本發(fā)明涉及數(shù)控機床領域，具體涉及一種新型多軸切削動力裝置。

背景技術：

伴隨著加工件的日益復雜化、精度等級以及加工效率的提高，多軸向、高轉速及復合加工已成為數(shù)控加工設備的必備條件。傳統(tǒng)數(shù)控加工設備，如數(shù)控車床，為實現(xiàn)復合加工，必須在設備上增加額外的輔助加工裝置以實現(xiàn)機床的高自由度，提高機床的加工性能。

對于現(xiàn)代數(shù)控機床的設計，都是在刀架上集成多個動力裝置實現(xiàn)不同的加工需求的。然而現(xiàn)有技術的動力裝置結構簡單，通常都僅具備諸如銑、鉆、車等單軸加工性能，面對現(xiàn)代復雜化的零件，顯然不滿足復合加工的需求。

不難看出，現(xiàn)有技術還存在一定的缺陷。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種新型多軸切削動力裝置，實現(xiàn)多軸復合加工。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種新型多軸切削動力裝置，包括多軸動力組件和用于帶動多軸動力組件在Y軸上移動的Y軸動力裝置；多軸動力組件與Y軸動力裝置滑動連接；

多軸動力組件包括主軸電機、第一電機座、多軸箱體、傳動齒輪軸、主動齒輪、X軸從動齒輪、Z軸從動齒輪、X軸主軸、Z軸主軸、軸承和刀具夾具；傳動齒輪軸平行于Y軸設置，設于多軸箱體的內部；第一電機座與多軸箱體安裝連接；主軸電機安裝于第一電機座上，且通過聯(lián)軸器與傳動齒輪軸驅動連接；主動齒輪排列安裝于傳動齒輪軸之上，主動齒輪與主動齒輪之間通過隔套分隔；X軸主軸平行于X軸設置，X軸主軸中部安裝有X軸從動齒輪，X軸主軸上的X軸從動齒輪與傳動齒輪軸上的主動齒輪正交嚙合傳動；Z軸主軸平行于Z軸設置，且與X軸主軸在不同平面錯位設置，Z軸主軸中部安裝有Z軸從動齒輪，Z軸主軸上的Z軸從動齒輪與X軸主軸上的X軸從動齒輪正交嚙合傳動；X軸主軸及Z軸主軸的兩端與多軸箱體通過軸承旋轉連接；X軸主軸及Z軸主軸外露于多軸箱體的端部上設有刀具夾具。

進一步的，所述Y軸動力裝置包括Y軸電機、第二電機座、Y軸支架、滾珠絲桿、軸承、動平臺和直線導軌；滾珠絲桿平行于Y軸設于Y軸支架的內部，且絲桿軸的兩端通過軸承與Y軸支架旋轉連接；第二電機座與Y軸支架安裝連接；Y軸電機安裝于第二電機座上且通過聯(lián)軸器與滾珠絲桿驅動連接；動平臺通過直線導軌滑動連接于Y軸支架的表面，動平臺與滾珠絲桿的絲桿螺母連接；多軸動力組件安裝于動平臺上。

進一步的，所述主軸電機的外部罩設有伸縮式防護罩；所述Y軸電機的外部罩設有固定式防護罩。

進一步的，所述多軸箱體的兩側安裝有用于遮擋直線導軌和動平臺的側擋板。

進一步的，所述刀具夾具包括夾頭和壓帽；X軸主軸和Z軸主軸的端部設有沿軸向延伸的第一內錐面，且X軸主軸和Z軸主軸的端部設有外螺紋；夾頭由彈性材料制成，夾頭的表面設有與第一內錐面相配合的第一外錐面，夾頭的前端設有第二外錐面，中部設有沿軸向延伸的刀具安裝孔；壓帽呈帽形，其端面中部設有通孔，通孔的背面設有與第二外錐面相配合的第二內錐面；夾頭插入X軸主軸或Z軸主軸的端部，第一外錐面與第一內錐面相互套設貼合；壓帽與X軸主軸或Z軸主軸螺紋連接，且第二內錐面與第二外錐面相互套設貼合。

本發(fā)明提供的一種新型多軸切削動力裝置，具有以下優(yōu)點：

1、單一動力源驅動實現(xiàn)多軸加工，不僅能夠滿足對零件的復合加工需求，甚至能實現(xiàn)多零件的同時加工；

2、多條主軸僅通過單一動力源驅動，且采用空間錯位設計，確保每條主軸都無須懸臂安裝，符合力學設計原則；

3、在同一平面內沿X軸方向可以根據(jù)需求布置多個Z軸主軸，且多個Z軸主軸之間的距離可以根據(jù)需求隨意設定；

4、整體封閉性好，可有效避免加工過程中的切屑和液體進入設備內部；

5、占用空間小，在有限空間內實現(xiàn)多軸加工。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種新型多軸切削動力裝置的整體結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種新型多軸切削動力裝置的爆炸圖；

