五軸聯動龍門數控銑床制造技術

一種五軸聯動龍門數控銑床，具有底座（１）、工作臺（２）、左右立柱（３）、橫梁（４）、溜板（５）、滑枕（６）、電主軸頭（７）、電主軸Ｕ型架（８）、工作臺Ｘ軸驅動機構（９）、溜板Ｙ軸驅動機構（１０）、滑枕Ｚ軸驅動機構（１１）、包括液壓機構（１２－１）、氣動機構（１２－２）、潤滑機構（１２－３）和冷卻排屑機構（１２－４）在內的輔助機構和包括機床數控系統在內的操縱臺（１３），其特征在于：電主軸頭（７）系由內藏式伺服電機直接驅動的電主軸頭，且電主軸頭（７）通過在其兩側所設的對稱的Ａ軸（１４）與電主軸Ｕ型架（８）成轉動連結，電主軸Ｕ型架（８）與裝設在滑枕（６）內且成可轉動連結的Ｃ軸（１５）固定連接；電主軸頭（７）通過Ａ軸旋轉驅動機構（１６）和Ｃ軸旋轉驅動機構（１７）而可分別圍繞Ａ軸（１４）和Ｃ軸（１５）旋轉；而所說的工作臺Ｘ軸旋轉驅動機構（９）、溜板Ｙ軸旋轉驅動機構（１０）、滑枕Ｚ軸旋轉驅動機構（１１）均分別設有直線光柵尺，而在Ａ軸（１４）和Ｃ軸（１５）上，分別設有角度編碼器（４２、４３）；而工作臺Ｘ軸旋轉驅動機構（９）、溜板Ｙ軸旋轉驅動機構（１０）、滑枕Ｚ軸旋轉驅動機構（１１）和Ａ軸旋轉驅動機構（１６）、Ｃ軸旋轉驅動機構（１７），五者分別由伺服電機驅動，且所說五者的伺服電機均由操縱臺（１３）所包括的機床數控系統控制。（*該技術在2013年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本技術具體說的是一種五軸聯動龍門數控銑床。屬于機械加工設備技術。
技術介紹
在上個世紀末以前，國內尚沒有大型五軸聯動龍門數控銑床面市，特別是在其主軸上帶有二個回轉運動軸型式的大型五軸聯動龍門數控銑床一直是空白，而實際使用的這類機床都是高價進口的，而且其使用場合還受到種種不合理的限制。隨著我國科技經濟的發展，所面臨的高質量、高技術機械加工要求，已經客觀而迫切地擺在國人的面前，因此，研制開發我國國產的五軸聯動龍門數控銑床一直是機床行業夢昧以求的愿望。
技術實現思路
本技術的目的在于，在本申請人已研制定型的龍門加工中心的基礎上作改進，配置帶雙擺角電主軸的主軸頭，而提供一種五軸聯動龍門數控銑床，以滿足科技、經濟日益發展對于加工形面復雜零件的需求。實現本技術的目的所采取的技術方案是，一種五軸聯動龍門數控銑床，具有底座、工作臺、左右立柱、橫梁、溜板、滑枕、電主軸頭、電主軸U型架、工作臺X軸驅動機構、溜板Y軸驅動機構、滑枕Z軸驅動機構、包括液壓機構、氣動機構、潤滑機構和冷卻排屑機構在內的輔助機構和包括機床數控系統在內的操縱臺，其改進點在于電主軸頭系由內藏式伺服電機直接驅動的電主軸頭，且電主軸頭通過在其兩側所設的對稱的A軸與電主軸U型架成轉動連結，電主軸U型架與裝設在滑枕內且成可轉動連結的C軸固定連接；電主軸頭通過A軸旋轉驅動機構和C軸旋轉驅動機構而可分別圍繞A軸和C軸旋轉；而所說的工作臺X軸驅動機構、溜板Y軸驅動機構、滑枕Z軸驅動機構均分別設有直線光柵尺，而在A軸和C軸上，分別設有角度編碼器；而工作臺X軸旋轉驅動機構、溜板Y軸旋轉驅動機構、滑枕Z軸旋轉驅動機構和A軸旋轉驅動機構、C軸旋轉驅動機構五者分別由伺服電機驅動，且所說五者的伺服電機均由操縱臺所包括的機床數控系統控制，從而構成五軸全閉環聯動控制。由以上所給出的技術方案，結合在前所述已經定型的龍門加工中心的技術結構，我們完全可以明了本技術的技術結構，其工作臺是由X軸驅動機構所包括的伺服電機，經齒形帶減速傳動而使滾珠絲杠螺母轉動，帶動工作臺在X軸方向作雙向運動。而溜板由Y軸驅動機構所包括的伺服電機經聯軸節直接帶動滾珠絲杠回轉，而實現Y軸方向的左右移動。而滑枕由Z軸驅動機構所包括的伺服電機經聯軸節直接帶動滾珠絲杠回轉，而實現Z軸方向的上下移動。而A軸和C軸分別由二套具有齒輪減速傳動機構的A軸旋轉驅動機構和C軸旋轉驅動機構帶動，而在A軸方向和C軸方向，實現電主軸頭的互相垂直的二個方向的轉動。而機床數控系統分別由X、Y、Z三個直線運動軸和A、C二個回轉運動軸分別所設的與伺服驅動器電連接的直線光柵尺和角度編碼器對實際位置進行采信，經過與其預設的程序比照后發出補償控制信號。而控制信號經由通信總線傳達給所述X、Y、Z、A、C軸五個驅動機構所包括的與伺服電機電連接的伺服驅動器，由伺服驅動器對伺服電機的運動實行控制，從而實現了本技術五軸聯動的目的。