CNC第四轴结构的制作方法

本实用新型涉及机械加工领域，特别涉及一种CNC第四轴结构。

背景技术：

在机械加工领域，除了要在数控机床上进行正常的轮廓、孔的加工，有时还需要加工曲线、曲面类零件，如在法兰盘上加工均匀分布的孔、在细长棒料上铣出定位槽、在圆柱面上加工曲线槽等，而这些加工在普通的三坐标CNC设备上是很难完成的，此时，可在三轴CNC的工作台上安装数控分度头作为第四轴，这种改造不仅能把在数控机床上的需要多道工序的加工集中在一次安装中完成，增加了机床的自由度，扩展其功能，而目前，现有的分度头大多数需要手动调节精度，这样严重影响了生产的效率和生产的质量。

为了解决上述问题，在专利申请号为“201420635023.5”的一篇中国专利文件中，记载了一种分度工作台，包括支撑架及安装在支撑架一端可相对其转动的分度转盘，分度转盘由安装在支撑架上的分度驱动装置驱动，通过在分度转盘的凸台设置若干围绕分度转盘旋转中心周向分布的定位斜锥套，同时在支撑架上设置通孔，并在该通孔内可移动定位穿装斜锥柱，工作时，通过定位驱动装置驱动定位斜柱退出定位斜锥套，接着分度驱动装置启动并驱动分度转盘转动，当分度转盘转动至预定角度时分度驱动装置停止动作，此时定位斜锥柱与分度转盘上的另一定位斜锥套相对应，然后定位驱动装置驱动定位斜锥柱插入该定位斜锥套内，从而完成分度定位，无需手动调节精度，生产效率和生产质量高。

上述这种分度盘，分度定位是通过定位驱动装置驱动定位斜锥柱插入定位斜锥套内以实现的，将定位驱动装置、定位斜锥柱和定位斜锥套安装到分度盘上，使得分度盘的结构更加复杂，繁重，操作起来不便。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种分度定位结构比较简单、操作方便的CNC 第四轴结构。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种CNC第四轴结构，包括分度盘，所述分度盘包括安装座和设置在安装座上的分度转盘，所述安装座上设置有与分度转盘同步自转的转动体，所述转动体上设置有沿转动体轴线方向延伸形成的活动腔、抵触件以及驱动抵触件在活动腔内上下滑移的伸缩驱动件，所述活动腔内壁环绕排列分布有与向上滑移的抵触件相抵触以驱动转动体自转的上斜齿带，所述活动腔内壁设置有供与上斜齿带抵触滑移后的抵触件定位插入的上定位槽、位于上斜齿带下方且与向下滑移的抵触件相抵触以驱动转动体在前一次转动体的基础上再次进行同向自转的下斜齿带，所述上斜齿带和下斜齿带相互交错对应，所述活动腔内壁设置有供与上斜齿带抵触滑移后的抵触件定位插入的上定位槽，所述活动腔内壁设置有供与下斜齿带抵触滑移后的抵触件定位插入的下定位槽。

通过采用上述技术方案，伸缩驱动件驱动抵触件在活动腔内上下滑移，在向上滑移的过程中，抵触件与上斜齿带抵触，通过抵触件与上斜齿带上斜面导向抵触以推动转动体正向自转，从而带动分度转盘与转动体同步自转，实现分度盘的分度转动，在抵触件与上斜齿带抵触滑移后，抵触件定位插入到上定位槽内，通过抵触件与上定位槽的定位配合，抵触件在上定位槽内限制转动体的转动，从而限制分度转盘的转动，实现分度转盘的分度定位，使分度转盘分度的精度得以提高，与现有技术相比，本实用新型采用抵触件与定位槽的定位插入配合的方式，结构比较简单，操作比较方便，抵触件在向下移动的过程中，与下斜齿带上的斜面抵触到，并且通过斜面导向的作用带动转动体再次进行自转，从而使得分度转盘再一次的基础上再次进行自转，实现了分度转盘的两次分度转动，达到的分度转动的角度扩大一倍，不需要人工预设便可完成角度更大的分度转动，比较实用，通过自动实现，比较省时省力，抵触件与下斜齿带抵触滑移以驱动分度转盘再次进行分度转动后，抵触件插入到下定位槽内，通过抵触件与下定位槽的定位配合，使得抵触件在定位槽内限制转动体的转动，从而限制分度转盘继续自转，实现分度转盘的分度定位，上定位槽和下定位槽的设置，使得每一次的分度转动后，都能起到定位分度转盘的效果，在整体上提高了分度转盘分度的精度和稳定性。

