CNC第四轴的制作方法

本实用新型涉及一种数控机床的转动轴，特别涉及一种CNC第四轴。

背景技术：

CNC简称数控机床，是一种程度控制的自动化机床，在使用过程中，其通过旋转切削运动对零件进行加工；刀具的承载能力是实现整个数控机床切削加工过程中稳定性的保证。

现有技术中，公告号为“CN203936676U”的实用新型专利公开了一种CNC加工用第四轴，CNC机床的第四轴通常是用来固定机床刀具，其通过将机床刀具固定在安装盘上，然后通过设置在安装盘后方的伺服电机和编码器实现安装盘的转动，但是该种刀具在使用过程中沿自身径向会受到很大的作用力，导致后方的伺服电机内发生爬齿等问题，造成了精度的降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种精度更高的CNC第四轴。

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，包括固定座和分度盘，所述分度盘包括上壳体、设置在上壳体上的安装盘、侧壳和底壳，所述固定座上设置有与侧壳配合的配合孔，所述上壳体与底壳夹持在穿设孔的两侧，所述上壳体和底壳之间同轴依次设置有推动板、与安装盘连接的转动部，所述推动板的一个端面连接有直线驱动装置，所述推动板的另一端面连接有套设在转动部外的定位圈，所述转动部沿自身轴向相对设置有第一定位轨道和第二定位轨道，所述定位圈内环绕设置有与第一定位轨道和第二定位轨道配合的定位块，所述第一定位轨道和第二定位轨道内交错设置有与定位块抵接的导向斜齿，所述直线驱动装置驱动定位圈往复移动使定位块在第一定位轨道和第二定位轨道上的导向斜齿斜面抵触从而使转动部转动。

通过采用上述技术方案，分度盘的壳体通过上壳体、侧壳和底壳组成，在第四轴的使用过程中，侧壳卡嵌入配合孔内，同时上壳体与底壳起到了夹紧配合孔两侧的作用，第四轴受到径向力时，配合孔和圆周侧壁起到了固定分度盘的作用，防止分度盘在固定座上发生偏移，导致第四轴精度变差的问题，同时通过上壳体和底壳对固定座的夹紧作用，将径向的作用力转化至轴向，避免了分度盘发生径向的偏移，同时分度盘内的安装盘、转动部和直线动力部都是位于同一轴线的，所以在分度盘转动的过程中，两者之间的精度更高；直线驱动部驱动推动板向下移动，推动板推动定位圈在转动部上向下移动，转动部内侧的定位块向下移动时，进入第二定位轨道，通过与第二定位轨道内的导向斜齿配合，推动转动部转动导向斜齿的斜面宽度距离，使得安装盘转动一定距离，然后直线驱动部驱动驱动板向上移动，推动板推动定位圈在转动部上向上移动，定位块进入第一定位轨道，通过与第一定位轨道内的导向斜齿的斜面配合，由于第一定位轨道和第二定位轨道内的导向斜齿是相对设置的，所以定位块继续推动转动部转动导向斜齿的斜面宽度距离；在转动部转动的过程中，由于转动部与安装盘固定连接且导向斜齿的宽度是一定的，所以每当直线驱动部驱动转动部转过一定距离，将使得安装盘转动过额定长度。

作为优选，所述转动部包括第二转动环、与安装盘固定连接的第一转动环，所述第一定位轨道和第二定位轨道之间形成有供定位块从一定位轨道移入下一定位轨道的滑移槽，所述第一定位轨道设置在第一转动环上，所述第二定位轨道设置在第二转动环上。

通过采用上述技术方案，当定位块进入第一定位轨道或者第二定位轨道时，定位块首先需要经过滑移槽，避免由于第一定位轨道和定位轨道之间斜向导齿的间距过小，导致定位块卡嵌在相邻两个斜向导齿之间，造成斜向导齿发生断裂的问题；同时在设置高精度的分度盘时，斜向导齿尖端较薄，且相对的写到导齿之间的间距过小，通过可拆的第一转动环和第二转动环可以单独对第一定位轨道和第二定位轨道内的斜向导齿进行加工，同时滑移槽使得第一定位环端面与斜向导齿之间的加工余量更大，进一步方便加工。

