱体与叉形体组成摆角铣头的壳体，在摆角铣头的壳体的内部设有主传动机构，箱体的一侧固定连接C轴传动机构，在叉形体另一侧设有A轴传动机构。

【技术特征摘要】
1.行星齿轮传动式A/C双摆角铣头，主要包括：箱体、转盘轴承、叉形体、主
传动机构、C轴传动机构、A轴传动机构、机床主轴、键A、主轴连接轴、双列
角接触球轴承A、外侧轴承套、升速大齿轮A、键B、支撑轴、升速小外齿轮A、
锥齿轮A、键C、双列角接触球轴承B、锥齿轮轴A、换向外齿轮A、键D、锥
齿轮B、键E、换向外齿轮B、键F、锥齿轮轴B、锥齿轮C、键G、圆锥滚子
轴承C、锥齿轮D、刀具主轴、C轴伺服电机、C轴偏心轴、C轴空套双联齿轮、
圆锥滚轴承B、C轴固定内齿轮、圆锥滚子轴承C、固定套A、C轴旋转内齿轮、
圆锥滚子轴承D、固定套B、C轴外齿轮、键I、叉形体外齿圈、圆锥滚子轴承
C、A轴空套双联齿轮、双列角接触球轴承C、A轴偏心轴、A轴固定内齿轮、
A轴旋转内齿轮、A轴外齿轮、键J、主轴座外齿轮、主轴座、键K、A轴伺服
电机、主轴连接轴和下箱体，其特征在于：箱体的上端通过法兰盘与机床滑枕
活动相连，箱体下端通过转盘轴承与叉形体的上端固定连接，箱体与叉形体同
轴心，箱体与叉形体组成摆角铣头的壳体，在摆角铣头的壳体的内部设有主传
动机构，箱体的一侧固定连接C轴传动机构，在叉形体另一侧设有A轴传动机
构。
2.根据权利要求1所述的行星齿轮传动式A/C双摆角铣头，其特征在于：主传
动机构与机床主轴通过法兰盘相固连，机床主轴通过键A与主传动机构的主轴
连接轴相连接，角接触球轴承A套在主轴联接轴上，角接触球轴承A外圈与外
侧轴承套相连，轴承套过盈安装在上箱体的中心孔内，在角接触球轴承A中插
接主轴连接轴，主轴连接轴与升速大齿轮A通过键B相连，升速大齿轮A下部
设有支撑轴，支撑轴安装在叉形体的中心孔内，升速大外齿轮A与升速小外齿
轮A相啮合，升速小齿轮A的输出轴与锥齿轮A采用键C连接，升速小齿轮轴
两端设有角接触球轴承B，角接触球轴承B分别置于上箱体与叉形体的轴承孔

\t之内，在锥齿轮轴A的中部，锥齿轮轴A与换向外齿轮A通过键D连接，锥齿
轮轴A与锥齿轮B通过键E相连接，键D插接在锥齿轮轴A的中部，键E插
接在锥齿轮轴端部，换向外齿轮B通过键F与锥齿轮轴B相连，锥齿轮轴B与
锥齿轮C通过键G相连，圆锥滚子轴承C套接在锥齿轮轴B的两端，其轴承外
圈过盈安装在A轴旋转体的中心孔内，锥齿轮D套接在刀具主轴上，换向外齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴凤和，李树枝，陈恩平，李少辉，刘子健，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13