一种数控机床的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及机床技术领域，具体涉及一种数控机床。
【背景技术】
[0002]—般情况下数控铣床或加工中心有X、Y、Z三个基本轴，其它旋转、进给轴为第四轴，第四轴可以实现刀库定位，回转工作台、分度头的旋转定位，更高级的系统还可以与基本轴进行插补运算，实现四轴、五轴联动。一般多面体加工，如涡轮式抗压机壳体的四面孔、槽的加工可以由第四轴分度头功能来完成，一次装夹就可以完成多道工序，其加工精度、效率得以显著的提高。一般数控分度头的分度运动是伺服电动机通过联轴器驱动一组蜗轮蜗杆，从而使分度头旋转分度。由于传统分度头蜗轮蜗杆机构传动中存在齿间间隙，导致分度的精度不高，并且蜗杆转动数圈，蜗轮才转动一定角度，分度效率低。这种传动形式不可避免地有较大的磨损，而且内部蜗轮蜗杆以及端齿盘的加工制造有比较严格的精度求，其加工较为复杂，而且转速比较慢，驱动回馈反应时间较长，此外，电机和分度头会比较占用机床的空间，有时会造成不便而降低工作效率。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在上述技术问题，本实用新型提供一种分度效率高、加工精度高、伺服响应快而且减少分度装置占用空间的数控机床。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案:
[0005]提供一种数控机床，包括第四轴，第四轴连接有分度装置，分度装置包括箱体、轴承和分度主轴，分度主轴通过轴承转动连接于箱体，分度主轴穿过箱体，分度主轴的前端和后端延伸出箱体外部，箱体内还设置有直驱电机，直驱电机驱动分度主轴转动，还包括角度编码器，角度编码器与直驱电机电连接。
[0006]优选的，直驱电机包括支架、转子和定子，转子与所述分度主轴固定连接，所述定子与支架连接，支架与箱体固定连接。
[0007]优选的，轴承为三排圆柱组合轴承或向心滚子轴承。
[0008]优选的，分度主轴的前端和后端与箱体密封连接，且转轴设置有迷宫式密封结构。
[0009]优选的，还包括编码器支架，角度编码器通过编码器支架固定于机床床身。
[0010]优选的，还包括用于把分度装置固定于机床床身的气压夹紧装置。
[0011]优选的，分度装置采用螺栓与机床床身固定连接，螺栓设有至少四个。
[0012]优选的，直驱电机设为交流伺服电机。
[0013]优选的，分度装置还设置有锁紧分度主轴的锁紧机构，锁紧机构为液压锁紧机构或气动锁紧机构。
[0014]优选的，还包括与直驱电机电连接的永磁发电机。
[0015]优选的，直驱电机为内转子结构或者外转子结构。
[0016]本实用新型的有益效果:
[0017]本实用新型的一种数控机床，包括第四轴，第四轴连接有分度装置，分度装置包括箱体、轴承和分度主轴，分度主轴通过轴承转动连接于箱体，分度主轴穿过箱体，分度主轴的前端和后端延伸出箱体外部，箱体内还设置有直驱电机，直驱电机驱动分度主轴转动，还包括角度编码器，角度编码器与直驱电机电连接。由于用于驱动的直驱电机设置在分度装置的内部，可以减小机床中电机和分度装置的占用空间，为生产加工需要腾出更多的空间；并且直驱电机直接驱动分度主轴，减少了传统齿轮和蜗轮蜗杆等传动结构的磨损，电机与负载之间实现了零传动，减少了机床磨损从而减少维修维护次数;而且直接驱动的结构比较简单，精确度也更高，通过合理使用角度编码器，独立地控制直驱电机，可以实现精确地控制，大大提高了工作效率和经济效益。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的一种数控机床的结构示意图。
[0019]附图标记:
[0020]第四轴I;
[0021]分度装置2;
[0022]分度主轴3;
[0023]角度编码器4;
[0024]编码器支架5。
【具体实施方式】
[0025]以下结合具体实施例及附图对本实用新型进行详细说明。
[0026]本实施例的一种数控机床，如图1所示，包括机床床身的第四轴I，第四轴I连接有分度装置2，分度装置2包括箱体、轴承和分度主轴3，分度主轴3通过轴承转动连接于箱体，分度主轴3穿过箱体，分度主轴3的前端和后端延伸出箱体外部，箱体内还设置有直驱电机，直驱电机驱动分度主轴3转动，还包括角度编码器4，角度编码器4与直驱电机电连接。直驱电机包括支架、转子和定子，转子与所述分度主轴固定连接，所述定子与支架连接，支架与箱体固定连接。角度编码器4的主要作用是通过实时监控分度主轴3的位置，并在适当的位置改变直驱电机内部的晶闸管的导通来改变电流的流向，从而使电机磁隙中产生旋转磁场，以此来驱动电机转子旋转运动。还包括编码器支架5，角度编码器4通过编码器支架5固定于机床床身的第四轴I。与现有技术相比，本实用新型由于用于驱动的直驱电机设置在分度装置2的内部，可以减小机床中电机和分度装置2的占用空间，为生产加工需要腾出更多的空间；并且直驱电机直接驱动分度主轴3，减少了传统齿轮和蜗轮蜗杆等传动结构的磨损，电机与负载之间实现了零传动，减少了机床磨损从而减少维修维护次数;而且直接驱动的结构比较简单，精确度也更高，通过合理使用角度编码器4，独立地控制直驱电机，可以实现精确地控制，大大提高了工作效率和经济效益。
