一种带有锁刹功能的网架螺栓球加工数控分度装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种带有锁刹功能的网架螺栓球加工数控分度装置，与现有技术相比解决了螺栓球加工分度装置没有锁刹功能的缺陷。本实用新型包括Y轴组件和X轴组件，X轴轴承的内环安装有夹持座，夹持座的一端与伺服电机B相连，夹持座的另一端固定设有锁刹盘且安装有定位轴，定位轴上安装被加工的螺栓球，U型转动组件的两个前伸梁上均安装有与活塞相接触的X轴锁紧件且X轴锁紧件的位置与锁刹盘相对应；U型底座上安装有Y轴加力装置，Y轴加力装置上安装有Y轴锁紧件且Y轴锁紧件的位置与任意一个圆柱筒相对应。本实用新型的锁紧机构在分度系统的内部，可有效保证调整精度和加工精度。
【专利说明】一种带有锁刹功能的网架螺栓球加工数控分度装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械加工设备【技术领域】，具体来说是一种带有锁刹功能的网架螺栓球加工数控分度装置。
【背景技术】
[0002]现代网架结构应用的越来越普遍，已成功运用到各类大型体育馆、展馆、航站楼、火车站等，为满足各种造型需求，网架节点的连接杆也越来越多，对其加工精度要求越来越高。在螺栓球的加工过程中，螺栓球的分度装置很大程度上决定了加工精度的好坏。
[0003]传统的螺栓球加工方法，是对普通车床进行改装，刀架拆除，加装手动分度工装，将铣、钻、攻丝等刀具固定在主轴上，通过主轴旋转带动刀具，而达到螺栓球劈面、钻孔和攻丝的目的。此方法加工精度低，特别是存在多种不规则角度时，手工分度偏差较大，直接影响螺栓球网架质量。目前，以数控分度装置替代手动分度装置成为了一个发展趋势，专利名称为一种新型网架螺栓球的加工机具及其加工方法(专利申请号:201310106009.6)就提出一种数控分度的解决方案。其由U型转动架、分度盘底座和铣床的操作台部分构成，两轴旋转，达到螺栓球的位姿调整。但是该装置没有锁紧机构，定位则只有等待自然停止。若考虑在系统外部附加锁紧机构也存在以下问题，分度装置整体结构不紧凑，经过传动链后精度降低且价格昂贵。同时还存在一个重大隐患和缺陷，即在进行外部附加锁紧机构定位时，螺栓球加工会产生位移，影响螺栓球的加工精度，在加工过程中甚至会导致螺栓球滑动。如何开发出一种将锁刹装置与分度装置结合为一体的螺栓球加工装置已经成为急需解决的技术问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是为了解决现有技术中螺栓球加工分度装置没有锁刹功能的缺陷，提供一种带有锁刹功能的网架螺栓球加工数控分度装置来解决上述问题。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下:
[0006]一种带有锁刹功能的网架螺栓球加工数控分度装置，包括U型底座和U型转动架组件，U型转动架组件包括X轴轴承座和前伸梁，前伸梁的数量为2个，前伸梁分别固定安装在X轴轴承座的两端，还包括Y轴组件和X轴组件，
[0007]Y轴组件包括分别固定安装在U型底座的两个前伸臂端部的Y轴轴承座，Y轴轴承座的数量为2个，Y轴轴承座内均安装有Y轴轴承，上、下两个Y轴轴承的旋转中心延长线重合形成Y轴旋转中心线，U型转动组件的2个前伸梁均被圆柱筒贯穿安装且圆柱筒均安装在U型底座前伸臂端部的Y轴轴承内，圆柱筒的内部均安装有活塞，在圆柱筒的缸盖上开有孔，圆柱筒的数量为2个，其中一个圆柱筒的另一端通过联轴器与伺服电机A相连；X轴组件包括设于U型转动架根部的X轴轴承座，X轴轴承座内安装有X轴轴承，X轴轴承的旋转中心延长线形成X轴旋转中心线且与Y轴旋转中心线正交；
