一种用于五坐标机床的锁紧摆头制造技术

本发明专利技术公开了一种用于五坐标机床的锁紧摆头，箱体为一整体结构，电主轴安装在主轴箱内，伺服电机位于摆头右侧上端后部，摆头左右两侧安装密封罩，使摆头内部零部件不受外部油污、粉尘等环境的影响；在摆头内部设置回转编码器进行闭环控制，实现摆头摆动的高精度；通过液压锁紧机构，在摆头摆动到任意角度后将旋转轴锁紧，实现插铣工艺所需的定轴加工功能；通过传感器与限位开关的使用，实现摆头的摆动角度的限制；所有管线通过摆角铣头箱体和主轴箱体的走线孔从摆头后方接出，进入摆头外部的机床走线系统和电气柜。本发明专利技术特别适用于加工钛合金、高温合金等难加工材料复杂型面高精度零件的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于五坐标机床的锁紧摆头，属工艺装备结构设计与制造

技术介绍
近些年，五坐标机床以其能够实现复杂曲面成型加工的特点，在航空、航天、航海等高端行业领域应用越来越广泛；主要用于加工具有复杂曲面的高精度零件，如航空工业中的叶片、叶盘、叶轮类零件。五坐标加工机床是在标准三坐标(直线坐标)机床上，在主轴或工作台上增加两个联动的回转坐标轴，实现五轴联动功能。而具有主轴摆动功能的摆头是三坐标机床或四坐标机床升级为五坐标机床的关键功能部件之一。由于五坐标机床目·前多用于加工钛合金、高温合金等难加工材料复杂型面零件，所以要求摆头应具有高精度、大扭矩、高刚度、大范围摆角的特点，某些加工工艺如插铣还要求摆头能够摆动到一定角度后锁紧，实现定轴加工。专利201010610971. X中公开了具有大摆角范围的高刚性摆头，通过带筋肋板电机座将伺服电机固定在左箱体内腔中；电主轴管线由后端接出，通过旋转主轴箱、编码器安装轴中心孔、环形拖链支架中心孔、RBR拖链从右箱体的走线孔由摆头后接出；环形分配器内部设有多路油气孔，入口分别通过各输入端外接管与外部油气源相连，旋转主轴箱内部亦开有多路通油气孔，并与环形分配器内部的油气孔对应。该专利技术的摆头由于一边可以拆卸，故整体刚性较弱；此外，该专利技术专利中未提及摆头的锁紧，若在大扭矩定轴工作条件下单依靠涡轮蜗杆反向自锁将会降低结构使用寿命。
技术实现思路
为避免现有技术存在的不足，本专利技术提出一种用于五坐标机床的锁紧摆头。摆头具有精度高、大扭矩，高刚度、摆动范围大的特点，且能够在摆头摆动到任意角度后将旋转轴锁紧，实现插铣类工艺所需的定轴加工功能。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是包括摆角铣头箱体、主轴箱、电主轴、左主轴、右主轴、伺服电机、电机带轮、双导程蜗杆、同步带轮、梯形齿同步带、刹紧座、刹紧片、刹紧环、压盖、第二转台轴承、第一转台轴承、蜗轮蜗杆副、第一胀紧套、编码器，电主轴安装在主轴箱内部，左主轴、右主轴位于主轴箱两侧，左主轴、右主轴分别通过第二转台轴承、第一转台轴承固连在摆角铣头箱体的两侧；伺服电机位于摆角铣头箱体右侧，伺服电机输出轴端安装电机带轮，双导程蜗杆的上端安装同步带轮，梯形齿同步带与电机带轮、同步带轮连接；刹紧座位于摆角铣头箱体左侧，刹紧片与左主轴通过螺纹连接，刹紧环通过螺纹连接于压盖，刹紧环与压盖之间形成液压油腔；蜗轮蜗杆副与右主轴通过螺钉连接，蜗轮套在右主轴外部。所述双导程蜗杆固定安装在箱体内部，双导程蜗杆上端通过第一胀紧套与同步带轮固连；第一推力球轴承、套、蜗杆端盖限制双导程蜗杆沿轴线向下运动，垫、第二推力球轴承、第一螺母、第二螺母限制双导程蜗杆沿轴线向上运动；蜗杆套、第一滚针轴承、第二滚针轴承限制双导程蜗杆的径向运动。所述编码器通过右侧端盖与摆角铣头箱体连接，连接轴随摆头的摆动而转动，编码器检测连接轴转过的角度，实时检测主轴摆角位置，进行闭环控制。电主轴随主轴箱摆动，摆头摆动为向上摆动30°，向下摆动120° ;传感器通过支架与压盖连接，限位开关与左主轴连接，摆头向上摆动30°或向下摆动120°时，传感器与限位开关对齐，传感器将信号传送至数控系统，数控系统发出信号，摆头停止摆动将旋转轴锁紧。有益效果本专利技术用于五坐标机床的锁紧摆头，箱体为一整体结构，电主轴安装在主轴箱内，伺服电机位于摆头右侧上端后部，摆头左右两侧安装密封罩，使摆头内部零部件不受外部油污、粉尘等环境的影响；通过在摆头内部设置回转编码器进行闭环控制，实现摆头摆动的·高精度；通过合理设计基础部件、支撑部件、传动部件，实现摆头的高刚度；通过液压锁紧机构，在摆头摆动到任意角度后将旋转轴锁紧，实现插铣工艺所需的定轴加工功能；通过传感器与限位开关的使用，实现摆头的摆动角度的限制；所有管线通过摆角铣头箱体和主轴箱体的走线孔从摆头后方接出，进入摆头外部的机床走线系统和电气柜。