一种五轴摇篮转台制造技术

本发明专利技术公开的五轴摇篮转台包括，B轴组件、摆臂、工作台组件和支撑尾座，B轴组件包括主轴、第一交叉滚子轴承、电机转子、电机定子、液压制动组件和YRT轴承，第一交叉滚子轴承和YRT轴承分别套设在主轴的后端和前端，电机转子固定在主轴上，电机定子固定在定子套筒上，定子套筒套设在电机定子的外侧，第一轴承座和第二轴承座分别固定在定子套筒的后端和前端，液压制动组件安装在第二轴承座内并靠近YRT轴承的后侧，主轴的前端与摆臂的后端连接；支撑尾座内安装有旋转轴，旋转轴的后端与摆臂的前端连接，支撑尾座与旋转轴之间安装有液压制动机构。该五轴摇篮转台整体刚性和可靠性高，可保证B轴的旋转精度及承载能力，提高零件加工精度。

A five axis cradle turntable

【技术实现步骤摘要】
一种五轴摇篮转台
本专利技术涉及一种五轴联动加工中心配件，具体是一种五轴摇篮转台。
技术介绍
五轴摇篮转台在曲面零件的加工中起到了重要作用，属于数控机床中的高端功能部件，其结构布局首选摇篮双摆式。目前市面上大部分五轴摇篮转台依赖进口，价格昂贵。五轴摇篮转台通常由B轴组件、摆臂、工作台组件（即C轴组件）和支撑尾座四部分组成，摆臂的两端分别与B轴组件和支撑尾座连接，工作台组件安装在摆臂上。B轴组件的主要作用是支撑主轴并驱动摆臂旋转，需要承受较大的倾覆力矩。支撑尾座的作用是保证摆臂旋转过程中的刚性以及摇篮转台的加工精度。现有的五轴摇篮转台的B轴组件对主轴采用单点支撑方式，存在整体刚性不足、刹车刚度偏小的问题，影响零件加工精度及加工效率。此外，目前主流的五轴摇篮转台的B轴大多采用力矩电机驱动实现转位，根据B轴驱动电机的数量大致可分为双电机驱动和单电机驱动。双电机驱动的特点是驱动力矩大、动态特性好、成本高。考虑到成本问题，部分五轴摇篮转台采用单电机驱动方式。在单电机驱动方式下，支撑尾座主要采用两种结构：一、不带刹车机构，这会带来加工精度和B轴轴承寿命上的缺陷，因摆臂跨距较大（最大可达1米左右），B轴工作时，尤其是在特定角度加工时，B轴整体刚性降低，产生的扭转变形会导致支撑尾座侧的延迟变形；二、带刹车机构，但多采用拖链结构或气动钳夹结构，拖链结构体积庞大，占用空间大，结构复杂，而气动钳夹结构价格昂贵，每套气动钳夹的价格在2～3万元，成本投入大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种五轴摇篮转台，该五轴摇篮转台通过YRT轴承和第一交叉滚子轴承前后支撑主轴，赋予B轴组件高刚性结构，并通过液压制动机构实现对旋转轴的制动，能够减小主轴制动和夹紧加工时的扭转变形及支撑尾座侧的延迟变形，在具有良好的经济性的条件下，可保证五轴摇篮转台的整体刚性和可靠性，从而保证B轴的旋转精度以及承受载荷的能力，提高零件加工精度。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种五轴摇篮转台，包括B轴组件、摆臂、工作台组件和支撑尾座，所述的摆臂的两端分别与所述的B轴组件和所述的支撑尾座连接，所述的工作台组件安装在所述的摆臂上，所述的B轴组件包括主轴及套设在主轴外侧的第一交叉滚子轴承、电机转子、电机定子、液压制动组件和YRT轴承，所述的第一交叉滚子轴承套设在所述的主轴的后端，所述的第一交叉滚子轴承安装在第一轴承座内，所述的YRT轴承套设在所述的主轴的前端，所述的YRT轴承安装在第二轴承座内，所述的YRT轴承的内圈固定在所述的主轴上，所述的YRT轴承的外圈固定在所述的第二轴承座上，所述的电机转子固定在所述的主轴上，所述的电机定子套设在所述的电机转子的外侧并固定在定子套筒上，所述的定子套筒套设在所述的电机定子的外侧，所述的第一轴承座固定在所述的定子套筒的后端，所述的第二轴承座固定在所述的定子套筒的前端，所述的液压制动组件安装在所述的第二轴承座内并靠近所述的YRT轴承的后侧，所述的主轴的前端与所述的摆臂的后端连接，所述的液压制动组件用于在油压的驱动下夹紧所述的主轴，实现对所述的主轴的制动；所述的支撑尾座内安装有旋转轴，所述的旋转轴的后端与所述的摆臂的前端连接，所述的支撑尾座与所述的旋转轴之间安装有液压制动机构，所述的液压制动机构用于在油压的驱动下夹紧所述的旋转轴，实现对所述的旋转轴的制动。本专利技术五轴摇篮转台，其摆臂的两端分别与B轴组件和支撑尾座连接，其中B轴组件采用单电机驱动形式，对主轴采用两点支撑结构，后端采用第一交叉滚子轴承支撑，前端采用YRT轴承支撑。YRT轴承承载能力强，旋转精度高，特别是能够承受较大的倾覆力矩。因主轴绕B轴回转，主要承受来自摆臂的转矩，其受力点在主轴的前端与摆臂的后端连接处。