一種集成氣動輔助排屑裝置的雙擺頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種集成氣動輔助排屑裝置的雙擺頭，包括：A軸運(yùn)動裝置，A軸運(yùn)動裝置至少包括A軸驅(qū)動單元、A軸護(hù)罩以及電主軸安裝座；C軸運(yùn)動裝置，C軸運(yùn)動裝置至少包括C軸驅(qū)動單元、C軸軸承座、轉(zhuǎn)軸以及旋轉(zhuǎn)主體；旋轉(zhuǎn)刀具裝置，旋轉(zhuǎn)刀具裝置至少包括電主軸、刀具以及冷卻管道；氣動輔助排屑裝置，氣動輔助排屑裝置至少包括吹氣嘴和高壓氣體管道。根據(jù)本發(fā)明的雙擺頭，因所有電氣用線以及冷卻管道都走暗線，可以使得加工刀具旋轉(zhuǎn)角度不受限制，并且可以加工出結(jié)構(gòu)尺寸較大、型腔曲面較為復(fù)雜、不易加工成形的大型復(fù)雜鑄件的鑄型。另外，本發(fā)明設(shè)計(jì)了氣動輔助排屑裝置，可有效防止外部廢屑的侵入，并對旋轉(zhuǎn)刀具進(jìn)行清潔，一定程度保證了加工設(shè)備的加工精度。
【專利說明】一種集成氣動輔助排屑裝置的雙擺頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械加工設(shè)備領(lǐng)域，特別地，涉及一種集成氣動輔助排屑裝置的雙擺頭。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，應(yīng)用于機(jī)械加工中心上的五軸運(yùn)動系統(tǒng)中的雙擺頭，都采用盤式伺服電機(jī)作為C軸驅(qū)動裝置和A軸驅(qū)動裝置，并且所有的電氣用線以及冷卻管道都走明線，設(shè)置于雙擺頭的外部，當(dāng)A軸和C軸兩個(gè)運(yùn)動系統(tǒng)工作時(shí)，盤式伺服電機(jī)的輸出軸直接與被驅(qū)動的裝置相連，帶動加工工具進(jìn)行精確的加工。此種雙擺頭運(yùn)動裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雖然簡單，但是由于線纜以及冷卻管道都設(shè)置于外部，很大程度上限制了雙擺頭的旋轉(zhuǎn)以及擺動空間，以致無法加工具有曲面、球面等復(fù)雜型腔的工件。因此很有必要提供一種能使加工刀具旋轉(zhuǎn)角度不受限制，并且能夠全方位加工復(fù)雜型腔面的雙擺頭運(yùn)動裝置。
[0003]另外，本發(fā)明涉及的雙擺頭也適用于加工非金屬材料一類的加工設(shè)備，此類加工設(shè)備在對工件進(jìn)行加工的過程中，會產(chǎn)生大量廢屑，并對加工刀具造成污染，嚴(yán)重影響加工刀具及整個(gè)加工設(shè)備的工作質(zhì)量。針對該問題本發(fā)明設(shè)計(jì)了氣動輔助排屑裝置，即在吹氣管道通入高壓氣體直接對電主軸進(jìn)行清潔，該吹氣管道即高壓氣體管道走暗線，吹氣嘴可隨加工刀具自由擺動進(jìn)行吹屑，實(shí)現(xiàn)全方位跟蹤吹屑的目的，并有效解決廢屑污染的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種集成氣動輔助排屑裝置的雙擺頭，以解決現(xiàn)有技術(shù)的運(yùn)動系統(tǒng)因電氣用線和冷卻管道設(shè)置于外部而嚴(yán)重限制刀具加工角度和范圍的問題。另外，本發(fā)明提供的雙擺頭還可以解決現(xiàn)有技術(shù)的無法全方位跟蹤吹屑而帶來的廢屑污染問題。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種集成氣動輔助排屑裝置的雙擺頭，包括:A軸運(yùn)動裝置、C軸運(yùn)動裝置、旋轉(zhuǎn)刀具裝置以及氣動輔助排屑裝置。A軸運(yùn)動裝置至少包括A軸驅(qū)動單元、A軸左護(hù)罩、右護(hù)罩以及電主軸安裝座。C軸運(yùn)動裝置至少包括C軸驅(qū)動單元、C軸軸承座、轉(zhuǎn)軸以及旋轉(zhuǎn)主體。旋轉(zhuǎn)刀具裝置至少包括電主軸、刀具以及冷卻管道。氣動輔助排屑裝置至少包括吹氣嘴和高壓氣體管道。
