一种用于直驱式ac轴双摆铣头的水油气旋转转换器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于直驱式AC轴双摆铣头的水油气旋转转换器，所述水油气旋转转换器包括：固定主件；主体底座，以及顺次安装在主体底座上的五个连接件，五个连接件之间形成四个进水口和五个出水口；四个进水管，所述四个进水管的一端分别连接上述四个进水口，另一端分别穿过所述主体底座连接外部入水管；五个出水管，所述五个出水管的一端分别连接上述五个出水口，另一端分别穿过上述固定主件并分别连接五个固定水嘴。水油气旋转转换器使得水、油、气管线均布置于铣头内部，各自分开各自旋转，实现了水、油、气的分别进给；双摆铣头运动时，管线与之保持相对静止或少量的转动，不受运动轴相对转动的影响，确保了线路的可靠性。
【专利说明】
一种用于直驱式AC轴双摆铣头的水油气旋转转换器
技术领域
[0001]本实用新型具体涉及一种用于直驱式AC轴双摆铣头的水油气旋转转换器，属于双摆铣头技术领域。
【背景技术】
[0002]现有的双摆铣头的机械传动链中存在机械噪声，高速旋转部件旋转的不平衡带来的动噪声高。同时，传统结构为满足大扭矩输出，不得不增加2到3级减速机，由于传动间隙的存在，严重增大了铣头的累积传动误差，影响机床的加工精度，同时，也给精确控制带来了很大困难。另外，采用普通电机驱动通常要经过笨重的级减速机构后才能满足系统的扭矩输出要求。
[0003]再者，现有技术容易导致由于机床振动和主轴高速转动导致的零件疲劳失效、机件松动、变形、磨损等故障，同时存在泄漏润滑油的问题，对于设备的调试、安装、维护要求也较高。
[0004]目前，五轴联动机床是在3个直线坐标运动的基础上，加上2个角坐标运动，实现机床(铣床)与需要加工的零件实现五轴相对联动，从而使刀头的切削刃部分始终沿着所需加工的曲面的切面方向移动，使曲面加工达到理想的切削状态，并实现零件任意角度(在一定的可加工范围内)的加工。目前五轴联动机床上的关键部件AC轴都是由欧洲、美国、日本等国外进口，价格昂贵且体积大。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种用于直驱式AC轴双摆铣头的水油气旋转转换器，具有高精密、高转速、体积小、制造成本低、结构简单的特点。
[0006]具体的，本实用新型提供一种用于直驱式AC轴双摆铣头的水油气旋转转换器，所述水油气旋转转换器包括:固定主件；主体底座，以及顺次安装在主体底座上的五个连接件，五个连接件之间形成四个进水口和五个出水口；四个进水管，所述四个进水管的一端分别连接上述四个进水口，另一端分别穿过所述主体底座连接外部入水管;五个出水管，所述五个出水管的一端分别连接上述五个出水口，另一端分别穿过上述固定主件并分别连接五个固定水嘴。
[0007]进一步，如上所述的用于直驱式AC轴双摆铣头的水油气旋转转换器，所述主体底座与连接件之间，以及各个连接件之间通过密封圈、轴承件和轴承钢珠相结合的方式固定连接在一起。
[0008]进一步，如上所述的用于直驱式AC轴双摆铣头的水油气旋转转换器，所述进水口和出水口上均具有环形槽，所述进水管和出水管均安装在所述环形槽内。
[0009]进一步，如上所述的用于直驱式AC轴双摆铣头的水油气旋转转换器，所述环形槽之间安装有密封圈。
[0010]本实用新型中，双摆铣头的A、C轴都由伺服电机直接驱动，取代了传统的齿轮、蜗轮蜗杆的传动结构，省去中间传动环节，实现铣头部件的“零传动”。较传统结构而言其优点如下:
[0011 ] (I)运转平稳，噪声小。原本存在于机械传动链中的机械噪声不复存在，高速旋转部件旋转不平衡带来的振动噪声亦大为降低。
[0012](2)控制精度高，机床的加工精度提高。伺服电机可将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，并能快速反应，采用伺服电机后，进一步提高了系统增益，有效的控制了控制对象的静态、动态误差，从而有效的提高了铣头的精度和重复定位精度。
[0013](3)结构紧凑，体积小，重量轻。本实用新型的直驱式结构取代传统减速机构，减少了铣头零部件，简化结构，使得拆装极为方便，同时减少了运动部件的质量，提高了铣头的固有频率。
