一种单轴变角度数控加工平台装置的制作方法

本实用新型涉及数控加工设备领域，具体涉及一种单轴变角度数控加工平台装置。

背景技术：

众所周知，在机械零件的数控加工过程中，依据零件的加工特性及难易程度，通常采用通用三轴数控机床加工和五轴数控机床加工。三轴数控机床加工零件一般为没有闭角的简单零件，加工过程中需要翻面或者利用专用工装。五轴机床适合加工存在闭角的较复杂零件。从成本角度考虑，五轴数控加工机床的成本要远远高于三轴机床。针对于零件加工难易角度来说，存在一些零件稍微有一点闭角，在一个方向变化一下角度就可以在三轴机床上加工。目前机加领域还没有通用的方法解决该问题。通常用五轴机床直接加工，或者制造专用工装在三轴机床上加工，但是成本也随之增高。因此为了节约成本及缩短装夹时间，亟需在三轴数控加工机床平台上研发一种变角度加工平台，不需要专用工装，就能完成三轴机床加工五轴零件的功能。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术不足，提供一种单轴变角度数控加工平台装置，不用五轴机床、也不用专用工装即可加工五轴零件，实现三轴机床加工五轴零件的目的，提高三轴机床的加工利用率，降低加工生产成本。

本实用新型采用的技术方案为：

一种单轴变角度数控加工平台装置，包括基座、平台、传动机构和连接组件；所述基座为框架式结构，所述传动机构置于框架式结构内，所述连接组件安装在基座的顶部，所述平台通过连接组件和传动机构安装基座上方；所述连接组件具有定位轴、平台支座、基座支座、与定位轴配套的轴承，所述基座支座紧固安装在基座上，所述定位轴固定在基座支座上，所述平台支座的一端通过轴承活动安装在定位轴上，平台支座的另一端与平台一端固定连接；所述平台以定位轴轴线可绕其旋转；所述平台的上表面为T型槽结构，用于装夹零件。

所述的一种单轴变角度数控加工平台装置，所述传动机构具有举升机，所述举升机的动力端通过联轴器与伺服电机或手柄-传动杆连接，伺服电机或手柄-传动杆通过固定支撑安装在基座上；所述举升机的顶端为动力输出端，举升机的顶端安装与滑轨作用的球面旋转支撑，所述球面旋转支撑与滑轨连接并用于支撑滑轨，所述滑轨紧固安装在平台底面。

所述的一种单轴变角度数控加工平台装置，还包括数显角度仪，所述数显角度仪可移动式固定在平台上表面，所述数显角度仪与平台通过磁力固定。

所述的一种单轴变角度数控加工平台装置，还包括防错块用于检验数控加工过程中对刀原点的准确性，所述防错块为凸台式结构或是孔槽式结构。

所述的一种单轴变角度数控加工平台装置，所述凸台式结构依次包括安装在基座上的连接座、用于检查直径的四棱台部分和用于检查R角/刀长的四棱锥台部分。

所述的一种单轴变角度数控加工平台装置，所述孔槽式结构具有圆柱状主体座，所述圆柱状主体座一端安装在基座上，另一端开有槽孔，所述槽孔从内至外依次为用于检查直径的轴孔部分和用于检查R角/刀长的圆锥台状孔部分。

所述的一种单轴变角度数控加工平台装置，所述定位轴设置在平台的Z0平面。

所述的一种单轴变角度数控加工平台装置，所述基座的底端周边设有若干个与数控机床T型槽对应的连接支脚，使得该加工平台装置用T型螺母可直接与数控机床紧固连接。

本实用新型具有以下有益效果：

通过本实用新型加工平台装置的应用，扩大了现在很多企业三轴机床加工零件的范围，提升三轴机床的加工利用率，使机床更加智能和方便。解决了采用五轴机床加工，加工成本高的问题；同时还解决采用三轴机床，利用专用工装，虽然加工成本比五轴低，但是加工所采用的专用工装费用比较高，并且不具有通用性，一个角度零件需要一个工装，利用工装加工还需要二次装夹定位，导致装夹时间比较长，精度差等问题。

另一方面，本实用新型加工平台装置防错块在加工平台上的应用，让数控加工的原点检验工作更加简洁，避免现有机床平台没有设置防错块，使加工过程中判断原点是否准确存在的风险。

附图说明

图1为本实用新型一种单轴变角度数控加工平台装置的结构示意图。

图2为本实用新型一种单轴变角度数控加工平台装置的侧视结构示意图。

图3为本实用新型一种单轴变角度数控加工平台装置的俯视结构示意图。

图4为本实用新型的传动机构示意图。

图5a为本实用新型防错块为孔槽式结构的剖视图。

图5b为本实用新型防错块为孔槽式结构的俯视示意图。

图6a为本实用新型防错块为凸台式结构的结构示意图。

图6b为本实用新型防错块为凸台式结构的俯视示意图。

图7为本实用新型一种单轴变角度数控加工平台装置的机构运动原理图。

其中，1-基座，11-连接支脚，2-平台，3-传动机构，31-举升机，32-联轴器，33-传动杆，34-手柄，35-固定支撑，36-滑轨，37-球面旋转支撑，4-数显角度仪，5-连接组件，51-定位轴，52-平台支座，53-基座支座，6-防错块，61-连接座，62-四棱台部分，63-四棱锥台部分，64-圆柱状主体座，65-轴孔部分，66-圆锥台状孔部分。