本专利技术特别适用于加工钛合金、高温合金等难加工材料复杂型面高精度零件的需求。附图说明下面结合附图和实施方式对本专利技术一种用于五坐标机床的锁紧摆头作进一步详细说明。图I为本专利技术锁紧摆头的立体图。图2为本专利技术锁紧摆头的前视图。图3为本专利技术锁紧摆头的B-B剖视图。图4为本专利技术锁紧摆头的A-A剖视图。图5为限位传感器H-H剖视图。图6为本专利技术的主轴箱立体图。图中I.摆角统头箱体2.电主轴罩3.右侧封罩4.右侧端盖5.第一回转密封圈6.盖7.连接轴8.编码器9.右主轴10.蜗轮蜗杆副11.第一转台轴承12.第二回转密封圈13.第一内端盖14.主轴箱15.左主轴16.第二转台轴承17.回转密封圈18.刹紧片19.左侧封罩20.支架21.传感器22.限位开关23.挡板24.刹紧环25.压盖26.刹紧座27.紧定螺钉28.间隙调整块29.电机座30.同步带轮31.第一胀紧套32.梯形齿同步带33.电机带轮34.第二胀紧套35.双导程蜗杆36.第一推力球轴承37.套38.调整垫39.蜗杆端盖40.第一螺母41.第二螺母42.第二推力球轴承43.垫44.伺服电机45.电主轴46.第二内端盖47.蜗杆套48.第一滚针轴承49.第二滚针轴承具体实施例方式本实施例是一种用于五坐标机床的锁紧摆头，是五坐标机床的核心功能部件；具有高精度、大扭矩、高刚度可锁紧的特点。如图I、图2、图3、图6所示，五坐标机床的锁紧摆头的电主轴45安装在主轴箱14内部，电主轴45端面法兰与主轴箱14的端面通过螺钉连接，电主轴45的径向端面与主轴箱14内部后端的圆环面配合定位；装配时需先将第二内端盖46、第一内端盖13分别安装在摆角铣头箱体I的左右两侧，再将右主轴9与第一转台轴承11连接在一起，再将右主轴9装入摆角铣头箱体I右侧圆孔中，将右主轴9与主轴箱14连接在一起，第一转台轴承11与摆角铣头箱体I连接在一起；左主轴15装入摆角铣头箱体I左侧圆孔中，左主轴15与主轴箱14连接在一起，第二转台轴承16分别与左主轴15、摆角铣头箱体I连接；然后装入其它零部件；最后将左密封罩19、右密封罩3分别安装在摆角铣头箱体I的左右两侧。参见图3、图4，蜗轮蜗杆副10与右主轴9连接，蜗轮通过螺栓固定套在右主轴外端；双导程蜗杆35安装在摆角铣头箱体I内部，双导程蜗杆35的上端通过第一胀紧套31·与同步带轮30连接；电机座29与摆角铣头箱体I连接；伺服电机44与电机座29连接；伺服电机44的轴端通过第二胀紧套34与电机带轮33连接；梯形齿同步带32与电机带轮33、同步带轮30啮合；间隙调整块28连接在摆角铣头箱体I上，紧定螺钉27安装在间隙调整块28上并且其端部顶推电机座29 ;通过调整紧定螺钉27，将电机座29向图3中右侧推移，进而使梯形齿同步带32胀紧。当摆头摆动时，伺服电机44通过梯形齿同步带32带动双导程蜗杆35转动，双导程蜗杆35带动蜗轮10转动，使右主轴9转动，进而使摆头摆动。如图3所示，盖6与右主轴9的右端连接，连接轴7与盖6连接，连接轴7随着摆头的摆动而转动；右侧端盖4与摆角铣头箱体I连接，编码器8与右侧端盖4连接。当摆头摆动时，编码器8检测连接轴7转过的角度，即实时检测主轴摆角位置，进行闭环控制，从而提高摆头的定位精度与重复精度。如图4所示，第一推力球轴承36、套37、蜗杆端盖39本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于五坐标机床的锁紧摆头，其特征在于:包括摆角铣头箱体、主轴箱、电主轴、左主轴、右主轴、伺服电机、电机带轮、双导程蜗杆、同步带轮、梯形齿同步带、刹紧座、刹紧片、刹紧环、压盖、第二转台轴承、第一转台轴承、蜗轮蜗杆副、第一胀紧套、编码器，电主轴安装在主轴箱内部，左主轴、右主轴位于主轴箱两侧，左主轴、右主轴分别通过第二转台轴承、第一转台轴承固连在摆角铣头箱体的两侧；伺服电机位于摆角铣头箱体右侧，伺服电机输出轴端安装电机带轮，双导程蜗杆的上端安装同步带轮，梯形齿同步带与电机带轮、同步带轮连接；刹紧座位于摆角铣头箱体左侧，刹紧片与左主轴通过螺纹连接，刹紧环通过螺纹连接于压盖，刹紧环与压盖之间形成液压油腔；蜗轮蜗杆副与右主轴通过螺钉连接，蜗轮套在右主轴外部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：史耀耀，赵晖，宁立群，赵鹏兵，于永桂，王怀亮，辛红敏，李志山，董宏亮，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：