[0014](4)高效节能。一方面，采用直驱式结构大大简化了系统的传动链，减少了中间环节的能量损耗，提尚了其综合效率;另一方面，伺服电机多为永磁电机，具备尚功率因数、尚效率等优点。
[0015](5)可靠性高。采用直驱式结构后，由机床振动和主轴高速转动导致的零件疲劳失效、机件松动、变形、磨损等故障将大为降低，同时泄漏润滑油的问题将得到很大的改善，对于设备的调试、安装、维护要求也大为降低。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型直驱式AC轴双摆铣头的结构剖面图。
[0017]图2为本实用新型直驱式AC轴双摆铣头的结构分解示意图。
[0018]图3为本实用新型直驱式AC轴双摆铣头的主视图。
[0019]图4为本实用新型直驱式AC轴双摆铣头的仰视图。
[0020]图5为本实用新型水油气旋转转换器结构横截面示意图。
[0021 ]图6为本实用新型水油气旋转转换器结构侧视图。
[0022]图7为本实用新型水油气旋转转换器结构主视图。
[0023]图8为本实用新型中直驱式AC轴双摆铣头主体的主视图。
[0024]图9为本实用新型中直驱式AC轴双摆铣头主体顶面板的俯视图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0026]如图1-4所示，本实用新型所提供的直驱式AC轴双摆铣头包括:C轴单元、A轴单元。
[0027]所述A轴单元包括如下结构:电主轴(2)安装在主体(I)的凹槽内，通过螺母将第一轴承套(7)固定在主体(I)上，通过螺母将第一轴承(6)固定在电主轴(2)上，连接件(5)连接第一电机(4)与电主轴(2)，连接件(5)两头是花键，第一电机(4)通过螺母固定在第一轴承套(7)上，由第一电机(4)直接驱动电主轴(2)，实现A轴摆动±120度。第一侧板(3)卡合安装在主体(I)上。
[0028]第二轴承套(10)通过螺母固定在主体(I)上，第二轴承(9)安装在第二轴承套(10)中，并通过螺母将第二轴承(9)固定在电主轴(2)上，水油气旋转转换器(8)安装在第二轴承
(9)内，并通过螺母将水油气旋转转换器(8)固定在电主轴(2)上，从而把电主轴里的水、油、气等转接出来，与外部连接。第一信号接收器(12)安装在主体(I)上，起到接收A轴摆动的原点定位作用。这样就可以实现电主轴上的水、油、气通过旋转转换器跟着A轴摆动而各自分路出去和外部连接。
[0029]C轴单元包括如下结构:第三轴承(15)固定在连接座(13)内，第二信号接收器(14)安装在连接座(13)内，实现C轴原点定位作用。花键(16)连接主体(I)与第二电机(17)，第二电机(17)安装在连接座(13)上，再把安装好的连接座(13)用螺母固定在主体(I)上，使用第二电机(17)工作来实现C轴±360度旋转。第二侧板(11)卡合安装在主体(I)上。主体外壳
(18)安装在主体(I)上部，主体顶面板(19)安装在主体外壳(18)上。图8为本实用新型中直驱式AC轴双摆铣头主体(I)的主视图。图9为本实用新型中直驱式AC轴双摆铣头主体顶面板
(19)的俯视图。
[0030]本实用新型所提供的直驱式AC轴双摆铣头，在铣头整体结构上，本实用新型选择叉形结构作为A轴和C轴部分的整体支撑。该结构较偏摆式机构而言，具有结构紧凑，刚性大等优点。作业时，主轴(2)驱动机床主切削运动。第二电机(17)直接驱动铣头沿C轴的旋转运动，实现C轴± 360°回转，第一电机(4)直接驱动铣头沿A轴的摆动，实现A轴± 115°摆动。主轴(2)、两个电机所需气、液、电管线等均集中布置于铣头内部，不受旋转运动的限制。
[0031]水油气旋转转换器(8)位于A轴单元一侧，如图5-7所示，所述水油气旋转转换器
(8)包括:固定主件;主体底座，以及顺次安装在主体底座上的五个连接件，五个连接件之间形成四个进水口和五个出水口；四个进水管，所述四个进水管的一端分别连接上述四个进水口，另一端分别穿过所述主体底座连接外部入水管;五个出水管，所述五个出水管的一端分别连接上述五个出水口，另一端分别穿过上述固定主件并分别连接五个固定水嘴。
[0032]对应附图5-7，标记代表的元件如下:
