一种双摆角主轴头制造技术

本发明专利技术公开了一种双摆角主轴头，本发明专利技术采用A轴摆动轴通过端面法兰连接主轴头，实现A轴部分的摆动，通过第一旋转轴，第二旋转轴，B轴旋转轴和摆动连杆构成的曲柄连杆机构，在B轴推拉机构的推拉作用下，实现B轴部分的摆动。在直线推拉机构的作用下，实现滑枕与滑鞍间直线轴进给运动。从而提高了主轴头的自由度活动范围，增强了主轴头的刚性、扭矩和精度，减小了主轴头设备的体积和重量。

【技术实现步骤摘要】
一种双摆角主轴头
本专利技术涉及车床加工
，尤其涉及一种双摆角主轴头。
技术介绍
近年来，卧式翻板五轴加工中心以其高精度、高刚性、高效率、五轴联动等特点在航空航天、国防军工等高端行业领域应用越来越多，主要用来加工具有复杂型面的高精度零件，如航空结构件。而由于翻板卧式五轴加工中心目前多用来加工铝合金和钛合金等材料复杂型面零件，去除率达90％以上。如图6所示，现有技术的双摆铣头刚性、扭矩和精度均有待提高，而且体积过大，动态性能较低，摆角范围无法完全满足加工需要。现有的翻板铣摆头是通过三爪的并联结构实现的，现有技术中一种德国DST公司生产的SprintZ3并联主轴头，采用3杆并联运动机构，3杆并联运动机构是由3个伺服电机分别通过滚珠丝杠驱动的，按120°分布的3个移动装置组成，在滚珠丝杠驱动下，滑板各自沿底座上的线性导轨移动，滑板的移动推动可摆动的杆件，再通过万向铰链驱动运动平台，使运动平台上的主轴作Z轴向移动及A轴和B轴方向的偏转，主轴头可在±40°的圆锥范围内摆动。该现有技术虽然已成功应用与于复杂空间曲面零件的加工，但仍然存在缺陷，比如：整体体积大、重量大，它的三条支链结构相同，对称分布，导致机构运动上的强耦合性，增加了控制的难度。
技术实现思路
本专利技术提供一种双摆角主轴头，以克服上述技术问题。本专利技术双摆角主轴头，包括：A轴摆动轴、B轴摆动结构、主轴头、直线推拉机构、滑枕以及滑鞍；所述B轴摆动结构，包括：B轴旋转轴、第一旋转轴、第二旋转轴、摆动连杆、B轴推拉机构、箱体；所述B轴推拉机构，包括：B轴推拉滑板和B轴驱动结构；所述B轴推拉滑板设置于所述滑枕上方，所述B轴推拉滑板的一端与所述摆动连杆的一端通过所述第一旋转轴活动连接，所述摆动连杆的另一端通过所述第二旋转轴与所述箱体活动连接，所述B轴驱动结构驱动所述B轴推拉滑板沿所述滑枕做直线运动；所述主轴头位于所述箱体内，所述主轴头轴线与所述B轴旋转轴轴线垂直相交；所述箱体通过B轴旋转轴与所述滑枕的前端活动连接；所述A轴摆动轴通过法兰与所述主轴头连接；所述A轴摆动轴轴线和B轴旋转轴轴线共面；所述滑枕的下方设置所述滑鞍，所述滑鞍上设有所述直线推拉机构；所述直线推拉机构驱动所述滑枕在所述滑鞍上做直线运动。进一步地，所述B轴推拉滑板的一端与所述摆动连杆的一端通过所述第一旋转轴铰接；所述摆动连杆的另一端通过所述第二旋转轴与所述箱体铰接；所述箱体通过B轴旋转轴与所述滑枕的前端铰接。进一步地，第一旋转轴轴线设置于B轴旋转轴、第二旋转轴之间位置，在箱体绕B轴旋转轴实现-35°至+35°两端极限位置时，B轴旋转轴、第一旋转轴和第二旋转轴的轴心所构成三角形的最小内角的角度不小于30°。进一步地，所述主轴头相对于A轴摆动轴轴线可实现-45°至+45°夹角范围内的旋转，所述主轴头可绕B轴旋转轴实现-35°至+35°夹角范围内旋转。