专利名称：一种双回转摆动铣头的主轴动力传递装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种控制数控机床铣头主轴的动力传递装置，用于将滑枕内的主 电机动力直接传递到铣头主轴上。
背景技术：
目前国内在加工曲面中都是球刀“点加工”，美欧已发展到用铣刀侧刃“线加 工”(如欧盟Flank Milling Optimization项目)和盘刀“面加工”，工效可提高十倍以上。 特别在加工旋转曲面时，盘刀“面加工”比球刀“点加工”的工效高几十倍。在具有五轴联动 (实现“3+2”)加工能力的数控机床上，数控系统使加工刀具的轴线始终垂直于工件被加工 曲面的法线和前进方向，就能实现“线加工”；使加工刀具的轴线始终重合于工件被加工曲 面的法线，就能实现“面加工”(也称“法向加工”)。在进行“线加工”或“面加工”时，需要用到双回转摆动铣头。该装置是一个三层 结构的机械部件，上层是水平旋转的C轴，中间是T型铣头体和控制它来回摆动的A轴(或 B轴)，下层是T型铣头体的主轴箱和主轴。上层C轴旋转时中间层和下层跟着一起同步旋 转。由于安装在下层的铣头主轴需要动力，将动力传递过来只有二种办法1、把主电机放进 滑枕内，用万向节传递到铣头主轴上；2、把主电机直接放进铣头体内。把主电机放进滑枕内是最理想的，因为滑枕内有足够的空间使主电机的力矩和功 率不受电机体积的限制，但用万向节传递会限制A轴(或B轴)摆动角度(无法超过士90 度)；把主电机直接放进铣头体内则主电机的力矩和功率必须足够小(受铣头体的体积限 制)，很难满足大型机床的动力需求。
发明内容本实用新型的目的是提供一种既能满足大型机床的动力需求又不会限制A轴(或 B轴)摆动角度的动力传递装置。为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种双回转摆动铣头的主轴 动力传递装置，包括主电机、摆动轴及铣头主轴，其特征在于，在主电机的输出轴上水平设 有第一齿轮，在摆动轴上设有传动机构，在铣头主轴上水平设有与其同轴的第二齿轮，传动 机构分别与第一齿轮及第二齿轮相啮合。进一步，所述传动机构包括垂直设置的相互啮合的至少一个第三齿轮及第四齿 轮，第四齿轮设于摆动轴上，在第三齿轮及第四齿轮上分别同轴设有第五齿轮及第六齿轮， 第五齿轮与所述第一齿轮相啮合，第六齿轮与所述第二齿轮相啮合。在所述第三齿轮与所述第四齿轮之间至少设有一个第七齿轮。所述第一齿轮、第五齿轮、第六齿轮及第二齿轮为角齿轮。所述角齿轮为螺旋角齿轮，所述第三齿轮、第四齿轮及第七齿轮为斜齿轮。在所述铣头主轴上设有主轴编码器。采用本实用新型提供的一种主轴动力传递装置后，无论C轴和A轴(或B轴)怎么旋转，都不影响整个传动链的工作，满足了机床大力矩的动力需求，既能满足大型机床的 动力需求又不会限制A轴(或B轴)摆动角度。
图1为本实用新型提供的一种双回转摆动铣头的主轴动力传递装置的结构示意 图；图2为本实用新型提供的另一种形式的双回转摆动铣头的主轴动力传递装置的 结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例来具体说明本实用新型。实施例如图1所示，为本实用新型提供的一种双回转摆动铣头的主轴动力传递装置，包 括主电机1、摆动轴9及铣头主轴8，在主电机1的输出轴上水平设有第一齿轮2，在摆动轴9 上设有传动机构，在铣头主轴8上水平设有与其同轴的第二齿轮7，传动机构分别与第一齿 轮2及第二齿轮7相啮合。所述传动机构包括垂直设置的相互啮合的至少一个第三齿轮3 及至少一个第四齿轮5，第四齿轮5设于摆动轴9上，在第三齿轮3及第四齿轮5上分别同 轴设有第五齿轮4及第六齿轮6，第五齿轮4与所述第一齿轮2相啮合，第六齿轮6与所述 第二齿轮7相啮合。