[發明專利]高精密萬向雙軸頭及其工作方法

有效

• 申請號: 202010877579.5
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111976352B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 閆新華;甄守樂;陳振鵬;李軍;劉吉紅
• 申請（專利權）人: 諾伯特智能裝備（山東）有限公司
• 主分類號: B44B1/06
• 分類號: B44B1/06;H02K7/10
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 董紅娟

本發明提供了高精密萬向雙軸頭，其特征在于，包括：滑環機構、C軸傳動機構、C軸驅動機構、A/C軸連接機構、A軸驅動機構、A軸傳動機構、主軸連接機構、電主軸；同時，本發明還提供了上述高精密萬向雙軸頭的工作方法。本發明通過對高精密復合材料萬向雙軸頭的改進，具有結構設計合理，便于調節、方便操作，鎖緊效果好，防止電主軸切削過程中受沖擊移位，增加穩定性，采用高扭矩高強度的擺線減速機，可以滿足重切削的高強度要求、方便后期精度調節維護的優點；同時，還實現了C軸的無限制旋轉，從而有效的解決了本發明提出的問題和不足。

技術領域

本發明涉及雕刻機床設備技術領域，更具體的說，尤其涉及一高精密萬向雙軸頭及其工作方法。

背景技術

隨著材料科學的進步，以碳纖、玻纖、鋁塑復合等為代表的新材料不斷涌現并在汽車、航空、航天等多領域迅猛發展，從而催生了一大批與復合材料研發、生產、加工等相關的新產業。

作為復合材料加工領域專用設備的龍門五軸加工機床在國內迅速發展。因復合材料力學性能突出，對于加工設備有著苛刻的要求，作為龍門五軸加工機床的核心部件“雙軸頭”國內企業雖都在積極研發，但高端雙軸頭目前仍主要依賴進口。

目前，國內研發雙軸頭從殼體材質上可以分兩種：鑄鐵殼體和鑄鋁殼體。

(1)鑄鐵殼體：這種雙軸頭一般是直接仿制國外成熟產品。但受限于國內鑄造工藝和材質，國產鑄鐵雙軸頭過于笨重，轉動慣量大，加工效率不高，且難以適應復雜殼體狹窄部位的加工。

(2)鑄鋁殼體：鑄鋁雙軸頭雖然解決了鑄鐵雙軸頭過于笨重的問題，但鑄鋁材質的屈服強度較低，剛性不足，高強度切削時，振刀問題比較突出，加工面多呈現魚鱗狀波紋，不能達到所加工產品的外觀要求。

國內外雙軸頭還都存在以下兩點問題：

①高效率切削主軸一般為水冷主軸，需要穿過機床本體為主軸端供冷卻水。再加上主軸的電纜和氣密封等通路，至少有水、氣、電三通路需要穿過雙軸頭的C軸旋轉部分，大量線纜管路要通過減速機狹小的中空空間，會非常的擁擠，即使在限制C軸旋轉幅度(≤±360°)的情況下，高頻次的扭轉任然很容易損傷線纜和管路，造成機床故障。

②除了易出故障外，受限制的C軸，在模具加工和復雜曲面切削中，C軸需要反復左右旋轉，以至于有較多的空程刀路，加工效率較低。

目前國內研發雙軸頭，存在柔性差、剛性不足、響應速度慢、切削質量不高等缺點；國內、外雙軸頭又都存在C軸旋轉幅度受限，刀路繁瑣，加工效率低等問題。

有鑒于此，針對現有的問題予以研究改良，提供一種高精密萬向雙軸頭，旨在通過該技術，達到解決問題與提高實用價值性的目的。

發明內容

本發明的目的在于提供高精密復合材料萬向雙軸頭，以解決上述背景技術中提出的問題和不足。

為實現上述目的，本發明提供了高精密萬向雙軸頭，由以下具體技術手段所達成：

高精密萬向雙軸頭，其特征在于，包括：滑環機構、C軸傳動機構、C軸驅動機構、A/C軸連接機構、A軸驅動機構、A軸傳動機構、主軸連接機構、電主軸；

所述C軸傳動機構安裝在C軸驅動機構的一側，且滑環機構安裝在C軸傳動機構的上方；

所述C軸驅動機構包括支架、第一驅動電機、第一主動同步輪、第一同步帶；所述第一驅動電機安裝在支架上，且第一主動同步輪安裝在第一驅動電機的輸出軸上；

所述C軸傳動機構包括第一減速機、第一從動同步輪；所述第一減速機嵌入安裝在支架上，且第一從動同步輪安裝在第一減速機上；所述第一從動同步輪與第一主動同步輪通過第一同步帶連接；

所述滑環機構由靜環固定架、柔性固定軸、動環固定架、穿線管、動環連接軸、靜環組成；所述靜環固定架安裝在第一減速機上；