车花加工旋转机构及数控机床的制作方法
【专利摘要】一种车花加工旋转机构，包括：支撑部，与一个数控机床的机架固定连接；第一驱动部，设置在支撑部上；第一传动组件，与第一驱动部传动连接；第二驱动部，也设置在支撑部上；第二传动组件，与第二驱动部固定连接，第二传动组件定义其竖直方向的中心轴为Z轴；以及旋转部，设置在支撑部下方，旋转部包括旋转架以及加工刀具，旋转架呈弯折状，旋转架与第一传动组件传动连接，加工刀具限定在旋转架上并与所述第二传动组件传动连接，加工刀具的延伸方向定义为X轴，所述X轴与所述Z轴的延伸方向相互垂直。当第一驱动部驱动第一传动组件转动时，所述旋转部环绕Z轴相对于支撑部旋转，并同时带动整个加工刀具旋转，当第二驱动部驱动第二传动组件转动时，加工刀具围绕X轴旋转。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及物件加工设备，尤其涉及一种车花加工旋转机构及数控机床。 车花加工旋转机构及数控机床
【背景技术】
[0002] 现有的五轴联动数控机床为串联结构的机床，五个坐标运动分别配置在刀具（主 轴）侧和物件（工作台）侧完成。两个转动坐标轴分别由主轴摆动和工作台上设置的转台 回转来实现，此种形式的工作台能够承受较大重要的物件，且可以采用标准交换工作台，主 轴结构较为简单。其工作原理为设置在工作台上的转台环绕X轴回转，定义为A轴，A轴的 工作角度范围是+30度至120度；主轴上方设置回转头，能环绕Z轴旋转，定义为C轴，C轴 一般为360度回转。通过A轴与C轴组合，固定在转台上的物件除了底面之外，其余的五个 面都可以由主轴进行加工。A轴与C轴的最小分度值一般为0.001度，这样可以把物件细分 成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等，A轴和C轴与X、Y、Z三直线轴实现联动，就可以加工 出复杂的空间曲面。
[0003] 数控转台和数控分度盘作为数控机床必要的辅助转动配件，其作用是为数控机床 提供回转坐标。数控分度盘上设置的分度头主要用于对数控转台进行数控分度，通过上面 的Α轴与C轴来驱动所述转台或分度头完成等分、不等分或连续的回转加工，从而形成复杂 曲面加工。
[0004] 然而，在现有设计中，回转头直接设置在Z轴延伸方向上，其只能对其正下方的物 件的上表面进行加工，且加工出来的图案单一，例如只有圆形或弧形，无法满足用户需求。 实用新型内容
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型提供一种车花加工旋转机构及数控机床。
[0006] 在一个实施例中，提供一种车花加工旋转机构，其特征在于，包括：支撑部，与一个 数控机床的机架固定连接；第一驱动部，设置在所述支撑部上；第一传动组件，与所述第一 驱动部传动连接；第二驱动部，也设置在所述支撑部上；第二传动组件，与所述第二驱动部 固定连接，所述第二传动组件定义其坚直方向的中心轴为Z轴；以及旋转部，设置在所述支 撑部下方，所述旋转部包括旋转架以及加工刀具，所述旋转架呈弯折状，所述旋转架与所述 第一传动组件传动连接，所述加工刀具限定在所述旋转架上并与所述第二传动组件传动连 接，所述加工刀具的延伸方向定义为X轴，所述X轴与所述Z轴的延伸方向相互垂直，当所 述第一驱动部驱动所述第一传动组件转动时，所述旋转部环绕所述Z轴相对于所述支撑部 旋转，并同时带动整个加工刀具旋转，当所述第二驱动部驱动所述第二传动组件转动时，所 述加工刀具围绕所述X轴旋转。
[0007] 优选的，所述支撑部包括下方固定架与上方固定架，所述下方固定架包括第一收 容腔，所述上方固定架包括第二收容腔，所述第一收容腔与所述第二收容腔连通，所述第二 传动组件部分收容在所述第一收容腔和第二收容腔内。
[0008] 优选的，所述下方固定架的面积大于所述上方固定架的面积，使得所述下方固定 架与所述上方固定架之间形成有一个阶梯表面，所述第一驱动部设置在所述阶梯表面上。
