一种任意角度分度转位机构制造技术

本发明专利技术公开了一种任意角度分度转位机构，包括传动机构、换挡机构和增力转位机构，传动机构包括传动轴、第一伞齿轮、第二伞齿轮、第三伞齿轮和第四伞齿轮，换挡机构包括上下设置的转位内齿轮和转位外齿轮，增力转位机构包括第五伞齿轮、第六伞齿轮、增力轴、转位盘、承托盘、刹车盘、拉环体和过渡盘；本发明专利技术任意角度分度转位机构具备换挡功能，可用于附件头A轴设计，实现附件头A轴转位运动的降速增力功效，并实现附件头A轴自动松夹、自动转位功能，具有分度精度高、转位平稳、负载小等优点。本发明专利技术转位机构的整体尺寸小，对于使用该转位机构的大系统来说，既不增加额外尺寸，又不增加提供驱动力所需成本，同时系统定位精度可得到大幅提升。同时系统定位精度可得到大幅提升。同时系统定位精度可得到大幅提升。

【技术实现步骤摘要】
一种任意角度分度转位机构


[0001]本专利技术涉及一种加工中心附件头配件，具体是一种任意角度分度转位机构。

技术介绍

[0002]市面上的附件头A轴转位机构，普遍存在转位负载大和定位不准的问题。A轴转位负载大，在转位时会出现爬行、卡顿等问题，直接导致定位不准的情况发生，在需精密定位的设计及产品加工中，这是很严重的问题，往往会增加设备故障率。也有的设计采用增加驱动力扭矩的方法，增加驱动力扭矩虽然可以克服A轴转位时的摩擦损耗，使A轴转动平稳，但会带来驱动机构尺寸过大、成本过高的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种任意角度分度转位机构，该转位机构具备换挡功能，可用于附件头A轴设计，实现附件头A轴转位运动的降速增力功效，并实现附件头A轴自动松夹、自动转位功能，具有分度精度高、转位平稳、负载小等优点，可适用于非常规零件和模具的高精加工，满足机床加工中绝大多数零件角度要求。
[0004]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种任意角度分度转位机构，包括传动机构、换挡机构和增力转位机构；
[0005]所述的传动机构包括传动轴、第一伞齿轮、第二伞齿轮、第三伞齿轮和第四伞齿轮，所述的传动轴与机床主轴相连，所述的第一伞齿轮竖直架设在箱体内并同轴固定在所述的传动轴上，所述的第二伞齿轮横向架设在所述的箱体内，所述的第一伞齿轮与所述的第二伞齿轮啮合，所述的第三伞齿轮同轴固定在所述的第二伞齿轮的轴上，所述的第四伞齿轮竖直架设在附件头主轴箱内并同轴固定在附件头主轴上，所述的第三伞齿轮与所述的第四伞齿轮啮合，所述的附件头主轴箱设置在所述的箱体的前侧，所述的附件头主轴直立设置在所述的附件头主轴箱内；
[0006]所述的换挡机构包括上下设置的转位内齿轮和转位外齿轮，所述的转位内齿轮同轴固定在所述的传动轴的下端，所述的传动轴可上下移动，所述的传动轴带动所述的转位内齿轮向下运动到位时，所述的转位内齿轮与所述的转位外齿轮啮合；所述的传动轴带动所述的转位内齿轮向上运动到位时，所述的转位内齿轮与所述的转位外齿轮脱开；