[0006]進(jìn)一步地，C軸運(yùn)動裝置包括位于Z軸基座內(nèi)部的C軸驅(qū)動單元以及安裝于Z軸基座底部的C軸軸承座；C軸驅(qū)動單元通過螺栓固定于C軸軸承座，C軸軸承座的上下各安裝有一副深溝球軸承，轉(zhuǎn)軸通過深溝球軸承固定于C軸軸承座內(nèi)部。旋轉(zhuǎn)主體在底部通過螺栓直接固定于轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)主體上面設(shè)計(jì)有線槽。
[0007]進(jìn)一步地，A軸運(yùn)動裝置包括位于C軸旋轉(zhuǎn)主體一側(cè)的A軸驅(qū)動單元，A軸驅(qū)動單元直接與電主軸安裝座通過螺栓固定，電主軸安裝座通過兩側(cè)的軸承與旋轉(zhuǎn)主體固定，電主軸安裝座上部安裝有堵頭，電主軸安裝座上設(shè)置有通長孔，并且電主軸安裝座上設(shè)計(jì)有能允許冷卻管道和高壓氣體管道通過的空間。A軸的左護(hù)罩以及右護(hù)罩固定于旋轉(zhuǎn)主體上。旋轉(zhuǎn)主體設(shè)計(jì)為上下兩部分，下端的兩個(gè)補(bǔ)塊通過螺栓固定于旋轉(zhuǎn)主體上半部分。 進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)刀具系統(tǒng)包括電主軸以及刀具，電主軸固定于電主軸安裝座上，電主軸安裝座的下部設(shè)計(jì)為上、下兩半部分，在電主軸安裝好以后，用鎖緊裝置將上、下兩半部分牢固鎖緊。刀具通過卡頭直接固定于電主軸上，并在電主軸驅(qū)動下高速旋轉(zhuǎn)。
[0008]進(jìn)一步地,為了對電主軸在工作狀態(tài)下進(jìn)行必要的冷卻,設(shè)計(jì)有冷卻管道,該管道通入冷干氣或者冷卻水并且走暗線。具體路線是冷卻管道先通過旋轉(zhuǎn)主體上的線槽，進(jìn)入A軸左護(hù)罩內(nèi)部，再通過電主軸安裝座的空間，然后通入到電主軸冷卻管道入口，最后從電主軸冷卻管道出口出來。
[0009]進(jìn)一步地，氣動輔助排屑裝置包括有吹氣嘴和高壓氣體管道，吹氣嘴安裝于電主軸安裝座最下端，兩邊各安裝一個(gè)，能夠全方位跟蹤吹砂，并徹底清潔刀具系統(tǒng)。
[0010]進(jìn)一步地，吹氣嘴上連接有高壓氣體管道，管道走暗線，管道路徑為高壓氣體管道先通過旋轉(zhuǎn)主體上的線槽，進(jìn)入A軸左護(hù)罩內(nèi)部，再通過電主軸安裝座的空間中，最后通過電主軸安裝座上的通長孔與吹氣嘴相連接。氣源采用高壓氣體。
[0011]進(jìn)一步地，所有電氣用線都走暗線，其中C軸驅(qū)動單元所有的電氣用線包含在Z軸基座內(nèi)部。A軸驅(qū)動單元所有的電氣用線包含在A軸右護(hù)罩內(nèi)部。電主軸的電氣用線是先通過電主軸安裝座的空間進(jìn)入A軸左護(hù)罩，然后經(jīng)過旋轉(zhuǎn)主體的線槽，最后通入A軸右護(hù)罩內(nèi)部。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，由于采用了雙擺頭，即A軸運(yùn)動裝置和C軸運(yùn)動裝置，增加了加工刀具的水平旋轉(zhuǎn)和水平擺動兩個(gè)運(yùn)動自由度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了加工刀具旋轉(zhuǎn)角度不受限制，使得具有復(fù)雜型腔曲面的鑄型加工成為可能，很好地解決了現(xiàn)有技術(shù)的五軸運(yùn)動系統(tǒng)中雙擺頭不能加工結(jié)構(gòu)尺寸較大、型腔曲面較為復(fù)雜、不易加工成形的大型復(fù)雜工件的問題。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一技術(shù)方案，雙擺頭集成了氣動輔助排屑裝置，通入了高壓氣體，并且安裝了冷干氣管道，故此可以對電主軸進(jìn)行必要的冷卻，同時(shí)可以很好地對刀具系統(tǒng)進(jìn)行清潔，有效防止外部廢屑的侵入，一定程度上保證了加工設(shè)備的加工精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1示意性示出了本發(fā)明的雙擺頭的幾何結(jié)構(gòu)圖；
圖2示意性示出了本發(fā)明的C軸運(yùn)動裝置的安裝圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0016]參見圖1，示意性示出了根據(jù)本發(fā)明提供的一種集成氣動輔助排屑裝置的雙擺頭優(yōu)選實(shí)施例，如圖所示，該雙擺頭包括:A軸運(yùn)動裝置、C軸運(yùn)動裝置、旋轉(zhuǎn)刀具裝置以及氣動輔助排屑裝置。
