专利名称：机械主轴式ac双摆角数控铣头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数控铣头，尤其涉及一种可实现多轴联动的机械主轴式AC 双摆角数控铣头。
背景技术：
配置AC双摆角数控铣头的数控机床可以实现五轴或多轴联动功能，满足复杂曲 面零件的高效、精确加工要求。现有的AC双摆角数控铣头的主轴大都采用的是电主轴，主 轴的转速高、扭矩小，只适合于铝合金、钛合金等高强度轻质材料的加工，不能满足能源行 业的水轮机叶片、船舶行业的螺旋推进器等不锈钢零件的加工。
发明内容本实用新型克服了上述技术问题的缺点，提供了一种把A轴和C轴动力系统和传 动系统及主轴传动集中在一起的机械主轴式AC双摆角数控铣头。为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案本实用新型的机械主轴式AC双摆角数控铣头，包括用于连接在机床滑板上的滑 枕、与滑枕相连接的叉形体和设置于叉形体顶端连接刀具的主轴单元，其特别之处在于所 述滑枕的空腔内安装有C轴伺服电机、驱动叉形体转动的C轴减速单元和主轴传动轴，所 述C轴减速单元与叉形体之间的传动结构为齿轮副；所述叉形体内固定有与前述主轴传动 轴相连接的主运动传动箱、A轴伺服电机和与A轴伺服电机的输出相连接的A轴减速箱，所 述主运动传动箱和A轴减速箱的输出均通过齿轮副与主轴单元相连接。把A轴和C轴的整 个动力系统、主轴的传动系统、均设置于滑枕和叉形体所组成的空腔内，铣头的结构紧凑， 缩小了铣头的体积，更加易于实现对工件的精确加工；主轴采用机械的传动形式，主轴扭矩 大，提高了铣头加工的工作效率。本实用新型的机械主轴式AC双摆角数控铣头，所述叉形体的顶端固定连接有一 伸入到滑枕空腔内的旋转套筒，该旋转套筒上固定有导电滑环转子和气/液分配器转子， 所述滑枕的内部空腔上固定有分别与导电滑环转子和气/液分配器转子相配合的导电滑 环定子和气/液分配器定子。通过固定在旋转套筒上的转子和固定在滑枕空腔内的定子的 配合，实现把电、液、气输送到需做转动的叉形体上，用于控制液压换挡、冷却水和A轴伺服 电机工作，并在铣头工作时进行空气密封和铣头换刀时锥孔清洁。本实用新型的机械主轴式AC双摆角数控铣头，所述的C轴减速单元和A轴减速箱 的减速形式均为消隙齿轮减速，所述C轴减速单元与叉形体之间的齿轮副为消隙齿轮副。 采用消隙齿轮减速箱和消隙齿轮副的组合方式，提高可整个机械主轴式AC双摆角数控铣 头的传递刚性，更易于提高加工精度。本实用新型的机械主轴式AC双摆角数控铣头，叉形体内固定有控制主运动传动 箱在高档与低档之间进行转换的液压换挡装置。液压换挡装置扩大了主轴的恒功率转速范 围，提高了铣头应用的广泛性。[0009]本实用新型的机械主轴式AC双摆角数控铣头，所述叉形体通过轴向-径向轴承与 滑枕进行连接。本实用新型的机械主轴式AC双摆角数控铣头，所述主轴传动轴连接有一主运动 电机，该主运动电机固定于所述的滑枕上并通过齿形带驱动主运动传动轴转动。本实用新型的有益效果是把A轴、C轴的动力系统和传动系统及主轴的传动系统 集中在一起，结构紧凑，使得本实用新型的铣头的体积较小且可实现主轴的大扭矩传递，提 高了加工精度和加工效率；主运动转动轴还可连接一高、低换挡装置，通过机械换挡扩大了 主轴的恒功率转速范围；设置有电/液/气分配系统，实现C轴的正反向连续旋转。
图1为本实用新型的右视图；图2为本实用新型的主视图；图3为本实用新型的工作原理结构示意图。IAC双摆头，2滑枕，3主运动电机，4C轴伺服电机，5A轴伺服电机，6齿形带，7主运 动传动轴，8主运动传动箱，9刀具，10主轴单元，1IC轴减速单元，12A轴减速箱，13叉形体， 14液压换挡装置，15径向-轴向轴承，16气/液/电输入端，17气/液/电输出端，18旋转 套筒，19导电滑环定子，20导电滑环转子，21气/液分配器定子，22气/液分配器转子。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。如图1和图2所示，表示出了本实用新型的总体的结构示意图，包括一滑动固定于 数控机床滑板上的滑枕2，该滑枕2的下端设置有一个AC双摆头1，AC双摆头1包括与滑 枕2通过连接轴承15相连接的叉形体13和设置于叉形体13顶端的主轴单元10，滑枕2的 一侧设置有驱动主运动传动轴7运动的主运动电机3。