机床B轴摆动机构的制作方法

机床b轴摆动机构
技术领域
1.本实用新型涉及机床技术领域，具体地，涉及一种机床b轴摆动机构。


背景技术：

2.在机床加工技术领域，作摆动运动的机构一般都是采用蜗杆蜗轮副传动或者丝杆副传动来实现摆动，存在装配传动间隙，导致传动精度的下降。
3.现有公开号为cn205799058u的中国专利，其公开了一种数控机床主轴摆动机构，包括主轴、主轴箱和驱动机构，所述主轴箱套设在主轴的一端部外，所述主轴箱一端具有安装座，所述驱动机构包括蜗轮和蜗杆，所述蜗轮通过安装座与主轴箱固定，所述蜗轮与蜗杆构成滚柱包络环面蜗杆传动机构。
4.发明人认为现有技术中机床摆动机构的结构布局存在不合理之处，驱动机构会导致摆动机构的装配产生间隙，影响精度，从而使得主轴刀具工作效率存在不稳定性。因此，需要提供一种能够长期稳定输出且传动精确的机床b轴摆动机构。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种机床b轴摆动机构。
6.根据本实用新型提供的一种机床b轴摆动机构，包括b轴滑座、主轴箱、力矩电机、锁紧夹钳以及旋转编码器；所述b轴滑座的前端面上方设置有圆弧导轨，所述主轴箱通过所述圆弧导轨与所述b轴滑座摆动配合；所述b轴滑座的前端面下方形成有凹坑，所述力矩电机安装在所述凹坑内，所述力矩电机的中心设置有摆动芯轴，所述摆动芯轴的前端面与所述主轴箱的后端面紧固连接；所述主轴箱的下方设置有中心孔，所述中心孔、所述凹坑以及所述摆动芯轴均同中心轴设置；所述锁紧夹钳和所述旋转编码器均安装在所述力矩电机上。
7.优选地，所述b轴滑座的底部设置有b轴滑鞍，所述b轴滑鞍的上端面设置有y轴直线导轨副，所述b轴滑座通过所述y轴直线导轨副与所述b轴滑鞍滑动配合；所述b轴滑鞍的后端面紧固连接有y轴电机托架，所述y轴电机托架远离所述b轴滑鞍的一端紧固连接有y轴伺服电机；所述b轴滑鞍内部设置有y轴轴承座，所述y轴轴承座上设置有y轴丝杆，所述y轴伺服电机通过联轴器与所述y轴丝杆连接。
8.优选地，所述摆动芯轴的前端外侧同中心轴设置有轴承，所述轴承的外圈法兰面与所述凹坑的内侧壁紧固连接，所述轴承的内圈法兰面与所述摆动芯轴的凸台面紧固连接。
9.优选地，所述力矩电机包括定子组件和转子组件；所述定子组件包括力矩电机定子、力矩电机定子固定套以及力矩电机定子压盖；所述转子组件包括力矩电机转子、力矩电机转子固定套以及力矩电机转子压盖。
10.优选地，所述力矩电机定子固定套的前端面与所述b轴滑座紧固连接，所述力矩电机定子固定套的后端面与所述力矩电机定子压盖紧固连接。
11.优选地，所述力矩电机转子的后端通过所述力矩电机转子压盖与所述力矩电机转子固定套紧固连接，所述力矩电机转子固定套的内侧壁与所述摆动芯轴紧固连接。
12.优选地，所述锁紧夹钳通过夹钳连接套紧固安装在所述力矩电机定子压盖上。
13.优选地，所述旋转编码器通过编码器固定套紧固安装在所述力矩电机转子压盖上。
14.优选地，所述主轴箱的摆动角度在竖直方向的
±
40
°
范围内。
15.优选地，所述主轴箱的前端紧固连接有电主轴，所述摆动芯轴的轴心线与所述电主轴的回转中心二者垂直设置。
16.与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
17.1、本实用新型通过通过使用力矩电机，力矩电机传动没有间隙、没有摩擦，且驱动响应快，有助于实现高动态性能、高精度的b轴回转运动，通过使用旋转编码器，有助于确保回转角度的精度，通过使用弹簧夹钳，有助于缩短反应时间、提高安全性。
18.2、本实用新型通过通过使用圆弧导轨，有助于减轻力矩电机负载，确保力矩电机的稳定性。
19.3、本实用新型通过结构紧凑的b轴回转结构，有助于节约空间，有助于实现最佳的速度控制。
附图说明
20.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
21.图1为本实用新型主要体现机床b轴摆动机构的整体结构示意图；
22.图2为本实用新型主要体现机床b轴摆动机构的侧视图；
23.图3为本实用新型主要体现机床b轴摆动机构的剖面图；
24.图4为本实用新型主要体现图3的局部a的放大图。
25.附图标记：
26.b轴滑鞍1
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y轴电机托架2
27.y轴伺服电机3
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y轴丝杆4
28.联轴器5
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y轴轴承座6
29.b轴滑座7
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主轴箱8
30.电主轴9
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圆弧导轨10
31.轴承11
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力矩电机定子固定套12
32.摆动芯轴13
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力矩电机转子固定套14
33.力矩电机定子压盖15
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锁紧夹钳16
34.夹钳连接套17
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编码器固定套18
35.旋转编码器19
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力矩电机定子20