此外，由于主轴跨距较大，为了保证五轴摇篮转台的整体刚性和可靠性，在主轴的后端布置的第一交叉滚子轴承能够承受各个方向的载荷。本五轴摇篮转台中，位于主轴的前端的YRT轴承紧靠受力点，靠近YRT轴承的液压制动组件也靠近主轴的受力点，由于制动时，主轴会承受来自液压制动组件的扭力，本五轴摇篮转台通过有效缩短主轴制动力作用点与受力点的距离，可减小主轴制动时的扭转变形。此外，支撑尾座通过液压制动机构对旋转轴制动，成本低，可确保B轴刚性，有效避免B轴工作过程中五轴摇篮转台在支撑尾座侧的延迟变形。本五轴摇篮转台通过YRT轴承和第一交叉滚子轴承前后支撑主轴，赋予B轴组件高刚性结构，并通过液压制动机构实现对旋转轴的制动，能够减小主轴制动和夹紧加工时的扭转变形及支撑尾座侧的延迟变形，在具有良好的经济性的条件下，可保证五轴摇篮转台的整体刚性和可靠性，从而保证B轴的旋转精度以及承受载荷的能力，提高零件加工精度。作为优选，所述的支撑尾座包括尾座体和第二交叉滚子轴承，所述的第二交叉滚子轴承套设在所述的旋转轴的外侧，所述的液压制动机构包括刹车油缸和锁紧套，所述的旋转轴穿设在所述的尾座体的上部，所述的第二交叉滚子轴承安装在所述的尾座体上，所述的锁紧套包括薄壁环，所述的薄壁环套设在所述的旋转轴的外侧，所述的薄壁环的内孔与所述的旋转轴的外圆面间隙配合，所述的刹车油缸套设在所述的锁紧套的外侧，所述的刹车油缸固定在所述的尾座体的前端，所述的锁紧套固定在所述的刹车油缸上，所述的刹车油缸与所述的锁紧套围成一刹车油腔，所述的薄壁环正对所述的刹车油腔，所述的尾座体的下部内设有与所述的刹车油腔相通的输油管路，所述的输油管路与外部液压站相连。采用上述液压制动机构的支撑尾座结构简单紧凑、成本低，所占用的机床空间小，仅通过从尾座体内引入一路输油管路即可实现刹车功能，从而保护B轴轴承，增加轴承使用寿命。上述液压制动机构通过带有薄壁环的锁紧套与刹车油缸配合进行刹车，其刹车原理为：液压油经输油管路进入油腔，对锁紧套上的薄壁环施加压力，使薄壁环产生形变，并最终抱紧旋转轴，从而实现刹车功能。相比于传统采用拖链结构的刹车机构，上述液压制动机构所占用的机床空间小；相比于传统采用气动钳夹结构的刹车机构，具有明显的成本优势，一般一套气动钳夹结构的成本在2～3万元，而上述液压制动机构的成本在1～2千元，且在刹车功能实现方面更加简单。作为优选，所述的第二交叉滚子轴承的后端面由所述的尾座体限位压紧，所述的第二交叉滚子轴承的前端面分别由所述的刹车油缸和第一轴承压盖限位压紧，所述的第一轴承压盖套设在所述的旋转轴的外侧。作为优选，所述的薄壁环的前侧一体设置有第一径向凸环，所述的薄壁环的后侧一体设置有第二径向凸环，所述的第一径向凸环的后端面和所述的第二径向凸环的外圆面分别与所述的刹车油缸贴合。第一径向凸环和第二径向凸环的设计，便于锁紧套的装配，并保证锁紧套两端的强度和抱紧效果。作为优选，所述的尾座体的后端与所述的旋转轴的后端之间设置有第一旋转密封件，所述的第一旋转密封件的后端面由第一防尘盖压紧，所述的第一防尘盖固定在所述的尾座体上；所述的刹车油缸、所述的锁紧套和所述的旋转轴的前侧罩设有密封盖，所述的密封盖固定在所述的刹车油缸上。加工工件过程中，旋转轴绕其轴线回转时，第一防尘盖、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种五轴摇篮转台，包括B轴组件、摆臂、工作台组件和支撑尾座，所述的摆臂的两端分别与所述的B轴组件和所述的支撑尾座连接，所述的工作台组件安装在所述的摆臂上，其特征在于，所述的B轴组件包括主轴及套设在主轴外侧的第一交叉滚子轴承、电机转子、电机定子、液压制动组件和YRT轴承，所述的第一交叉滚子轴承套设在所述的主轴的后端，所述的第一交叉滚子轴承安装在第一轴承座内，所述的YRT轴承套设在所述的主轴的前端，所述的YRT轴承安装在第二轴承座内，所述的YRT轴承的内圈固定在所述的主轴上，所述的YRT轴承的外圈固定在所述的第二轴承座上，所述的电机转子固定在所述的主轴上，所述的电机定子套设在所述的电机转子的外侧并固定在定子套筒上，所述的定子套筒套设在所述的电机定子的外侧，所述的第一轴承座固定在所述的定子套筒的后端，所述的第二轴承座固定在所述的定子套筒的前端，所述的液压制动组件安装在所述的第二轴承座内并靠近所述的YRT轴承的后侧，所述的主轴的前端与所述的摆臂的后端连接，所述的液压制动组件用于在油压的驱动下夹紧所述的主轴，实现对所述的主轴的制动；所述的支撑尾座内安装有旋转轴，所述的旋转轴的后端与所述的摆臂的前端连接，所述的支撑尾座与所述的旋转轴之间安装有液压制动机构，所述的液压制动机构用于在油压的驱动下夹紧所述的旋转轴，实现对所述的旋转轴的制动。/n...

