一种全直驱五轴加工机床制造技术

一种全直驱五轴加工机床，属于机床设计领域，包括基床、AC轴复合转台、X轴传动机构、Y轴传动机构和Z轴传动机构，AC轴复合转台设置在X轴传动机构上，Y轴传动机构设置在Z轴传动机构上；还包括可以在基床上移动的装夹机构和交换机构，装夹机构的移动方向与X轴传动机构的传动方向平行；交换机构设置在装夹机构、X轴传动机构之间且交换机构的移动方向与装夹机构的移动方向垂直；交换机构用于将在装夹机构中装夹好的工件转运到AC轴复合转台上并同时将AC轴复合转台上完成加工的零部件转运到装夹机构上；通过在机床上增设装夹机构和交换机构，实现装夹区与加工区的分离，使得叶轮工件的加工和换装之间互不影响，提高机床对叶轮工件的加工效率。

【技术实现步骤摘要】
一种全直驱五轴加工机床
本专利技术属于机床设计领域，具体为一种一种全直驱五轴加工机床。
技术介绍
五轴数控机床具有自动化程度高、加工精度高、柔性好等优势，目前已经广泛应用于现代制造业中，并且得到了迅速的发展，尤其是对于摇篮式AC回转台五轴机床，摇篮式AC回转工作台五轴加工中心在加工叶轮工件上存在普遍的运用，叶轮工件固定在回转工作台C上，可以通过回转工作台C旋转C角，通过回转工作台A摆动A角。两旋转轴垂直相交，两个旋转轴的零点偏差以及两个旋转轴回转中心在空间Y、Z两个方向上的偏差值对于五轴联动加工起着至关重要的作用。但是目前的机床设计的都是加工区和装夹区均在同一位置的设计方式，即对叶轮工件的拆装和加工都是在回转工作台C上，这样使得当需要对工件进行换装时，往往首先需要停机检查叶轮工件质量，如实质量合格，就直接将加工完成的叶轮工件拆下，换上另外的毛坯叶轮；若是存在瑕疵，则需要继续进一步的优化加工，直至符合要求后再更换；这样的操作方式虽然能够有效的保证叶轮工件加工的质量，但是却降低了加工效率。
技术实现思路
针对现有技术中存在问题，本专利技术提出了一种新的方案，通过在机床上增设装夹机构和交换机构，来实现装夹区与加工区的分离的目的。本专利技术提出的技术方案如下：一种全直驱五轴加工机床，包括基床、AC轴复合转台、X轴传动机构、Y轴传动机构和Z轴传动机构，所述AC轴复合转台设置在所述X轴传动机构上，所述Y轴传动机构设置在所述Z轴传动机构上；其特征在于，还包括可以在所述基床上移动的装夹机构和交换机构，所述装夹机构用于装夹待加工工件，所述装夹机构的移动方向与所述X轴传动机构的传动方向平行；所述交换机构设置在所述装夹机构、X轴传动机构之间且所述交换机构的移动方向与所述装夹机构的移动方向垂直；所述交换机构用于将在所述装夹机构中装夹好的工件转运到AC轴复合转台上并同时将AC轴复合转台上完成加工的零部件转运到装夹机构上，从而实现装夹区与加工区的分离。进一步的，所述AC轴复合转台包括固定在X轴传动机构上的A轴模块和设置在A轴模块上的C轴模块，所述C轴模块与所述装夹机构上均固定有母盘结构件；每个所述母盘结构件上均可拆卸的安装有子盘结构件；所述交换机构将所述装夹机构上的子盘结构件夹取放置安装到所述C轴模块上的母盘结构件上。进一步的，所述交换机构包括立柱和旋转交换件，所述立柱可移动的设置在所述基床上，所述旋转交换件可转动的设置在所述立柱的上端，所述旋转交换件的两端分别设置有卡口，所述卡口呈月牙状结构；所述子盘结构件上设有与所述卡口相适配的卡轴，所述卡口与所述卡轴卡接配合以夹取所述子盘结构件。进一步的，所述子盘结构件还包括平台部和插接部，所述平台部用于固定待加工工件，所述插接部用于与所述母盘结构件的卡接；所述卡轴与所述插接部、平台部同轴设置并位于两者之间，所述卡轴的外圆直径小于所述插接部、平台部的外圆直径。进一步的，所述母盘结构件包括固定部和卡接部，所述卡接部固定在所述固定部上并与所述插接部相对应，所述插接部与所述卡接部插接卡合实现所述子盘结构件与所述母盘结构件的可拆卸连接。