36.隔套21
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密封盖22
37.y轴直线导轨副23
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力矩电机转子24
38.力矩电机转子压盖25
具体实施方式
39.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
40.如图1-4所示，根据本实用新型提供的一种机床b轴摆动机构，包括b轴滑座7、主轴箱8、力矩电机、锁紧夹钳16以及旋转编码器19；b轴滑座7的前端面上方设置有圆弧导轨10，主轴箱8通过圆弧导轨10与b轴滑座7摆动配合；b轴滑座7的前端面下方形成有凹坑，力矩电机安装在凹坑内，力矩电机的中心设置有摆动芯轴13，摆动芯轴13的前端面与主轴箱8的后端面紧固连接；主轴箱8的下方设置有中心孔，中心孔、凹坑以及摆动芯轴13均同中心轴设置；锁紧夹钳16和旋转编码器19均安装在力矩电机上。
41.b轴滑座7的底部设置有b轴滑鞍1，b轴滑鞍1的上端面设置有y轴直线导轨副23，b轴滑座7通过y轴直线导轨副23与b轴滑鞍1滑动配合；b轴滑鞍1的后端面紧固连接有y轴电机托架2，y轴电机托架2远离b轴滑鞍1的一端紧固连接有y轴伺服电机3；b轴滑鞍1内部设置有y轴轴承座6，y轴轴承座6上设置有y轴丝杆4，y轴伺服电机3通过联轴器5与y轴丝杆4连接。主轴箱8的前端紧固连接有电主轴9，摆动芯轴13的轴心线与电主轴9的回转中心二者垂直设置。
42.在b轴滑鞍1后端面中间固定有y轴电机托架2，在b轴滑鞍1内部前端中间固定有轴承座6，y轴伺服电机3固定在y轴电机托架2上，通过联轴器5与y轴丝杆4连接，b轴滑座7通过b轴滑鞍1上部设有的y轴直线导轨副23，与y轴丝杆4实现前后移动，即为y轴。电主轴9固定在主轴箱8前端，与主轴箱8一起做回转运动。
43.b轴摆动轴心线与刀具主轴的回转中心二者成90
°
夹角相交布置、预设特定长度刀具刀尖在b轴的回转中心上(tpp技术)的结构型式，刀尖处在b轴的回转中心上的结构设计使得b轴摆动时只有x、z轴做极小的运动坐标补偿，同时由切削力产生的扭矩也不会被传输到b轴上，从而可以获得更高的叶片加工精度和更好的表面加工质量。
44.主轴箱8后端上部通过圆弧导轨10，与b轴滑座7连接，以减轻主轴箱8和主轴9摆动引起的负载。主轴箱8的摆动角度在竖直方向的
±
40
°
范围内。主轴箱8可做
±
40
°
范围的旋转运动，即为b轴。主轴箱8和b轴滑座7之间还设置有密封盖22，保证其密封性。
45.摆动芯轴13的前端外侧同中心轴设置有轴承11，轴承11的外圈法兰面与凹坑的内侧壁紧固连接，轴承11的内圈法兰面与摆动芯轴13的凸台面紧固连接。轴承11包括yrt200轴承，，其轴承内圈与旋转芯轴13外圆保持同心，且内圈法兰面与旋转芯轴13凸台面连接固定，其轴承外圈与b轴滑座7前部凹坑保持同心，且外圈法兰面与b轴滑座7前部凹坑端面连接固定。
46.力矩电机包括定子组件和转子组件；定子组件包括力矩电机定子20、力矩电机定子固定套12以及力矩电机定子压盖15；转子组件包括力矩电机转子24、力矩电机转子固定套14以及力矩电机转子压盖25。
47.力矩电机定子固定套12的前端面与b轴滑座7紧固连接，力矩电机定子固定套12的后端面与力矩电机定子压盖15紧固连接。力矩电机定子20安装在力矩电机定子固定套12内部，力矩电机定子固定套12前端面与b轴滑座7连接固定，通过隔套21与b轴滑座7内孔保持
同心。
48.力矩电机转子24的后端通过力矩电机转子压盖25与力矩电机转子固定套14紧固连接，力矩电机转子固定套14的内侧壁与摆动芯轴13紧固连接。力矩电机转子24与力矩电机转子固定套14保持同心，且后端通过力矩电机转子压盖25，与力矩电机转子固定套14固定，力矩电机转子固定套14内部前端与旋转芯轴13后端面连接固定，实现回转。
49.锁紧夹钳16通过夹钳连接套17紧固安装在力矩电机定子压盖15上，力矩电机定子压盖15固定在力矩电机定子固定套12后端面。当锁紧夹钳16的内部压缩空气被排放，或者其弹簧皮腔的外部缸体被充气增压后，其弹簧皮腔得到放松伸展并径向压紧钳夹装置的内圆周和外圆周的轴向接触面。整个钳夹元件将在钳夹颚接触面范围内产生弹性形变，并随之夹紧轴体。反之，解除锁紧。
50.旋转编码器19通过编码器固定套18紧固安装在力矩电机转子压盖25上，随力矩电机转子24一起回转运动。
51.本技术的b轴回转结构总体上结构紧凑，节约空间，且电主轴9与力矩电机都能通过水冷却，保持连续长期稳定状态。b轴回转运动通过力矩电机实现，高动态性能、高精度，可实现最佳的速度控制，以适应航发叶片加工回转精度高、转速快、插补响应迅速等需求。b轴回转结构还集成了旋转编码器，利用光学扫描的编码器，确保了回转角度的精度。b轴回转结构也集成了弹簧夹钳，当b轴只需要输出扭矩时，可实现快速、安全夹紧，反应时间短，安全性高。b轴回转结构还设置有圆弧导轨10，可减轻主轴箱8箱体左右摆动而引起力矩电机负载增加，确保力矩电机的稳定性。此外，摆动芯轴13、力矩电机、旋转编码器19、锁紧夹钳16等都是中空型式，便于主轴电缆、气、油管等通过，节约空间，外形美观。
52.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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技术和简化描述，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技术的限制。
53.以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。