[0009] 优选的，所述第一传动组件包括第一传动单元、第一皮带、第二传动单元以及第三 传动单元，所述第一传动单元与所述第一驱动部固定连接，所述第二传动单元通过所述第 一皮带与所述第一传动单元传动连接，所述第三传动单元与所述第二传动单元固定连接， 所述第三传动单元一端与所述旋转架固定连接，所述第二传动单元位于所述第二收容腔 内，所述第三传动单元收容在所述第一收容腔内。
[0010] 优选的，所述上方固定架包括一个开放式侧面，使得所述第二传动单元可见。
[0011] 优选的，所述第二传动组件包括旋转轴及套设在所述旋转轴外的轴承，所述旋转 轴与所述第二驱动部固定连接，所述轴承收容在所述旋转架内，所述旋转架上设置有一个 滑轮，所述第二传动组件的轴承通过一个第二皮带经由所述滑轮与所述加工刀具的末端传 动连接，使得所述加工刀具在所述第二驱动部的驱动以及轴承和第二皮带的带动下，绕X 轴旋转。
[0012] 优选的，所述第一传动组件的第三传动单元套设在所述旋转轴外，所述第三传动 单元与所述旋转轴之间形成有间隙，且所述第三传动单元的中心轴与所述Z轴重合。
[0013] 优选的，所述第一驱动部与所述第二驱动部平行设置。
[0014] 在另一实施例中，提供一种数控机床，其至少包括机架以及上述的车花加工旋转 机构。
[0015] 优选的，所述数控机床进一步包括数控面板，所述车花加工旋转机构的旋转部的 旋转角度通过所述数控面板进行控制。
[0016] 在本实用新型的车花加工旋转机构以及采用所述加工旋转机构的数控机床中，将 旋转部设置为弯折状，使得所述加工刀具的延伸方向（X轴）与所述第二传动组件的中心轴 (Z轴）的延伸方向相互垂直。当所述第一驱动部驱动所述第一传动组件转动时，所述旋转 部环绕所述Z轴相对于所述支撑部旋转，当所述第二驱动部驱动所述第二传动组件绕Z轴 转动时，进一步通过滑轮带动所述加工刀具围绕X轴旋转，从而能够对待加工物件的侧面 进行加工，增加了物件加工的灵活性。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是根据本实用新型实施例提供的数控机床的整体示意图。
[0018] 图2是根据本实用新型实施例提供的车花加工旋转机构的剖示图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合【具体实施方式】对本实用新型的技术方案作进一步更详细的描述。显然， 所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新 型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实 施例，都应属于本实用新型保护的范围。
[0020] 请参阅图1，其为本实用新型实施例提供的数控机床1。本实施例中，所述数控机 床1为五轴联动机床，其能够在X、Y、Z方向上移动，并且能够围绕X轴和环绕Z轴旋转，因 此可以在待加工物件（图未示）的五个方向上进行加工。具体的，所述数控机床1至少包 括机架2、围绕X轴旋转的车花加工主轴加工台3以及环绕Z轴旋转的车花加工旋转机构 4。
[0021] 所述机架2用于支撑整个数控机床1上的其他部件，并且设置有数控面板，供用户 对数控机床1进行控制。所述围绕X轴旋转的主轴加工台3可通过本领域技术人员熟知的 各种技术进行实现，此处不再赘述。
[0022] 请参阅图2,在本实施例中，所述车花加工旋转机构4包括支撑部10、第一驱动部 20、第一传动组件30、第二驱动部40、第二传动组件50以及旋转部60。所述支撑部10与 数控机床1的所述机架2固定连接，所述第一驱动部20和所述第二驱动部40均设置在所 述支撑部10上。所述第一传动组件30与所述第一驱动部20传动连接，所述第二传动组件 50与所述第二驱动部40固定连接，所述第一传动组件30和第二传动组件50部分设置在所 述支撑部10内，且所述第一传动组件30部分套设在所述第二传动组件50上。所述旋转部 60设置在所述支撑部10下方，并与所述第一传动组件30传动连接，当所述第一驱动部20 驱动所述第一传动组件30旋转时，所述旋转部60跟随所述第一传动组件30旋转。