进一步的，所述插接部为圆住形凸台，所述凸台中心处开设有一多边形凹腔，所述多边形凹腔内的至少一个内壁上设有扣接口；所述卡接部包括与所述多边形凹腔结构适配的多边形环体和设置在所述多边形环体内部的活塞轴、引导盘和卡紧凸轮；所述活塞轴设置在所述多边形环体中心处并可伸缩移动；所述引导盘有两个，两个所述引导盘间隔套接在所述活塞轴上；所述卡紧凸轮与所述扣接口的位置一一对应，包括尾端、尖端和凸缘，所述凸缘固定在所述尾端上，所述卡紧凸轮的尾端与所述多边形环体的侧壁铰接连接，所述卡紧凸轮的尖端位于两个所述引导盘之间；所述多边形环体与所述多边形凹腔插接配合时，所述活塞轴伸缩动作带动所述引导盘移动使得所述引导盘抵接所述卡紧凸轮的尖端从而实现所述卡紧凸轮尾端的转动，所述卡紧凸轮的尾端的转动使得所述凸缘卡进所述扣接口内以实现所述插接部与所述卡接部的配合。进一步的，所述多边形凹腔内还设有至少一个插销柱，所述多边形环体内设有与所述插销柱对应的引导孔，所述插销柱与所述引导孔的配合实现所述卡接部与所述插接部的引导插接。进一步的，所述装夹机构包括装夹台和承载板，所述装夹台可移动的设置在所述基床上，所述承载板设置在所述装载台上用于固定所述母盘结构件。进一步的，所述装夹台上设有一呈45°角的斜面，所述承载板由底板和斜板组成，所述底板设置在所述斜面上并能在所述斜面上转动，所述斜板倾斜固定在所述底板上并与所述底板呈45°角，所述母盘结构件固定在所述斜板上，所述底板带动所述斜板转动，使得所述母盘结构件的轴线垂直于水平面或者平行水平面。进一步的，还包括补偿伸缩机构，所述补偿伸缩机构固定在所述基床上并位于所述Y轴传动机构的下方，所述补偿伸缩机构的伸缩方向与所述Z轴传动方向的运动方向相同用于支撑补偿Y轴传动机构。采用本技术方案所达到的有益效果为：1.通过在机床上增设装夹机构和交换机构，来实现装夹区与加工区的分离，使得叶轮工件的加工和装夹换装之间互不影响，以提高机床对叶轮工件的加工效率。2.通过对机床的驱动采用全直驱技术，相比于传统的电机和传动结构配合的方式，采用全直驱机构有利于提高机床的整体加工精度。3.通过设置可分离的子盘结构件和母盘结构件来实现叶轮工件之间的换装，同时通过设计快装卡合的方式实现子盘结构件和母盘结构件的安装，对于保证叶轮工件的换装精度的一致性具有极大的促进作用。附图说明图1为全直驱五轴加工机床的整体结构图。图2为AC轴复合转台的结构示意图。图3为交换机构的结构示意图。图4为检测换装状态下装夹机构的立体图。图5为工件固定块的立体结构图。图6为工件固定块的正投影平面图。图7为交换机构实现工件互换的状态图。图8为待交换状态下装夹机构的立体图。图9为子盘结构件的立体图。图10为母盘结构件的立体图。图11为工件固定块的剖面结构图，展示其内部子盘结构件、母盘结构件的配合状态。图12为图11的局部放大图，展示锁紧凸轮与扣接口的扣合原理。其中：11X载板、21A轴模块、22C轴模块、31滑槽座、32主轴箱、33夹头、41支撑座、42滑台、43辅助支撑、44补偿伸缩机构、50工件固定块、51母盘结构件、52子盘结构件、61立柱、62旋转交换件、63卡口、71装夹台、72承载板、100基床、211第一壳体、212转盘、221第二壳体、511固定部、512卡接部、512-1多边形环体、512-2活塞轴、512-3引导盘、512-4卡紧凸轮、512-5引导孔、521平台部、522卡轴、523插接部、523-1多边形凹腔、523-2扣接口、523-3插销柱、711斜面、721底板、722斜板。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全直驱五轴加工机床，包括基床(100)、AC轴复合转台、X轴传动机构、Y轴传动机构和Z轴传动机构，所述AC轴复合转台设置在所述X轴传动机构上，所述Y轴传动机构设置在所述Z轴传动机构上；其特征在于，/n还包括可以在所述基床(100)上移动的装夹机构和交换机构，所述装夹机构用于装夹待加工工件，所述装夹机构的移动方向与所述X轴传动机构的传动方向平行；/n所述交换机构设置在所述装夹机构、X轴传动机构之间且所述交换机构的移动方向与所述装夹机构的移动方向垂直；所述交换机构用于将在所述装夹机构中装夹好的工件转运到AC轴复合转台上并同时将AC轴复合转台上完成加工的零部件转运到装夹机构上，从而实现装夹区与加工区的分离。/n