进一步地，所述转动体包括可拆卸连接的上转动部和下转动部，所述上斜齿带设置在上转动部上，所述下斜齿带设置在下转动部上，所述下转动部与安装座转动连接。

通过采用上述技术方案，转动体采用分体设置，其分为上转动部和下转动部，且上转动部和下转动部可拆卸连接，方便将转动体分体拆开，方便将抵触件安装放置到活动腔内，有利于整个分度盘的组装，同时，也可对活动腔内的上下斜齿带进行保养维护，使它们起到的斜面导向效果更佳。

进一步地，所述上转动部上开设有定位凹槽，所述下转动部上设置有插入定位凹槽内且与定位凹槽凹凸配合的定位凸块。

通过采用上述技术方案，定位凸块和定位凹槽是凹凸配合的， 在安装上转动部和下转动部时，采用凹凸配合的方式实现上转动部和下转动部的定位安装，使上转动部和下转动部连接起来更为准确，整个转动体在绕着自身轴线转动时，上转动部和下转动部产生相对转动的作用力较小，使转动体转动更为稳定。

进一步地，所述安装座和转动体上设置有在转动体圆周方向上限制转动体反向回转的弹性斜块机构。

通过采用上述技术方案，弹性斜块机构在转动体圆周方向上限制转动体反向回转，从而使分度转盘在每次分度转动后，不会出现回转，使得分度转动更加精准、稳定。

进一步地，所述分度转盘与转动体可拆卸连接。

通过采用上述技术方案，分度转盘与转动体是可拆卸连接的，根据自动化设备生产的需求，工作人员可将分度转盘拆卸下来，然后更换上不同直径的分度转盘，以适应生产的需求，从而为生产提供便利，实用价值高。

进一步地，所述上定位槽的一侧内壁由上向下逐渐向相对的另一侧内壁倾斜，所述下定位槽的一侧内壁由下向上逐渐向相对的另一侧内壁倾斜。

通过采用上述技术方案，上定位槽和下定位槽都采用倾斜设置，且倾斜的角度为3°，通过倾斜设置，可使抵触块在多次往复定位插入下定位槽或者上定位槽内之后，减少抵触件定位插入过程中槽内壁的磨损，仍然能够保持抵触件与下定位槽或者上定位槽的定位配合，达到精准的定位效果。

进一步地，所述安装座和转动体上开设有向活动腔内上斜齿带和下斜齿带上注入润滑油的进油通道。

通过采用上述技术方案，在伸缩驱动件不工作的状态下，通过进油通道向活动腔内注入润滑油，润滑油流到上斜齿带和下斜齿带上，润滑油对抵触块在上斜齿带和下斜齿带上抵触移动起到润滑的作用，从而减轻抵触块、上斜齿带和下斜齿带表面的磨损，增强抵触块抵触滑移的顺畅性。

进一步地，所述转动体的外壁上开设有与活动腔内连通的出油通道，所述出油通道在环绕转动体轴线方向上螺旋延伸形成。

通过采用上述技术方案，活动腔内的润滑油通过出油通道从活动腔内流出，出油通道呈螺旋状，润滑油可在出油通道内螺旋式的从上向下流动，从而润滑安装座和转动体之间，使转动体在安装座上自转更加的顺畅，螺旋状的设置，使得润滑油更加全面、均匀的在安装座与转动体之间流动，对转动体的外侧壁起到的润滑效果更加均匀。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：1、本实用新型采用抵触件与定位槽的定位插入配合的方式，结构比较简单，操作比较方便；2、分度转盘与转动体是可拆卸连接的，根据自动化设备生产的需求，工作人员可将分度转盘拆卸下来，然后更换上不同直径的分度转盘，以适应生产的需求，从而为生产提供便利，实用价值高；3、采用出油通道和进油通道的设置，使得转动体内的上下斜齿带以及转动体外壁得到润滑，使得整个分度盘工作起来更加顺畅，同时，也减少了分度盘工作时受到的磨损，增强其使用寿命；4、通过斜面抵触导向实现转动体的转动，斜面使转动的扭矩放大，达到高速、无偿；5、结构简单、操作方便成本低；6、工作时分度转盘转动速度快。