[0008]X轴轴承的内环安装有夹持座，夹持座的一端与伺服电机B相连，夹持座的另一端固定设有锁刹盘且安装有定位轴，定位轴上安装被加工的螺栓球，U型转动组件的2个前伸梁上均安装有与活塞相接触的X轴锁紧件且X轴锁紧件的位置与锁刹盘相对应;U型底座上安装有Y轴加力装置，Y轴加力装置上安装有Y轴锁紧件且Y轴锁紧件的位置与任意一个圆柱筒相对应。
[0009]所述的X轴锁紧件为X轴简支梁抱刹，所述的Y轴锁紧件为Y轴简支梁抱刹。
[0010]所述的X轴锁紧件为X轴悬臂梁抱刹，X轴悬臂梁抱刹的一端固定安装在X轴轴承座上，所述的Y轴锁紧件为Y轴悬臂梁锁紧件。
[0011]所述的圆柱筒为液压筒，圆柱筒上位于缸盖的孔连有高压液体压力泵。
[0012]所述的圆柱筒为气压筒，圆柱筒上位于缸盖的孔连有高压气泵。
[0013]所述的Y轴加力装置为电动推杆、气缸、液压缸或凸轮。
[0014]还包括与前伸梁水平安装的扇形盘且扇形盘位于前伸梁与X轴轴承座的交接处，悬臂梁刹片A和悬臂梁刹片B的一端分别固定在U型底座的底座面上，悬臂梁刹片A和悬臂梁刹片B的另一端分别位于扇形盘的两面；螺杆的上部安装在缸体的螺杆孔内，缸体穿过U型底座的前伸臂放置在悬臂梁刹片A的上方，螺杆的下部依次贯穿悬臂梁刹片A和悬臂梁刹片B且安装在悬臂梁刹片B下方，运动轴安装于缸体内，运动轴的另一端与悬臂梁刹片A相连，且当运动轴下压时悬臂梁刹片A、悬臂梁刹片B和扇形盘三者相接触。
[0015]有益效果
[0016]本实用新型的一种带有锁刹功能的网架螺栓球加工数控分度装置，与现有技术相比锁紧机构在分度系统的内部，可有效保证调整精度和加工精度。通过X轴锁紧件和锁刹盘的设计，保证了 X轴的稳定锁刹；通过Y轴锁紧件针对圆柱筒的锁刹设计，保证了 Y轴的稳定锁刹。本实用新型在加工过程中不会产生螺栓球的移动，具有结构紧凑、价格低廉的特点。
[0017]
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的整体结构示意图
[0019]图2为本实用新型的内部结构示意图。
[0020]图3为本实用新型的主体剖视图。
[0021]图4为本实用新型的爆炸图。
[0022]图5为本实用新型中Y轴锁紧件为简支梁的数控分度装置内部结构示意图。
[0023]图6为本实用新型中X轴锁紧件为简支梁的数控分度装置内部结构示意图。
[0024]图7为本实用新型中Y轴锁刹的第二种实施方式的结构剖视图
[0025]图8为本实用新型中Y轴锁刹的第二种实施方式的立体结构图
[0026]其中，1-U型底座、2-前伸梁、3-Y轴轴承座、4-Y轴轴承、5-圆柱筒、6_活塞，7_联轴器，8-伺服电机A、9-X轴轴承座、1-X轴轴承、11-夹持座、12-锁刹盘、13-定位轴、14-螺栓球、15-X轴悬臂梁抱刹、16-X轴简支梁抱刹、17-Y轴悬臂梁锁紧件、18-Y轴简支梁抱刹、19-Y轴加力装置、30-扇形盘、31-悬臂梁刹片A、32-悬臂梁刹片B、33_运动轴、34-缸体、35-螺杆、81-伺服电机B。
【具体实施方式】
[0027]为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下:
[0028]如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型所述的一种带有锁刹功能的网架螺栓球加工数控分度装置，包括U型底座I和U型转动架组件，U型转动架组件包括X轴轴承座9和前伸梁2，前伸梁2的数量为2个，前伸梁2分别固定安装在X轴轴承座9的两端，整体上形成一个U型。