圖3為多軸動力組件的結構示意圖；

圖4為多軸動力組件的內部結構示意圖；

圖5為Y軸動力裝置的結構示意圖；

圖6為刀具夾具的結構示意圖。

附圖標記說明：

1、多軸動力組件；2、Y軸動力裝置；3、伸縮式防護罩；4、固定式防護罩；5、側擋板；6、Z軸從動齒輪；7、第二內錐面；8、多軸箱體；9、主軸電機；10、第一電機座；11、X軸主軸；12、Z軸主軸；13、刀具夾具；14、傳動齒輪軸；15、主動齒輪；16、X軸從動齒輪；17、Y軸電機；18、第二電機座；19、Y軸支架；20、動平臺；21、直線導軌；22、夾頭；23、壓帽；24、第一內錐面；25、第一外錐面；26、第二外錐面。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例和附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。需要說明的是，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例

請參閱圖1-6，為了便于對本發(fā)明的各個部件的空間分布進行準確描述，依照機械加工機床的業(yè)內習慣，在空間內定義相互正交的X、Y、Z三條軸。而文中所述的各個部件的定位、朝向是依照所定義的三條軸相對設置的，不構成對設備實際安裝使用中的具體方向限定。

本發(fā)明實施例公開了一種新型多軸切削動力裝置，包括多軸動力組件1和用于帶動多軸動力組件1在Y軸上移動的Y軸動力裝置2；多軸動力組件1與Y軸動力裝置2滑動連接；

多軸動力組件1包括主軸電機9、第一電機座10、多軸箱體8、傳動齒輪軸14、主動齒輪15、X軸從動齒輪16、Z軸從動齒輪6、X軸主軸11、Z軸主軸12、軸承和刀具夾具13；傳動齒輪軸14平行于Y軸設置，設于多軸箱體8的內部；第一電機座10與多軸箱體8安裝連接；主軸電機9安裝于第一電機座10上，且通過聯(lián)軸器與傳動齒輪軸14驅動連接；主動齒輪15排列安裝于傳動齒輪軸14之上，主動齒輪15與主動齒輪15之間通過隔套分隔；X軸主軸11平行于X軸設置，X軸主軸11中部安裝有X軸從動齒輪16，X軸主軸11上的X軸從動齒輪16與傳動齒輪軸14上的主動齒輪15正交嚙合傳動；Z軸主軸12平行于Z軸設置，且與X軸主軸11在不同平面錯位設置，Z軸主軸12中部安裝有Z軸從動齒輪6，Z軸主軸12上的Z軸從動齒輪6與X軸主軸11上的X軸從動齒輪16正交嚙合傳動；X軸主軸11及Z軸主軸12的兩端與多軸箱體8通過軸承旋轉連接；X軸主軸11及Z軸主軸12外露于多軸箱體8的端部上設有刀具夾具13。

多軸動力組件1是本發(fā)明的主體部件。主軸電機9驅動傳動齒輪軸14轉動，傳動齒輪軸14通過主動齒輪15與X軸從動齒輪16的正交嚙合帶動各條X軸主軸11，X軸主軸11通過X軸從動齒輪16與Z軸從動齒輪6的正交嚙合帶動Z軸主軸12轉動。此種傳動結構滿足在同一平面內沿X軸方向可以根據(jù)需求布置多個Z軸主軸12，且多個Z軸主軸12之間的距離可以根據(jù)需求隨意設定。主動齒輪15與X軸從動齒輪16、X軸從動齒輪16與Z軸從動齒輪6為正交設置的螺旋齒輪，齒輪的傳動比在此不作限定。

現(xiàn)有技術中數(shù)控機床中的動力裝置一般是單軸的，僅能夠驅動一把刀具實現(xiàn)一種形式的加工。而本發(fā)明則采用一條傳動齒輪軸14帶動多條X軸主軸11和Z軸主軸12轉動，從而驅動多把刀具進行復合加工，甚至是同一時間對多個零件進行加工，且在同一平面的多個零件不一定為線性排列。刀具夾具13上固定的刀具可以是銑刀、鉆頭等，理論上是不受限制的。