【技术特征摘要】
1.一种五轴摇篮转台，包括B轴组件、摆臂、工作台组件和支撑尾座，所述的摆臂的两端分别与所述的B轴组件和所述的支撑尾座连接，所述的工作台组件安装在所述的摆臂上，其特征在于，所述的B轴组件包括主轴及套设在主轴外侧的第一交叉滚子轴承、电机转子、电机定子、液压制动组件和YRT轴承，所述的第一交叉滚子轴承套设在所述的主轴的后端，所述的第一交叉滚子轴承安装在第一轴承座内，所述的YRT轴承套设在所述的主轴的前端，所述的YRT轴承安装在第二轴承座内，所述的YRT轴承的内圈固定在所述的主轴上，所述的YRT轴承的外圈固定在所述的第二轴承座上，所述的电机转子固定在所述的主轴上，所述的电机定子套设在所述的电机转子的外侧并固定在定子套筒上，所述的定子套筒套设在所述的电机定子的外侧，所述的第一轴承座固定在所述的定子套筒的后端，所述的第二轴承座固定在所述的定子套筒的前端，所述的液压制动组件安装在所述的第二轴承座内并靠近所述的YRT轴承的后侧，所述的主轴的前端与所述的摆臂的后端连接，所述的液压制动组件用于在油压的驱动下夹紧所述的主轴，实现对所述的主轴的制动；所述的支撑尾座内安装有旋转轴，所述的旋转轴的后端与所述的摆臂的前端连接，所述的支撑尾座与所述的旋转轴之间安装有液压制动机构，所述的液压制动机构用于在油压的驱动下夹紧所述的旋转轴，实现对所述的旋转轴的制动。


2.根据权利要求1所述的一种五轴摇篮转台，其特征在于，所述的支撑尾座包括尾座体和第二交叉滚子轴承，所述的第二交叉滚子轴承套设在所述的旋转轴的外侧，所述的液压制动机构包括刹车油缸和锁紧套，所述的旋转轴穿设在所述的尾座体的上部，所述的第二交叉滚子轴承安装在所述的尾座体上，所述的锁紧套包括薄壁环，所述的薄壁环套设在所述的旋转轴的外侧，所述的薄壁环的内孔与所述的旋转轴的外圆面间隙配合，所述的刹车油缸套设在所述的锁紧套的外侧，所述的刹车油缸固定在所述的尾座体的前端，所述的锁紧套固定在所述的刹车油缸上，所述的刹车油缸与所述的锁紧套围成一刹车油腔，所述的薄壁环正对所述的刹车油腔，所述的尾座体的下部内设有与所述的刹车油腔相通的输油管路，所述的输油管路与外部液压站相连。


3.根据权利要求2所述的一种五轴摇篮转台，其特征在于，所述的第二交叉滚子轴承的后端面由所述的尾座体限位压紧，所述的第二交叉滚子轴承的前端面分别由所述的刹车油缸和第一轴承压盖限位压紧，所述的第一轴承压盖套设在所述的旋转轴的外侧。


4.根据权利要求2所述的一种五轴摇篮转台，其特征在于，所述的薄壁环的前侧一体设置有第一径向凸环，所述的薄壁环的后侧一体设置有第二径向凸环，所述的第一径向凸环的后端面和所述的第二径向凸环的外圆面分别与所述的刹车油缸贴合。


5.根据权利要求4所述的一种五轴摇篮转台，其特征在于，所述的尾座体的后端与所述的旋转轴的后端之间设置有第一旋转密封件，所述的第一旋转密封件的后端面由第一防尘盖压紧，所述的第一防尘盖固定在所述的尾座体上；所述的刹车油缸、所述的锁紧套和所述的旋转轴的前侧罩设有密封...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪旭光，盛孝勇，孙杰，谢瑞木，王弘毅，李奕轩，
申请(专利权)人：宁波海天精工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33