一种改进型五轴旋转工作台

技术领域

本发明属于数控机床技术领域，涉及一种改进型五轴旋转工作台。

背景技术

五轴旋转工作台主要应用于数控机床中，用于安装待加工的工件，能在工件加工时给与工件五个自由度，达到数控机床加工复杂工件的目的。

目前的五轴旋转工作台均为单独设计的，例如中国专利文献公开的五轴联动加工机床附件以及五轴联动加工机床【申请号202021922528.1】，包括第一轴总成、第二轴总成、第三轴总成和五轴联动加工机床附件，该附件包括第四轴总成和与其连接的第五轴总成；第四轴总成包括基座和第四轴、外壳等，第四轴外壳盖设在基座上且与其形成一个带一开口的第四轴空间，第四轴空间设有第四减速机总成、第四伺服电机以及与总接头固接的动力线管等；第五轴总成包括第五轴外壳，第五轴外壳内设有第五减速机总成和第五伺服电机等。该五轴中包含第四轴总成和第五轴总成，并组装在一个外壳内，这就需要对第四轴总成和第五轴总成并联设计以实现联动，导致结构复杂化，且成本较高；该五轴中第四轴总成和第五轴总成不具备独立的刹车系统，在加工较重工价时存在第五轴上的工作转盘位置保持不稳定，导致工件加工精度较低。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种改进型五轴旋转工作台，本发明解决的技术问题是使得动第四轴的工作转盘位置保持更稳固。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种改进型五轴旋转工作台，包括两个独立的定第四轴和动第四轴，所述动第四轴固定连接在定第四轴的转接盘上，其特征在于，所述动第四轴包括外壳一和转动连接在外壳一内的接轴一，所述接轴一上固定连接有两片动刹片，所述外壳一内固定有固刹片，所述固刹片位于两片动刹片的外边缘之间，所述固刹片的两侧与动刹片之间均具有间隙，所述外壳一上设有能使得两个动刹片与固刹片压紧接触的活塞；所述定第四轴包括外壳二和转动连接在外壳二内的接轴二，所述接轴二上固定有动刹架，所述外壳二上固定有定刹架，所述定刹架上设有环抱动刹架的刹车环，所述刹车环的外侧和外壳二之间设有液压油腔，在所述液压油腔增压后所述刹车环能抱紧动刹架。

通过独立的定第四轴和动第四轴组成的五轴旋转工作台结构更简单；定第四轴和动第四轴采用独立的刹车系统，使得动第四轴的工作转盘位置保持更稳固，提高加工精度；定第四轴采用油压抱紧刹车的方式，刹车力度大，保证定第四轴的接轴能承受较大的扭转力且能承受工件加工时的振动，保证加工精度；动第四轴的接轴无需承受较大的扭转力，采用刹车片结构实现接轴的定位，响应速度快，使用寿命长。

在上述的改进型五轴旋转工作台中，所述外壳一的前端固定有前盖，所述前盖的内侧设有呈环形的压力槽，所述活塞设置在压力槽内，所述活塞的内侧面和压力槽之间形成压力腔，所述活塞的外侧面与动刹片的外边缘正对，在所述压力腔增压后所述活塞能向动刹片移动使得动刹片与固刹片压紧接触。前盖上设有进口和排气口，前盖可通过油压或者气压的方式实现移动。

在上述的改进型五轴旋转工作台中，所述外壳一的内设设有环形挡沿，所述固刹片固定在环形挡沿的外侧，两片所述动刹片位于环形挡沿的外侧，靠近所述环形挡沿的动刹片与环形挡沿的外侧面之间具有间隙，在所述活塞向动刹片移动压紧时靠近环形挡沿的动刹片与环形挡沿压紧接触。在刹车时环形挡沿与靠近的动刹片之间的摩擦也能提供刹车阻力，也就提升了一面摩擦面，提升了刹车阻力，从而能使得接轴一轴向上抗扭力强度更大，在固定工件的第四轴摆动到一定角度后能对更大质量工件实现稳固定位。

在上述的改进型五轴旋转工作台中，所述动刹片的中部开设有若干削弱孔，所述削弱孔呈圆弧形，在径向上具有两组间隔布置的削弱孔，两组所述削弱孔在周向上错开设置。通过设置削弱孔使得形变部弹性更强，在活塞推动刹车部时更易弯折，在活塞复位后刹车部也更快复位。

