一种单轴数控摆头制造技术

本实用新型专利技术涉及一种单轴数控摆头，包括滑动部、摆头部和主轴部，摆头部安装于滑动部上，可随滑动部一起进行直线往复移动；主轴部安装于摆头部的输出端，可在摆头部作用下绕摆头部的旋转轴线转动；所述摆头部的旋转轴线与滑动部的滑动面间的夹角小于90

【技术实现步骤摘要】
一种单轴数控摆头


[0001]本技术涉及数控机床领域，特别涉及一种单轴数控摆头。

技术介绍

[0002]在三轴数控机床结构基础上增加数控转台或者数控摆头形成四轴或五轴设备，不仅能够提高生产效率而且能够提高多面体工件的加工精度，其中三轴数控机床配数控摆头的方案在实现较大型、垂直度要求较高的工件加工具有较大的优势。
[0003]现有的摆头型四轴或五轴数控机床，其摆头结构多为正交式结构，这种结构摆头在转动时空间占用较大，会降低实际使用行程，从而存在空间利用率低等问题；并且现有的摆头多是伺服电机驱动，减速器传动，存在传动精度低，刚性差，加工精度低等问题。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种直驱式非正交单轴数控摆头结构，采用直驱电机直接驱动，摆头转动时空间占用小，加工空间损耗很小，有效提高空间利用率和加工精度。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现的：一种单轴数控摆头，包括滑动部、摆头部和主轴部，摆头部安装于滑动部上，可随滑动部一起进行直线往复移动；主轴部安装于摆头部的输出端，可在摆头部作用下绕摆头部的旋转轴线转动；所述摆头部的旋转轴线与滑动部的滑动面间的夹角小于90
°
，所述摆头部的旋转轴线与所述主轴部的旋转轴线间的夹角小于90
°
。
[0006]上述一种单轴数控摆头，所述摆头部的旋转轴线与滑动部的滑动面间的夹角为45
°
，所述摆头部的旋转轴线与所述主轴部的旋转轴线间的夹角为45
°
。
[0007]上述一种单轴数控摆头，所述摆头部包括摆头基座、电机定子、电机转子、轴承座、轴承和中心转轴，中心转轴通过轴承支承于摆头基座内，轴承安装于轴承座内，轴承座与摆头基座固定联接；电机定子安装于摆头基座的内壁上，电机转子安装于中心转轴上，电机定子和电机转子相互作用可驱动中心转轴旋转。
[0008]上述一种单轴数控摆头，所述摆头部还包括编码器、定位抱紧模块和安全刹车模块，所述编码器安装于中心转轴上，可对中心转轴的实时旋转位置进行反馈；所述定位抱紧模块安装于摆头基座上，可对中心转轴进行角度定位；所述安全刹车模块安装于摆头基座上，可在断电时对中心转轴进行制动保护。
[0009]上述一种单轴数控摆头，所述主轴部包括主轴安装座和电主轴，主轴安装座固定于所述中心转轴的前端面上，可随中心转轴一起转动；所述电主轴安装于主轴安装座内。
[0010]上述一种单轴数控摆头，所述电主轴末端安装刀具，所述刀具加工点处于所述摆头部近旋转轴线位置。
[0011]上述一种单轴数控摆头，所述滑动部包括滑动底板，滑动底板的背部安装有导轨或滑块；所述滑动底板与所述摆头基座为一体成型结构；或者所述摆头基座与滑动底板为
分体式结构，摆头基座固定安装于滑动底板上。
[0012]与现有技术相比，本技术的有益效果在于：本技术采用非正交摆头结构，摆头转动时空间占用小，加工空间损耗很小，有效提高了空间利用率。摆头采用直驱电机直接驱动，无传动间隙，精度高，可实现较好的加工零件表面光洁度。主轴刀具的加工位置设置在摆头的旋转中心附近，可有效减小摆头的定位角度偏差，减小切削力矩的影响，从而实现较高的精度和稳定性。定位抱紧模块可将摆头定位于固定角度，不仅能够增强定位加工系统刚性，还可以实现主轴安装角度的任意调整，从而实现主轴立卧转换，灵活性强。安全刹车模块可在突然断电情况下抱紧摆头，避免在重力作用下撞击刀具、工件、主轴等重要零部件，有效防止意外掉电带来的安全事故。本技术配合转台还能够实现四轴或五轴联动加工。
附图说明
[0013]图1是本技术的整体结构示意图。
[0014]图2是本技术的内部结构示意图。
[0015]图3是本技术主轴转换状态示意图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细描述。
