专利名称：一种控制铣头摆动轴摆动的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种控制数控机床双回转摆动铣头的摆动轴摆动的装置。
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的被加 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”)。在作为具有五轴联动(实现“3+2”)加工能力数控机床的核心功能部件——双回 转摆动铣头上，需要一种控制T型铣头摆动轴(A轴或B轴)摆动的机械装置。由于该机械装置是控制T型铣头摆动的，直接决定加工精度与加工效率，要满足 高效率的大余量切削，除了高精度还需有足够的强度和刚度。由于T型铣头位于双回转摆 动铣头的最下端，体积很小，要满足大型机床几万匪的切削力矩，使用力矩电机的方案远 远达不到，还需传统的机械装置来实现。传统的机械装置采用单边驱动方式，该方式存在三 个缺陷一是小余量精加工时，需要较大的预紧力来消除反向间隙与切削力矩的波动，以保 证精度；大余量加工时，预紧力应该为零，以便有足够大的扭矩来满足机床实现高效率的大 余量切削，但是传统结构满足不了上述要求；二是大余量加工时，这足够大的单边扭矩会对 铣头体产生破坏作用并影响加工精度；三是目前机床上控制T型铣头摆动的蜗轮蜗杆都是 单齿啮合，由于啮合齿数少，所以精度、强度和刚度都很不理想，并且使用寿命短。
发明内容本实用新型的目的是提供一种控制铣头摆动的机械装置，能同时保证小余量加工 时的精度及大余量加工时的大扭矩及加工精度。为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了 一种控制铣头摆动轴摆动的 装置，包括铣头体，在铣头体内穿设有摆动轴，其特征在于，在铣头体的两侧分别设有用于 驱动摆动轴转动的左伺服电机及右伺服电机。进一步，所述左伺服电机与所述摆动轴之间及所述右伺服电机与所述摆动轴之间 分别通过左蜗杆传动机构及右蜗杆传动机构传动。所述左蜗杆传动机构包括左蜗杆，左蜗杆设于所述左伺服电机的输出轴上，左蜗 杆与设于所述摆动轴上的左蜗轮相啮合。在所述左蜗杆与所述左伺服电机的输出轴之间插入减速机构。所述右蜗杆传动机构包括右蜗杆，右蜗杆设于所述右伺服电机的输出轴上，右蜗 杆与设于所述摆动轴上的右蜗轮相啮合。在所述右蜗杆与所述右伺服电机的输出轴之间插入减速机构。
3[0012]所述左蜗杆与所述左蜗轮之间的啮合齿数为左蜗轮总齿数的10% -12. 5% ；或所 述右蜗杆与所述右蜗轮之间的啮合齿数为右蜗轮总齿数的10% -12. 5%。本实用新型利用二台伺服电机产生“不同的扭矩”与“相同的扭矩” 二种在小余量 精加工时保证精度；在大余量加工时满足机床实现高效率的大余量切削；增加了大余量加 工的加工精度；提高了精度、强度和刚度，并且使用寿命长。
图1为本实用新型提供的一种控制铣头摆动轴摆动的装置的结构示意图。
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控制铣头摆动轴摆动的装置，包括铣头体 1，在铣头体1内穿设有摆动轴2，在铣头体1的两侧分别设有用于驱动摆动轴2转动的左伺 服电机3及右伺服电机4。所述左伺服电机3与所述摆动轴2之间及所述右伺服电机4与 所述摆动轴2之间分别通过左蜗杆传动机构及右蜗杆传动机构传动。所述左蜗杆传动机构 包括左蜗杆5，左蜗杆5设于所述左伺服电机3的输出轴上，左蜗杆5与设于所述摆动轴2 上的左蜗轮6相啮合。所述右蜗杆传动机构包括右蜗杆7，右蜗杆7设于所述右伺服电机4 的输出轴上，右蜗杆7与设于所述摆动轴2上的右蜗轮8相啮合。