[0029]还包括Y轴组件和X轴组件，Y轴组件包括分别固定安装在U型底座I的两个前伸臂端部的Y轴轴承座3，Y轴轴承座3的数量为2个。Y轴轴承座3内均安装有Y轴轴承4，Y轴轴承4可以为大规格轴承，则在两个Y轴轴承座3内均安装一个大规格轴承即可；Y轴轴承4也可以选用小规格轴承,则在两个Y轴轴承座3内均分别安装两个小规格轴承。Y轴轴承4的旋转中心延长线重合形成Y轴旋转中心线，Y轴的旋转操作沿着Y轴旋转中心线而旋转，即在Y轴旋转时带动U型转动架组件一起旋转。U型转动组件的2个前伸梁2均被圆柱筒5贯穿安装，圆柱筒5贯穿前伸梁2且安装在前伸梁2上。圆柱筒5均安装在U型底座I前伸臂端部的Y轴轴承4内，圆柱筒5的数量也为2个，圆柱筒5成为前伸梁2与Y轴轴承4的中间连接件，即U型转动组件在Y轴轴承4上旋转，形成了可以带动U型转动架组件进行Y轴旋转。
[0030]圆柱筒5的内部均安装有活塞6，活塞6在圆柱筒5内进行活塞运动。圆柱筒5实际作用为活塞6的缸体34，在圆柱筒5的缸盖上开有孔，通过孔可以采用多种方式实现活塞6的运动。本实用新型中圆柱筒5有两个，可以在两个圆柱筒5的缸盖上均设孔，进行同时两个活塞6的同步运动控制；也可以只在其中一个圆柱筒5的缸盖上设孔，进行一个活塞6的运动控制，其均可以实现X轴锁紧件对锁刹盘12的压制操作。作为活塞6在圆柱筒5内运动的第一种实施方式，圆柱筒5可以为液压筒，圆柱筒5上位于缸盖的孔连有高压液体压力泵。通过高压液体压力泵从缸盖的孔往内充高压液体，从而实现活塞6基于液压方式的活塞运动。作为活塞6在圆柱筒5内运动的第二种实施方式，圆柱筒5可以为气压筒，圆柱筒5上位于缸盖的孔连有高压气泵，通过高压气泵从缸盖的孔往内充高压气体，从而实现活塞6基于气压方式的活塞运动。其中一个圆柱筒5的另一端通过联轴器7与伺服电机AS相连，伺服电机AS控制Y轴的转动，由于圆柱筒5将前伸梁2与Y轴轴承4固定，因此在任意一个圆柱筒5上安装就可以实现Y轴的转动。当然也可以在两个圆柱筒5上均安装伺服电机Α8，进行同步控制即可。
[0031 ] X轴组件包括设于U型转动架2根部的X轴轴承座9，X轴轴承座9内安装有X轴轴承10，X轴轴承10用于X轴旋转使用。X轴轴承10的旋转中心延长线形成X轴旋转中心线且与Y轴旋转中心线正交，即X轴轴承10与两个Y轴轴承4的安装位置在延长线上形成正交。X轴轴承10的内环安装有夹持座11，夹持座11的一端与伺服电机Β81相连，伺服电机Β81通过夹持座11控制X轴旋转。夹持座11的另一端固定设有锁刹盘12且安装有定位轴13，锁刹盘12设在夹持座11与定位轴13之间，定位轴13用于安装螺栓球14。通过伺服电机Β81的工作，带动夹持座11转动，从而带动螺栓球14绕X轴的旋转。
[0032]U型转动组件的2个前伸梁2上均安装有与活塞6相接触的X轴锁紧件且X轴锁紧件的安装位置与锁刹盘12相对应，X轴锁紧件在活塞6的推动下做小范围运动，在经过小范围运动后可以与锁刹盘12接触，从而起到锁刹作用。如图3、图4和图6所示，X轴锁紧件可以为X轴悬臂梁抱刹15或X轴简支梁抱刹16，X轴悬臂梁抱刹15基于悬臂梁原理进行锁刹控制，X轴简支梁抱刹16基于简支梁原理进行锁刹控制，X轴悬臂梁抱刹15和X轴简支梁抱刹16锁刹原理虽不同，但同样可以在作用力下进行小范围的变形，当作用力消失后则恢复原状。X轴锁紧件为X轴悬臂梁抱刹15的实施方式中，X轴悬臂梁抱刹15的一端固定安装在X轴轴承座9上，另一端不固定。活塞6运动时，先穿过前伸梁2，再将X轴悬臂梁抱刹15顶出与锁刹盘12接触，从而起到锁刹作用。X轴锁紧件为X轴简支梁抱刹16的实施方式中，基于简支梁原理，X轴简支梁抱刹16的两端均固定安装在X轴轴承座9上，活塞6运动时，先穿过前伸梁2，再将X轴简支梁抱刹16顶出形成微变形，从而与锁刹盘12接触，从而起到锁刹作用。
[0033]U型底座I上安装有Y轴加力装置19，Y轴加力装置19上安装有Y轴锁紧件且Y轴锁紧件与任意一个圆柱筒5相对应，Y轴锁紧件在Y轴加力装置19的作用下运动，对圆柱筒5进行抱刹，从而实现针对Y轴的锁刹。如图1、图2、图4和图5所示，与X轴锁紧件同理，Y轴锁紧件也可以为Y轴悬臂梁锁紧件17或Y轴简支梁抱刹18，同样的Y轴加力装置19也可以为电动推杆、气缸、液压缸或凸轮，Y轴加力装置19只要实现动力支撑，提供Y轴锁紧件可以针对圆柱筒5的抱刹即可。由于圆柱筒5的数量为2个，Y轴锁紧件和Y轴加力装置19可以为I个，针对其中一个圆柱筒5进行抱刹即可。也可以为2个，保证2个Y轴加力装置19同步控制即可。