[0033](21)主体底座，(22)第一密封圈，(23)第一轴承件，(24)第二密封圈，(25)主体第一连接件，(26)第三密封圈，(27)第二轴承件，(28)第四密封圈，(30)主体第二连接件，(29)第五密封圈，(31)第三轴承件，(32)第六密封圈，(33)主体第三连接件，(34)第七密封圈，(35)第四轴承件，(37)第八密封圈，(36)主体第四连接件，(38)第九密封圈，(39)第五轴承件，(40)第十密封圈，(41)主体第五连接件，(42)、(43)(44)、(45)、(46)为轴承钢珠。
[0034]标记(47)、(48)、(49)、(50)、(51)、(52)、(53)、(54)、(55)为空心不锈钢连接管，(50)为第一连接管，(49)第二连接管，(48)第三连接管，(47)第四连接管，(51)第六连接管，(52)第七连接管，(53)第八连接管，(54)第九连接管，(55)第五连接管，(56)固定主件，(57)、(58)、(59)、(60)、(61)为固定水嘴。
[0035]通过以上结构，本实用新型的水油气旋转转换器(8)中分布有切削吹气、切削液、主体件入水口(41^2^3^4)、主体件出水口(81、82、83、84、85)，主轴气封5条管线。
[0036]水油气旋转转换器(8)的安装方法如下:把第一密封圈(22)放到主体底座(21)的密封槽内，把第三密封圈放到主体第一连接件(25)的密封槽上，再装上第一轴承件(23)，把主体第一连接件装好的一头连接主体底座，放进轴承钢珠(46)固定，从而将主体底座与主体第一连接件连接，以此类推，直至第二、第三、第四、第五主体安装方法一样。再用空心不锈钢连接管(50)、(49)、(48)、(47)从主体底座分别连接到主体件入水口(Al、A2、A3、A4)，实现水从主体底座分四支流到各连接件，定角度旋转，可与主轴A轴同步摆动角度±120度。
[0037]主体件出水口(81、82、83、84、85)通过空心不锈钢连接管(51)、(52)、(53)、(54)、(55)连接到固定主件(56)上，再由固定水嘴(57)、(58)、(59)、(60)、(61)分别输出给外部水管，使外部水管与A轴摆动时起到水管不互绞，不漏水的作用。
[0038]各个主体连接件上加工了环形槽，每一个环形槽连接一条管线，从而管线不受运动轴相对转动的影响，槽与槽之间安装有密封圈，达到旋转密封的作用。其特点如下:
[0039](I)水油气旋转转换器使得水、油、气管线均布置于铣头内部，各自分开各自旋转，实现了水、油、气的分别进给；
[0040](2)双摆铣头运动时，管线与之保持相对静止或少量的转动，不受运动轴相对转动的影响，确保了线路的可靠性。
[0041 ]本实用新型旨在用于常规的X、Y、Z这三个直线坐标运动的龙门机床基础上，通过伺服电机直接驱动A、C轴，形成五轴联动，实现精密加工，精度可达30弧秒，相当于120分之I度，具有高精密、高转速、体积小、制造成本低、结构简单等优势，可用于铣雕镗钻等加工，其主要使用范围有:模具行业、汽车工业、军工、航空航天、科研、精密器械、高精医疗设备等行业使用。
[0042]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种用于直驱式AC轴双摆铣头的水油气旋转转换器，其特征在于: 所述水油气旋转转换器包括:固定主件;主体底座，以及顺次安装在主体底座上的五个连接件，五个连接件之间形成四个进水口和五个出水口；四个进水管，所述四个进水管的一端分别连接上述四个进水口，另一端分别穿过所述主体底座连接外部入水管;五个出水管，所述五个出水管的一端分别连接上述五个出水口，另一端分别穿过上述固定主件并分别连接五个固定水嘴。2.如权利要求1所述的用于直驱式AC轴双摆铣头的水油气旋转转换器，其特征在于: 所述主体底座与连接件之间，以及各个连接件之间通过密封圈、轴承件和轴承钢珠相结合的方式固定连接在一起。3.如权利要求1所述的用于直驱式AC轴双摆铣头的水油气旋转转换器，其特征在于: 所述进水口和出水口上均具有环形槽，所述进水管和出水管均安装在所述环形槽内。4.如权利要求3所述的用于直驱式AC轴双摆铣头的水油气旋转转换器，其特征在于: 所述环形槽之间安装有密封圈。
【文档编号】B23Q5/08GK205630077SQ201620436930
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】葛辉辉
【申请人】葛辉辉