附图说明

图1是实施例1的爆炸示意图，用于展现轴座和分度盘；

图2是实施例1中分度盘的爆炸示意图，用于展现分度盘的整体结构以及弹性斜块机构；

图3是实施例1中分度盘的剖面示意图，用于体现弹簧、倾斜块和斜面槽的位置关系；

图4是实施例1中分度盘的剖面示意图，用于展现分度盘组装后的结构；

图5是实施例1中转动体的爆炸示意图一，用于展现上斜齿带和上定位槽的位置关系；

图6是实施例1中分度转盘的结构示意图，用于展现分度盘上的定位孔；

图7是实施例1中转动体的爆炸示意图二，用于展现下斜齿带和下定位槽的位置关系；

图8是实施例2的剖面示意图，用于展现上转动部和下转动部的卡接固定关系；

图9是图3中A部放大示意图，用于体现弹性斜块机构。

图中，1、分度转盘；2、转动体；201、上转动部；202、下转动部；3、安装座；4、安装槽；5、伸缩驱动件；6、导柱；7、定位凹槽；8、销孔；9、定位件；10、销轴；11、环形卡槽；12、定位凸块；13、出油通道；14、卡环；15、进油通道；16、抵触件；1601、抵触块；1602、抵触盘；17、下斜齿带；18、上斜齿带；19、定位孔；20、弹簧钢珠；21、活动腔；22、上定位槽；23、下定位槽；24、轴座；241、放置底座；25、装配孔；26、分度盘；27、弹性斜块机构；2701、弹簧；2702、倾斜块；2703、斜面槽；28、槽体；29、转动轴。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1：一种CNC第四轴结构，如图1、图2和图4所示，该结构包括轴座24和安装在轴座24上的分度盘26，轴座24包括有放置底座241，通过放置底座241可将轴座24直接安装固定在CNC设备上，在轴座24上水平贯穿有装配孔25，轴座24通过装配孔25安装上分度盘26，分度盘26可在装配孔25内自转，该分度盘26包括安装座3和设置在安装座3上的分度转盘1，其中，安装座3的上端面向下凹陷形成有安装槽4，在安装槽4内安装放置有转动体2，转动体2的形状为圆柱体，在转动体2的上端可拆卸连接有圆盘形状的分度转盘1，转动体2的自转，可带动分度转盘1同步进行自转，在转动体2内形成有沿转动体2轴线方向上延伸的活动腔21，在活动腔21内设置有抵触件16，在本实施例中，抵触件16包括圆形的抵触盘1602和一体成型于抵触盘1602上的抵触块1601，抵触块1601凸出于抵触盘1602的外圆周侧面；在活动腔21内设置有环绕排布在活动腔21内壁上的上斜齿带18和下斜齿带17，上斜齿带18包括多个环绕排布在活动腔21内壁上的上斜齿，下斜齿带17包括多个环绕排布在活动腔21内壁上的下斜齿，上斜齿带18位于活动腔21内壁的上半部分，下斜齿带17位于活动腔21内壁的下半部分，且上斜齿带18和下斜齿带17相互交错相对应，上斜齿带18的纵截面形状为直角三角形，且上斜齿带18的下端宽度小于下斜齿带17的上端宽度，同样，上斜齿带18的纵截面形状为直角三角形，且下斜齿带17的上端宽度小于下斜齿带17的下端宽度，相邻两个下斜齿带17的下端之间留有一定的下方间隙，下方间隙供抵触块1601伸入，相邻两个上斜齿带18的上端之间留有一定的上方间隙，上方间隙也可供抵触块1601伸入；抵触盘1602在活动腔21内竖直向上移动时，抵触盘1602上的抵触块1601与上斜齿带18的斜面抵触，随着抵触盘1602继续向上移动，抵触块1601与上斜齿带18上的斜面抵触，在该倾斜的斜面导向作用下，抵触块1601向上移动以推动转动体2正向进行自转，从而带动分度转盘1正向自转一定的角度，实现分度转动；抵触盘1602在活动腔21内竖直向下移动时，抵触盘1602上的抵触块1601从两个上斜齿带18之间向下退出，并向下移动，进入到两个下斜齿带17之间，并且与下斜齿带17上的斜面抵触，随着抵触块1601在斜面上不断的向下移动，使抵触块1601推动转动体2在前一次自转的基础上，再次进行正向自转，从而实现分度转动的角度变大。