[0034]为了增强Y轴的锁紧效果，也为了避免Y轴在长期锁紧操作中会导致圆柱筒5的损坏，还可以添加一种当Y轴在小范围运动轨迹中所使用的锁紧方式，这两种锁紧方式也可以配合在一起使用。作为Y轴锁刹的第二种实施方式，还包括与前伸梁2水平安装的扇形盘30，前伸梁2有两个，可以在任意一个前伸梁2上水平安装扇形盘30。扇形盘30的安装位置位于前伸梁2与X轴轴承座9的交接处，即扇形盘30安装在靠近前伸梁2的底座面上(前伸梁2的底座面为连接两个前伸臂的中间部件)，用于与悬臂梁刹片A31和悬臂梁刹片B32相配合使用。悬臂梁刹片A31和悬臂梁刹片B32的一端分别固定在U型底座I的底座面上，悬臂梁刹片A31和悬臂梁刹片B32同样基于悬臂梁原理，一端固定在U型底座I的底座面上，另一端则可以进行上下波动。悬臂梁刹片A31和悬臂梁刹片B32的另一端分别位于扇形盘30的两面，当悬臂梁刹片A31向下形变时可以接触扇形盘30，当悬臂梁刹片B32向上形变时同样也可以接触扇形盘30，锁刹扇形盘30，从而锁刹前伸梁2。
[0035]缸体34穿过U型底座I的前伸臂放置在悬臂梁刹片A31上，将缸体34穿过U型底座I放置在悬臂梁刹片A31上的好处在于当缸体34内的运动轴33伸出时，反作用力是给了悬臂梁刹片B32 ;若放置在U型底座I的前伸臂上，反作用力是给了 U型底座1，这样就达不到悬臂梁刹片A31和悬臂梁刹片B32相夹的目的。由于缸体34通过螺杆35限位在悬臂梁刹片A31和悬臂梁刹片B32上，因此缸体34无需固定在悬臂梁刹片A31上，且还可以通过下压悬臂梁刹片A31实现悬臂梁刹片B32的上拉。螺杆35的下部依次贯穿悬臂梁刹片A31和悬臂梁刹片B32且安装在悬臂梁刹片B32上，螺杆35与悬臂梁刹片B32可以固定安装也可以活动安装，活动安装可以设计凸起或利用螺杆帽等。运动轴33安装于缸体34内，运动轴33在缸体34内运动可以是液压或气压，提供液压或气压也可以有多种方式，可以直接在缸体34上安装液压泵、气泵或电动推杆；也可以在缸体34上开个孔，从圆柱筒5上引出液压或气压至孔内；只要实现运动轴33在缸体34内的运动即可。螺杆35的上部安装在缸体34的螺杆孔内，用于缸体34的安装，通常螺杆35的数量为4个。运动轴33的另一端与悬臂梁刹片A31相连，当运动轴33下压时悬臂梁刹片A31、悬臂梁刹片B32和扇形盘30三者相接触。这样当运动轴33在缸体34内运动时，下压悬臂梁刹片A31，悬臂梁刹片B32在反作用力下与悬臂梁刹片A3 —起夹住扇形盘30，从而实现Y轴的锁刹功能。
[0036]实际使用时，螺栓球14固定安装在定位轴13上，定位轴13安装固定在夹持座11内，在需要旋转定位时，松开X轴锁紧件和Y轴锁紧件。伺服电机B81工作，带动定位轴13旋转，完成螺栓球X轴线的角度调整。伺服电机A8工作，带动圆柱筒5旋转，完成螺栓球14Y轴线的角度调整，从而满足螺栓球14上任意角度的加工需求。在角度调整完成后，在圆柱筒5内的孔中充入高压液体或高压液体，推动活塞6的输出轴向外运动，压紧悬臂梁抱刹15或X轴简支梁抱刹16，使其紧紧抱住锁刹盘12，从而锁紧X轴，X轴不能转动；Y轴加力装置19工作，使Y轴悬臂梁锁紧件17或Y轴简支梁抱刹18往前运动，使得Y轴悬臂梁锁紧件17或Y轴简支梁抱刹18变形，紧紧压住圆柱筒5，从而锁紧Y轴，Y轴不能转动，然后开始螺栓球14的劈面、钻孔和攻丝相关加工工作。
[0037]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【权利要求】