[0023] 具体的，所述支撑部10包括下方固定架11与上方固定架12,所述下方固定架11 的面积大于所述上方固定架12的面积，使得所述下方固定架11与所述上方固定架12之间 形成有一个阶梯表面13。所述下方固定架11包括第一收容腔14,所述上方固定架12包括 第二收容腔15,所述第一收容腔14与所述第二收容腔15连通。本实施例中，所述上方固定 架12具有一个开放式侧面。
[0024] 所述第一驱动部20设置在所述阶梯表面13上。本实施例中，所述第一驱动部20 为旋转电机。
[0025] 所述第一传动组件30包括第一传动单元31、第一皮带32、第二传动单元33以及 第三传动单元34。所述第一传动单元31与所述第一驱动部20固定连接，所述第二传动单 元33通过所述第一皮带32与所述第一传动单元31传动连接，所述第三传动单元34与所 述第二传动单元33固定连接。所述第一传动单元31位于所述阶梯表面13上，所述第二传 动单元33位于所述第二收容腔15内，所述第三传动单元34收容在所述第一收容腔14和 所述第二收容腔15内。本实施例中，所述第二传动单元33是一个环状旋转轮，所述第三传 动单元34大致呈空心圆柱状，所述第二传动单元33套设在所述第三传动单元34外，所述 第二传动单元33和所述第三传动单元34形成一个轴承。
[0026] 所述第二驱动部40位于所述支撑部10的上方固定架12的顶面上，所述第二驱动 部40与所述第一驱动部20平行设置。本实施例中，所述第二驱动部40为旋转电机，所述 第二驱动部40的转动轴穿过所述支撑部10的上方固定架12的顶面，并部分收容在所述第 二收容腔15内。
[0027] 所述第二传动组件50包括旋转轴51及轴承52,所述第二传动组件50的旋转轴 51的一端与所述第二驱动部40的旋转轴固定连接，所述轴承52套设在所述轴承52的另一 端，并收容在所述旋转部60内。所述第一传动组件30的第三传动单元34套设在所述第二 传动组件50的所述旋转轴51上,且所述第三传动单元34与所述旋转轴51之间形成有一 个间隙，使得所述第三传动单元34与所述旋转轴51能够相对转动。所述第三传动单元34 的中心轴、所述旋转轴51的中心轴与所述第二传动组件50的中心轴重合，且所述中心轴被 命名为Z轴。
[0028] 所述旋转部60设置在所述支撑部10下方。具体的，所述旋转部60包括旋转架61 以及加工刀具62,所述旋转架61呈弯折状。本实施例中，所述旋转架呈"L"状。所述旋转 架61的一端与所述第一传动组件30的第三传动单兀34的末端固定连接，所述加工刀具62 与所述旋转架61的另一端固定连接。所述旋转架62内设置有一个滑轮63,所述第二传动 组件50的轴承52通过一个第二皮带64经由所述滑轮63与所述加工刀具62的末端传动 连接，使得所述加工刀具62在所述第二驱动部40的驱动下，通过所述第二传动组件50和 第二皮带64的传动，能够绕自身的延伸方向（定义为X轴）旋转。
[0029] 本实施例中，所述第一驱动部20可通过自动控制（例如数控）的方式来调整其旋 转速度，因此可进一步调整旋转部60的旋转角度。
[0030] 本实施例中，所述加工刀具62的延伸方向（X轴）与所述第二传动组件50的中心 轴（Z轴）的延伸方向相互垂直，当所述第一驱动部20驱动所述第一传动组件30转动时， 所述旋转部60能够环绕Z轴相对于所述支撑部10旋转，而当所述第二驱动部40驱动所述 第二传动组件50转动时，所述加工刀具62能够围绕X轴自转。
[0031] 此外，用户能够通过所述上方固定架12的开放式侧面，观察到所述第二传动单元 33以及部分所述第二传动组件50的转动情况，从而方便调整，且当机器发生故障时，可方 便修理。
[0032] 在其他实施例中，所述旋转部60或旋转部60上的加工刀具62还可设计为能够沿 Z轴方向上下运动的结构，如此能够更加方便用户调整待加工物件与加工刀具62之间的位 置。
[0033] 在本实用新型的车花加工旋转机构4以及采用所述加工旋转机构4的数控机床1 中，将旋转部60设置为弯折状，使得所述加工刀具62的延伸方向（X轴）与Z轴方向相互 垂直。当所述第一驱动部20驱动所述第一传动组件30转动时，所述旋转部60环绕Z轴相 对于所述支撑部10旋转，当所述第二驱动部40驱动所述第二传动组件50绕Z轴转动时， 进一步通过滑轮63带动所述加工刀具62围绕X轴旋转，从而能够对待加工物件的侧面进 行加工，增加了物件加工的灵活性。