作为优选，所述导向斜齿包括竖直面和导向斜面，相邻所述第一定位轨道内的导向斜齿和第二定位轨道内的导向斜齿之间的最大水平距离不小于定位块水平方向的长度。

通过采用上述技术方案，导向斜面与定位块配合，驱动转动部转动，竖直面避免定位块在移动过程中造成转动部的回转，间隙起到了供定位块移入下一导向斜齿的作用，使得转动部继续转动。

作为优选，相邻所述导向斜齿之间的底部形成有供定位块移入的固定槽，所述固定槽的侧壁向一侧倾斜，所述固定槽的开口大于固定槽的底部。

通过采用上述技术方案，避免定位块移入过程中与固定槽之间的接触面积过大，倾斜的固定槽减少了定位块与固定槽接触时的接触面积，减少磨损量，同时在固定槽的侧壁的下端磨损后，依然能够起到良好的定位效果，精度更高，固定槽在气缸处于推出和回缩两个端点状态时，增加第一定位轨道和第二定位轨道与定位块的接触面积，从而增强固定效果，使得分度盘在使用过程中能够固定在该位置。

作为优选，所述底壳设置有转动轴，所述转动部套设在转动轴上，所述推动板上设置有与转动轴滑移配合的导向槽。

通过采用上述技术方案，转动轴供转动套转动连接在其上，对转动套的转动起到了周向支撑和导向的作用，同时推动板上设置有导向槽，转动轴对推动部起到了沿转动轴的轴向的导向作用，使得推动板移动的精度更高。

作为优选，所述直线驱动部包括可伸缩的动力杆，所述底壳上设置有供动力杆穿设的穿设孔，所述推动板上设置有与动力杆固定的固定孔，所述转动轴上设置有与导向槽配合的导向柱。

通过采用上述技术方案，直线驱动部固定在底壳上，使得直线驱动部固定，增强固定效果，同时避免了直线驱动部安装在侧面，造成干涉的为题；同时动力杆穿设过底壳与推动板固定，导向柱环绕固定孔设置，使得动力杆在推动的过程中，四周具有良好的辅助导向的作用，使得直线移动的精度更高。

作为优选，所述导向柱内设置有润滑油路，所述润滑油路的一端贯穿至转动轴与转动部的间隙内，所述润滑油路的另一端贯穿底壳设置。

通过采用上述技术方案，在第四轴使用的过程中，由于转动部套设在转动轴上，虽然转动轴使得第四轴转动时候，轴向具有定位，但是摩擦较为严重，通过将润滑油路的一端连通至该位置，使得转动轴与转动部之间形成有油膜，减少了两者之间的摩擦和磨损，提高了使用寿命和精度。

作为优选，所述侧壳的内壁设置有沿壳体的轴向延伸的滑移导向槽，所述定位圈和推动板上分别设置有与滑移导向槽配合的滑移导向块。

通过采用上述技术方案，避免推动板和定位圈在直线移动的过程中，与转动部之间具有摩擦，导致定位圈发生转动的问题，滑移导向块和滑移导向槽使得推动板和定位圈只能产生直线的移动。

作为优选，所述上壳体与安装盘之间形成有转动间隙，所述上壳体上设置有与安装盘抵接的限位块。

通过采用上述技术方案，在安装盘远离与转动部固定的位置受到轴向的压力时，通过设置有限位块，限位块通过与安装盘的背面抵接，起到了支撑的作用，避免安装盘向一侧发生弯曲，具有良好的支撑效果；通过减少了上壳体与安装盘之间的接触面积，减少摩擦造成的磨损，使得安装盘的转动更加顺滑。

