专利名称：数控单轴摆动铣头的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械加工设备技术领域，特别是涉及多轴联动数控机床的
动力头，具体为一种数控B轴(或A轴)摆动铣头。
背景技术：
在数控机床产品中，特别是配有多功能摆动铣头的四轴或五轴联动机床， 是数控机床中的尖端技术产品，是国防、航空等重要工业部门的关键设备。而 摆动铣头是实现机床多轴联动的重要功能部件。我国自主研发，并且制造成功 的厂家很少，严重制约我国先进机床设备的发展，幵发这种摆动铣头具有非常 积极的作用。
发明内容
本实用新型目的是设计一种多轴联动机床用的数控单轴摆动铣头，以解决 数控机床，尤其是数控龙门铣、数控车铣复合镗加工中心等机床的多轴加工问 题。
具体地说， 一种用于多轴联动机床的数控单轴摆动铣头，具有用于与机床 连接的刀架拉头，与机床定位的齿盘装在刀架拉头上，主轴锁紧装置装在刀架 拉头中间端部，液压油接口装置装在刀架拉头一侧，与刀架拉头连接的连接体 位于刀架拉头下端，传动主轴通过主轴轴承安装于刀架拉头内部，打刀杆与传 动主轴一端连接；传动主轴下端为锥齿并与锥齿轮啮合，锥齿轮与锥齿轮啮合, 锥齿轮与刀具主轴安装在一起通过齿轮传动旋转；刀具主轴内锥孔与刀排连接， 实现刀排紧刀与松刀的碟形弹簧与拉杆位于刀具主轴(15)上部；回转伺服电机
3与减速器连接输出扭矩给安装于连接体上的摆动主轴和与摆动主轴连接的摆动
单元；摆动输出轴用联轴器连接圆光栅实现闭环控制。 (四)本实用新型的优点和效果
a、 采用优化设计主轴传动结构。采用优化设计主轴传动结构，结构非常紧 凑，承载能力大。主轴采用高精度的成对轴承支撑，保证了传动的平稳性和 运行的可靠性，刚性好、精度高。
b、 采用高精度的齿盘定位，与机床连接定位精度高，并具有可靠的刚性。
c、 采用高精度标准刀具夹紧单元，由碟型弹簧配松刀油缸来完成锥柄的夹 紧和松刀，可靠。
d、 采用高精度圆光栅，进行闭环控制，实现摆动轴的精确定位。
e、 采用伺服电机驱动，零背隙大减速比传动或采用力矩电机实现大扭矩输 出，驱动摆动轴精确回转。
f、 本摆动头相对于整机为一独立的部件，便于装配和维修。 本实用新型适用于数控机床，尤其是数控龙门铣、数控车铣复合镗加工中
心等机床，能解决多轴加工，尤其是五轴联动等柔性加工问题。本实用新型摆 动头可以在摆角范围的任意固定位置，液压夹紧，做切削运动，也可以放松夹 紧，做联动切削运动。总之，本实用新型摆动头是一款结构紧凑，适用范围很 广的高效、高技术产品，更是一台高效多功能车、铣复合加工中心机床的理想 附件。
图1为本实用新型多轴联动机床单轴旋转摆动头结构示意图。 图号说明l-刀加拉头、2-齿盘、3-打刀杆、4-主轴锁定装置、5-液压轴接 口装置、6-连接体、7-传动主轴、8-主轴轴承、9-过渡轴、10-摆动主轴、11-回转伺服电机、12-减速器、13-液压夹紧单元、14-摆动单元、15-刀具主轴、16-冷却液接口、 17-锥齿轮、18-锥齿轮、19-联轴器、20-圆光栅、21-拉杆。
具体实施方式