所述第一齿轮2、第五齿轮4、第六齿轮6及第二齿轮7为角齿轮。在 所述铣头主轴8上设有主轴编码器10。如图2所示，在所述第三齿轮3与所述第五齿轮4之间至少设有一个第七齿轮11。第一齿轮2的轴芯线与C轴轴芯线重合；在C轴任意旋转的时候，主电机动力可以 通过第一齿轮2 —第五齿轮4 —第三齿轮3 —第四齿轮5传递到第四齿轮5上；第四齿轮5 和第六齿轮6的轴芯线与A轴(或B轴)的轴芯线重合，在摆动头A轴(或B轴)摆动时， 传递到第四齿轮5上的主电机动力可以继续传递到“第六齿轮6 —第二齿轮7” (三级齿轮 传动)，由装在铣头主轴8上的第二齿轮7带动铣头主轴8转动。通过三级齿轮传动后，主 电机转向要相反。当A轴摆角较大时，铣头体外壳需避开第三齿轮3，将变得很窄，会影响铣头体的 强度和刚度。这时传动链可以加入一个外径足够小的过渡齿轮，即第七齿轮11，使A轴摆角 大到士 120度时，铣头体仍有足够的强度和刚度。加入第七齿轮11后，主电机转向又和原
来的一样。当C轴任意旋转和A轴摆动时对铣头主轴8的转速可能有影响，可通过主轴编 码器10，加上C轴和A轴(或B轴)对应的转速，由系统补偿后输出；当主轴有角度定位要 求，可直接根据编码器角度，综合上“C轴对应角度”和“A轴(或B轴)对应角度”来精准 定位。主轴编码器10改用主电机编码器时，须加上齿轮总速比的影响后，再来补偿和精准 定位。为了减低齿轮传动中的噪声，这里的角齿轮采用螺旋角齿轮(也称“螺旋伞齿 轮”)，其它齿轮采用斜齿轮。
权利要求一种双回转摆动铣头的主轴动力传递装置，包括主电机(1)、摆动轴(9)及铣头主轴(8)，其特征在于，在主电机(1)的输出轴上水平设有第一齿轮(2)，在摆动轴(9)上设有传动机构，在铣头主轴(8)上水平设有与其同轴的第二齿轮(7)，传动机构分别与第一齿轮(2)及第二齿轮(7)相啮合。
2.如权利要求1所述的一种双回转摆动铣头的主轴动力传递装置，其特征在于，所述 传动机构包括垂直设置的相互啮合的至少一个第三齿轮(3)及至少一个第四齿轮(5)，第 四齿轮(5)设于摆动轴(9)上，在第三齿轮(3)及第四齿轮(5)上分别同轴设有第五齿轮 (4)及第六齿轮(6)，第五齿轮(4)与所述第一齿轮(2)相啮合，第六齿轮(6)与所述第二 齿轮(7)相啮合。
3.如权利要求2所述的一种双回转摆动铣头的主轴动力传递装置，其特征在于，在所 述第三齿轮(3)与所述第五齿轮(4)之间至少设有一个第七齿轮(11)。
4.如权利要求1、2或3任一项所述的一种双回转摆动铣头的主轴动力传递装置，其特 征在于，所述第一齿轮(2)、第五齿轮(4)、第六齿轮(6)及第二齿轮(7)为角齿轮。
5.如权利要求4所述的一种双回转摆动铣头的主轴动力传递装置，其特征在于，所述 角齿轮为螺旋角齿轮，所述第三齿轮(3)、第四齿轮(5)及第七齿轮(11)为斜齿轮。
6.如权利要求1、2或3任一项所述的一种双回转摆动铣头的主轴动力传递装置，其特 征在于，在所述铣头主轴(8)上设有主轴编码器(10)。
专利摘要本实用新型提供了一种双回转摆动铣头的主轴动力传递装置，包括主电机、摆动轴及铣头主轴，其特征在于，在主电机的输出轴上水平设有第一齿轮，在摆动轴上设有传动机构，在铣头主轴上水平设有与其同轴的第二齿轮，传动机构分别与第一齿轮及第二齿轮相啮合。采用本实用新型提供的一种主轴动力传递装置后，无论C轴和A轴(或B轴)怎么旋转，都不影响整个传动链的工作，满足了机床大力矩的动力需求，既能满足大型机床的动力需求又不会限制A轴(或B轴)摆动角度。
文档编号B23Q5/02GK201684926SQ201020213930
公开日2010年12月29日 申请日期2010年6月2日 优先权日2010年6月2日
发明者华庆强 申请人:华庆强