专利名称：龙门式混联五轴联动机床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械装置，特别涉及一种大工件实现五轴加工的混 联机床。
背景技术：
多轴联动数控加工是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术， 应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工，是发电、船舶、航天航空、 模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。国 际上把多轴联动数控技术作为一个国家工业化水平的标志。
目前的多轴联动机床中，其刀具的转动部分结构，大多采用串联结 构，有结构刚性弱的缺点。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述缺陷，设计、研制一种工作空间大且 刚度好，能实现大工件五轴加工的混联机床。
本发明的技术方案是龙门式混联五轴联动机床，包括由机床底座、 立柱、横梁构成的龙门式机床架，其特征是机床底座上安装有可沿X轴 移动的水平滑台，横梁上安装有可沿Y轴移动的垂直滑台，垂直滑台上 通过可沿Z轴移动和旋转的转动机构安装有刀架，刀架左边安装有左电 机、左圆锥齿轮，左电机驱动连接左圆锥齿轮，刀架右边安装有右电机 和系杆，右电机驱动连接系杆，系杆上安装连接行星齿轮和刀具，行星 齿轮与左圆锥齿轮啮合。
所述的刀架的左、右两边还分别设有左、右减速器，左减速器设置 在左电机与左圆锥齿轮之间，左电机通过左减速器驱动连接左圆锥齿 轮，右减速器设置在右电机与系杆之间，右电机通过右减速器驱动连接 系杆。
所述的刀架的右边还安装有右圆锥齿轮，右圆锥齿轮与行星齿轮啮合。
本发明的运动原理如下立柱3安装在机床底座1上，横梁6安装
在立柱3上构成龙门式机床架。水平滑台2安装在机床底座1上，并可 产生X轴的水平移动，工件安装在水平滑台2上。垂直滑台9安装在横 梁6上，并可产生Y轴移动。转动机构8安装在垂直滑台9上，并可产 生Z轴移动；刀架7安装在转动机构8上，转动机构8带动刀架7可产 生绕Z轴36(f旋转；左电机4安装在刀架7的左边，并驱动左圆锥齿轮 IO运动，左圆锥齿轮10驱动行星齿轮15旋转，从而带动刀具16绕Zt 轴旋转；右电机14安装在刀架7的右边，并驱动系杆12绕Y轴摆动； 系杆12带动行星齿轮15绕Y轴摆动和绕Z,轴转动，行星齿轮15上安 装刀具16，从而带动刀具16绕Y轴摆动和绕Z,轴转动。为增加电机的 驱动力矩和行星齿轮的支撑刚度，在刀架的左边设有左减速器，左减速 器设置在左电机与左圆锥齿轮之间，左电机通过左减速器驱动连接左圆 锥齿轮。在刀架的右边设有右减速器和右圆锥齿轮，右减速器设置在右 电机与系杆之间，右电机通过右减速器驱动连接系杆，右圆锥齿轮与行 星齿轮啮合。
本发明结构紧凑合理，生产制造容易，使用操作方便，机床刀具转 动角度大、工作空间大、结构占用空间小，便于实现大工件的五轴加工。
图1是本发明结构原理示意图中l机床底座、2水平滑台、3立柱、4左电机、5左减速器、6 橫梁、7刀架、8转动机构、9垂直滑台、IO左圆锥齿轮、ll右圆锥齿 轮、12系杆、13右减速器、14右电机、15行星齿轮、16刀具。
具体实施例方式
如图1所示，水平滑台2安装在机床底座1上，并可产生X轴的水 平移动；工件安装在水平滑台2上；立柱3安装在机床底座1上；横梁 6安装在立柱3上；垂直滑台9安装在横梁6上，并产生Y轴移动；转 动机构8安装在垂直滑台9上，并产生Z轴移动；刀架7安装在转动机 构8上，转动机构8带动刀架7产生绕Z轴360°旋转；左电机4安装在 刀架7的左边，并驱动左圆锥齿轮10运动，左圆锥齿轮10驱动行星齿 轮15旋转，从而带动刀具16旋转；右电机14安装在刀架7的右边， 并驱动系杆12摆动；系杆12带动行星齿轮15摆动和转动，行星齿轮 15上安装刀具16,从而带动刀具16摆动与转动。在刀架的左边增设左 减速器，左减速器设置在左电机与左圆锥齿轮之间，左电机通过左减速 器驱动连接左圆锥齿轮。在刀架的右边增设右减速器和右圆锥齿轮，右 减速器设置在右电机与系杆之间，右电机通过右减速器驱动连接系杆， 右圆锥齿轮与行星齿轮啮合。左减速器5可以增加左电机4的驱动力矩， 右减速器13可以增加右电机15的驱动力矩。右圆锥齿轮11可以增加 行星齿轮15的支撑刚度。
坐标轴建立行星齿轮15的轴线为Z,轴，左圆锥齿轮10的轴线为 Yi轴，根据右手法则确定Xi轴，在零时刻，坐标Xt Yi Z,与坐标X Y Z 重合。
权利要求
1.一种龙门式混联五轴联动机床，包括由机床底座、立柱、横梁构成的龙门式机床架，其特征是机床底座上安装有可沿X轴移动的水平滑台，横梁上安装有可沿Y轴移动的垂直滑台，垂直滑台上通过可沿z轴移动和旋转的转动机构安装有刀架，刀架左边安装有左电机、左圆锥齿轮，左电机驱动连接左圆锥齿轮，刀架右边安装有右电机和系杆，右电机驱动连接系杆，系杆上安装连接行星齿轮和刀具，行星齿轮与左圆锥齿轮啮合。
2、 根据权利要求1所述的龙门式混联五轴联动机床，其特征是所述 的刀架的左、右两边还分别设有左、右减速器，左减速器设置在左电机 与左圆锥齿轮之间，左电机通过左减速器驱动连接左圆锥齿轮，右减速 器设置在右电机与系杆之间，右电机通过右减速器驱动连接系杆。
3、 根据权利要求1所述的龙门式混联五轴联动机床，其特征是所述 的刀架的右边还安装有右圆锥齿轮，右圆锥齿轮与行星齿轮啮合。
全文摘要
本发明公开了一种龙门式混联五轴联动机床，包括由机床底座、立柱、横梁构成的龙门式机床架，其特征是机床底座上安装有可沿X轴移动的水平滑台，横梁上安装有可沿Y轴移动的垂直滑台，垂直滑台上通过可沿z轴移动和旋转的转动机构安装有刀架，刀架左边安装有左电机、左圆锥齿轮，左电机驱动连接左圆锥齿轮，刀架右边安装有右电机和系杆，右电机驱动连接系杆，系杆上安装连接行星齿轮和刀具，行星齿轮与左圆锥齿轮啮合。本发明结构紧凑合理，生产制造容易，使用操作方便，机床刀具转动角度大、工作空间大、结构占用空间小，便于实现大工件的五轴加工。
文档编号B23Q1/00GK101372081SQ20081019659
公开日2009年2月25日 申请日期2008年9月12日 优先权日2008年9月12日
发明者周建华, 铭 姜, 钊 孙, 朱望东, 李鹭扬 申请人:扬州大学