本實用新型涉及一種分度裝置，具體是一種用于立式車床的C軸分度裝置。

背景技術(shù)：

在數(shù)控車銑加工中心中，C軸與其他進給軸聯(lián)動進行插補，可實現(xiàn)主軸的精確定位。在一次裝夾中，可實現(xiàn)多工序、復(fù)合化加工，提高加工效率及大型復(fù)雜零件的加工精度。機床C軸進給系統(tǒng)的設(shè)計是提高零件加工精度的關(guān)鍵技術(shù)。高精度、高剛度、結(jié)構(gòu)緊湊、大扭矩、傳動效率高是車銑加工中心C軸傳動系統(tǒng)必備的條件。目前C軸分度裝置的主要結(jié)構(gòu)有：雙伺服電機驅(qū)動結(jié)構(gòu)、雙齒輪消隙結(jié)構(gòu)、雙導(dǎo)程渦輪蝸桿消隙結(jié)構(gòu)等?，F(xiàn)有的C軸分度裝置均存在一定的不足：雙伺服電機驅(qū)動結(jié)構(gòu)成本高，整體結(jié)構(gòu)較大；雙齒輪消隙結(jié)構(gòu)及裝配工藝復(fù)雜，后續(xù)維護不便；雙導(dǎo)程渦輪蝸桿消隙結(jié)構(gòu)同樣較為復(fù)雜，精度保持性不好。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于立式車床的C軸分度裝置，該分度裝置結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、易于裝配，可控性好，能夠快速實現(xiàn)立式車床C軸的功能切換，確保C軸分度精度。

本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種用于立式車床的C軸分度裝置，包括伺服電機、傳動機構(gòu)、花鍵軸、端齒盤下牙盤、端齒盤上牙盤、消隙齒輪和箱體，所述的消隙齒輪、端齒盤上牙盤、端齒盤下牙盤和傳動機構(gòu)上下安裝在所述的箱體內(nèi)，所述的伺服電機的輸出端與所述的傳動機構(gòu)的輸入端相連，所述的花鍵軸安裝在所述的傳動機構(gòu)的輸出端，所述的端齒盤下牙盤套設(shè)在所述的花鍵軸上，所述的端齒盤下牙盤位于所述的端齒盤上牙盤的正下方，所述的端齒盤下牙盤的外側(cè)設(shè)置有用于帶動所述的端齒盤下牙盤上下移動的C軸功能切換油缸，所述的端齒盤上牙盤與所述的消隙齒輪固定連接，所述的箱體固定在機床床身上，所述的消隙齒輪與大齒圈相嚙合，所述的大齒圈安裝在機床工作臺的底部。

本實用新型公開的用于立式車床的C軸分度裝置，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、易于裝配，可控性好，能夠快速實現(xiàn)立式車床C軸的功能切換。C軸功能切換過程為：C軸功能切換油缸帶動端齒盤下牙盤上移至與端齒盤上牙盤嚙合到位后，伺服電機工作，通過傳動機構(gòu)向端齒盤下牙盤傳遞扭矩，帶動端齒盤下牙盤旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)C軸分度功能；C軸功能切換油缸帶動端齒盤下牙盤下移至與端齒盤上牙盤分離到位時，C軸分度功能斷開，此時，機床即可控制消隙齒輪旋轉(zhuǎn)，機床正常工作。上述C軸功能通斷切換過程中，端齒盤下牙盤的移動沿花鍵軸進行，而端齒盤下牙盤的移動由C軸功能切換油缸帶動。

由于牙型的限制，端齒盤下牙盤與端齒盤上牙盤咬合時可能會出現(xiàn)牙頂牙的現(xiàn)象，這將導(dǎo)致端齒盤下牙盤和端齒盤上牙盤的磨損以及不正確的嚙合，引起C軸分度誤差增大，甚至無法分度等嚴重后果，本實用新型中消隙齒輪可以有效消除端齒盤上牙盤和端齒盤下牙盤間的齒隙，確保C軸分度精度。