[0027]本实施例中，轴承为三排圆柱组合轴承或向心滚子轴承，三排圆柱组合轴承该的高精度和高刚度大直径单轴承的特点，使转子采用单个轴承支撑成为可能，从而大幅度减小其轴向尺寸;而向心滚子轴承它能双向承受轴向载荷和附加径向载荷以及安装力矩，特别适于承受大倾覆力矩，具有较高旋转精度。这两种轴承与分度轴承十分的相匹配，其它轴承则常常不能满足需求，出现偏差而影响加工精度。
[0028]本实施例中，分度主轴3的前端和后端与箱体密封连接，且转轴设置有迷宫式密封结构，能够有效防止灰尘废肩进入箱体内，而影响转子正常运行。
[0029]本实施例中，分度装置2可多种形式固定，为了分度装置2稳定地固定在机床床身的第四轴I，可以选用气压夹紧装置，用于把分度装置2固定于机床床身的第四轴I。或者分度装置2采用螺栓与机床床身的第四轴I固定连接，螺栓设有至少四个。这样不仅可满足稳定固定的需要，而且比较容易拆卸与安装，分度装置2可以用于不同的机床，提高使用效率。
[0030]本实施例中，分度装置2还设置有锁紧分度主轴3的锁紧机构，锁紧机构为液压锁紧机构或气动锁紧机构，分度主轴3的锁紧是依靠液压或气动完成，而且还提供有液压站或气站，为分度装置2的锁紧提供保障。
[0031]本实施例中，还包括与直驱电机电连接的永磁发电机，永磁转子结构免去了产生转子磁场所需的励磁功率和碳刷、滑环之间磨擦的机械损耗，使得永磁式发电机效率大为提高。在直驱电机旁设置永磁发电机，形成一个整体系统，可控性强。直驱电机为内转子结构或者外转子结构，优先选用外转子电机。直驱电机的定子和轴承的外圈是同轴安装在箱体上的，两个安装面的同轴加工保证了定子与转子的同轴度和间隙均匀性。
[0032]最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
【主权项】
1.一种数控机床，其特征在于:包括第四轴，所述第四轴连接有分度装置，所述分度装置包括箱体、轴承和分度主轴，所述分度主轴通过轴承转动连接于所述箱体，所述分度主轴穿过所述箱体，所述分度主轴的前端和后端延伸出所述箱体外部，所述箱体内还设置有直驱电机，所述直驱电机驱动所述分度主轴转动，还包括角度编码器，所述角度编码器与所述直驱电机电连接。2.根据权利要求1所述的一种数控机床，其特征是:所述直驱电机包括支架、转子和定子，所述转子与所述分度主轴固定连接，所述定子与所述支架连接，所述支架与所述箱体固定连接。3.根据权利要求1所述的一种数控机床，其特征是:所述轴承为三排圆柱组合轴承或向心滚子轴承。4.根据权利要求2所述的一种数控机床，其特征是:所述分度主轴的前端和后端与所述箱体密封连接，且所述分度主轴设置有迷宫式密封结构。5.根据权利要求1或3所述的一种数控机床，其特征是:还包括编码器支架，所述角度编码器通过所述编码器支架固定于机床的床身。6.根据权利要求4所述的一种数控机床，其特征是:还包括用于把所述分度装置固定于机床的床身的气压夹紧装置。7.根据权利要求4所述的一种数控机床，其特征是:所述分度装置采用螺栓与机床的床身固定连接，所述螺栓设有至少四个。8.根据权利要求5所述的一种数控机床，其特征是:所述直驱电机设为交流伺服电机。9.根据权利要求5所述的一种数控机床，其特征是:所述分度装置还设置有锁紧所述分度主轴的锁紧机构，所述锁紧机构为液压锁紧机构或气动锁紧机构。10.根据权利要求8所述的一种数控机床，其特征是:还包括与所述直驱电机电连接的永磁发电机。
【专利摘要】本实用新型的一种数控机床，包括第四轴，第四轴连接有分度装置，分度装置包括箱体、轴承和分度主轴，分度主轴通过轴承转动连接于箱体，分度主轴穿过箱体，分度主轴的前端和后端延伸出箱体外部，箱体内还设置有直驱电机，直驱电机驱动分度主轴转动，还包括角度编码器，角度编码器与直驱电机电连接。由于直驱电机设置在分度装置的内部，可以减小机床中电机和分度装置的占用空间；直驱电机直接驱动分度主轴，减少了传统齿轮和蜗轮蜗杆等传动结构的磨损，电机与负载之间实现了零传动；合理使用角度编码器，独立地控制直驱电机，可以实现精确地控制，大大提高了工作效率和经济效益。
【IPC分类】B23Q16/02, B23Q5/00
【公开号】CN205342664
【申请号】CN201521104637
【发明人】陈广成
【申请人】东莞市巨冈机械工业有限公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2015年12月28日