具体实施方式

如图1-7所示一种单轴变角度数控加工平台装置，包括基座1、平台2、传动机构3和连接组件5；如图1和2所示基座1为框架式结构，其满足强度要求，保证加工稳定性，基座1为平台2和传动机构3提供支撑与安装空间,可由方钢和平板焊接而成，方钢焊接为六面框架，基座1的大小可以根据机床平台大小设计。基座1底端周边设有若干个与数控机床T型槽对应的连接支脚11，使得该加工平台装置用T型螺母可直接与数控机床紧固连接。

所述传动机构3置于框架式结构内，所述连接组件5安装在基座1的顶部，所述平台3通过连接组件5和传动机构3安装基座1上方；

如图1-4所示连接组件5具有定位轴51、平台支座52、基座支座53、和与定位轴51配套的轴承；所述基座支座53通过螺钉紧固安装在基座1上，所述定位轴51固定在基座支座53上，平台支座52内镶有轴承，平台支座52的一端通过轴承活动安装在定位轴51上，定位轴与轴承配合，平台支座52的另一端与平台2一端固定连接；完成基座1与平台2的连接。所述平台2以定位轴51轴线绕其旋转；优选地，所述定位轴51设置在平台2的Z0平面。所述平台2为加工目标零件提供装夹及定位位置，且大小不得大于加工机床的尺寸，因此可以根据实际需要进行设计；平台2的厚度很厚，保证在旋转时其刚度满足要求。平台2的上表面为T型槽结构，用于装夹零件。

所述传动机构3通过外加动力，使平台2实现旋转与定位(变角度)，其具有举升机31，所述举升机31的动力端通过联轴器32与伺服电机或手柄34-传动杆33连接，伺服电机或手柄34-传动杆33通过固定支撑35安装在基座1上；固定支撑35则通过螺钉紧固在基座1上。所述举升机31的顶端为动力输出端，举升机31的顶端安装与滑轨36作用的球面旋转支撑37，所述球面旋转支撑37与滑轨36连接并用于支撑滑轨36，所述滑轨36通过螺钉紧固安装在平台2底面，实现平台2与传动机构3的连接。该传动机构3是用垂直向上的举升机提供动力，也可以用液压系统提供。如图4所示传动机构3与基座1的连接有两处；第一处：举升机31的动力轴外端(即传动杆33)通过固定支撑35用紧固在基座1上。第二处，举升机31安装在基座1内部的安装区域，通过螺钉与基座1固定，完成连接。

进一步地，该加工平台装置，还包括数显角度仪4，所述数显角度仪4可移动式固定在平台2上表面，所述数显角度仪4与平台2通过磁力固定，调节过程中提供角度数据；其移动式，供变角度调试使用。

进一步地，该加工平台装置，还包括防错6块用于检验数控加工过程中对刀原点的准确性，该防错块为凸台式结构或是孔槽式结构，如图6a和b所示的凸台式结构依次包括安装在基座1上的连接座61、用于检查直径的四棱台部分62和用于检查R角/刀长的四棱锥台部分63。如图5a和b所示的孔槽式结构具有圆柱状主体座64，所述圆柱状主体座64一端安装在基1座上，另一端开有槽孔，所述槽孔从内至外依次为用于检查直径的轴孔部分65和用于检查R角/刀长的圆锥台状孔部分66。实现防错块6在数控机床平台上的一体化应用。

如图7所示本实用新型一种单轴变角度数控加工平台装置的工作原理为：

通过手柄34(或者伺服电机)旋转提供旋转扭矩，举升机31将扭矩转换为竖直方向的动力，产生位移L。与举升机31连接的球面旋转支撑37和滑轨36将竖直方向的位移转换为沿着滑轨36方向的位移。由于与滑轨36连接的平台的一端有定位轴51，在球面旋转支撑37上的滑块与滑轨相对运动时，转换为沿着定位轴51的角度旋转。也就实现了滑轨36上面加工平台2的角度旋转。即将举升机31的上下移动L转换为绕轴旋转的圆周运动，从而实现角度的旋转。即通过L的增减，带动角度α的增减。进而实现变角度功能的实现。在旋转过程中通过数显角度仪4读出实时角度。将平台2旋转到所需要的理想角度α。实现变角度读数的功能。同时，定位轴51的轴心放在平台2上表面，在变角度过程中实现加工机床坐标系不变。更加方便编程。

本实用新型采用单轴变角度数控加工平台，可以实现三轴机床加工简单闭角零件件功能。a)实现三轴机床加工简单五轴零件的功能，拓展了三轴机床的加工范围。b)利用本加工平台，节约了三轴数控机床利用专用工装的加工装夹时间，同时也节约了专用工装的设计加工费用，缩短了加工工期。c)与五轴机床加工相比，节约了加工成本。d)数显角度仪(精度0.05度)的应用，使该平台的角度显示更加简单明了。e)防错块的应用，更加确保数控加工过程中检验加工原点的准确性。f)该平台非常适用于没有五轴机床，却有五轴加工需求的企业，在一定程度上节约了购买五轴机床的资金，即对三轴机床的升级与改进，很有应用前景。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施例。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，也应视为属于本实用新型的保护范围。