一种B轴转台结构的制作方法

一种b轴转台结构
技术领域
1.本实用新型涉及数控设备技术领域，特别涉及一种b轴转台结构。


背景技术：

2.车铣复合机床是以车为主，铣、镗、钻和攻丝等为辅的五轴联动机床。在车铣复合机床中，一般设置有用于装夹棒料的装夹主轴，装夹主轴与a轴平行，为了使加工主轴能够多角度地完成加工和刀具装夹操作，需要将加工主轴安装在b轴转台上，从而使主轴能够绕b轴摆动，继而为了使加工主轴能够竖向移动，b轴转台会安装在z轴滑台上，z轴滑台在远离b轴转台的一侧会设置丝杠驱动机构，丝杆驱动机构驱动z轴滑台、z轴滑台上的b轴转台和加工主轴竖向移动，现有的b轴转台一般在其尾部加装检测机构以计量b轴转台带动加工主轴摆动的角位移量，但是这样的b轴转台结构会使b轴转台的尾部增长，使检测机构与丝杆驱动机构的丝杆发生干涉，不利于车铣复合机床紧凑化的设计。
3.可见，现有技术还有待改进和提高。


技术实现要素：

4.鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种b轴转台结构，旨在将检测机构安装在b轴转台的中部，避免b轴转台结构的尾部占用空间过大而影响丝杆驱动机构的紧凑化设计。
5.为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：
6.一种b轴转台结构，包括z轴滑台、力矩电机、法兰盘、码盘、光栅读头、圆盖以及夹头；所述z轴滑台包括中部贯通的滑板部、凸出设置在滑板部前方的圆筒部以及凸出设置在滑板部后方的传动接头，所述传动接头用于与丝杆螺母固定连接；所述力矩电机穿过滑板部并且固定在圆筒部上，所述力矩电机的输出端朝前方设置，所述法兰盘的一端面与力矩电机的输出端传动连接，所述码盘套设在法兰盘上，所述光栅读头固定在圆筒部上并且检测码盘上的刻度，法兰盘的另一端面与圆盖螺钉连接，所述码盘被圆盖包围，所述夹头用于安装加工主轴并且与圆盖固定连接。
7.作为上述技术方案的进一步改进，所述圆筒部的前端向内腔方向凸出形成内挡圈，所述力矩电机的头部与内挡圈螺钉连接。
8.作为上述技术方案的进一步改进，所述法兰盘包括法兰主体和环绕法兰主体的周壁设置的定位外环，所述码盘套在法兰主体上并且抵靠在定位外环上，码盘与定位外环固定连接。
9.作为上述技术方案的进一步改进，所述圆盖包括圆形的盖板和设置在盖板后方的围边，所述盖板与法兰主体螺钉连接，所述围边设置在码盘的外围。
10.作为上述技术方案的进一步改进，所述夹头包括与圆盖螺钉连接的圆接头部和用于安装加工主轴的装夹部，所述盖板的前端面设有与圆接头部连接的定位圆槽。
11.作为上述技术方案的进一步改进，所述夹头的圆接头部、圆盖以及z轴滑台的圆筒
部的外径均相等并且被保护筒包裹。
12.作为上述技术方案的进一步改进，所述滑板部的后端面边角处设有滑块安装槽。
13.作为上述技术方案的进一步改进，所述传动接头的一端与滑板部一体成型，另一端形成两个支撑爪，两个支撑爪围成一个安装口，所述支撑爪的上端面开设有多个螺纹孔。
14.有益效果：
15.与现有技术相比，本实用新型提供的b轴转台结构通过在力矩电机的输出端上设置法兰盘，巧妙地将码盘和光栅读头均设置在力矩电机的前方，合理利用了b轴转台中部的空间，从而大大缩减z轴滑台后方零部件的占用空间，保证丝杆驱动机构的丝杆能够紧凑地设置在力矩电机的后方，不会与力矩电机发生运动干涉，丝杆驱动机构的丝杆螺母则安装在传动接头上，丝杆驱动机构通过电机的驱动，带动b轴转台结构沿上下方向移动。
附图说明
16.图1为本实用新型提供的车铣复合机床的立体图一。
17.图2为本实用新型提供的车铣复合机床的立体图二。
18.图3为图2中a区域的局部放大图。
19.图4为本实用新型提供的b轴转台结构的内部结构示意图。
20.图5为码盘安装在法兰盘上的结构示意图。
21.图6为本实用新型提供的z轴滑台的立体图。
22.图7为本实用新型提供的法兰盘的立体图。
23.图8为本实用新型提供的夹头的立体图。