[0017]具體地，C軸運(yùn)動裝置包括位于Z軸基座23內(nèi)部的C軸驅(qū)動單元I以及安裝于Z軸基座23底部的C軸軸承座3 ；C軸驅(qū)動單元I通過螺栓固定于C軸軸承座3，C軸軸承座3的上下各安裝有一副深溝球軸承22，轉(zhuǎn)軸2通過深溝球軸承22固定于C軸軸承座3內(nèi)部。旋轉(zhuǎn)主體4在底部通過螺栓直接固定于轉(zhuǎn)軸2上，旋轉(zhuǎn)主體4上面設(shè)計(jì)有線槽21。
[0018]具體地,A軸運(yùn)動裝置包括位于C軸旋轉(zhuǎn)主體一側(cè)的A軸驅(qū)動單元15, A軸驅(qū)動單元15直接與電主軸安裝座7通過螺栓固定，電主軸安裝座7通過兩側(cè)的軸承17與旋轉(zhuǎn)主體4固定，電主軸安裝座7上部安裝有堵頭5。電主軸安裝座7上設(shè)計(jì)有能允許冷卻管道6和高壓氣體管道19通過的空間。A軸的左護(hù)罩9以及右護(hù)罩16固定于旋轉(zhuǎn)主體4上。為了方便電主軸安裝座的固定，旋轉(zhuǎn)主體4設(shè)計(jì)為上下兩部分，下端的兩個(gè)補(bǔ)塊10通過螺栓固定于旋轉(zhuǎn)主體4上部分。
[0019]具體地，旋轉(zhuǎn)刀具裝置包括電主軸8以及刀具14，電主軸8固定于電主軸安裝座7上，為了保證電主軸8與電主軸安裝座7的牢固鎖緊，電主軸安裝座7的下部設(shè)計(jì)為上、下兩半部分，在電主軸8安裝好以后，用鎖緊裝置11將上、下兩半部分牢固鎖緊。刀具14通過卡頭13直接固定于電主軸8上，并在電主軸8驅(qū)動下高速旋轉(zhuǎn)。為了對電主軸8在工作狀態(tài)下進(jìn)行必要的冷卻，設(shè)計(jì)有冷卻管道6，該管道6通入冷干氣或者冷卻水并且走暗線。具體路線是冷卻管道6先通過旋轉(zhuǎn)主體4上的線槽21，進(jìn)入A軸左護(hù)罩9內(nèi)部，再通過電主軸安裝座7的空間，然后通入到電主軸冷卻管道入口，最后從電主軸冷卻管道出口出來。
[0020]具體地，氣動輔助排屑裝置包括有吹氣嘴12和高壓氣體管道19，吹氣嘴12安裝于電主軸安裝座7最下端，能夠全方位跟蹤吹砂，徹底清潔刀具14系統(tǒng)。吹氣嘴12上連接有高壓氣體管道19，管道19走暗線，管道路徑為高壓氣體管道19先通過旋轉(zhuǎn)主體4上的線槽21，進(jìn)入A軸左護(hù)罩9內(nèi)部，再通過電主軸安裝座7的空間中，最后通過電主軸安裝座7上的通長孔與吹氣嘴12相連接。氣源采用高壓氣體。
[0021]參見圖1和圖2，本發(fā)明實(shí)施例中所有電氣用線都走暗線，路徑為C軸驅(qū)動單元I所有的電氣用線24包含在Z軸基座23內(nèi)部，A軸驅(qū)動單元15的所有電氣用線18包含在A軸右護(hù)罩16內(nèi)部，電主軸8的電氣用線20是先通過電主軸安裝座7的空間進(jìn)入A軸左護(hù)罩9，然后經(jīng)過旋轉(zhuǎn)主體4的線槽21，最后通入A軸右護(hù)罩16內(nèi)部。
[0022]綜上所述，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):集成氣動輔助排屑裝置的雙擺頭的設(shè)計(jì)，可以使得加工刀具旋轉(zhuǎn)角度不受限制，并且可以加工出結(jié)構(gòu)尺寸較大、型腔曲面較為復(fù)雜、不易加工成形的大型復(fù)雜鑄件的鑄型。另外，對電主軸通入高壓冷卻氣體或者冷卻水，使得電主軸得到了必要的冷卻，同時(shí)設(shè)計(jì)了氣動輔助排屑裝置，有效防止了外部廢屑的侵入，很好地對旋轉(zhuǎn)刀具進(jìn)行了清潔，一定程度保證了加工設(shè)備的加工精度。
