[發明專利]一種基于3D打印技術的輕量化擺頭

有效

• 申請號: 202011536032.5
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112846252B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 戴野;王剛;溫萬健
• 申請（專利權）人: 寧波天控五軸數控技術有限公司
• 主分類號: B23B19/02
• 分類號: B23B19/02;B23Q1/70;B23Q3/12
• 代理公司: 北京化育知識產權代理有限公司 11833
• 代理人: 涂琪順

本發明公開一種基于3D打印技術的輕量化擺頭，涉及擺頭制造技術領域，包括擺頭殼體、C軸、A軸和電主軸；C軸通過C軸連接套與擺頭殼體的頂部連接，擺頭殼體內設置有電主軸殼體，電主軸安裝于電主軸殼體內；A軸一端連接于電主軸殼體的一側面上，另一端設置有A軸攏線蓋；電主軸殼體頂端安裝有電主軸殼體底蓋，徑向前后兩面安裝電主軸殼體側蓋，擺頭殼體的兩側均安裝有擺頭殼體側蓋；擺頭殼體、電主軸殼體和C軸連接套為關鍵輕量化零件，采用第一材料3D打印而成；擺頭殼體側蓋、A軸攏線蓋、電主軸殼體側蓋和電主軸殼體底蓋為非關鍵輕量化零件，采用第二材料3D打印而成。本發明能夠在減重的同時保證結構的剛度和強度滿足要求，提升擺頭運轉速度。

技術領域

本發明涉及擺頭制造技術領域，特別是涉及一種基于3D打印技術的輕量化擺頭。

背景技術

擺頭是集機械、液壓、氣動、電氣等諸多行業技術為一體的高度集成系統，是大型數控機床重要核心部件。擺頭上安裝帶動刀具轉動的電機，可實現兩個自由度方向的轉動，能夠在工件一次裝夾后完成所有型面的加工，避免了多次裝夾造成重復定位誤差，是當前復雜曲面零件最重要的加工設備。為了保證刀具運轉和加工的平穩性，擺頭的體積通常較大，殼體材料為鑄件，但較大的轉動慣量容易限制擺頭運轉的速度，以及擺頭存在一定的運轉延遲導致影響加工精度。

針對擺頭質量較大所導致的加工精度問題，現有的解決方案包括：采用空間誤差補償解決擺頭的精度問題。但空間補償技術較為復雜，且成本較高。

因此，亟待開發一種基于3D打印技術的輕量化擺頭，以解決現有技術所存在的上述問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于3D打印技術的輕量化擺頭，以解決現有技術所存在的上述問題，能夠在減重的同時保證結構的剛度和強度滿足要求，提升擺頭運轉速度。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種基于3D打印技術的輕量化擺頭，包括擺頭殼體、C軸、A軸和電主軸；所述C軸通過C軸連接套與所述擺頭殼體的頂部連接，所述擺頭殼體內設置有電主軸殼體，所述電主軸安裝于所述電主軸殼體內；所述A軸的軸向一端連接于所述電主軸殼體的一側面上，所述A軸的軸向另一端設置有A軸攏線蓋；所述電主軸殼體的軸向頂端安裝有電主軸殼體底蓋，所述電主軸殼體的徑向前后兩面上均安裝有電主軸殼體側蓋，所述擺頭殼體的兩側均安裝有擺頭殼體側蓋；

所述擺頭殼體、所述電主軸殼體和所述C軸連接套為關鍵輕量化零件，所述關鍵輕量化零件采用第一材料3D打印而成；所述擺頭殼體側蓋、所述A軸攏線蓋、所述電主軸殼體側蓋和所述電主軸殼體底蓋為非關鍵輕量化零件，所述非關鍵輕量化零件采用第二材料3D打印而成。

優選的，所述第一材料的密度小于鑄鐵的密度，所述第一材料采用鈦基合金材料。

優選的，所述第二材料采用光敏樹脂。

優選的，所述電主軸殼體的頂面四個角和底面四個角處均采用對稱的鏤空結構。

優選的，所述電主軸殼體的徑向前后兩面上均開設有第一開口，所述電主軸殼體的徑向左右兩側面上均開設有第二開口，所述第一開口大于所述第二開口。

優選的，所述電主軸殼體底蓋和所述電主軸殼體側蓋為弧形蓋，所述弧形蓋遠離所述電主軸殼體彎曲。

優選的，所述擺頭殼體的內部兩側開有方形減重通孔。

優選的，所述C軸連接套的側面設置有多個均勻分布的內凹槽。

本發明相對于現有技術取得了以下有益技術效果：

1.除了針對占擺頭整體重量較大的擺頭殼體進行輕量化設計外，對一些非關鍵零部件也采用3D打印，大大降低擺頭整體的轉動慣量，提升擺頭運轉的速率和運動的穩定性；而關鍵輕量化零件的輕量化滿足剛度和強度要求，保證擺頭運轉的精確性，并且增強了擺頭散熱的能力，減小熱變形；此外，3D打印輕量化的成本較低，不會增加系統的復雜性。