作为优选，所述壳体内设置有棘齿，所述转动部上设置有与与棘齿配合且使转动部绕着单向转动的棘轮。

通过采用上述技术方案，棘轮与棘齿配合，使得转动部只能绕着单侧发生转动，同时在受到反向转动力时，避免定位块直接撞击在导向斜齿上，导致两者发生断裂，起到了保护定位块和导向斜齿上的竖直面的作用。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：第四轴受到径向力时，穿设孔和圆周侧壁起到了固定分度盘的作用，防止分度盘在固定座上发生偏移，导致第四轴精度变差的问题，同时通过上壳体和底壳对固定座的夹紧作用，将径向的作用力转化至轴向，避免了分度盘发生径向的偏移，同时分度盘内的安装盘、转动部和直线动力部都是位于同一轴线的，所以在分度盘转动的过程中，两者之间的精度更高，具有着转动速度快、结构简单、安装方便和成本低的效果。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图，用于体现固定座与分度盘的配合关系；

图2是实施例1的爆炸示意图，用于体现第一定位轨道和第二定位轨道的关系；

图3是实施例2的爆炸示意图，用于体现部件之间的套设关系；

图4是图3所示A部放大示意图，用于体现第一定位轨道的具体形状；

图5是图3所示B部放大示意图，用于体现棘轮的位置；

图6是实施例1的剖面示意图。

图中，1、壳体；11、上壳体；12、侧壳；13、底壳；14、安装盘；15、定位件；16、螺纹孔；17、穿设孔；18、固定孔；21、直线驱动装置；211、动力杆；22、推动板；23、转动部；24、定位圈；25、定位块；26、第一转动环；27、第二转动环；28、定位卡块；29、定位卡槽；31、第一定位轨道；32、第二定位轨道；33、导向斜齿；34、滑移槽；35、竖直面；36、导向斜面；37、间隙；38、固定槽；41、转动轴；42、导向槽；43、滑移导向槽；44、滑移导向块；45、转动间隙；46、限位块；47、棘齿；48、棘轮；49、导向柱；51、配合孔；52、润滑油路；53、固定座。

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：如图1所示，一种CNC第四轴，包括分度盘和固定分度盘的固定座53，分度盘包括呈筒形设置的壳体1，筒形的壳体1包括上壳体11、侧壳12和底壳13，固定座53的中心位置设置有配合孔51，配合孔51的大小与侧壳12直径相同，起到了固定分度盘的作用，同时上壳体11和下壳体1位于固定座53的两侧，在安装过程中，起到了夹紧固定座53的作用；呈圆形设置的上壳体11上设置有安装盘14，安装盘14上可设置有刀具等工具，底壳13、上壳体11和侧壳12之间彼此通过螺栓连接；底壳13上设置有直线驱动装置21，直线驱动装置21可以采用直线电机或者气缸，本实用新型中采用气缸，气缸包括动力杆211，底壳13上设置有供动力杆211穿设的穿设孔17。

如图3和图6所示，侧壳12内由安装盘14至气缸的方向依次设置有转动部23、定位圈24和推动板22，定位圈24套设在转动部23上，推动板22的中心设置有与动力杆211的端部轴孔配合的固定孔18，实现推动板22与动力杆211的固定，推动板22与定位圈24之间通过螺栓连接。

如图2所示，转动部23包括第一转动环26和第二转动环27，如图2、图4和图5所示，第一转动环26和第二转动环27配合的面上设置有定位卡块28和定位卡槽29，定位卡块28呈矩形设置且沿第一转动环26的周向均匀分布在第一转动环26上，定位卡槽29与定位卡块28相互咬合且设置在第二转动环27上，两者分别与第一转动环26和第二转动环27一体形成，且在定位卡块28内螺纹连接有定位件15，定位件15采用螺栓，螺栓穿过定位卡块28后与定位卡槽29上的螺纹孔16固定连接，实现了第一转动环26和第二转动环27的配合连接。

