[發明專利]精密齒輪傳動式A/C軸雙擺角數控銑頭

有效

• 申請號: 201210487555.4
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN102962682A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 黃美發;史博;張奎奎;陳邕;胡汝凱;陳磊磊;肖萌萌
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: B23Q1/25
• 分類號: B23Q1/25;B23Q5/10;B23C1/00
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 廖世傳

（一）技術領域：

本發明涉及機床銑削動力頭，具體為一種精密齒輪傳動式A/C軸雙擺角數控銑頭。

（二）背景技術：

五軸聯動數控機床作為復雜曲面加工的關鍵設備，在航空航天、汽車、模具等各領域的需求日漸增長。A/C軸雙擺角銑頭作為五軸聯動數控機床的核心部件，一直是國內外各機床廠家研究的重點。國外專業廠家A/C軸雙擺角銑頭技術已經非常成熟，而國內A/C軸雙擺角銑頭主要依賴進口，開發一種實用經濟型A/C軸雙擺角銑頭具有重要的意義。

目前國內生產的齒輪傳動A/C軸雙擺角銑頭存在傳動方式設計不合理，加工精度低，銑頭體積大不靈活等缺點，嚴重影響機床的加工范圍和加工質量。

（三）發明內容：

為克服傳統設計的不足，本發明的目的是提出了一種體積小、轉動靈活、精度高的精密齒輪傳動式A/C軸雙擺角數控銑頭。

能夠實現上述目的的精密齒輪傳動式A/C軸雙擺角數控銑頭，包括電主軸和主軸座，所不同的是所述主軸座連接于垂直傳動軸下端，所述垂直傳動軸的上段置于機床滑枕內，所述電主軸通過左、右水平轉動軸安裝于主軸座，所述垂直傳動軸通過C軸傳動機構連接機床滑枕內的C軸伺服電機，所述水平轉動軸通過A軸傳動機構連接機床滑枕內的A軸伺服電機。

所述C軸傳動機構至少包括一對嚙合的主動C軸齒輪和從動C軸齒輪和C軸減速器，從動C軸齒輪與垂直傳動軸同軸連接，主動C軸齒輪通過C軸減速器連接C軸伺服電機；所述A軸傳動機構包括設于機床滑枕內的至少一對嚙合的主動A軸齒輪、從動A軸齒輪和A軸減速器以及設于主軸座內的至少一對嚙合的主動A軸錐齒輪和從動A軸錐齒輪，主動A軸齒輪通過A軸減速器連接A軸伺服電機，從動A軸錐齒輪與左或右水平轉動軸同軸固連，從動A軸齒輪與主動A軸錐齒輪同軸并通過處于垂直傳動軸軸孔中心的中間軸連接。

從上述結構中可以看出，在本發明中，所述主軸座即電主軸繞C軸（垂直于水平面的軸）軸線旋轉是通過C軸伺服電機——C軸減速器——主動C軸齒輪——從動C軸齒輪——垂直傳動軸的傳動鏈實現；所述電主軸繞A軸（垂直于垂直面的軸）軸線上下擺動是通過A軸伺服電機——A軸減速器——主動A軸齒輪——從動A軸齒輪——中間軸——主動A軸錐齒輪——從動A軸錐齒輪——左或右水平轉動軸的傳動鏈實現。

電主軸繞C軸軸線的旋轉與繞A軸軸線的上下擺動之合成運動，可以實現上下、前后、左右任意空間位置的加工而成為萬能銑頭。

在C軸減速器傳動比不變的情況下，為將C軸伺服電機的高轉速轉化為電主軸繞C軸軸線轉動的大扭矩，所述主、從動C軸齒輪之間的傳動比設置為小于1。

同理，在A軸減速器傳動比不變的情況下，為將A軸伺服電機的高轉速轉化為電主軸繞A軸軸線擺動的大扭矩，所述主、從動A軸齒輪之間的傳動比設置為小于1。

為實現精密傳動，所述主、從動C軸齒輪和主、從動A軸齒輪以及主、從動A軸錐齒輪均采用精密調隙齒輪副。

常規設計中，所述主、從動A軸錐齒輪之間的傳動比設置為1。

本發明的優點：

1、本發明精密齒輪傳動式A/C軸雙擺角數控銑頭中，電主軸繞C軸轉動的傳動機構設于機床滑枕內，繞A軸擺動的傳動機構分別設于主軸座和機床滑枕內，簡化了銑頭內部結構，縮小了銑頭體積，使銑頭的整體結構更趨于合理，運動更機動靈活。

2、本發明中的齒輪傳動機構均采用精密調隙齒輪副，從而實現對工件的精密加工。

（四）附圖說明：

圖1為本發明的一種實施方式的工作原理結構示意圖。

圖號標識：1、電主軸；2、主軸座；3、垂直傳動軸；4、機床滑枕；5、水平轉動軸；6、C軸伺服電機；7、A軸伺服電機；8、主動C軸齒輪；9、從動C軸齒輪；10、C軸減速器；11、主動A軸齒輪；12、從動A軸齒輪；13、主動A軸錐齒輪；14、從動A軸錐齒輪；15、A軸減速器；16、中間軸；17、C軸聯軸器；18、A軸聯軸器。

（五）具體實施方式：

下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步說明：

本發明精密齒輪傳動式A/C軸雙擺角數控銑頭主要由電主軸1和主軸座2構成，所述電主軸1置于底部向內呈凹形的主軸座2凹腔內，電主軸1的軸體通過左、右水平轉動軸5與軸承與主軸座2連接安裝，所述主軸座2連接在垂直傳動軸3底部，而垂直傳動軸3的軸體通過軸承安裝于機床滑枕4內，所述電主軸1的加工范圍由主軸座2繞C軸軸線的轉動和電主軸1繞A軸軸線的擺動合成確定，如圖1所示。