所述的傳動機構(gòu)包括第一齒形輪、第二齒形輪、齒形同步帶和諧波減速器，所述的第一齒形輪安裝在所述的伺服電機的輸出端，所述的第二齒形輪安裝在所述的諧波減速器的輸入端，所述的齒形同步帶繞設(shè)在所述的第一齒形輪和所述的第二齒形輪上將兩者連接，所述的花鍵軸安裝在所述的諧波減速器的輸出端，所述的C軸功能切換油缸包括活塞、上油腔和下油腔，所述的活塞與所述的箱體分別圍成所述的上油腔和所述的下油腔，所述的箱體的側(cè)壁上設(shè)置有與所述的上油腔相通的上油口以及與所述的下油腔相通的下油口，所述的活塞的內(nèi)側(cè)一體設(shè)置有內(nèi)凸的凸環(huán)，所述的端齒盤下牙盤的外側(cè)套有兩個推力球軸承，兩個所述的推力球軸承由所述的凸環(huán)上下分隔，所述的端齒盤下牙盤的頂端設(shè)置有與兩個所述的推力球軸承位置相對的法蘭部，所述的端齒盤下牙盤的底端固定有與所述的推力球軸承位置相對的擋環(huán)，兩個所述的推力球軸承和所述的凸環(huán)限位于所述的法蘭部與所述的擋環(huán)之間。通過諧波減速器和齒形同步帶傳動，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動精度高，能夠獲得大傳動比和大扭矩。經(jīng)下油口向下油腔內(nèi)通入液壓油后，伺服電機低速旋轉(zhuǎn)，活塞帶動端齒盤下牙盤緩慢上移，當上移至與端齒盤上牙盤嚙合到位后，伺服電機以正常轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，通過傳動機構(gòu)向端齒盤下牙盤傳遞扭矩，帶動端齒盤下牙盤旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)C軸分度功能；下油腔回油，經(jīng)上油口向上油腔內(nèi)通入液壓油后，活塞下移，推動端齒盤下牙盤下移并與端齒盤上牙盤分離到位，C軸分度功能斷開，此時，機床即可控制消隙齒輪旋轉(zhuǎn)，機床正常工作。

所述的箱體包括上箱體和下箱體，所述的上箱體的下端套設(shè)在所述的下箱體的上端，所述的上油腔由所述的活塞和所述的上箱體圍成，所述的下油腔由所述的活塞、所述的上箱體和所述的下箱體圍成，所述的諧波減速器安裝在所述的下箱體上。上箱體和下箱體的設(shè)置，便于裝置的裝配及維護。

所述的活塞的上端設(shè)置有感應(yīng)部，所述的箱體的側(cè)壁上安裝有與所述的感應(yīng)部相適配的第一接近開關(guān)和第二接近開關(guān)，活塞帶動端齒盤下牙盤上移至與端齒盤上牙盤嚙合到位時，第一接近開關(guān)發(fā)信，伺服電機工作，實現(xiàn)C軸分度功能；活塞帶動端齒盤下牙盤下移至與端齒盤上牙盤分離到位時，第二接近開關(guān)發(fā)信，伺服電機停止工作，C軸分度功能斷開。

所述的第一接近開關(guān)和第二接近開關(guān)為高精度接近開關(guān)，所述的諧波減速器為哈默納科公司生產(chǎn)的CSF-65-100-2UH型高精度諧波減速器。

所述的消隙齒輪包括上下設(shè)置的第一消隙齒輪和第二消隙齒輪，所述的第一消隙齒輪和第二消隙齒輪同時與所述的大齒圈相嚙合，所述的第一消隙齒輪的底部一體設(shè)置有連接軸，所述的連接軸穿過所述的第二消隙齒輪伸入所述的箱體內(nèi)，所述的連接軸的外側(cè)套設(shè)有軸套，所述的軸套與所述的箱體之間安裝有上下設(shè)置的圓柱滾子軸承和角接觸球軸承，所述的第二消隙齒輪固定在所述的軸套的頂端，所述的端齒盤上牙盤固定在所述的軸套的底端，所述的連接軸的下端設(shè)置有開口向下的缺口，所述的端齒盤上牙盤的上端固定有與所述的缺口相適配的定位柱，所述的定位柱伸入所述的缺口內(nèi)，所述的定位柱與所述的連接軸之間安裝有密封圈，所述的定位柱與所述的端齒盤上牙盤圍成消隙油腔，所述的第一消隙齒輪上開設(shè)有與所述的消隙油腔相通的油道，所述的油道的上端連接安裝有旋轉(zhuǎn)接頭。第一消隙齒輪、第二消隙齒輪及消隙油腔構(gòu)成液壓自動調(diào)整消隙結(jié)構(gòu)，機床正常工作過程中，向消隙油腔中保持通入液壓油，對第一消隙齒輪施以持續(xù)的推力，來消除齒輪傳動中因磨損產(chǎn)生的間隙，達到自動補償效果，實現(xiàn)自動消隙，可確保齒輪傳動的精度，且精度保持性好。而當機床停止工作時，消隙油腔中無油壓。