如图3所示，所示的主运动系统包括设置于滑枕2外壁上的主运动电机3、设置于 滑枕2空腔内的主运动传动轴7、设置于叉形体13空腔内的主运动传动箱8、控制主运动传 动箱8的液压换挡装置14，所示的传动箱的输出端通过齿轮副的形式与主轴单元上的转动 主轴相连接，以便驱动设置在主轴单元10上的刀具9进行转动，液压换挡装置14可实现主 运动在高速档与低速档之间调换；所示滑枕2内部空腔中设置有C轴驱动系统，C轴驱动系 统包括固定在滑枕2内部的C轴伺服电机和与该伺服电机相连接的C轴减速单元，该C轴 减速单元为消隙齿轮减速单元，且该C轴减速单元的输出端通过消隙齿轮副的形式连接于 叉形体13上，用来驱动叉形体13相对于滑枕2正向或反向转动，即围绕着铣床的Z轴进行 正向或反向的转动。所示的叉形体13的上部顶端固定有一旋转套筒18，该旋转套筒18伸 入到滑枕2的空腔内，所示的主运动传动轴7贯穿于旋转套筒18之中并伸入叉形体13的 空腔内，所示的旋转套筒18上固定设置有导电滑环转子20和气/液分配器转子22，当C轴 驱动系统驱动AC双摆头1 (叉形体13)转动时，旋转套筒18、导电滑环转子20和气/液分 配器转子22均可跟随着AC双摆头1 (叉形体13)转动，所示的导电滑环转子20和气/液 分配器转子22的外围分别设置有导电滑环定子19和气/液分配器定子21，导电滑环定子 19和气/液分配器定子21均固定于滑枕2的内部，通过两对转子和定子之间的配合，使得AC双摆头在转动的情况下，也可进行正常的气、液和电的输送，使得本实用新型的铣头实现 C轴的正反向连续旋转。 所示的叉形体13的空腔内还设置有A轴驱动系统， 所示的A轴驱动系统包括A轴 伺服电机5和A轴传动箱12，该A轴传动箱12为消隙齿轮传动箱，A轴传动箱12的输出端 与主轴单元10通过齿轮副相连接，A轴驱动系统用于驱动主轴单元10的摆动，即用于驱动 刀具绕X轴的转动；在主运动下，并配合A轴、C轴的控制运动，还有X轴、Y轴和Z轴的运 动，从而实现多轴联动。
权利要求一种机械主轴式AC双摆角数控铣头，包括用于连接在机床滑板上的滑枕(2)、与滑枕(2)相连接的叉形体(13)和设置于叉形体(13)顶端连接刀具的主轴单元(10)，其特征在于所述滑枕(2)的空腔内安装有C轴伺服电机(4)、驱动叉形体(13)转动的C轴减速单元(11)和主轴传动轴(7)，所述C轴减速单元(11)与叉形体(13)之间的传动结构为齿轮副；所述叉形体内固定有与前述主轴传动轴(7)相连接的主运动传动箱(8)、A轴伺服电机(5)和与A轴伺服电机的输出相连接的A轴减速箱(12)，所述主运动传动箱(8)和A轴减速箱(12)的输出均通过齿轮副与主轴单元(10)相连接。
2.根据权利要求1所述的机械主轴式AC双摆角数控铣头，其特征在于所述叉形体 (13)的顶端固定连接有一伸入到滑枕(13)空腔内的旋转套筒(18)，该旋转套筒(18)上固 定有导电滑环转子(20)和气/液分配器转子(22)，所述滑枕的内部空腔上固定有分别与导 电滑环转子(20)和气/液分配器转子(22)相配合的导电滑环定子(20)和气/液分配器 定子(22)。
3.根据权利要求1或2所述的机械主轴式AC双摆角数控铣头，其特征在于所述的C 轴减速单元(11)和A轴减速箱(12)的减速形式均为消隙齿轮减速，所述C轴减速单元(11) 与叉形体(13)之间的齿轮副为消隙齿轮副。
4.根据权利要求1或2所述的机械主轴式AC摆角数控铣头，其特征在于叉形体 (13)内固定有控制主运动传动箱(8)在高档与低档之间进行转换的液压换挡装置(14)。
5.根据权利要求1或2所述的机械主轴式AC双摆角数控铣头，其特征在于所述叉形 体(13)通过径向-轴向轴承(15)与滑枕⑵进行连接。
6.根据权利要求1或2所述的机械主轴式AC双摆角数控铣头，其特征在于所述主轴 传动轴(7)连接有一主运动电机(3)，该主运动电机固定于所述的滑枕(2)上并通过齿形带 驱动主运动传动轴(7)转动。
专利摘要本实用新型提供了一种机械主轴式AC双摆角数控铣头，包括用于连接在机床滑板上的滑枕、与滑枕相连接的叉形体和设置于叉形体顶端连接刀具的主轴单元，其特别之处在于所述滑枕的空腔内安装有C轴伺服电机、驱动叉形体转动的C轴减速单元和主轴传动轴，所述C轴减速单元与叉形体之间的传动结构为齿轮副；所述叉形体内固定有与前述主轴传动轴相连接的主运动传动箱、A轴伺服电机和与A轴伺服电机的输出相连接的A轴减速箱，所述主运动传动箱和A轴减速箱的输出均通过齿轮副与主轴单元相连接。本实用新型铣头结构紧凑，主轴的传递扭矩大，配置于五轴联动数控机床，广泛应用于各种复杂曲面零件的高精度、高效率加工。
文档编号B23C9/00GK201609786SQ20102000209
公开日2010年10月20日 申请日期2010年1月13日 优先权日2010年1月13日
发明者任璐, 刘海涛, 张志刚, 李有光, 谢沛青, 马旭升, 高玉丽 申请人:济南二机床集团有限公司