所述左蜗杆5与所述左 蜗轮6之间的啮合齿数为左蜗轮6总齿数的10% -12. 5% ；或所述右蜗杆7与所述右蜗轮 8之间的啮合齿数为右蜗轮7总齿数的10% -12. 5%。为了获得更高的扭矩，在左蜗杆5与左伺服电机3的输出轴之间可插入减速机构 来扩大力矩。在右蜗杆7与右伺服电机4的输出轴之间也可插入减速机构来扩大力矩。小余量加工时左伺服电机3与右伺服电机4的旋转方向不同，产生“不同的扭 矩”(右伺服电机力矩=切削力矩+稳定力矩；这稳定力矩就由左伺服电机产生)，根据切削 力矩的大小动态调整预紧力，以产生足够的稳定力矩，来消除反向间隙和切削力矩波动的 影响。如果加工余量增大到一定程度，切削力矩远远大于反向间隙和切削力矩波动的数值 影响，这时左伺服电机3与右伺服电机4的同向旋转，产生“相同的扭矩”，共同用平衡扭矩 来抵消切削力矩，保证铣头受力均勻，不存在单边破坏扭矩(在试样中，原单边扭矩2000NM 的规格上，二者平衡迭加后，增加到10000NM以上仍无明显变形可正常工作)。用环面啮合技术设计的蜗轮蜗杆，使啮合齿数提高为蜗轮总齿数的10% -12. 5% 之间，当蜗轮齿数为40齿时，啮合齿数大于四齿，切削力矩由四齿共同承担后，承载力、抗 震力明显提高；定位由一齿决定变四齿平均值后决定，精度成倍提高，跳动明显消失，系统 “零偏差”补偿变得很容易实现。
权利要求一种控制铣头摆动轴摆动的装置，包括铣头体(1)，在铣头体(1)内穿设有摆动轴(2)，其特征在于，在铣头体(1)的两侧分别设有用于驱动摆动轴(2)转动的左伺服电机(3)及右伺服电机(4)。
2.如权利要求1所述的一种控制铣头摆动轴摆动的装置，其特征在于，所述左伺服电 机(3)与所述摆动轴(2)之间及所述右伺服电机(4)与所述摆动轴(2)之间分别通过左蜗 杆传动机构及右蜗杆传动机构传动。
3.如权利要求2所述的一种控制铣头摆动轴摆动的装置，其特征在于，所述左蜗杆传 动机构包括左蜗杆(5)，左蜗杆(5)设于所述左伺服电机(3)的输出轴上，左蜗杆(5)与设 于所述摆动轴(2)上的左蜗轮(6)相啮合。
4.如权利要求3所述的一种控制铣头摆动轴摆动的装置，其特征在于，在所述左蜗杆 (5)与所述左伺服电机(3)的输出轴之间插入减速机构。
5.如权利要求2所述的一种控制铣头摆动轴摆动的装置，其特征在于，所述右蜗杆传 动机构包括右蜗杆(7)，右蜗杆(7)设于所述右伺服电机⑷的输出轴上，右蜗杆(7)与设 于所述摆动轴(2)上的右蜗轮(8)相啮合。
6.如权利要求5所述的一种控制铣头摆动轴摆动的装置，其特征在于，在所述右蜗杆 (7)与所述右伺服电机⑷的输出轴之间插入减速机构。
7.如权利要求3、4、5或6所述的一种控制铣头摆动轴摆动的装置，其特征在于，所述左 蜗杆(5)与所述左蜗轮(6)之间的啮合齿数为左蜗轮(6)总齿数的10% -12. 5% ；或所述 右蜗杆(7)与所述右蜗轮(8)之间的啮合齿数为右蜗轮(7)总齿数的10% -12. 5%。
专利摘要本实用新型提供了一种控制铣头摆动轴摆动的装置，包括铣头体，在铣头体内穿设有摆动轴，其特征在于，在铣头体的两侧分别设有用于驱动摆动轴转动的左伺服电机及右伺服电机。本实用新型利用二台伺服电机产生“不同的扭矩”与“相同的扭矩”二种在小余量精加工时保证精度；在大余量加工时满足机床实现高效率的大余量切削；增加了大余量加工的加工精度；提高了精度、强度和刚度，并且使用寿命长。
文档编号B23Q5/02GK201744889SQ20102021394
公开日2011年2月16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