在上述的改进型五轴旋转工作台中，所述削弱孔的圆心角大于90°且小于120。

在上述的改进型五轴旋转工作台中，所述接轴一上具有固定凸沿，所述动刹片套在接轴一上并位于固定凸沿的外侧，两片所述动刹片的内侧之间夹有垫片，所述动刹片通过若干螺栓固定在固定凸沿的外侧，所述垫片的厚度大于固刹片的厚度。通过该结构保证两片动刹片和固刹片之间具有间隙。

在上述的改进型五轴旋转工作台中，所述刹车环的外侧面的中部开设有环形凹槽形成上述液压油腔，刹车环上与液压油腔对应的部位为环抱刹车部，所述外壳二上开设有液压油路，所述液压油路与液压油腔对齐连通，所述外壳二上位于液压油腔的两侧均设有密封圈，所述密封圈与刹车环的外侧面密封。环抱刹车部的厚度相对刹车环的厚度较小，更易形变，液压油腔增压后环抱刹车部向内侧形变将定刹架抱紧刹车。

在上述的改进型五轴旋转工作台中，所述接轴一的中段固定有涡轮一，所述外壳一内转动连接有与涡轮一啮合的蜗杆一，所述蜗杆一通过固定在外壳一外侧的驱动电机驱动；所述接轴二的中段固定有涡轮二，所述外壳二内转动连接有与涡轮二啮合的蜗杆二，所述蜗杆二通过固定在外壳二外侧的驱动电机驱动。涡轮蜗杆传动具有自锁功能，在刹车的基础上能进步增加接轴定位的稳定性。

与现有技术相比，本改进型五轴旋转工作台具有动第四轴的工作转盘位置保持更稳固，提高加工精度的优点。

附图说明

图1是本五轴旋转工作台的立体结构示意图。

图2是本五轴旋转工作台的俯视结构示意图。

图3是本五轴旋转工作台的剖视结构示意图。

图4是图3中A部的放大结构示意图。

图5是图3中B部的放大结构示意图。

图6是定第四轴的立体结构示意图。

图7是动第四轴的立体结构示意图。

图8是加厚块的立体结构示意图。

图9是动刹架的主视图。

图中，1、动第四轴；11、接轴一；111、固定凸沿；12、动刹片；121、削弱孔；122、垫片；13、工作转盘；14、外壳一；141、螺纹孔一；142、环形挡沿；15、固刹片；16、前盖；161、压力槽；162、活塞；163、压力腔；17、涡轮一；18、蜗杆一；2、定第四轴；21、接轴二；22、动刹架；23、转接盘；231、固定部；232、固定孔；233、摆动部；234、沉头孔二；24、外壳二；25、定刹架；251、刹车环；252、环抱刹车部；253、液压油腔；254、密封圈；26、涡轮二；27、蜗杆二；3、加厚块；31、让位凹槽；32、沉头孔一；33、螺纹孔二；4、驱动电机；5、安装座。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至9所示，改进型五轴旋转工作台包括安装座5，五轴旋转工作台还包括两个独立的定第四轴2和动第四轴1，动第四轴1包括外壳一14和转动连接在外壳一14内的接轴一11；定第四轴2包括外壳二24和转动连接在外壳二24内的接轴二21，定第四轴2的接轴二21直径大于动第四轴1的接轴一11直径，定第四轴2固定在安装座5上，定第四轴2的转盘为转接盘23，转接盘23竖直设置，动第四轴1的一侧设有驱动电机4，动第四轴1的外壳一14上与驱动电机4相对的一侧和转接盘23固定连接，动第四轴1的转盘为工作转盘13，工作转盘13朝上设置，在工作转盘13处于水平状态时工作转盘13的轴线与转接盘23的轴线相交，动第四轴1的外壳一14的下侧位于安装座5的上方。

接轴一11上固定连接有两片动刹片12，外壳一14内固定有固刹片15，固刹片15位于两片动刹片12的外边缘之间，固刹片15的两侧与动刹片12之间均具有间隙，外壳一14的前端固定有前盖16，前盖16的内侧设有呈环形的压力槽161，活塞162设置在压力槽161内，活塞162的内侧面和压力槽161之间形成压力腔163，活塞162的外侧面与动刹片12的外边缘正对，在压力腔163增压后活塞162能向动刹片12移动使得动刹片12与固刹片15压紧接触；接轴二21上固定有动刹架22，外壳二24上固定有定刹架25，定刹架25上设有环抱动刹架22的刹车环251，刹车环251的外侧和外壳二24之间设有液压油腔253，在液压油腔253增压后刹车环251能抱紧动刹架22。