24.主要元件符号说明：1-z轴滑台、2-力矩电机、3-法兰盘、4-码盘、5-光栅读头、51-支架、6-圆盖、7-夹头、11-滑板部、12-圆筒部、13-传动接头、131-支撑爪、132-安装口、133-螺纹孔、14-内挡圈、15-滑块安装槽、31-法兰主体、32-定位外环、61-盖板、62-围边、71-圆接头部、72-装夹部、8-保护筒、91-加工主轴、92-装夹主轴、93-x轴丝杆驱动机构、94-y轴丝杆驱动机构、95-z轴丝杆驱动机构、96-床身、97-y轴滑台、98-x轴滑台、102-丝杆螺母、971-导轨、972-滑块。
具体实施方式
25.本实用新型提供一种b轴转台结构，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型的保护范围。
26.本文中，y轴方向为前后方向，x轴方向为左右方向，z轴方向为上下方向，所述b轴转台结构朝向装夹主轴92的方向为前，“前”与“后”反向。
27.请参阅图1-8，本实用新型提供一种b轴转台结构，包括z轴滑台1、力矩电机2、法兰盘3、码盘4、光栅读头5、圆盖6以及夹头7；所述z轴滑台1包括中部贯通的滑板部11、凸出设置在滑板部11前方的圆筒部12以及凸出设置在滑板部11后方的传动接头13，所述传动接头13用于与丝杆螺母102固定连接；所述力矩电机2穿过滑板部11并且固定在圆筒部12上，所述力矩电机2的输出端朝前方设置，所述法兰盘3的一端面与力矩电机2的输出端传动连接，所述码盘4套设在法兰盘3上，所述光栅读头5通过支架51固定在圆筒部12上并且检测码盘4
上的刻度，法兰盘3的另一端面与圆盖6螺钉连接，所述码盘4被圆盖6包围，所述夹头7用于安装加工主轴91并且与圆盖6固定连接。
28.车铣复合机床在实际装配中，先要完成b轴转台结构的组装，见图4所示，即先将所述力矩电机2的头部穿过滑板部11并且固定在圆筒部12上，所述力矩电机2的尾部朝滑板部11的后方凸出，然后将法兰盘3的后端面固定在力矩电机2的输出端上，将码盘4套设在法兰盘3上，在圆筒部12上安装光栅读头5，使光栅读头5通过检测码盘4上的刻度并且反馈信号至控制系统，控制系统通过信号处理后精准地计量b轴转台带动加工主轴91摆动的角位移量。紧接将圆盖6安装在法兰盘3的前端面上，圆盖6的围边62包围码盘4的外周，但不与圆筒部12接触，圆盖的围边62对码盘4起到防尘保护作用，继而所述夹头7与圆盖6螺钉连接，在夹头7上安装加工主轴，顺利完成b轴转台的整体组装。最后将z轴滑台1可滑动地设置在y轴滑台97上，y轴滑台97上设有两根沿竖向延伸的导轨971，所述滑板部11的后端面边角处上设有滑块安装槽15，每个滑块安装槽15中固设有滑块972，每个滑块972与对应的导轨971滑动连接，使z轴滑台1可顺畅地竖向移动。
29.与现有技术相比，本实用新型提供的b轴转台结构通过在力矩电机2的输出端上设置法兰盘3，巧妙地将码盘4和光栅读头5均设置在力矩电机2的前方，合理利用了b轴转台中部的空间，从而大大缩减z轴滑台1后方零部件的占用空间，保证丝杆驱动机构的丝杆101能够紧凑地设置在力矩电机2的后方，不会与力矩电机2发生运动干涉，丝杆驱动机构的丝杆螺母102则安装在传动接头13上，丝杆驱动机构通过电机的驱动，带动b轴转台结构沿上下方向移动。
30.以下简述b轴转台结构的工作原理：力矩电机提供强大的转动力矩，带动法兰盘3、码盘4、圆盖6、夹头7以及加工主轴91同步绕b轴(即图4中虚线的延长方向)转动，使加工主轴根据实际的切削工况进行灵活摆动，形成多角度的加工效果。加工主轴在换刀时，力矩电机带动加工主轴从竖直状态摆动至水平状态，以配合刀库进行自动换刀。
31.需要理解的是，如果力矩电机的尾部占用空间过大，使得z轴丝杆驱动机构95需要整体后移，将会使得z轴丝杆驱动机构95位于y轴滑台97的中部，从而阻碍工作人员进行y轴滑台97的内部进行装配操作。另外，由于z轴丝杆驱动机构95需要整体后移，使得y轴滑台97在前后方向的长度增长，从而影响y轴滑台97的滑移距离。还有，也将会导致传动接头13的安装口132非常远离滑板部，影响z轴丝杆驱动机构95驱动z轴滑台1竖向移动的平稳性。