1.一种带有锁刹功能的网架螺栓球加工数控分度装置，包括U型底座(I)和U型转动架组件，U型转动架组件包括X轴轴承座(9)和前伸梁(2)，前伸梁(2)的数量为2个，前伸梁(2)分别固定安装在X轴轴承座(9)的两端，其特征在于:还包括Y轴组件和X轴组件，Y轴组件包括分别固定安装在U型底座(I)的两个前伸臂端部的Y轴轴承座(3)，Y轴轴承座(3)的数量为2个，Y轴轴承座(3)内均安装有Y轴轴承(4)，上、下两个Y轴轴承(4)的旋转中心延长线重合形成Y轴旋转中心线，U型转动组件的2个前伸梁(2)均被圆柱筒(5)贯穿安装且圆柱筒(5)均安装在U型底座(I)前伸臂端部的Y轴轴承(4)内，圆柱筒(5)的内部均安装有活塞(6)，在圆柱筒(5)的缸盖上开有孔，圆柱筒(5)的数量为2个，其中一个圆柱筒(5)的另一端通过联轴器(7)与伺服电机A (8)相连； X轴组件包括设于U型转动架(2)根部的X轴轴承座(9)，X轴轴承座(9)内安装有X轴轴承(10)，X轴轴承(10)的旋转中心延长线形成X轴旋转中心线且与Y轴旋转中心线正交； X轴轴承(10 )的内环安装有夹持座(11)，夹持座(11)的一端与伺服电机B (81)相连，夹持座(11)的另一端固定设有锁刹盘(12)且安装有定位轴(13)，定位轴(13)上安装被加工的螺栓球(14)，U型转动组件的2个前伸梁(2)上均安装有与活塞(6)相接触的X轴锁紧件且X轴锁紧件的位置与锁刹盘(12)相对应；U型底座(I)上安装有Y轴加力装置(19)，Y轴加力装置(19)上安装有Y轴锁紧件且Y轴锁紧件的位置与任意一个圆柱筒(5)相对应。
2.根据权利要求1所述的一种带有锁刹功能的网架螺栓球加工数控分度装置，其特征在于:所述的X轴锁紧件为X轴简支梁抱刹(16)，所述的Y轴锁紧件为Y轴简支梁抱刹(18)。
3.根据权利要求1所述的一种带有锁刹功能的网架螺栓球加工数控分度装置，其特征在于:所述的X轴锁紧件为X轴悬臂梁抱刹(15)，X轴悬臂梁抱刹(15)的一端固定安装在X轴轴承座(9)上，所述的Y轴锁紧件为Y轴悬臂梁锁紧件(17)。
4.根据权利要求1所述的一种带有锁刹功能的网架螺栓球加工数控分度装置，其特征在于:所述的圆柱筒(5)为液压筒，圆柱筒(5)上位于缸盖的孔连有高压液体压力泵。
5.根据权利要求1所述的一种带有锁刹功能的网架螺栓球加工数控分度装置，其特征在于:所述的圆柱筒(5)为气压筒，圆柱筒(5)上位于缸盖的孔连有高压气泵。
6.根据权利要求1所述的一种带有锁刹功能的网架螺栓球加工数控分度装置，其特征在于:所述的Y轴加力装置(19)为电动推杆、气缸、液压缸或凸轮。
7.根据权利要求1所述的一种带有锁刹功能的网架螺栓球加工数控分度装置，其特征在于:还包括与前伸梁(2)水平安装的扇形盘(30)且扇形盘(30)位于前伸梁(2)与X轴轴承座(9)的交接处，悬臂梁刹片A (31)和悬臂梁刹片B (32)的一端分别固定在U型底座(I)的底座面上，悬臂梁刹片A (31)和悬臂梁刹片B (32)的另一端分别位于扇形盘(30)的两面；螺杆(35)的上部安装在缸体(34)的螺杆孔内，缸体(34)穿过U型底座(I)的前伸臂放置在悬臂梁刹片A (31)的上方，螺杆(35)的下部依次贯穿悬臂梁刹片A (31)和悬臂梁刹片B (32)且安装在悬臂梁刹片B (32)下方，运动轴(33)安装于缸体(34)内，运动轴(33)的另一端与悬臂梁刹片A (31)相连，且当运动轴(33)下压时悬臂梁刹片A (31)、悬臂梁刹片B (32)和扇形盘(30)三者相接触。
【文档编号】B23Q16/02GK203993365SQ201420421287
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】孔凡让, 王明旭, 高天芳, 王子豪 申请人:合肥探奥自动化有限公司