外壳一14的内设设有环形挡沿142，固刹片15固定在环形挡沿142的外侧，两片动刹片12位于环形挡沿142的外侧，靠近环形挡沿142的动刹片12与环形挡沿142的外侧面之间具有间隙，在活塞162向动刹片12移动压紧时靠近环形挡沿142的动刹片12与环形挡沿142压紧接触。在刹车时环形挡沿142与靠近的动刹片12之间的摩擦也能提供刹车阻力，也就提升了一面摩擦面，提升了刹车阻力，从而能使得接轴一11轴向上抗扭力强度更大，在固定工件的第四轴摆动到一定角度后能对更大质量工件实现稳固定位。

动刹片12的中部开设有若干削弱孔121，削弱孔121呈圆弧形，在径向上具有两组间隔布置的削弱孔121，两组削弱孔121在周向上错开设置。削弱孔121的圆心角大于90°且小于120，作为优选，削弱孔121的圆心角大于90°或者105或者120；通过设置削弱孔121使得形变部弹性更强，在活塞162推动刹车部时更易弯折，在活塞162复位后刹车部也更快复位。

接轴一11上具有固定凸沿111，动刹片12套在接轴一11上并位于固定凸沿111的外侧，两片动刹片12的内侧之间夹有垫片122，动刹片12通过若干螺栓固定在固定凸沿111的外侧，垫片122的厚度大于固刹片15的厚度。

刹车环251的外侧面的中部开设有环形凹槽形成上述液压油腔253，刹车环251上与液压油腔253对应的部位为环抱刹车部252，外壳二24上开设有液压油路，液压油路与液压油腔253对齐连通，外壳二24上位于液压油腔253的两侧均设有密封圈254，密封圈254与刹车环251的外侧面密封。环抱刹车部252的厚度相对刹车环251的厚度较小，更易形变，液压油腔253增压后环抱刹车部252向内侧形变将定刹架25抱紧刹车。

接轴一11的中段固定有涡轮一17，外壳一14内转动连接有与涡轮一17啮合的蜗杆一18，蜗杆一18通过固定在外壳一14外侧的驱动电机4驱动；接轴二21的中段固定有涡轮二26，外壳二24内转动连接有与涡轮二26啮合的蜗杆二27，蜗杆二27通过固定在外壳二24外侧的驱动电机4驱动。涡轮蜗杆传动具有自锁功能，在刹车的基础上能进步增加接轴定位的稳定性。

转接盘23包括位于上侧的固定部231和位于下侧的摆动部233，固定部231上开设有若干固定孔232，固定孔232与定第四轴2的接轴二21的上侧部位对齐，固定部231和定第四轴2的接轴二21之间通过螺栓固定，摆动部233与定第四轴2的接轴二21端面贴合抵靠，动第四轴1的外壳一14固定安装在摆动部233上。通过该结构实现转接盘23与定第四轴2的接轴二21的固定连接，在使用时定第四轴2的接轴二21会来回摆动，不做旋转动作，因此固定部231与接轴二21的上侧固定即可满足结构强度。

动第四轴1的外壳一14和摆动部233之间固定有加厚块3。摆动部233呈矩形，加厚块3呈长方体状，加厚块3朝向摆动部233的一侧中部开设有让位凹槽31。加厚块3上开设有若干沉头孔一32，动第四轴1的外壳一14上开设有若干螺纹孔一141，加厚块3与动第四轴1的外壳一14通过沉头螺栓穿过沉头孔一32后与螺纹孔一141螺接后固定；摆动部233上开设有若干沉头孔二234，加厚块3上开设有若干螺纹孔二33，摆动部233与加厚块3通过沉头螺栓穿过沉头孔二234后与螺纹孔二33螺接后固定。通过加厚块3增加工作转盘13与转接盘23之间的间距，让位凹槽31能减少加厚块3与摆动部233的贴合面，保证动第四轴1的工作转盘13初始位置能处于水平状态。

安装座5安装在机床的台面上，定第四轴2的转接盘23转动能带动动第四轴1在竖直方向上转动，实现动第四轴1的工作转盘13的摆动，同时动第四轴1的工作转盘13可独立来水转动，实现工件的转动及摆动。定第四轴2和动第四轴1采用独立的刹车系统，使得动第四轴1的工作转盘13位置保持更稳固，提高加工精度。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。