[0023]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種集成氣動輔助排屑裝置的雙擺頭，包括: A軸運(yùn)動裝置、C軸運(yùn)動裝置以及旋轉(zhuǎn)刀具裝置； 所述的A軸運(yùn)動裝置至少包括A軸驅(qū)動單元15、A軸左護(hù)罩9、右護(hù)罩16以及電主軸安裝座7，C軸運(yùn)動裝置至少包括C軸驅(qū)動單元1、C軸軸承座3、轉(zhuǎn)軸2以及旋轉(zhuǎn)主體4，旋轉(zhuǎn)刀具裝置至少包括電主軸8、刀具14以及冷卻管道6 ； 其特征在于，該雙擺頭還包括:氣動輔助排屑裝置，所述的氣動輔助排屑裝置至少包括吹氣嘴12和高壓氣體管道19。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成氣動輔助排屑裝置的雙擺頭，其特征在于， 所述A軸運(yùn)動裝置包括位于旋轉(zhuǎn)主體4 一側(cè)的A軸驅(qū)動單元15,所述A軸驅(qū)動單元15與電主軸安裝座7通 過螺栓固定； 所述電主軸安裝座7通過兩側(cè)的軸承17與旋轉(zhuǎn)主體4固定，電主軸安裝座7上部安裝有堵頭5，電主軸安裝座7上設(shè)置有通長孔，電主軸安裝座7上設(shè)計(jì)有能允許冷卻管道6和高壓氣體管道19通過的空間； 所述A軸的左護(hù)罩9以及右護(hù)罩16固定于旋轉(zhuǎn)主體4上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成氣動輔助排屑裝置的雙擺頭，其特征在于， 所述C軸運(yùn)動裝置包括位于Z軸基座23內(nèi)部的C軸驅(qū)動單元I以及安裝于Z軸基座23底部的C軸軸承座3 ； 所述C軸驅(qū)動單元I通過螺栓固定于C軸軸承座3，C軸軸承座3的上下各安裝有一副深溝球軸承22 ； 所述轉(zhuǎn)軸2通過深溝球軸承22固定于C軸軸承座3內(nèi)部； 所述旋轉(zhuǎn)主體4在底部通過螺栓直接固定于轉(zhuǎn)軸2上，旋轉(zhuǎn)主體4上面設(shè)計(jì)有線槽21，旋轉(zhuǎn)主體4設(shè)計(jì)為上下兩部分，下端的兩個(gè)補(bǔ)塊10通過螺栓固定于旋轉(zhuǎn)主體4上部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成氣動輔助排屑裝置的雙擺頭，其特征在于， 所述旋轉(zhuǎn)刀具裝置包括電主軸8、刀具14以及冷卻管道6 ; 所述電主軸8固定于電主軸安裝座7上； 所述電主軸安裝座7的下部設(shè)計(jì)為上、下兩半部分，在電主軸8安裝好以后，用鎖緊裝置11將上、下兩半部分牢固鎖緊； 所述刀具14通過卡頭13直接固定于電主軸8上，并在電主軸8驅(qū)動下高速旋轉(zhuǎn)； 所述冷卻管道6通入冷干氣或者冷卻水并且走暗線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冷卻管道6，其特征在于，所述冷卻管道6通過旋轉(zhuǎn)主體4上的線槽21，進(jìn)入A軸左護(hù)罩9內(nèi)部，再通過電主軸安裝座7的空間，然后通入到電主軸冷卻管道入口，最后從電主軸冷卻管道出口出來。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成氣動輔助排屑裝置的雙擺頭，其特征在于， 所述氣動輔助排屑裝置包括有吹氣嘴12和高壓氣體管道19 ； 所述吹氣嘴12安裝于電主軸安裝座7最下端，能夠全方位跟蹤吹砂； 所述高壓氣體管道19與吹氣嘴12管道相連，高壓氣體管道19走暗線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓氣體管道19，其特征在于，所述高壓氣體管道19先通過旋轉(zhuǎn)主體4上的線槽21，進(jìn)入A軸左護(hù)罩9內(nèi)部，再通過電主軸安裝座7的空間中，最后通過電主軸安裝座7上的通?？着c吹氣嘴12相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成氣動輔助排屑裝置的雙擺頭，其特征在于， 該雙擺頭所有電氣用線都走暗線； 所述C軸驅(qū)動單元I所有的電氣用線24包含在Z軸基座內(nèi)部； 所述A軸驅(qū)動單元15所有的電氣用線18包含在A軸右護(hù)罩16內(nèi)部； 所述電主軸8的電氣用線20是先通過電主軸安裝座7的空間進(jìn)入A軸左護(hù)罩9，然后經(jīng)過旋轉(zhuǎn)主體4的線槽21， 最后通入A軸右護(hù)罩16內(nèi)部。
【文檔編號】B23B19/02GK103659402SQ201210338047
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月13日
【發(fā)明者】單忠德, 劉豐, 劉麗敏, 張敏 申請人:機(jī)械科學(xué)研究總院先進(jìn)制造技術(shù)研究中心