[0007]所述的增力转位机构包括第五伞齿轮、第六伞齿轮、增力轴、转位盘、承托盘、刹车盘、拉环体和过渡盘，所述的第五伞齿轮竖直架设在所述的箱体内并位于所述的传动轴的下方，所述的第五伞齿轮与所述的第一伞齿轮同轴设置，所述的转位外齿轮同轴固定在所述的第五伞齿轮的上端，所述的第五伞齿轮与所述的第六伞齿轮啮合，所述的第六伞齿轮同轴固定在所述的增力轴上，所述的增力轴横向架设在所述的箱体内并位于所述的第五伞齿轮的下方，所述的增力轴的前端一体设置有第一外齿轮，所述的增力轴的后端连接有编码器，所述的过渡盘固定在所述的附件头主轴箱的后端并套设在所述的第三伞齿轮的外侧，所述的拉环体固定在所述的过渡盘的后端，所述的转位盘固定在所述的拉环体的后端
并位于所述的刹车盘的后侧，所述的箱体内设有与所述的转位盘的后端面位置相对的承靠面，所述的承托盘设置在所述的转位盘的内侧并固定在所述的箱体内，所述的刹车盘可前后移动地设置在所述的拉环体的内侧，所述的刹车盘的前侧和后侧分别设有与外界供油系统相通的夹紧油腔和松开油腔，所述的转位盘的外侧设有第二外齿轮，所述的第二外齿轮与所述的第一外齿轮啮合，所述的第二外齿轮与所述的第一外齿轮的齿数比为n:1，且n大于1。
[0008]本专利技术任意角度分度转位机构具备换挡功能，可用于附件头A轴设计，实现附件头A轴转位运动的降速增力功效，并实现附件头A轴自动松夹、自动转位功能，具有分度精度高、转位平稳、负载小等优点。
[0009]本专利技术任意角度分度转位机构的传动机构，将机床主轴动力通过传动轴传递给第一伞齿轮，再通过第二伞齿轮传递至第三伞齿轮，通过第三伞齿轮传动至第四伞齿轮，最终由第四伞齿轮传动至附件头主轴，完成机构动力传递，实现附件头的加工功能。
[0010]本专利技术任意角度分度转位机构，通过换挡机构实现机构换挡功能，通过增力转位机构实现降速增力功能，使机床主轴动力传递至增力轴前端的第一外齿轮处，带动转位盘转动，从而通过拉环体、过渡盘带动附件头主轴箱转动。在机构需要分度转位时，转位内齿轮与转位外齿轮啮合，即可进行机构转位动力传递，使机床主轴动力从传动轴传递给转位内齿轮，再由转位外齿轮传递至第五伞齿轮，通过第六伞齿轮传递至增力轴，通过增力轴前端的第一外齿轮传递给转位盘外侧的第二外齿轮，通过转位盘传递给拉环体和过渡盘，带动附件头主轴箱和附件头主轴等部件做旋转运动，实现机构的分度转位。在机构分度转位结束后，夹紧油腔进油，推动刹车盘向后运动，由刹车盘推动转位盘向后运动，直至转位盘压紧承靠面，完成刹车动作，换挡完成。而在转位内齿轮与转位外齿轮脱开后，可进行机构动力传递，即机床主轴动力向附件头主轴的传递。
[0011]本专利技术任意角度分度转位机构的增力转位机构，换挡后可实现降速增力的效果。转位盘外侧的第二外齿轮与增力轴前端的第一外齿轮的齿数比为n:1，且n大于1，此设计带来两个巨大好处：第一个好处是A轴转位所需负载小，转动平稳，不会出现转位爬行等现象，这是由于本专利技术转位机构采取了“降速增力”的结构，通过设计第二外齿轮与第一外齿轮的较大的齿数比，实现了n:1的较大的降速比，使A轴转位所需摩擦力降低了n倍，从而大幅降低A轴转位的输出扭矩，达到转位平稳、无爬行的效果，同时转位动作速度的降低可通过提高附件头主轴的转速进行相应弥补，因而附件头的加工速度不受影响；第二个好处是提升了A轴转位精度和定位精度，本专利技术转位检测所用的编码器安装在增力轴的后端，在n:1的降速比前提下，如果附件头主轴箱转1
°
，第二伞齿轮的轴需要转n
°
，如此，相当于编码器精度提高了n倍，从而达到更好的转位精度，可适用于非常规零件和模具的高精加工，满足机床加工中绝大多数零件角度要求。