如图3所示，上壳体11呈环形且在中心位置贯穿设置有供第一转动环26穿过的孔，第一转动环26穿过孔后与安装盘14之间通过螺栓连接，如图5所示，在上壳体11的端面上凸出形成有限位块46，限位块46绕上壳体11的中心均匀分布有四块，使得安装盘14与上壳体11之间产生转动间隙45，减少安装盘14与上壳体11之间的摩擦力。

如图2所示，第一转动环26上设置有第一定位轨道31，第二转动环27内设置有第二定位轨道32，第一定位轨道31和第二定位轨道32之间形成有环形设置的滑移槽34，定位环的内壁周向均匀分布有若干个与第一定位轨道31和第二定位轨道32配合的定位块25，定位块25的形状呈正方形；如图4所示，第一定位轨道31和第二定位轨道32内设置有导向斜齿33，导向斜齿33包括两个面，分别为竖直面35和导向斜面36，第一定位轨道31内的导向斜面36与其相对第二定位轨道32内的另一导向斜齿33的竖直面35在正投影面内形成有供定位块25移动的间隙37，相邻的导向斜齿33之间，在竖直面35的下方还设置有供定位块25移入的固定槽38，固定槽38的形状与定位块25相同，固定槽38的侧壁倾斜3°，在固定槽38磨损后，依然能起到定位精准的作用；同时，如果第一转动环26上的导向斜面36是向一侧倾斜设置的，那么第二转动环27上的导向斜面36必然是向另一侧倾斜设置的。

如图2所示，第一定位轨道31内的导向斜齿33的端部朝向第二定位轨道32内的相邻两个导向斜齿33之间的位置，从而在定位块25升降的过程中，通过抵接作用，使得转动部23发生转动。

如图3所示，在侧壳12的内侧壁上沿自身的轴向延伸有滑移导向槽43，在定位圈24和推动板22上分别设置有与滑移导向槽43配合的滑移导向块44，且滑移导向块44呈扇形设置，推动板22上的滑移导向块44尺寸小于定位圈24上的滑移导向块44。

如图3所示，底壳13上方设置有转动轴41，第一转动环26和第二转动环27套设在转动轴41的端部，转动轴41向下延伸有四块横截面形状呈90度扇形的导向柱49，在推动板22上设置有与导向柱49配合的导向槽42，四个导向柱49环绕固定孔18设置，导向柱49通过螺栓与底壳13可拆卸连接连接。

如图1所示，导向柱49内设置有润滑油路52，润滑油路52的一端贯穿至底壳13外，并被直线动力部的外壳所覆盖，起到了密封的作用，润滑油路52的另一端连通至第一转动环26和转动轴41相对滑动的间隙37内，起到了润滑的作用，同时每一导向柱49内都设置有一条润滑油路52。

实施例1的工作原理为：直线驱动部驱动推动板22向下移动，推动板22推动定位圈24在转动部23上向下移动，转动部23内侧的定位块25向下移动进入第二定位轨道32，且与第二定位轨道32内的导向斜齿33上的导向斜面36配合，直至定位块25移动入固定槽38内，推动转动部23转动一定角度后锁死，然后直线驱动部驱动驱动板向上移动，推动板22推动定位圈24上的定位块25进入第一定位轨道31，通过与第一定位轨道31内的导向斜齿33的斜面配合，定位块25继续推动转动部23转动一定角度，在转动部23转动的过程中，安装盘14每次都转动过额定的角度，转动精度更高。

实施例2：一种CNC第四轴，实施例2与实施例1的区别在于，实施例2中，如图5所示，侧壳12的内壁上设置有棘齿47，棘齿47后可设置有弹簧，转动部23上设置有与与棘齿47配合的棘轮48，棘齿47与棘轮48的方向与第一定位轨道31的转动方向相同。

实施例2的工作原理为：实施例2的工作原理与实施例1大致相同，在转动部23转动的过程中，每当转动部23转动过一定角度后，触发棘齿47在棘轮48上转动，当遇到反向力时，棘轮48和棘齿47起到了限位的作用，防止安装盘14反向转动。