如图5和图7所示，活动腔21内壁在两个上斜齿带18之间的上方间隙向上延伸形成有上定位槽22，且上定位槽22的延伸方向与转动体2的轴线方向是平行的，抵触块1601在与上斜齿带18抵触滑移后，可从下向上插入到上定位槽22内，实现抵触块1601和上定位槽22定位配合，上定位槽22的一侧内壁为倾斜设置，且倾斜的方向由上至下逐渐向该侧相对的另一侧内壁倾斜，在本实施例中，倾斜的角度为3°，该内壁倾斜设置，可使抵触块1601在多次往复定位插入上定位槽22内之后，减少定位插入过程中，上定位槽22的内壁磨损，仍然能够保持抵触件1601与上定位槽22的定位配合，达到精准的定位效果；活动腔21内壁在两个下斜齿带17之间的下方间隙向下延伸形成有下定位槽23，且下定位槽23的延伸方向与转动体2的轴线方向是平行的，抵触块1601在与下斜齿带17抵触滑移后，可从上向下插入到下定位槽23内，实现抵触块1601与下定位槽23的定位配合，下定位槽23的一侧内壁为倾斜设置，且倾斜的方向由下至上逐渐向该侧相对的另一侧内壁倾斜，在本实施例中，倾斜的角度为3°，该内壁倾斜设置，可使抵触块1601在多次往复定位插入下定位槽23内之后，减少定位插入过程中，下定位槽23的内壁磨损，仍然能够保持抵触件1601与下定位槽23的定位配合，达到精准的定位效果。

如图4所示，安装座3上设置有与抵触件16固定连接的伸缩驱动件5，在本实施例中，伸缩驱动件5为伸缩驱动气缸，伸缩驱动气缸设置在安装座3的下表面，其活塞杆竖直向上穿入活动腔21内并且上端与抵触盘1602的下表面固定连接，伸缩驱动气缸工作时，驱动抵触盘1602在活动腔21内上下滑移，实现抵触块1601自动在活动腔21内自由升降，在伸缩驱动气缸的驱动下，抵触块1601向上移动与上斜齿带18的斜面抵触，抵触块1601向下移动与下斜齿带17的斜面抵触；

活动腔21内设置有沿转动体2轴线方向延伸的导柱6，导柱6的两端嵌设在活动腔21的上下端面上，抵触盘1602上开设有竖直贯穿抵触盘1602上下端面的导向孔，抵触盘1602通过导向孔套在导柱6上，抵触盘1602在导向柱的导向作用下上下滑移。

如图4和图5所示，转动体2包括可拆卸连接的上转动部201和下转动部202，上转动部201的形状为空心的圆柱体，下转动部202的形状也为空心的圆柱体，上斜齿带18设置在上转动部201上，下斜齿带17设置在下转动部202上，在本实施例中，安装槽4为圆形且包覆在下转动部202的圆周壁上，抵触块1601在活塞腔内向下移动，通过抵触块1601与下斜齿带17上的斜面抵触，使下转动部202在安装槽4内自转，实现下转动部202与安装座3转动连接；

上转动部201的下表面开设有沿转动体2轴线向上凹陷形成的定位凹槽7，下转动部202上设置有从下转动部202的上表面向上凸起的定位凸块12，定位凸块12可插入到定位凹槽7内且与定位凹槽7凹凸配合，采用凹凸配合的方式，使上转动部201和下转动部202实现定位配合；上转动部201上设置有销轴10，下转动部202上设置有从下转动部202上表面向下延伸形成的销孔8，销轴10竖直向下穿过上转动部201后插入到销孔8内，销轴10与销孔8过盈配合，通过过盈配合的方式实现上转动部201和下转动部202之间的可拆卸连接。

如图2和图6所示，分度转盘1与转动体2可拆卸连接，上转动部201的外圆周侧壁上凹陷形成有沿转动体2轴线方向环绕的环形卡槽11，分度转盘1的下表面向上凹陷形成有圆形槽，通过该圆形槽将分度转盘1定位安装到上转动部201的上端，圆形槽的圆周内环环绕形成有卡环14，卡环14由弹性金属材料制成，卡环14与环形卡槽11是卡接配合的，通过两者的卡接配合，实现分度转盘1和上转动部201的可拆卸连接；上转动部201的上端面固定连接有竖直向上的定位件9，在本实施例中，定位件9为固定嵌在上转动部201上的定位柱，在分度转盘1的下表面开设有竖直向上延伸的定位孔19，通过定位柱插入到定位孔19内，实现上转动部201和分度转盘1的定位安装。

