一种自平衡双工位的AC五轴转台

技术领域

本发明涉及数控机床技术领域，具体涉及一种自平衡双工位的AC五轴转台。

背景技术

数控机床是金属切削领域使用的主要设备，现随着工业发展及结构件设计的复杂化，原有的单面加工越来越难满足加工需求，五轴转台逐渐成了金属切削领域必不可少的设备，五轴转台可满足复杂曲面及多面加工一次装夹即可加工完成，减少工序，提高加工精度。

如图5所示，现有的五轴转台多为摇篮式单台面结构，在进行金属切削加工的过程只能单工位加工，难以满足多主轴同时加工，鉴于此现有的五轴转台改进设计如图6所示的摇篮式双台面结构，能够进行多轴同时加工，但是由于两个加工的台面相距较近，在进行多轴同步加工时两侧加工过程容易相互产生影响(如切削过程中废屑相互溅射影响两侧切削加工)，若通过增加两个台面之间的距离进行改进，使得两侧的支撑端较远，加工时中间容易受力集中产生变形，加工零件精度难以保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自平衡双工位的AC五轴转台，解决多轴同步加工时两侧加工过程容易相互产生影响的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种自平衡双工位的AC五轴转台，包括固定的A轴系统和设置在A轴系统两侧的第一C轴系统和第二C轴系统，其中第一C轴系统和第二C轴系统关于A轴系统的竖直中心线对称分布。

作为本发明进一步的方案：A轴系统包括转台底座，转台底座的顶部中间开设有安装槽一，安装槽一中安装有A轴力矩电机，A轴力矩电机包括A轴力矩电机定子和A轴力矩电机转子，A轴力矩电机转子位于A轴力矩电机定子内部，安装槽一顶部设置有A轴电机压盖，转台底座与A轴电机压盖将A轴力矩电机定子夹紧固定。

作为本发明进一步的方案：A轴系统还包括第一C轴转台连接板和第二C轴转台连接板，A轴系统通过第一C轴转台连接板连接第一C轴系统，通过第二C轴转台连接板连接第二C轴系统。

作为本发明进一步的方案：第一C轴转台连接板和第二C轴转台连接板分别与A轴力矩电机转子的一侧连接，第一C轴转台连接板靠近A轴力矩电机转子一侧的台阶上设置有A轴转台轴承一，第二C轴转台连接板靠近A轴力矩电机转子一侧的台阶上设置有A轴转台轴承二。

作为本发明进一步的方案：A轴力矩电机转子左右两侧对称开设有装配孔，第一C轴转台连接板和第二C轴转台连接板一侧均设置有装配轴，装配轴与装配孔适配。

作为本发明进一步的方案：第一C轴系统包括第一C轴转台摆架，第一C轴转台摆架的底部开设有安装槽二，安装槽二中安装有第一C轴电机，第一C轴电机包括第一C轴电机转子和第一C轴电机定子，其中第一C轴电机定子固定在安装槽二中，第一C轴电机转子位于第一C轴电机定子内部，第一C轴电机转子内部固定连接有第一工作台连接轴，第一工作台连接轴顶部连接有第一工作台面，第一工作台面底部设置有第一C轴转台轴承。

作为本发明进一步的方案：第一工作台面的顶面中间安装有第一工作台密封压盖，第一工作台密封压盖顶部设置有第一压块进行固定压紧。

作为本发明进一步的方案：第二C轴系统包括第二C轴转台摆架，第二C轴转台摆架的底部开设有安装槽三，安装槽三中安装有第二C轴电机，第二C轴电机包括第二C轴电机转子和第二C轴电机定子，其中第二C轴电机定子固定在安装槽三中，第二C轴电机转子位于第二C轴电机定子内部，第二C轴电机转子内部固定连接有第二工作台连接轴，第二工作台连接轴顶部连接有第二工作台面，第二工作台面底部设置有第二C轴转台轴承。

作为本发明进一步的方案：第二工作台面的顶面中间安装有第二工作台密封压盖，第二工作台密封压盖顶部设置有第二压块进行固定压紧。

本发明的有益效果：

1、本发明通过将A轴力矩电机居中，增加两台面距离同时对两侧加工区间进行有效阻隔，解决现有的摇篮式双台面结构存在多轴同步加工时两侧加工过程容易相互产生影响的问题，并且缩短了两侧的摆架长度，避免了过长的摆架在加工时中间受力集中产生变形，影响零件加工精度，中驱一个电机即可带动双台面，无需辅助支撑，提高了经济效益。

2、本发明通过设置环形密封凸台一插入环形密封槽中，且密封凸台二与密封凸台一卡接在一起，侧边的密封结构使得外界的杂物无法进入第一C轴系统和第二C轴系统内部，无法影响正常的加工。