所述的第一消隙齒輪和第二消隙齒輪為斜齒圓柱齒輪。

所述的伺服電機的底端固定在一蓋板上，所述的機床床身上固定有支架，所述的支架上固定有橫板，所述的蓋板通過螺釘固定在所述的橫板上。通過調(diào)整蓋板在橫板上的安裝位置，可對伺服電機的安裝位置進行調(diào)整，進而調(diào)節(jié)齒形同步帶的張緊度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于：本實用新型公開的用于立式車床的C軸分度裝置，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、易于裝配，可控性好，通過端齒盤下牙盤在花鍵軸上的移動，即可快速實現(xiàn)立式車床C軸的功能切換，其可實現(xiàn)大扭矩傳動，尤其適用于重型機床中的大扭矩傳動，此外，該C軸分度裝置中的消隙齒輪可以有效消除端齒盤上牙盤和端齒盤下牙盤間的齒隙，確保C軸分度精度。

附圖說明

圖1為實施例的用于立式車床的C軸分度裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中A處放大圖；

圖3為圖1中去蓋后的B向放大視圖；

圖4為圖3中C-C剖視圖；

圖5為實施例的用于立式車床的C軸分度裝置的液壓原理圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。

實施例1的用于立式車床的C軸分度裝置，如圖所示，包括伺服電機1、傳動機構(gòu)、花鍵軸3、端齒盤下牙盤41、端齒盤上牙盤42、消隙齒輪7和箱體，消隙齒輪7、端齒盤上牙盤42、端齒盤下牙盤41和傳動機構(gòu)上下安裝在箱體內(nèi)，伺服電機1的輸出端與傳動機構(gòu)的輸入端相連，花鍵軸3安裝在傳動機構(gòu)的輸出端，端齒盤下牙盤41套設(shè)在花鍵軸3上，端齒盤下牙盤41位于端齒盤上牙盤42的正下方，端齒盤下牙盤41的外側(cè)設(shè)置有用于帶動端齒盤下牙盤41上下移動的C軸功能切換油缸，端齒盤上牙盤42與消隙齒輪7固定連接，箱體固定在機床床身91上，消隙齒輪7與大齒圈92相嚙合，大齒圈92安裝在機床工作臺93的底部。

實施例1中，傳動機構(gòu)包括第一齒形輪21、第二齒形輪22、齒形同步帶23和諧波減速器24，第一齒形輪21安裝在伺服電機1的輸出端，第二齒形輪22安裝在諧波減速器24的輸入端，齒形同步帶23繞設(shè)在第一齒形輪21和第二齒形輪22上將兩者連接，花鍵軸3安裝在諧波減速器24的輸出端。

實施例1中，C軸功能切換油缸包括活塞61、上油腔62和下油腔63，箱體包括上箱體51和下箱體52，上箱體51的下端套設(shè)在下箱體52的上端，上油腔62由活塞61和上箱體51圍成，下油腔63由活塞61、上箱體51和下箱體52圍成，上箱體51的側(cè)壁上設(shè)置有與上油腔62相通的上油口64以及與下油腔63相通的下油口65，諧波減速器24安裝在下箱體52上。

實施例1中，活塞61的內(nèi)側(cè)一體設(shè)置有內(nèi)凸的凸環(huán)66，端齒盤下牙盤41的外側(cè)套有兩個推力球軸承43，兩個推力球軸承43由凸環(huán)66上下分隔，端齒盤下牙盤41的頂端設(shè)置有與兩個推力球軸承43位置相對的法蘭部44，端齒盤下牙盤41的底端固定有與推力球軸承43位置相對的擋環(huán)67，兩個推力球軸承43和凸環(huán)66限位于法蘭部44與擋環(huán)67之間。