进一步地，所述B轴推拉机构、直线推拉机构、A轴摆动轴均连接有驱动电机，所述驱动电机为伺服电机。进一步地，所述滑鞍做上下运动。本专利技术用A轴摆动轴通过法兰连接主轴头，实现主轴头在X轴向摆动；通过第一旋转轴，第二旋转轴，B轴旋转轴、摆动连杆及箱体的组合，在B轴推拉机构的推拉作用下，实现主轴头沿Y轴向摆动；在直线推拉机构的作用下，实现滑枕与滑鞍之间的直线进给运动，实现主轴头沿Z轴向伸缩，从而提高了主轴头的自由度活动范围，增强了主轴头的刚性、扭矩和精度，减小了主轴头设备的体积和重量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术双摆角主轴头整体结构示意图；图2是本专利技术双摆角主轴头的侧视图；图3是本专利技术的滑鞍部分结构示意图；图4为本专利技术A轴摆动轴线和B轴旋转轴线共面结构示意图；图5为本专利技术箱体绕B轴旋转轴实现-35°至+35°两端极限位置时结构示意图；图6为现有技术的双摆铣头的结构示意图。附图标号说明：A轴摆动轴1、B轴摆动结构2、主轴头3、直线推拉机构4、滑枕5、滑鞍6、滑轨连接结构7、丝杠连接结构8、B轴旋转轴21、第一旋转轴22、第二旋转轴23、摆动连杆24、B轴推拉机构25、箱体26、B轴推拉滑板251、B轴驱动结构252。具体实施方式：为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术双摆角主轴头，包括：A轴摆动轴1、B轴摆动结构2、主轴头3、直线推拉机构4、滑枕5以及滑鞍6；所述B轴摆动结构2，包括：B轴旋转轴21、第一旋转轴22、第二旋转轴23、摆动连杆24、B轴推拉机构25、箱体26；B轴推拉机构25，包括：B轴推拉滑板251和B轴驱动结构252；B轴推拉滑板251设置于滑枕5上方，B轴推拉滑板251的一端与摆动连杆24的一端通过第一旋转轴22活动连接，摆动连杆24的另一端通过第二旋转轴23与箱体26活动连接，B轴驱动结构252驱动B轴推拉滑板251沿滑枕5做直线运动；主轴头3位于箱体26内，主轴头3轴线与B轴旋转轴21轴线垂直相交；箱体26通过B轴旋转轴21与滑枕5的前端活动连接；A轴摆动轴1通过法兰与主轴头3连接；A轴摆动轴1轴线和B轴旋转轴21轴线共面；滑枕5的下方设置滑鞍6，滑鞍6上设有直线推拉机构4；直线推拉机构4驱动滑枕5在滑鞍6上做直线运动。具体而言，如图1所示，B轴旋转轴21设置在装置的水平向上，B轴旋转轴21、第一旋转轴22、第二旋转轴23、摆动连杆24、B轴推拉机构25、箱体26构成了B轴摆动结构2，其中，B轴推拉机构25由B轴推拉滑板251和B轴驱动结构252组成，第一旋转轴22，第二旋转轴23、B轴旋转轴21以及摆动连杆24共同构成了曲柄连杆机构，箱体26通过B轴旋转轴21与滑枕5活动连接，B轴推拉滑板251设置在B轴驱动结构252上，B轴推拉滑板251在B轴驱动结构252的驱动作用下可以沿滑枕5做直线运动，从而带动第一旋转轴22、第二旋转轴23、B轴旋转轴21同时转动，进而带动箱体及其内部设置的主轴头3作上下摆运动。连杆机构在实现B轴转动过程中，控制轨迹对称，避免主轴头与B轴旋转轴21偏心导致的滑枕5轴行程增大，进一步加大滑枕悬伸，导致整体刚度降低的问题。