一种五轴数控机床的旋转坐标轴c＇—a＇转换装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种五轴数控机床，尤其涉及一种五轴数控机床的旋转坐标轴C ’轴转换成A'轴的装置。
【背景技术】
[0002]五轴数控机床通常配置为三个直线坐标轴和两个旋转坐标轴。其中，配置为X、Y、Z三个直线坐标轴和B轴(刀具摆动轴)、C ’轴(工作台回转轴)的立式五轴数控机床，其中Z轴为竖直向上为正方向的直线坐标轴，X轴为水平向右为正方向的直线坐标轴，Y轴正方向可由右手法则确定，再由右手螺旋法则确定刀具摆动轴B轴的正方向、工作台回转轴C丨轴的负方向，由于机床结构布局和B轴摆角行程的限制，一些典型复杂曲面零件加工难以顺利实现，即使能加工也需要多次装夹，不仅重复定位困难，而且导致加工误差加剧。例如在加工空间凸轮的过程中，需要两次装夹才能加工出完整的凸轮工作廓面，通过第一次装夹加工出凸轮工作廓面的下半段，然后，将工件调头进行第二次装夹，再加工出凸轮工作廓面的上半段。由于准确重复定位及光顺平滑过渡连接非常困难，两次重复定位装夹无疑导致加工精度严重降低。因此，若能研制一种五轴数控机床的旋转坐标轴C ' -A ;转换装置，使该数控机床配置转换为X、Y、Z和B轴(刀具摆动轴)、A丨轴(工作台回转轴)，则一方面可消除旋转轴角度行程范围受限制的问题，同时只需一次装夹即可完成空间凸轮此类复杂空间曲面零件的加工，使原本难加工复杂零件实现了便捷高效加工。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种五轴数控机床的C '旋转坐标轴转换成A'旋转坐标轴的转换装置。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:在配置为Χ、Υ、Ζ三个直线坐标轴和B轴(刀具摆动轴)、C ’轴(工作台回转轴)的五轴数控机床基础上，转换装置先通过输入轴端部法兰与机床工作台C '轴回转中心连接，再通过大直齿锥齿轮与小直齿锥齿轮啮合传动，将C '轴回转运动转换为中间轴的水平回转运动，最后通过小人字齿圆柱齿轮和大人字齿圆柱齿轮啮合传动，将C'轴回转运动转换为输出轴端部固连转盘的A '轴回转运动，由此实现了五轴数控机床的C '轴到A'轴的旋转坐标轴转换。为了与机床的数控编程要求一致，使该转换装置的数控编程简便，设计C '轴回转运动转换为输出轴端部固连转盘的A'轴回转运动的总传动比为4.=1，这样A'轴旋转坐标值直接等于C'轴旋转坐标值。
[0005]本发明所述的大直齿锥齿轮与小直齿锥齿轮啮合传动，其传动比为A=0.2。
[0006]本发明所述的小人字齿圆柱齿轮和大人字齿圆柱齿轮啮合传动，其传动比为i2=5。
[0007]本发明的有益效果是:本发明是在配置为X、Y、Z三个直线坐标轴和B轴(刀具摆动轴)、C'轴(工作台回转轴)的五轴数控机床基础上，将C '旋转坐标轴转换成A'旋转坐标轴，不仅进一步拓宽了五轴数控机床的加工范围，使原本难加工复杂零件可以完成便捷高效加工，且提高了复杂零件的加工效率和加工精度。
【附图说明】
[0008]图1为本发明的结构正面示意图。
[0009]图中1.法兰，2.大直齿锥齿轮，3.输入轴，4.小直齿锥齿轮，5.中间轴，6.小人字齿圆柱齿轮，7.输出轴，8.大人字齿圆柱齿轮。
【具体实施方式】
[0010]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
[0011]在配置为X、Y、Z三个直线坐标轴和B轴(刀具摆动轴)、C轴(工作台回转轴)的五轴数控机床基础上，转换装置先通过输入轴(3)端部法兰(I)与机床工作台C ’轴回转中心连接，再通过大直齿锥齿轮(2)与小直齿锥齿轮(4)啮合传动，其传动比为Y1=0.2，将C ’轴回转运动转换为中间轴(5)的水平回转运动，最后通过小人字齿圆柱齿轮(6)和大人字齿圆柱齿轮(8)啮合传动，其传动比为i2=5，将C丨轴回转运动转换为输出轴(7)端部固连转盘的A ’轴回转运动，由此实现了五轴数控机床的C ’轴到A ’轴的旋转坐标轴转换。由于C'轴回转运动转换为输出轴端部固连转盘的A '轴回转运动的总传动比为4.=?Λ=ΙΛ '轴旋转坐标值直接等于C'轴旋转坐标值。这既与机床的数控编程要求一致，又使得该转换装置的数控编程十分简便。
【主权项】
1.一种五轴数控机床的旋转坐标轴C' —K'转换装置，其特征是:在配置为X、Y、Z三个直线坐标轴和B轴(刀具摆动轴)、C ’轴(工作台回转轴)的五轴数控机床基础上，转换装置先通过输入轴(3)端部法兰(I)与机床工作台C ’轴回转中心连接，再通过大直齿锥齿轮(2)与小直齿锥齿轮(4)啮合传动，将C '轴回转运动转换为中间轴(5)的水平回转运动，最后通过小人字齿圆柱齿轮(6)和大人字齿圆柱齿轮(8)啮合传动，将C ’轴回转运动转换为输出轴(7)端部固连转盘的A'轴回转运动，由此实现了五轴数控机床C'轴到A'轴的旋转坐标轴转换。2.根据权利要求1所述的五轴数控机床的旋转坐标轴C' -K'转换装置，其特征是:所述的五轴数控机床C'轴到A'轴的旋转坐标轴转换，其中，C '轴的回转运动转换为输出轴端部固连转盘的A '轴的回转运动的总传动比为4.=1。3.根据权利要求1所述的五轴数控机床的旋转坐标轴C' -K'转换装置，其特征是:所述的大直齿锥齿轮(2)与小直齿锥齿轮(4)啮合传动，其传动比为^=0.2。4.根据权利要求1所述的五轴数控机床的旋转坐标轴C' -K'转换装置，其特征是:所述的小人字齿圆柱齿轮(6)和大人字齿圆柱齿轮(8)啮合传动，其传动比为i2=5。
【专利摘要】本发明涉及一种五轴数控机床的旋转坐标轴C＇—A＇转换装置。在配置为X、Y、Z三个直线坐标轴和B轴（刀具摆动轴）、C＇轴（工作台回转轴）的五轴数控机床基础上，转换装置先通过输入轴端部法兰与机床工作台C＇轴回转中心连接，再通过大直齿锥齿轮与小直齿锥齿轮啮合传动，将C＇轴回转运动转换为中间轴的水平回转运动，最后通过小人字齿圆柱齿轮和大人字齿圆柱齿轮啮合传动，将C＇轴回转运动转换为输出轴端部固连转盘的A＇轴回转运动，由此实现了五轴数控机床C＇轴到A＇轴的旋转坐标轴转换。本发明不仅进一步拓宽了五轴数控机床的加工范围，使原本难加工复杂零件可以完成便捷高效加工，且提高了复杂零件的加工效率和加工精度。
【IPC分类】B23Q1/64
【公开号】CN105127771
【申请号】CN201510639103
【发明人】胡自化, 秦长江, 陈平浪, 陈小告
【申请人】湘潭大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年10月8日