如图2、图3和图9所示，安装座3和转动体2上设置有在转动体2圆周方向上限制转动体2反向回转的弹性斜块机构27，在本实施例中，弹性斜块机构27包括倾斜块2702、弹簧2701和斜面槽2703，在安装槽4的内侧壁凹陷形成有用于安装放置弹簧2701和倾斜块2702的槽体28，在图2中所示，槽体28的内壁一端设置有转动轴29，倾斜块2702的下端通过转动轴29与槽体28内壁转动连接，弹簧2701的一端与槽体28面向转动部的一侧内壁固定连接，另一端与倾斜块2702上端的侧面固定连接，在弹簧2701处于自然状态下，倾斜块2702的上端倾斜凸出于安装槽4的内壁，斜面槽2703开设在上转动部201的外圆周侧壁上，并且斜面槽2703面向安装槽4内壁的内侧壁沿着正向方向逐渐向上转动部201的中心倾斜，在转动体2不转动时，倾斜块2702在弹簧2701的弹簧2701作用下，伸入到斜面槽2703内，限制转动体2反向回转，在转动体2沿着正向方向转动时，斜面槽2703的斜面正向移动，从而正向方向推动倾斜块2702绕着转动轴29向槽体28转动，在这个过程中，弹簧2701逐渐被压缩，从而使得转动体2得以正常转动，在转动到一定角度后，倾斜块2702与下一个斜面槽2703相对，此时，倾斜块2702在弹簧2701弹性力的作用下，其上端伸入到斜面槽2703内，上端的端部与斜面槽2703上端的槽壁相抵，从而限制上转动部201反向回转，使得分度转盘1每次完成分度后更加的精准、稳定。

如图2和图4所示，安装座3和转动体2上设置有向活动腔21内上斜齿带18和下斜齿带17上注入润滑油的进油通道15，进油通道15的进油口位于安装座3的下端面，该进油通道15向上依次穿入下转动部202和上转动部201的圆周侧壁上，进油通道15的出油口在上转动部201的上端侧壁上，出油口与活动腔21连通，在伸缩驱动件5停止工作后，可向进油通道15内注入润滑油，润滑油进入到活动腔21内，润滑油对上斜齿带18、下斜齿带17和抵触块1601的表面进行润滑，使抵触块1601分别与上斜齿带18、下斜齿带17之间抵触产生的摩擦力减小；在上转动部201的上端侧壁上开设有与活动腔21内部连通的出油通道13，出油通道13沿环绕转动体2轴线方向上螺旋向下延伸形成，活动腔21内的润滑油通过出油通道13排出，然后在出油通道13内螺旋式的向下流动，在流动的过程中，润滑油作用在安装槽4内壁与转动体2之间，减小转动体2和安装槽4内壁之间的摩擦力。

本实施例的工作过程如下：抵触盘1602上的抵触块1601位于两个相邻的下斜齿带17之间的齿缝内，伸缩驱动气缸工作，其活塞杆驱动抵触盘1602竖直向上移动，从而带动抵触块1601从两个下斜齿带17之间出来，并与上斜齿带18的斜面抵触，随着抵触盘1602继续向上移动，转动体2在上斜齿带18的斜面导向作用下，进行正向自转，从而带动分度转盘1正向自转，实现一次分度转向，抵触块1601在与上斜齿带18抵触滑移之后，向上插入到上定位槽22，抵触块1601与定位槽进行定位配合，从而限制转动体2在轴向上发生自转，起到的分度定位的作用；伸缩驱动气缸的活塞杆进行收缩，驱动抵触块1601向下移动，此时，抵触块1601与原下斜齿带17相邻的下一个下斜齿带17斜面相对，随着抵触块1601继续向下滑移，抵触块1601与下斜齿带17的斜面抵触，在下斜齿带17斜面的导向作用下，抵触块1601推动转动体2再次进行正向自转，从而带动分度转盘1再一次进行正向转动，抵触块1601在与下斜齿带17抵触滑移之后，向下插入到下定位槽23内，抵触块1601与下定位槽23进行定位配合，从而限制转动体2在轴向上发生自转，起到了分度定位的作用，本实用新型工作时，在分度转动后能够及时的实现分度的定位。

实施例2：一种分度盘26，如图8所示，与实施例1不同之处在于，在本实施例中，分度盘26的上转动部201和下转动部202可拆卸连接方式为卡接，在定位凸起的侧面设置有水平的安装孔，在安装孔内安装弹簧2701钢珠20，在定位凹槽7的内侧壁设置有与弹簧2701钢珠20卡接配合的卡接孔，在定位凹槽7和定位凸起进行定位配合时，弹簧2701钢珠20卡到卡接孔内，从而实现上转动部201和下转动部202的可拆卸连接，采用卡接的方式拆装起来比较方便、快捷。