【技术特征摘要】
1.一种全直驱五轴加工机床，包括基床(100)、AC轴复合转台、X轴传动机构、Y轴传动机构和Z轴传动机构，所述AC轴复合转台设置在所述X轴传动机构上，所述Y轴传动机构设置在所述Z轴传动机构上；其特征在于，
还包括可以在所述基床(100)上移动的装夹机构和交换机构，所述装夹机构用于装夹待加工工件，所述装夹机构的移动方向与所述X轴传动机构的传动方向平行；
所述交换机构设置在所述装夹机构、X轴传动机构之间且所述交换机构的移动方向与所述装夹机构的移动方向垂直；所述交换机构用于将在所述装夹机构中装夹好的工件转运到AC轴复合转台上并同时将AC轴复合转台上完成加工的零部件转运到装夹机构上，从而实现装夹区与加工区的分离。


2.根据权利要求1所述的全直驱五轴加工机床，其特征在于，所述AC轴复合转台包括固定在X轴传动机构上的A轴模块(21)和设置在A轴模块(21)上的C轴模块(22)，所述C轴模块(22)与所述装夹机构上均固定有母盘结构件(51)；每个所述母盘结构件(51)上均可拆卸的安装有子盘结构件(52)；所述交换机构将子盘结构件(52)夹取安装放置到所述C轴模块(22)上的母盘结构件(51)上或所述装夹机构上的母盘结构件(51)上。


3.根据权利要求2所述的全直驱五轴加工机床，其特征在于，所述交换机构包括立柱(61)和旋转交换件(62)，所述立柱(61)可移动的设置在所述基床(100)上，所述旋转交换件(62)可转动的设置在所述立柱(61)的上端，所述旋转交换件(62)的两端分别设置有卡口(63)，所述卡口(63)呈月牙状结构；所述子盘结构件(52)上设有与所述卡口(63)相适配的卡轴(522)，所述卡口(63)与所述卡轴(522)卡接配合以夹取所述子盘结构件(52)。


4.根据权利要求3所述的全直驱五轴加工机床，其特征在于，所述子盘结构件(52)还包括平台部(521)和插接部(523)，所述平台部(521)用于固定待加工工件，所述插接部(523)用于与所述母盘结构件(51)的卡接；所述卡轴(522)与所述插接部(523)、平台部(521)同轴设置并位于两者之间，所述卡轴(522)的外圆直径小于所述插接部(523)、平台部(521)的外圆直径。


5.根据权利要求4所述的全直驱五轴加工机床，其特征在于，所述母盘结构件(51)包括固定部(511)和卡接部(512)，所述卡接部(512)固定在所述固定部(511)上并与所述插接部(523)相对应，所述插接部(523)与所述卡接部(512)插接卡合实现所述子盘结构件(52)与所述母盘结构件(51)的可拆卸连接。


6.根据权利要求5所述的全直驱五轴加工机床，其特征在于，所述插接部(523)为圆住形凸台，所述凸台中心处开设有一多边形凹腔(523-1)，所述多边形凹腔(523-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛宽民，邱悦，周磊，
申请(专利权)人：毛宽民，湖北环一电磁装备工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42