32.具体的，见图6所示，所述圆筒部12的前端向内腔方向凸出形成内挡圈14，圆筒部12的内壁上设有与力矩电机2外壳相适配的台阶121，通过力矩电机2通过台阶和内挡圈14的限制形成轴向定位，所述内挡圈14上设有若干个安装通孔122，每个安装通孔上配置螺钉，通过螺钉将所述力矩电机2的头部与内挡圈14固定连接，从而完成力矩电机2的周向定位，力矩电机2的输出端穿过内挡圈14的中部。
33.具体的，见图4和图7所示，所述法兰盘3包括法兰主体31和环绕法兰主体31的周壁设置的定位外环32，法兰主体31和定位外环32一体成型，所述码盘4套在法兰主体31上并且抵靠在定位外环32上，使码盘4实现轴向定位，码盘4与定位外环32螺钉连接即可使码盘4跟随法兰盘3转动。
34.进一步的，所述圆盖6包括圆形的盖板61和设置在盖板61后方的围边62，所述盖板61的后端面与法兰主体31螺钉连接，所述围边62设置在码盘4的外围，围边对码盘起到防尘
以及防护作用。
35.具体的，请参阅图8，所述夹头7包括与圆盖6螺钉连接的圆接头部71和用于安装加工主轴的装夹部72，所述盖板61的前端面设有定位圆槽，通过定位圆槽与圆接头部71配合连接实现夹头7的轴向定位，保证夹头7与力矩电机2的同轴度，减少装配偏差，提高加工精度。所述装夹部72为中空结构，加工主轴91穿过装夹部72，并且与装夹部72的底部法兰连接。
36.进一步的，见图4所示，所述夹头7的圆接头部71、圆盖6以及z轴滑台1的圆筒部12的外径均相等并且被保护筒8包裹。由于圆盖6与圆筒部12之间产生避让间隙，圆接头部71与圆盖6产生连接间隙，通过保护筒8完全包裹圆接头部71、圆盖6以及圆筒部12，一方面可以使b轴转台结构更加美观、耐用，另一方面保护筒8可以更好地防止油污和灰尘渗入b轴转台结构的内部而影响码盘4和光栅读头5的检测效果。
37.优选的，请参阅图6，所述传动接头13设置在滑板部11的顶部，所述传动接头13的一端与滑板部11一体成型，另一端形成两个支撑爪131，两个支撑爪131围成一个安装口132，所述安装口132中安装有丝杆螺母102，所述支撑爪131的上端面开设有多个螺纹孔133，丝杆螺母102通过螺钉与螺纹孔133的配合固定在传动接头13上。
38.见图1和图2所示，本实用新型还提供一种车铣复合机床，包括床身96、可滑动地设置在床身96上的x轴滑台98、用于驱动x轴滑台98沿左右方向移动的x轴丝杆驱动机构93、可滑动地设置在x轴滑台98上的y轴滑台97、用于驱动y轴滑台97沿前后方向移动y轴丝杆驱动机构94、上述任意实施方式或上述任意实施方式组合的b轴转台结构、用于驱动z轴滑台1沿上下移动的z轴丝杆驱动机构95；所述z轴滑台1可滑动地设置在y轴滑台97上，夹头7上设有加工主轴91，加工主轴91装夹有刀具，床身96上设有沿左右方向延伸的装夹主轴92。
39.如果进行车削工序，则装夹主轴92驱动工件(如棒料)旋转，然后刀具通过xyl三轴移动进给的方式以及刀具相对b轴的角位移量，调整刀具的位置，从而对工件进行车削。如果进行铣削工序，装夹主轴92只对工件进行固定，然后加工主轴91驱动刀具高速转动，对静止的工件进行铣削。x轴驱动机构、y轴驱动机构和z轴驱动机构均包括电机、与电机输出端传动连接的丝杆、套在丝杆上的丝杆螺母。
40.由于上述已经针对该b轴转台结构进行了相关的说明，本领域的技术人员结合附图应当能够理解，故此处不再针对b轴转台结构展开说明。
41.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
42.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
43.可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及
其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型的保护范围。