實施例1中，活塞61的上端設(shè)置有感應(yīng)部68，上箱體51的側(cè)壁上安裝有與感應(yīng)部68相適配的第一接近開關(guān)53和第二接近開關(guān)54，第一接近開關(guān)53和第二接近開關(guān)54為高精度接近開關(guān)，活塞61帶動端齒盤下牙盤41上移至與端齒盤上牙盤42嚙合到位時，第一接近開關(guān)53發(fā)信，伺服電機1工作，C軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)C軸分度功能；活塞61帶動端齒盤下牙盤41下移至與端齒盤上牙盤42分離到位時，第二接近開關(guān)54發(fā)信，伺服電機1停止工作，C軸分度功能斷開。

實施例2的用于立式車床的C軸分度裝置，如圖所示，包括伺服電機1、傳動機構(gòu)、花鍵軸3、端齒盤下牙盤41、端齒盤上牙盤42、消隙齒輪7和箱體，消隙齒輪7、端齒盤上牙盤42、端齒盤下牙盤41和傳動機構(gòu)上下安裝在箱體內(nèi)，伺服電機1的輸出端與傳動機構(gòu)的輸入端相連，花鍵軸3安裝在傳動機構(gòu)的輸出端，端齒盤下牙盤41套設(shè)在花鍵軸3上，端齒盤下牙盤41位于端齒盤上牙盤42的正下方，端齒盤下牙盤41的外側(cè)設(shè)置有用于帶動端齒盤下牙盤41上下移動的C軸功能切換油缸，端齒盤上牙盤42與消隙齒輪7固定連接，箱體固定在機床床身91上，消隙齒輪7與大齒圈92相嚙合，大齒圈92安裝在機床工作臺93的底部，伺服電機1的底端固定在一蓋板94上，機床床身91上固定有支架95，支架95上固定有橫板96，蓋板94通過螺釘固定在橫板96上。

實施例2中，傳動機構(gòu)包括第一齒形輪21、第二齒形輪22、齒形同步帶23和諧波減速器24，第一齒形輪21安裝在伺服電機1的輸出端，第二齒形輪22安裝在諧波減速器24的輸入端，齒形同步帶23繞設(shè)在第一齒形輪21和第二齒形輪22上將兩者連接，花鍵軸3安裝在諧波減速器24的輸出端。

實施例2中，C軸功能切換油缸包括活塞61、上油腔62和下油腔63，箱體包括上箱體51和下箱體52，上箱體51的下端套設(shè)在下箱體52的上端，上油腔62由活塞61和上箱體51圍成，下油腔63由活塞61、上箱體51和下箱體52圍成，上箱體51的側(cè)壁上設(shè)置有與上油腔62相通的上油口64以及與下油腔63相通的下油口65，諧波減速器24安裝在下箱體52上，諧波減速器24為哈默納科公司生產(chǎn)的CSF-65-100-2UH型高精度諧波減速器24，其傳動比為100。

實施例2中，活塞61的內(nèi)側(cè)一體設(shè)置有內(nèi)凸的凸環(huán)66，端齒盤下牙盤41的外側(cè)套有兩個推力球軸承43，兩個推力球軸承43由凸環(huán)66上下分隔，端齒盤下牙盤41的頂端設(shè)置有與兩個推力球軸承43位置相對的法蘭部44，端齒盤下牙盤41的底端固定有與推力球軸承43位置相對的擋環(huán)67，兩個推力球軸承43和凸環(huán)66限位于法蘭部44與擋環(huán)67之間。

實施例2中，活塞61的上端設(shè)置有感應(yīng)部68，上箱體51的側(cè)壁上安裝有與感應(yīng)部68相適配的第一接近開關(guān)53和第二接近開關(guān)54，第一接近開關(guān)53和第二接近開關(guān)54為高精度接近開關(guān)，活塞61帶動端齒盤下牙盤41上移至與端齒盤上牙盤42嚙合到位時，第一接近開關(guān)53發(fā)信，伺服電機1工作，C軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)C軸分度功能；活塞61帶動端齒盤下牙盤41下移至與端齒盤上牙盤42分離到位時，第二接近開關(guān)54發(fā)信，伺服電機1停止工作，C軸分度功能斷開。