本实用新型摆动头的结构如图1所示。这种摆动头是一种数控单轴摆动铣 头，包括与机床连接部分刀架拉头1，装在刀架拉头上的与机床定位齿盘2， 装在刀架拉头1上主轴锁紧装置4，装在刀架拉头1上的液压油接口装置5，与 刀架拉头1连接的连接体6，主轴轴承8、传动主轴7和打刀杆3安装于其内部， 实现主轴传动的主运动，与传动主轴7啮合的锥齿轮18，与锥齿轮18啮合的 锥齿轮17，锥齿轮17与刀具主轴15安装一起，这组齿轮传动实现刀具主轴的 旋转运动，刀具主轴内锥孔与刀排连接，碟形弹簧与拉杆21实现刀排紧刀与松 刀。回转伺服电机11与减速器12连接，输出扭矩给安装于连接体6上摆动主 轴10和与摆动主轴10连接的摆动单元，实现摆动运动。摆动输出轴用联轴器 19连接圆光栅20，实现闭环控制。刀具主轴15旋转动力是由机床主轴通过一 组齿轮传动副完成传递的。刀具夹紧单元由碟型弹簧配松刀油缸来完成松刀、 紧刀的。伺服电机驱动并经高精度的、大减速比的、零背隙减速器输出大扭矩 来实现摆动轴回转运动，或由伺服力矩电机直接驱动实现摆动轴的回转运动。 主轴采用高精度的成对主轴轴承8支撑。
本实用新型工作原理参见附图1,将刀架拉头1与机床主轴连接，定位齿 盘2与机床上的齿盘偶件配合定位，与机床连接就绪。机床主轴旋转，将动力 传递给主轴7，通过一组锥齿轮传动，将动力传递到的刀具主轴，实现切削运 动。摆动运动由回转电机ll，经减速器12输出大扭矩，带动摆动主轴IO，使 摆动单元14实现摆动运动。两组同时运动就实现此摆动头联动运动。
权利要求1、一种用于多轴联动机床的数控单轴摆动铣头，具有用于与机床连接的刀架拉头(1)，与机床定位的齿盘(2)装在刀架拉头上，主轴锁紧装置(4)装在刀架拉头(1)中间端部，液压油接口装置(5)装在刀架拉头(1)一侧，与刀架拉头(1)连接的连接体(6)位于刀架拉头(1)下端，其特征在于传动主轴(7)通过主轴轴承(8)安装于刀架拉头(1)内部，打刀杆(3)与传动主轴(3)一端连接；传动主轴(3)下端为锥齿并与锥齿轮(18)啮合，锥齿轮(18)与锥齿轮(17)啮合，锥齿轮(17)与刀具主轴(15)安装在一起通过齿轮传动旋转；刀具主轴内(15)锥孔与刀排连接，实现刀排紧刀与松刀的碟形弹簧与拉杆(21)位于刀具主轴(15)上部；回转伺服电机(11)与减速器(12)连接输出扭矩给安装于连接体(6)上的摆动主轴(10)和与摆动主轴(10)连接的摆动单元(14)；摆动输出轴用联轴器(19)连接圆光栅(20)实现闭环控制。
专利摘要多轴联动机床的数控单轴摆动铣头属于机械加工机床，它包括与机床连接部分刀架拉头、装在刀架拉头上的与机床定位的齿盘、装在刀架拉头上的主轴锁紧装置、装在刀架拉头上的液压油装置、与刀架拉头固连的连接体壳；刀具主轴的旋转动力是由机床主轴经一组齿轮副来传递的，此传动主轴组件安装于壳体内部；由伺服电机驱动，经高精度减速器减速，将输出的扭矩传递给安装于壳体内的摆动主轴组件，来实现B轴或A轴的回转运动；刀具主轴内锥孔与刀排连接。本实用新型结构紧凑、传动效率高、无间隙、不易磨损，精度保持性好、工作可靠性高，适用于数控机床，尤其是数控龙门铣、数控车铣复合镗加工中心等机床，能解决多轴加工，尤其是五轴联动等柔性加工问题。相对于整机为独立部件，便于装配和维护。
文档编号B23Q1/25GK201264161SQ200820105559
公开日2009年7月1日 申请日期2008年4月16日 优先权日2008年4月16日
发明者张春燕, 曹晓红, 杨奇俊, 王建平, 董维新 申请人:陕西秦川机械发展股份有限公司