3、本发明通过A轴力矩电机转子轴孔过渡配合两端分别连接第一C轴转台连接板和第二C轴转台连接板，两侧分别通过A轴转台轴承一和A轴转台轴承二做径向及轴向支撑，电机转动带动两侧转台转动，两侧重量平衡，加工时切屑力也平衡，加工精度提高，台面间距大适合双主轴加工。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明整体剖面结构示意图；

图2是图1中A处放大结构示意图；

图3是图1中B处放大结构示意图；

图4是本发明整体结构示意图；

图5是现有技术中摇篮式单台面结构示意图；

图6是现有技术中摇篮式双台面结构示意图。

图中：1、转台底座；2、A轴力矩电机定子；3、A轴力矩电机转子；4、A轴转台轴承一；5、第一C轴转台连接板；6、第一C轴转台摆架；7、A轴转台轴承二；8、第二C轴转台连接板；9、第二C轴转台摆架；10、第一工作台面；11、第一C轴转台轴承；12、第一工作台密封压盖；13、第一工作台连接轴；14、第一C轴电机转子；15、第一C轴电机定子；16、A轴电机压盖；17、第二工作台面；18、第二C轴转台轴承；19、第二工作台密封压盖；20、第二工作台连接轴；21、第二C轴电机转子；22、第二C轴电机定子；23、第一压块；24、第一安装底架；25、第二压块；26、第二安装底架；31、装配孔；51、装配轴；61、密封凸台一；101、密封槽；102、密封凸台二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图5所示，现有的五轴转台多为摇篮式单台面结构，在进行金属切削加工的过程只能单工位加工，难以满足多主轴同时加工，鉴于此现有的五轴转台改进设计如图6所示的摇篮式双台面结构，能够进行多轴同时加工，但是由于两个加工的台面相距较近，在进行多轴同步加工时两侧加工过程容易相互产生影响如切削过程中废屑相互溅射影响两侧切削加工，若通过增加两个台面之间的距离进行改进，使得两侧的支撑端较远，加工时中间容易受力集中产生变形，加工零件精度难以保证。

鉴于此，如图1-图4所示，本发明设计一种自平衡双工位的AC五轴转台，通过将A轴力矩电机居中，增加两台面距离同时对两侧加工区间进行有效阻隔，解决现有的摇篮式双台面结构存在多轴同步加工时两侧加工过程容易相互产生影响的问题，并且本发明缩短了两侧的摆架长度，避免了过长的摆架在加工时中间受力集中产生变形，影响零件加工精度，中驱一个电机即可带动双台面，无需辅助支撑，提高了经济效益。

如图1所示，上述的自平衡双工位的AC五轴转台包括固定的A轴系统和设置在A轴系统两侧的第一C轴系统和第二C轴系统，其中第一C轴系统和第二C轴系统关于A轴系统的竖直中心线对称分布，通过A轴系统的居中设计，有效的增加两台面距离同时对两侧加工区间进行有效阻隔；

其中A轴系统包括固定安装在数控机床床身的转台底座1，转台底座1的顶部中间开设有安装槽一，安装槽一中安装有A轴力矩电机，A轴力矩电机包括A轴力矩电机定子2和A轴力矩电机转子3(其他结构与常规的力矩电机一致)，其中A轴力矩电机转子3位于A轴力矩电机定子2内部，安装槽一顶部设置有A轴电机压盖16，转台底座1与A轴电机压盖16将A轴力矩电机定子2夹紧固定，接通A轴力矩电机电路，则A轴力矩电机转子3能够轴向转动；

进一步的A轴系统还包括第一C轴转台连接板5和第二C轴转台连接板8，A轴系统通过第一C轴转台连接板5连接第一C轴系统，通过第二C轴转台连接板8连接第二C轴系统，其中第一C轴转台连接板5通过螺栓与A轴系统的A轴力矩电机转子3一侧连接，第二C轴转台连接板8通过螺栓与A轴系统的A轴力矩电机转子3另一侧连接，并且在第一C轴转台连接板5靠近A轴力矩电机转子3一侧的台阶上设置有A轴转台轴承一4，该A轴转台轴承一4的动环与第一C轴转台连接板5固定连接，其定环与转台底座1靠近第一C轴系统一侧开设的配合槽同一连接，第二C轴转台连接板8靠近A轴力矩电机转子3一侧的台阶上设置有A轴转台轴承二7，该A轴转台轴承二7A轴转台轴承二7的动环与第二C轴转台连接板8固定连接，其定环与转台底座1靠近第二C轴系统一侧开设的配合槽二连接，第一C轴转台连接板5插入配合槽一设置，第二C轴转台连接板8插入配合槽二设置；