[0034] 此外，可以理解，所述数控机床1的机架2可以是固定尺寸的，当需要更换车花加 工旋转机构时，只需将现有设计中的车花加工旋转机构拆下，并安装上述车花加工旋转机 构4以进行替换即可。而在一些实施例中，还可以在机架2上同时放置上述车花加工旋转 机构4和现有设计中的车花加工旋转机构，从而能够对待加工物件的上表面和侧面同时进 行加工。
[0035] 以上所披露的仅为本实用新型实施例中的较佳实施例而已，当然不能以此来限定 本实用新型的权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所 涵盖的范围。
【权利要求】
1. 一种车花加工旋转机构，其特征在于，包括： 支撑部，与一个数控机床的机架固定连接； 第一驱动部，设置在所述支撑部上； 第一传动组件，与所述第一驱动部传动连接； 第二驱动部，也设置在所述支撑部上； 第二传动组件，与所述第二驱动部固定连接，所述第二传动组件定义其坚直方向的中 心轴为Z轴；以及 旋转部，设置在所述支撑部下方，所述旋转部包括旋转架以及加工刀具，所述旋转架呈 弯折状，所述旋转架与所述第一传动组件传动连接，所述加工刀具限定在所述旋转架上并 与所述第二传动组件传动连接，所述加工刀具的延伸方向定义为X轴，所述X轴与所述Z轴 的延伸方向相互垂直，当所述第一驱动部驱动所述第一传动组件转动时，所述旋转部环绕 所述Z轴相对于所述支撑部旋转，并同时带动整个加工刀具旋转，当所述第二驱动部驱动 所述第二传动组件绕所述Z轴转动时，所述加工刀具被带动并围绕所述X轴旋转。
2. 如权利要求1所述的车花加工旋转机构，其特征在于，所述支撑部包括下方固定架 与上方固定架，所述下方固定架包括第一收容腔，所述上方固定架包括第二收容腔，所述第 一收容腔与所述第二收容腔连通，所述第二传动组件部分收容在所述第一收容腔和第二收 容腔内。
3. 如权利要求2所述的车花加工旋转机构，其特征在于，所述下方固定架的面积大于 所述上方固定架的面积，使得所述下方固定架与所述上方固定架之间形成有一个阶梯表 面，所述第一驱动部设置在所述阶梯表面上。
4. 如权利要求2所述的车花加工旋转机构，其特征在于，所述第一传动组件包括第一 传动单元、第一皮带、第二传动单元以及第三传动单元，所述第一传动单元与所述第一驱动 部固定连接，所述第二传动单元通过所述第一皮带与所述第一传动单元传动连接，所述第 三传动单元与所述第二传动单元固定连接，所述第三传动单元一端与所述旋转架固定连 接，所述第二传动单元位于所述第二收容腔内，所述第三传动单元收容在所述第一收容腔 和所述第二收容腔内。
5. 如权利要求4所述的车花加工旋转机构，其特征在于，所述上方固定架包括一个开 放式侧面，使得所述第二传动单元以及部分所述第二传动组件可见。
6. 如权利要求4所述的车花加工旋转机构，其特征在于，所述第二传动组件包括旋转 轴及套设在所述旋转轴外的轴承，所述旋转轴与所述第二驱动部固定连接，所述轴承收容 在所述旋转架内，所述旋转架上设置有一个滑轮，所述第二传动组件的轴承通过一个第二 皮带经由所述滑轮与所述加工刀具的末端传动连接，使得所述加工刀具在所述第二驱动部 的驱动以及第二传动组件和第二皮带的带动下，绕X轴旋转。
7. 如权利要求6所述的车花加工旋转机构，其特征在于，所述第一传动组件的第三传 动单元套设在所述旋转轴外，所述第三传动单元与所述旋转轴之间形成有间隙，且所述第 三传动单元的中心轴与所述Z轴重合。
8. 如权利要求1所述的车花加工旋转机构，其特征在于，所述第一驱动部与所述第二 驱动部平行设置。
9. 一种数控机床，至少包括机架以及如上述权利要求1-8项任一项所述的车花加工旋 转机构。
10.如权利要求9所述的数控机床，进一步包括数控面板，所述车花加工旋转机构的旋 转部的旋转角度通过所述数控面板进行控制。
【文档编号】B23Q5/10GK203831088SQ201420203609
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年4月24日 优先权日:2014年4月24日
【发明者】朱立亮 申请人:深圳市广立进科技有限公司