[0017]如图1所示，本技术的一种单轴数控摆头，包括滑动底板1、摆头部2、主轴安装座3和电主轴4。
[0018]滑动底板1通过导轨滑块与机床联接，可在机床直线轴驱动装置作用下沿该直线轴往复移动。摆头部2安装于滑动底板1上，可随滑动底板1一起进行往复直线移动。主轴安装座3安装于摆头部2的输出端，可在摆头部2的作用下绕摆头部的旋转轴线转动。电主轴4安装于主轴安装座3内，电主轴4的末端安装刀具，刀具加工点处于摆头部2的近旋转轴线位置。
[0019]如图2所示，摆头部2包括摆头基座21、安全刹车模块22、定位抱紧模块23、电机定子24、电机转子25、编码器26、轴承座27、轴承28、中心转轴29。摆头基座21的后端与滑动底板1固定联接，前端与轴承座27固定联接，为提高整体系统刚性及精度，滑动底板1与摆头基座21可做成一体式结构。中心转轴29通过轴承28支承于摆头基座21内，轴承28安装于轴承座27内。电机定子24安装于摆头基座21的内壁上，电机转子25安装于中心转轴29上，电机定子24和电机转子25相互作用可驱动中心转轴29旋转，中心转轴29的旋转轴线与滑动底板1的滑动面呈45
°
夹角。主轴安装座3固定于中心转轴29的前端面上，可带动电主轴4一起随中心转轴29一起转动，电主轴4的旋转轴线与中线转轴29的旋转轴线始终呈45
°
夹角。
[0020]为实现精确的实时位置反馈，中心转轴29上还设置有编码器26，同时为实现中心转轴29的角度定位，摆头基座21内还设置有定位抱紧模块23，可对中心转轴29进行抱紧松开动作，抱紧中心转轴29时可实现数控摆头的定位加工，提高加工时整体系统刚性。同时，为防止突然断电时受重力影响而撞击刀具、工件、主轴等重要零部件，在摆头基座21内还设置有安全刹车模块22，突然断电时可将中心转轴29抱紧，从而实现对中心转轴29的制动保护。
[0021]为实现摆头部2的内部密封，在摆头部2的前端还设置有迷宫密封装置，包括密封环210和密封环211，密封环210安装在摆头基座21上，固定不动。密封环211安装在中心转轴29上，随中心转轴29一起转动，密封环210与密封环211之间充满正压洁净空气，可以起到正压密封作用，同时可以有效的降低摆头部2的摩擦力矩。
[0022]工作时，摆头部2上的电机定子24通过安装在中心转轴29上的电机转子25驱动中心转轴29转动，从而带动安装在中心转轴29前端面上的主轴安装座3转动，即可实现电主轴4按照实际加工角度需求对工件进行加工。根据实际需求，结合机床X轴、Y轴、Z轴的运动，摆头可实现四轴联动加工或者一次装夹完成多面加工的定位加工。还可以与机床工作台上的转台进行配合，实现五轴联动加工或定位加工。
[0023]随着摆头部2的转动可以使电主轴4的轴心垂直于机床的工作台面加工，即立式加工，如图1所示；也可使电主轴4的轴心平行于机床的工作台面加工，即卧式加工，如图3所示，从而可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单轴数控摆头，其特征在于，包括滑动部、摆头部和主轴部，摆头部安装于滑动部上，可随滑动部一起进行直线往复移动；主轴部安装于摆头部的输出端，可在摆头部作用下绕摆头部的旋转轴线转动；所述摆头部的旋转轴线与滑动部的滑动面间的夹角小于90
°
，所述摆头部的旋转轴线与所述主轴部的旋转轴线间的夹角小于90
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。2.根据权利要求1所述的一种单轴数控摆头，其特征在于，所述摆头部的旋转轴线与滑动部的滑动面间的夹角为45
°
，所述摆头部的旋转轴线与所述主轴部的旋转轴线间的夹角为45
°
。3.根据权利要求2所述的一种单轴数控摆头，其特征在于，所述摆头部包括摆头基座、电机定子、电机转子、轴承座、轴承和中心转轴，中心转轴通过轴承支承于摆头基座内，轴承安装于轴承座内，轴承座与摆头基座固定联接；电机定子安装于摆头基座的内壁上，电机转子安装于中心转轴上，电机定子和电机转子相互作...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷尚武，夏昊，孙宏图，王岱，苏策，刘继盛，
申请(专利权)人：北京精雕科技集团有限公司，
类型：新型
国别省市：