[0012]例如，若本专利技术转位机构的增力轴上安装的编码器单圈分辨率为8192，该编码器所能分辨的最小角度为360
÷
8192
×
60
×
60＝158.2
″
，其最小定位精度可达0.1
°
，第二外齿轮与第一外齿轮的齿数比设计为10:1的大齿数比时，降速比为10:1，A轴转位所需摩擦力降低了10倍，附件头主轴箱每转1
°
，第二伞齿轮的轴需要转10
°
，从而将编码器的最小定位精度0.1
°
又细化至0.01
°
，相当于编码器精度提高了10倍，从而本专利技术转位机构所能达到的分度转位精度为158.2
″÷
10＝15.82
″
，该精度比市面上很多木工加工行业所用五轴头精度要
高一个数量级，配合本专利技术转位机构所采取的“降速增力”的结构，起到了降速增力的作用，转位平稳、定位可靠、夹紧力矩大，可保证A轴转位过程中的平稳性和定位精准性。
[0013]由于本专利技术转位机构第二外齿轮与第一外齿轮的齿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种任意角度分度转位机构，其特征在于，包括传动机构、换挡机构和增力转位机构；所述的传动机构包括传动轴、第一伞齿轮、第二伞齿轮、第三伞齿轮和第四伞齿轮，所述的传动轴与机床主轴相连，所述的第一伞齿轮竖直架设在箱体内并同轴固定在所述的传动轴上，所述的第二伞齿轮横向架设在所述的箱体内，所述的第一伞齿轮与所述的第二伞齿轮啮合，所述的第三伞齿轮同轴固定在所述的第二伞齿轮的轴上，所述的第四伞齿轮竖直架设在附件头主轴箱内并同轴固定在附件头主轴上，所述的第三伞齿轮与所述的第四伞齿轮啮合，所述的附件头主轴箱设置在所述的箱体的前侧，所述的附件头主轴直立设置在所述的附件头主轴箱内；所述的换挡机构包括上下设置的转位内齿轮和转位外齿轮，所述的转位内齿轮同轴固定在所述的传动轴的下端，所述的传动轴可上下移动，所述的传动轴带动所述的转位内齿轮向下运动到位时，所述的转位内齿轮与所述的转位外齿轮啮合；所述的传动轴带动所述的转位内齿轮向上运动到位时，所述的转位内齿轮与所述的转位外齿轮脱开；所述的增力转位机构包括第五伞齿轮、第六伞齿轮、增力轴、转位盘、承托盘、刹车盘、拉环体和过渡盘，所述的第五伞齿轮竖直架设在所述的箱体内并位于所述的传动轴的下方，所述的第五伞齿轮与所述的第一伞齿轮同轴设置，所述的转位外齿轮同轴固定在所述的第五伞齿轮的上端，所述的第五伞齿轮与所述的第六伞齿轮啮合，所述的第六伞齿轮同轴固定在所述的增力轴上，所述的增力轴横向架设在所述的箱体内并位于所述的第五伞齿轮的下方，所述的增力轴的前端一体设置有第一外齿轮，所述的增力轴的后端连接有编码器，所述的过渡盘固定在所述的附件头主轴箱的后端并套设在所述的第三伞齿轮的外侧，所述的拉环体固定在所述的过渡盘的后端，所述的转位盘固定在所述的拉环体的后端并位于所述的刹车盘的后侧，所述的箱体内设有与所述的转位盘的后端面位置相对的承靠面，所述的承托盘设置在所述的转位盘的内侧并固定在所述的箱体内，所述的刹车盘可前后移动地设置在所述的拉环体的内侧，所述的刹车盘的前侧和后侧分别设有与外界供油系统相通的夹紧油腔和松开油腔，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵岩，许荆波，孟祥宇，刘医銞，陈英杰，张向良，
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：