為了清楚展示多軸動力組件1的內部結構，圖4中隱藏了部分重復設置的X軸主軸11及Z軸主軸12。在空間布置上，X軸主軸11與Z軸主軸12是錯位設置的。這種錯位排布設計一方面節(jié)省了整體空間，使多軸動力組件1的體積符合正常機床的安裝空間需求。而更重要的是，錯位的排布設計能夠使X軸主軸11和Z軸主軸12沒有正對設置，從而使X軸主軸11和Z軸主軸12的兩端均能夠通過軸承與多軸箱體8安裝連接。如果X軸主軸11與Z軸主軸12是正對設置的，那么兩者就會相互干涉，導致X軸主軸11或Z軸主軸12中至少有一條必須采用懸臂的結構。對于機械加工機床用的動力裝置而言，每條軸的受力是相當大的，懸臂的結構大幅降低了主軸的穩(wěn)定性，在加工的過程中受到切削反作用力的影響而產生振動，從而大大降低了加工的精度，這對于機械加工設備來說是致命的缺陷。而本發(fā)明則巧妙地利用了空間錯位的排布設計，克服了這一問題。

作為優(yōu)選的，所述Y軸動力裝置2包括Y軸電機17、第二電機座18、Y軸支架19、滾珠絲桿、軸承、動平臺20和直線導軌21；滾珠絲桿平行于Y軸設于Y軸支架19的內部，且絲桿軸的兩端通過軸承與Y軸支架19旋轉連接；第二電機座18與Y軸支架19安裝連接；Y軸電機17安裝于第二電機座18上且通過聯(lián)軸器與滾珠絲桿驅動連接；動平臺20通過直線導軌21滑動連接于Y軸支架19的表面，動平臺20與滾珠絲桿的絲桿螺母連接；多軸動力組件1安裝于動平臺20上。

Y軸動力裝置2提供Y軸上的一個平移自由度。由Y軸電機17提供驅動力，驅動滾珠絲桿的絲桿軸轉動，使絲桿螺母在Y軸上移動，帶動動平臺20在Y軸上移動。直線導軌21保障了滑動順暢，滾珠絲桿運動穩(wěn)定性高、噪音低，而且精度容易掌控。

作為優(yōu)選的，所述主軸電機9的外部罩設有伸縮式防護罩3；所述Y軸電機17的外部罩設有固定式防護罩4。伸縮式防護罩3可配合多軸動力組件1的移動進行伸縮防護，伸縮式防護罩3與固定式防護罩4有助保護主軸電機9及Y軸電機17，防止設備在加工工作過程中有切屑或液體濺入。另一方面，也可以提高設備的遮蔽性，使產品更美觀，而且可以遮擋粉塵。

作為優(yōu)選的，所述多軸箱體8的兩側安裝有用于遮擋直線導軌21和動平臺20的側擋板5。側擋板5可以有效遮蔽直線導軌21和動平臺20。由于機械加工設備在工作過程中會有切屑產生，或在某些情況下需要添加油或乳液輔助切削加工，側擋板5可有效避免切屑進入直線導軌21，影響直線導軌21的工作性能。

作為優(yōu)選的，所述刀具夾具13包括夾頭22和壓帽23；X軸主軸11和Z主軸的端部設有沿軸向延伸的第一內錐面24，且X軸主軸11和Z軸主軸12的端部設有外螺紋；夾頭22由彈性材料制成，夾頭22的表面設有與第一內錐面24相配合的第一外錐面25，夾頭22的前端設有第二外錐面26，中部設有沿軸向延伸的刀具安裝孔；壓帽23呈帽形，其端面中部設有通孔，通孔的背面設有與第二外錐面26相配合的第二內錐面7；夾頭22插入X軸主軸11或Z軸主軸12的端部，第一外錐面25與第一內錐面24相互套設貼合；壓帽23與X軸主軸11或Z軸主軸12螺紋連接，且第二內錐面7與第二外錐面26相互套設貼合。

刀具夾具13用于夾緊所用的刀具，原則上不限于銑刀、鉆頭等旋轉刀具。刀具從刀具安裝孔插入夾頭22中，然后將壓帽23擰緊，隨著第二內錐面7對第一外錐面25的壓力逐漸增大，第一外錐面25受到第一內錐面24收緊作用，使夾頭22逐漸收緊，達到夾緊刀具的效果。刀具的夾緊作用是自鎖的，只要沒有人為地松開壓頭刀具就保持被夾緊于夾頭22之中。這種固定刀具方式也較便于刀具的拆卸更換，為設備的整體使用帶來方便。

本發(fā)明提供的一種新型多軸切削動力裝置，采用單個動力源驅動實現(xiàn)多軸加工，不僅能夠滿足對零件的復合加工需求，甚至能實現(xiàn)多零件的同時加工。多條主軸采用空間錯位設計，確保每條主軸都無須懸臂安裝，符合力學設計原則，為設備的加工精度提供有力保障。整體封閉性好，可有效避免加工過程中的切屑和液體進入設備內部，保障了設備的工作可靠性。而且占用空間小，在有限空間內實現(xiàn)多軸加工。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的一種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。