[發明專利]立式交換工作臺翻轉驅動裝置及制造方法

有效

• 申請號: 200910187702.4
• 申請日: 2009-09-29
• 公開（公告）號: CN101670528A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 張雄;劉宗際;賀鑫元;徐永明;金曉紅;劉峰
• 申請（專利權）人: 中捷機床有限公司
• 主分類號: B23Q5/54
• 分類號: B23Q5/54;B23Q1/74
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司
• 代理人: 崔紅梅

技術領域

本發明涉及機械制造設備，機床中的立式交換工作臺上翻轉驅動裝置及制造方法。

背景技術

在現代飛機設計中廣泛采用先進的整體結構設計技術，航空整體結構件具有尺寸大、壁薄、易變形、切削加工難度很大、零件精度高等工藝特點。由于工件撓度和熱應力作用以及排屑等方面的要求，高速、臥式加工成為了目前航空結構件加工的主要加工方式。隨著中國飛機工業的快速發展，適應整體結構件加工的高速、臥式加工中心的需求量越來越大，成為目前裝備制造業的一大亮點。

高速臥式加工中心配備立式交換工作臺，可以大大提高工作效率，減少輔助時間，同時能夠增強機床主機部分的剛度。這種雙交換工作臺具有立臥轉換功能，在裝夾工件時，工作臺處于臥式狀態；在交換時，工作臺處于立式狀態，這種方式非常有利于工件的裝夾，從而進一步減少了輔助時間，提高效率。然而，目前在立式交換工作臺中，翻轉驅動裝置對工作臺的翻轉定位精度還不夠，直接影響工作臺的交換。

發明內容

本發明的目的是提供一種立式交換工作臺翻轉驅動裝置及制造方法，為高速臥式加工中心的立、臥雙交換工作臺提供可實現準確定位的翻轉動力。

立式交換工作臺翻轉驅動裝置，用于臥式五軸數控加工中心，其特征在于翻轉結構為四連桿結構：由三個轉動副和一個移動副組成，第一轉動副為絲杠固定端連同軸承座繞中心軸轉動、第二轉動副為翻轉臺在絲杠的驅動下繞自身固定的轉動軸轉動、第三轉動副為安置在翻轉臺另一端的絲母座傳動；電機帶動絲杠傳動，絲杠受拉壓力，組成二力桿，絲母帶動絲母軸沿絲杠方向平動，從而推動翻轉工作臺翻轉；通過伺服控制，能夠實現翻轉工作臺的精確定位，從而實現立臥轉換和翻轉定位。

制造方法，設計時要考慮如下設計要點：1、翻轉臺在工件裝夾位置時與絲杠擺動點距離OP，2、翻轉臺的翻轉半徑PQ，3、翻轉臺的重量及絲杠的直徑；首先利用三維建模軟件將上述要點代入設計建模作業，然后將三維模型導入運動學仿真軟件ADAMS，分析翻轉臺的運動合理性，將運動的各個關鍵點進行參數化設計，試運算選擇關鍵點的最佳位置，獲取對運動的關鍵位置點O、P和Q點的優化設計參數，并按照此數據實施制造部件和裝配。

本發明的交換工作臺翻轉驅動裝置能夠很好的實現工作臺的立、臥轉換功能，保證轉換精度，提升工作效率。

附圖說明

附圖1立式交換工作臺翻轉驅動裝置設計原理圖；

附圖2立式交換工作臺翻轉驅動裝置在裝夾位置結構簡圖；

附圖3立式交換工作臺翻轉驅動裝置在交換位置結構簡圖；

附圖4立式交換工作臺翻轉驅動裝置剖視圖；

具體實施方式

結合附圖2，3，4說明本設計的聯接關系：立式交換工作臺翻轉驅動裝置，用于臥式五軸數控加工中心，其特征在于本裝置為四連桿結構，由三個轉動副和一個移動副組成。三個轉動副是：1、第一轉動副是在絲杠4一端用軸承組和軸承座7連接，軸承座7安置在支架8上，支架8通過軸承10與中心軸9、電機和減速機11按圖4安裝；2、第二轉動副是在翻轉臺2一端與固定在底座1上的轉動軸3結合，翻轉臺2另一端通過深溝球軸承連接絲母座12，絲母座12與絲母軸6同軸，且垂直于絲杠4；一個移動副是絲杠4固定端的轉動中心軸9與設備底座1固定在一起，絲杠4另一端安置絲母軸6。

作業狀態：立式交換工作臺翻轉驅動裝置，用于臥式五軸數控加工中心，其特征在于翻轉結構為四連桿結構：由三個轉動副和一個移動副組成，第一轉動副為絲杠4固定端連同軸承座7繞中心軸9轉動、第二轉動副為翻轉臺2在絲杠4的驅動下繞轉動軸3轉動、第三轉動副為絲母座傳動；絲杠4為一端固定一端自由安裝，固定端通過減速機轉動軸與伺服電機座相連，并構成轉動副：電機帶動絲杠傳動，從而推動翻轉臺翻轉；通過伺服控制，能夠實現翻轉工作臺的精確定位，從而實現立臥轉換和翻轉定位。

第一轉動副支架8繞中心軸9轉動，第二轉動副翻轉臺2在絲杠4的驅動下繞轉動軸3轉動，可實現90度臥、立狀態轉換，第三轉動副翻轉臺2前端絲母座12與絲杠4端安置的絲母座6通過軸承5繞著絲母座轉動。電機和減速機11驅動絲杠4，從而推動絲母12沿著絲杠4向上使運動軸3轉動，同時絲杠4連同軸承7等機構繞轉動中心軸9旋轉，翻轉臺2在絲杠4的驅動下繞轉動軸3作翻轉運動，從而實現立臥轉換，圖2和圖3是臥式和立式的兩個狀態。在整個工作過程中，絲母給絲杠的力是沿著絲杠自身的軸向方向，只受軸向力，絲杠為二力桿，從而保證了剛度。圓光柵尺13實現了閉環控制，使立臥精確轉換。