进一步的如图2所示，A轴力矩电机转子3左右两侧对称开设有装配孔31，第一C轴转台连接板5和第二C轴转台连接板8一侧均设置有装配轴51，第一C轴转台连接板5的装配轴51与同侧的装配孔31过渡配合，第二C轴转台连接板8的装配轴51与同侧的装配孔31也过渡配合，通过装配轴51与装配孔31的配合实现第一C轴系统和第二C轴系统的刚性连接；

进一步的第一C轴系统包括呈L形向外延伸的第一C轴转台摆架6，在第一C轴转台摆架6的底部开设有安装槽二，在安装槽二中安装有第一C轴电机，第一C轴电机包括第一C轴电机转子14和第一C轴电机定子15，其中第一C轴电机定子15固定在安装槽二中，第一C轴电机转子14位于第一C轴电机定子15内部，第一C轴电机转子14内部固定连接有第一工作台连接轴13，第一工作台连接轴13顶部连接有第一工作台面10，其中第一工作台面10底部设置有连接轴，该连接轴插入第一C轴转台摆架6设置，进一步的第一工作台面10的连接轴外侧设置有第一C轴转台轴承11，该第一C轴转台轴承11的动环安装在第一工作台面10的连接轴轴面上，定环安装在第一C轴转台摆架6的配合槽中；

进一步的第一工作台连接轴13底部连接有第一安装底架24，在第一工作台面10的顶面中间安装有第一工作台密封压盖12，在第一工作台密封压盖12顶部设置有第一压块23进行固定压紧，通过第一工作台密封压盖12对第一工作台面10顶面通孔进行密封避免加工杂物进入第一C轴系统内部影响工作。

进一步的第二C轴系统也包括呈L形向外延伸的第二C轴转台摆架9，在第二C轴转台摆架9的底部开设有安装槽三，在安装槽三中安装有第二C轴电机，第二C轴电机包括第二C轴电机转子21和第二C轴电机定子22，其中第二C轴电机定子22固定在安装槽三中，第二C轴电机转子21位于第二C轴电机定子22内部，第二C轴电机转子21内部固定连接有第二工作台连接轴20，第二工作台连接轴20顶部连接有第二工作台面17，其中第二工作台面17底部也设置有连接轴，该连接轴插入第二C轴转台摆架9内部设置，进一步的第二工作台面17的连接轴外侧设置有第二C轴转台轴承18，该第二C轴转台轴承18的动环安装在第二工作台面17的连接轴轴面上，定环安装在第二C轴转台摆架9的配合槽中；

第二工作台连接轴20底部连接有第二安装底架26，在第二工作台面17的顶面中间安装有第二工作台密封压盖19，在第二工作台密封压盖19顶部设置有第二压块25进行固定压紧，通过第二工作台密封压盖19对第二工作台面17顶面通孔进行密封避免加工杂物进入第二C轴系统内部影响工作。

进一步如图3所示，为了进一步的提高第一工作台面10和第二工作台面17的工作防护性，在第一C轴转台摆架6和第二C轴转台摆架9的顶面设置有环形的密封凸台一61，在第一工作台面10和第二工作台面17底面均设置有呈环形的密封凸台二102，其中第一工作台面10和第二工作台面17底面靠近密封凸台二102内侧开设有密封槽101，第一工作台面10的密封凸台二102与第一C轴转台摆架6的密封凸台一61卡接，且密封凸台一61插入密封槽101设置，第二工作台面17的密封凸台二102与第二C轴转台摆架9的密封凸台一61卡接，同样的对应的密封凸台一61也插入对应的密封槽101设置，通过侧边的密封结构使得外界的杂物无法进入第一C轴系统和第二C轴系统内部，无法影响正常的加工。

进一步的本发明中第一C轴和第二C轴可旋转±360°，A轴可旋转±110°。

本发明工作时，转台底座1固定，A轴力矩电机通电后，A轴力矩电机转子3旋转带动第一C轴转台连接板5和第二C轴转台连接板8转动，使得固定在第一C轴转台连接板5上的第一C轴转台摆架6和固定在第二C轴转台连接板8上的第二C轴转台摆架9沿着A轴旋转，通过两侧结构的对称设计，实现重量平衡，运行精度稳定；

第一C轴系统中的第一C轴电机通电，第一C轴电机转子14带动第一工作台连接轴13转动，第一工作台连接轴13带动第一工作台面10沿着第一C轴旋转，进一步的第二C轴系统中的第二C轴电机通电，第二C轴电机转子21带动第二工作台连接轴20转动，第二工作台连接轴20带动第二工作台面17运动，沿着第二C轴旋转工作。

本发明通过A轴力矩电机转子3轴孔过渡配合两端分别连接第一C轴转台连接板5和第二C轴转台连接板8，两侧分别通过A轴转台轴承一4和A轴转台轴承二7做径向及轴向支撑，电机转动带动两侧转台转动，两侧重量平衡，加工时切屑力也平衡，加工精度提高，台面间距大适合双主轴加工。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。