為了進一步提高本技術機械運動的特性和加工的精度，其進一步的改進點在于所說的A軸旋轉驅動機構，是具有齒輪消隙減速傳動結構的齒輪減速傳動鏈，它是在伺服電機所驅動的減速器的動力輸出軸上固定連結或一體制作有具有端面齒的主動齒輪，而在主動齒輪的中心螺孔內，通過螺釘和碟簧固定有定位套，而在定位套上套裝有具有與主動齒輪端面齒數相等的端面齒的第二主動齒輪，且令主動齒輪和第二主動齒輪兩者的端面齒既相互嚙合又可互相錯開；主動齒輪和第二主動齒輪兩者的齒數相等，且主動齒輪和第二主動齒輪兩者的齒數與兩者的端面齒齒數之間不存在公約數；而主動齒輪和第二主動齒輪分別同時與齒數相等的第二從動齒輪和從動齒輪軸相嚙合，且從動齒輪活套在從動齒輪軸上；第一中間齒輪與從動齒輪軸花鍵連結，第二中間齒輪與從動齒輪鍵連結，而第一中間齒輪和第二中間齒輪兩者齒數相等；繼而通過二級減速齒輪副構成的傳動鏈驅動與A軸固定連結的終端從動齒輪，從而驅動A軸旋轉。所說的C軸旋轉驅動機構，是齒輪消隙減速傳動機構。它是在伺服電機所驅動的減速器的動力輸出軸上，固定連結或一體制作有具有端面齒的主動齒輪，在主動齒輪的中心螺孔內，通過螺紋連結有兩頭具有螺紋的短軸，在短軸上套裝有具有與主動齒輪端面齒數相等的端面齒的第二主動齒輪，而螺母經碟簧與短軸相擰接，而令主動齒輪和第二主動齒輪兩者的端面齒既相互嚙合而又可互相錯開；而主動齒輪和第二主動齒輪兩者的齒數相等，且它們的齒數與兩者的端面齒數之間不存在公約數；而所說的兩個主動齒輪分別同時與固定裝設在C軸上的從動齒輪呈不同側齒面相嚙合。從而驅動C軸旋轉。上述A、C軸旋轉驅動機構，之所以采用齒輪消隙減速傳動的結構，其目的在于避免在斷續切削和正反向運動時所產生的振動和噪聲，以期進一步提高加工精度和加工件的質量。而溜板與橫梁兩者的運動配合面系斜面，兩者的配合系斜置配合；而在滑枕上設有油缸式平衡機構。其目的顯然在于降低機床自重、縮小所占空間位置和降低能耗。而底座與工作臺所構成的X向導軌和橫梁與溜板所構成的Y向導軌，均系由直線滾珠導向塊、鋼質淬硬嵌條和耐磨塑料貼覆件組成的復合式導軌；而溜板與滑枕所構成的Z向導軌，系由淬火鑄鐵導軌和耐磨塑料貼覆件所構成的滑動導軌。這樣做的目的，可以顯著延長機床大修周期，降低機床維護保養費用，且較大幅度地提高了機床的開機時間，有效提高了生產效率。為了使C軸旋轉能在機床數控系統的控制下做到執行指令及時到位，即回轉靈活，又停轉及時，以期進一步保證加工質量，本技術還在其C軸上設置了C軸波紋管液壓夾緊定位機構，在A軸上設置了A軸彈性環液壓夾緊定位機構。而C軸波紋管液壓夾緊定位機構，是在C軸與滑枕之間設有波紋管，且波紋管與C軸和滑枕之間系小間隙配合，而波紋管的一端抵靠在滑枕的臺肩上，其另一端與設在C軸和滑枕之間的活塞相抵靠，在與滑枕固定連結的端蓋上設有通達活塞端部的油路，且在與所說油路相連接的管路上設有電磁閥，而該電磁閥與機床數控系統電連接。而A軸彈性環液壓夾緊定位機構，是在與A軸固定連結的終端從動齒輪的兩個端面上，分別設有第一彈性圓環和第二彈性圓環，而第一彈性圓環裝設在蓋板的圓環狀槽內，且通過螺釘與蓋板固定連結；而第二彈性圓環通過螺釘與墊塊固定連結；而第一彈性圓環和第二彈性圓環分別與終端從動齒輪兩個端面成小間隙配合而相互貼近；在蓋板上設有通達第一彈性圓環端面的蓋板油路，在墊塊上設有通達第二彈性圓環端面的墊塊油路；而在電主軸U型架上設有能夠分別與蓋板油路和墊塊油路相貫通的連接油路；而蓋板油路與設在蓋板上的進出油口相貫通；在與進出油口相連接的管路上設有電磁閥，而所說電磁閥與機床數控系統電連接。為了進一步有效提高本技術的自動控制性能，確保本技術整體科技水平，本技術優選的機床數控系統系西門子840D數字控制系統。本技術上述技術方案得以實施后，其所具有的結構先進，自動化程度高，使用壽命長，性價比高，能夠滿足復雜形面零件加工需求等特點，是非常明顯的。附圖說明圖1為本技術主視圖；圖2是圖1的K向視圖；圖3是本技術所包括的電主軸的軸向剖視圖；圖4是圖3的II部放大圖(旋轉)；圖5是圖3的I部放大圖(旋轉)；圖6是圖3的III部放大圖(旋轉)；圖7是圖3的IV部放大圖(旋轉)；圖8是本技術所包括的橫梁、溜板和滑枕三本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：姚樹建，賁薇婷，唐德威，彭文，劉伯軍，
申請(專利權)人：江蘇多棱數控機床股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：