實施例2中，消隙齒輪7包括上下設(shè)置的第一消隙齒輪71和第二消隙齒輪72，第一消隙齒輪71和第二消隙齒輪72為斜齒圓柱齒輪，第一消隙齒輪71和第二消隙齒輪72同時與大齒圈92相嚙合，第一消隙齒輪71的底部一體設(shè)置有連接軸73，連接軸73穿過第二消隙齒輪72伸入上箱體51內(nèi)，連接軸73的外側(cè)套設(shè)有軸套74，軸套74與箱體之間安裝有上下設(shè)置的圓柱滾子軸承75和角接觸球軸承76，第二消隙齒輪72固定在軸套74的頂端，端齒盤上牙盤42固定在軸套74的底端，連接軸73的下端設(shè)置有開口向下的缺口77，端齒盤上牙盤42的上端固定有與缺口77相適配的定位柱78，定位柱78伸入缺口77內(nèi)，定位柱78與連接軸73之間安裝有密封圈79，定位柱78與端齒盤上牙盤42圍成消隙油腔69，第一消隙齒輪71上開設(shè)有與消隙油腔69相通的油道81，油道81的上端連接安裝有旋轉(zhuǎn)接頭82。

實施例1和實施例2的用于立式車床的C軸分度裝置，通過端齒盤下牙盤41在花鍵軸3上的移動，即可快速實現(xiàn)立式車床C軸的功能切換。C軸功能切換過程為：經(jīng)下油口65向下油腔63內(nèi)通入液壓油后，伺服電機1低速旋轉(zhuǎn)，活塞61帶動端齒盤下牙盤41沿花鍵軸3緩慢上移，當上移至與端齒盤上牙盤42嚙合到位時，第一接近開關(guān)53發(fā)信，伺服電機1以正常轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，通過傳動機構(gòu)向端齒盤下牙盤41傳遞扭矩，帶動端齒盤下牙盤41旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)C軸分度功能；下油腔63回油，經(jīng)上油口64向上油腔62內(nèi)通入液壓油后，活塞61下移，推動端齒盤下牙盤41沿花鍵軸3下移并與端齒盤上牙盤42分離，兩牙盤分離到位時，第二接近開關(guān)54發(fā)信，C軸分度功能斷開，此時，機床即可控制消隙齒輪7旋轉(zhuǎn)，機床正常工作。

由于牙型的限制，端齒盤下牙盤41與端齒盤上牙盤42咬合時可能會出現(xiàn)牙頂牙的現(xiàn)象，這將導(dǎo)致端齒盤下牙盤41和端齒盤上牙盤42的磨損以及不正確的嚙合，引起C軸分度誤差增大，甚至無法分度等嚴重后果，而設(shè)置實施例2中所述消隙結(jié)構(gòu)后可以自動解決此問題。實施例2中的第一消隙齒輪71、第二消隙齒輪72及消隙油腔69構(gòu)成液壓自動調(diào)整消隙結(jié)構(gòu)，機床正常工作過程中，向消隙油腔69中保持通入液壓油，對第一消隙齒輪71施以持續(xù)的推力，來消除齒輪傳動中因磨損產(chǎn)生的間隙，達到自動補償效果，實現(xiàn)自動消隙，可確保齒輪傳動的精度，且精度保持性好。而當機床停止工作時，消隙油腔69中無油壓。

上述用于立式車床的C軸分度裝置，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、易于裝配，可控性好，通過端齒盤下牙盤41在花鍵軸3上的移動，即可快速實現(xiàn)立式車床C軸的功能切換，其可實現(xiàn)大扭矩傳動，尤其適用于重型機床中的大扭矩傳動。以實施例2的用于立式車床的C軸分度裝置為例，其C軸的主體直徑為260mm，傳遞扭矩可達3000Nm，完全滿足驅(qū)動重型工作臺的需要，該分度裝置具有高精度定位作用，其對工作臺的定位精度達到了5″，重復(fù)定位精度達到了3″。

實施例2的用于立式車床的C軸分度裝置的液壓原理圖如圖4所示。圖4中，1為第一電磁換向閥，2為減壓閥，3為雙向液控單向閥，4為第二電磁換向閥，5為電控減壓閥，P、P1口由主機液壓站通入液壓油。