如图1所示，A轴摆动轴1设置在装置的纵向上，A轴摆动轴1通过法兰连接主轴头3，当A轴摆动轴1转动可以带动主轴头3作左右摆运动。如图3所示，在直线推拉机构4的作用下，实现滑枕5沿滑鞍6作直线进给运动。如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双摆角主轴头，其特征在于，包括：/nA轴摆动轴(1)、B轴摆动结构(2)、主轴头(3)、直线推拉机构(4)、滑枕(5)以及滑鞍(6)；/n所述B轴摆动结构(2)，包括：B轴旋转轴(21)、第一旋转轴(22)、第二旋转轴(23)、摆动连杆(24)、B轴推拉机构(25)、箱体(26)；/n所述B轴推拉机构(25)，包括：B轴推拉滑板(251)和B轴驱动结构(252)；/n所述B轴推拉滑板(251)设置于所述滑枕(5)上方，所述B轴推拉滑板(251)的一端与所述摆动连杆(24)的一端通过所述第一旋转轴(22)活动连接，所述摆动连杆(24)的另一端通过所述第二旋转轴(23)与所述箱体(26)活动连接，所述B轴驱动结构(252)驱动所述B轴推拉滑板(251)沿所述滑枕(5)做直线运动；/n所述主轴头(3)位于所述箱体(26)内，所述主轴头(3)轴线与所述B轴旋转轴(21)轴线垂直相交；所述箱体(26)通过B轴旋转轴(21)与所述滑枕(5)的前端活动连接；/n所述A轴摆动轴(1)通过法兰与所述主轴头(3)连接；所述A轴摆动轴(1)轴线和B轴旋转轴(21)轴线共面；/n所述滑枕(5)的下方设置所述滑鞍(6)，所述滑鞍(6)上设有所述直线推拉机构(4)；所述直线推拉机构(4)驱动所述滑枕(5)在所述滑鞍(6)上做直线运动。/n...

【技术特征摘要】
1.一种双摆角主轴头，其特征在于，包括：
A轴摆动轴(1)、B轴摆动结构(2)、主轴头(3)、直线推拉机构(4)、滑枕(5)以及滑鞍(6)；
所述B轴摆动结构(2)，包括：B轴旋转轴(21)、第一旋转轴(22)、第二旋转轴(23)、摆动连杆(24)、B轴推拉机构(25)、箱体(26)；
所述B轴推拉机构(25)，包括：B轴推拉滑板(251)和B轴驱动结构(252)；
所述B轴推拉滑板(251)设置于所述滑枕(5)上方，所述B轴推拉滑板(251)的一端与所述摆动连杆(24)的一端通过所述第一旋转轴(22)活动连接，所述摆动连杆(24)的另一端通过所述第二旋转轴(23)与所述箱体(26)活动连接，所述B轴驱动结构(252)驱动所述B轴推拉滑板(251)沿所述滑枕(5)做直线运动；
所述主轴头(3)位于所述箱体(26)内，所述主轴头(3)轴线与所述B轴旋转轴(21)轴线垂直相交；所述箱体(26)通过B轴旋转轴(21)与所述滑枕(5)的前端活动连接；
所述A轴摆动轴(1)通过法兰与所述主轴头(3)连接；所述A轴摆动轴(1)轴线和B轴旋转轴(21)轴线共面；
所述滑枕(5)的下方设置所述滑鞍(6)，所述滑鞍(6)上设有所述直线推拉机构(4)；所述直线推拉机构(4)驱动所述滑枕(5)在所述滑鞍(6)上做直线运动。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈虎，侯延星，汤洪涛，张海波，刘廷辉，张传思，范春宏，
申请(专利权)人：科德数控股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21