高精度非正交机械主轴角度铣头的制作方法

1.本发明涉及五轴摆动角度铣头技术领域，具体为高精度非正交机械主轴角度铣头。


背景技术：

2.角度铣头是一种扩充机床功能的常用附件，机床安上角度铣头后刀具旋转中心线可以与主轴旋转中心线成指定的角度加工工件，广泛应用于航空、汽车、模具等机械加工的各个领域。使用角度头，无需改变机床结构就可以增大其加工范围和适应性，使一些用传统方法难以完成的加工得以实现，并能减少工件重复装夹，提高加工精度和效率。
3.目前的联动角度铣头铣削主轴多采用集成一体的电主轴，该电主轴其缺点是体积大旋转扭力小，为了加大主轴切削扭力，减小摆动角度铣头的体积把主轴的动力电机外置到摆头c轴模组上部，从而来加大主轴切削扭力。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供高精度非正交机械主轴角度铣头，以解决上述背景技术中提出的角度铣头主轴是机械主轴能够在b轴模组，c轴模组驱动电机为力矩电机可以实现，通多环抱涨紧夹紧可以实现非正交摆角度铣头能任意角度摆头定位加工的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：高精度非正交机械主轴角度铣头，包括c轴模组、b轴模组和主轴模组，所述c轴模组与b轴模组转动连接，所述c轴模组与b轴模组之间设置有c轴力矩电机和c轴环抱涨紧锁紧组件，所述c轴力矩电机通过第一定子线圈和第一转子组成，所述b轴模组与主轴模组转动连接，所述b轴模组与主轴模组两者之间设置有b轴力矩电机和b轴环抱涨紧锁紧组件，所述b轴力矩电机通过第二定子线圈和第二转子组成。
6.优选的，所述c轴环抱涨紧锁紧组件包括：c轴缸体、c轴涨紧油腔套、c 轴驱动轴；所述c轴缸体、c轴涨紧油腔套固定在c轴模组上，c轴驱动轴固定在b轴模组上，所述c轴涨紧油腔套套装在c轴缸体上并用螺栓固定，所述c轴缸体的上头设有两个第一密封圈和下头设有一个第二密封圈，所述c 轴缸体两端的第一密封圈和第二密封圈中间开一个进油孔和一个排油孔。
7.优选的，所述b轴环抱涨紧锁紧组件包括：b轴缸体、b轴涨紧油腔套、 b轴驱动轴和b轴旋转支撑轴承，所述b轴缸体和b轴涨紧油腔套固定在b 轴模组上，所述b轴驱动轴固定在主轴模组上，所述b轴涨紧油腔套套装在b 轴缸体上并用螺栓固定，所述b轴缸体上头设有两个第三密封圈和下头设有一个第四密封圈，在b轴缸体两端的第三密封圈和第四密封圈中间开一个进油孔和一个排油孔。
8.优选的，所述c轴模组内设置有自由旋转的c轴，所述b轴模组内设置有自由旋转的b轴，c轴和b轴旋转不受角度约束可以任意角度旋转，所述c 轴模组和b轴模组中间设有第一传动轴和第二传动轴，通过第一级伞形齿轮组和第二级伞形齿轮组传动到主轴和输出
轴。
9.优选的，所述c轴力矩电机与c轴旋转支撑轴承、c轴缸体、c轴涨紧油腔套和c轴驱动轴同轴设置，所述b轴力矩电机与b轴旋转支撑轴承、b轴缸体、b轴涨紧油腔套和b轴驱动轴同轴设置。
10.优选的，所述c轴模组的第一传动轴与c轴模组同轴设置安装在c轴模组内，b轴模组的第二传动轴与b轴模组同轴设置安装在b轴模组内，所述第一传动轴和第二传动轴通过第一级伞形齿轮组连接。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
12.本技术通过提供一种高精度非正交机械主轴角度铣头，解决了角度铣头主轴是机械主轴能够在b轴模组和c轴模组驱动电机为力矩电机可以实现，通多环抱涨紧夹紧可以实现非正交摆角度铣头能任意角度摆头定位加工，从而加大主轴切削扭力。
附图说明
13.图1为本发明结构示意图；
14.图2为图1的剖视结构示意图；
15.图3为图2中a部分的放大结构示意图；
16.图4为图2中b部分的放大结构示意图。
17.图中：1c轴模组、2b轴模组、3主轴模组、4第一定子线圈、5第一转子、 6第二定子线圈、7第二转子、8c轴缸体、9c轴涨紧油腔套、10c轴驱动轴、 11b轴缸体、12b轴涨紧油腔套、13b轴驱动轴、14第一传动轴、15第二传动轴、16第一级伞形齿轮组、17第二级伞形齿轮组、18主轴、19输出轴、20c 轴旋转支撑轴承、21b轴旋转支撑轴承、22旋转角度校测编码器、23动力源电机。
具体实施方式
18.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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
20.实施例一：
21.请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：高精度非正交机械主轴角度铣头，包括c轴模组1、b轴模组2和主轴模组3，c轴模组1与b轴模组2转动连接，c轴模组1与b轴模组2之间设置有c轴力矩电机和c轴环抱涨紧锁紧组件，c轴力矩电机通过第一定子线圈4和第一转子5组成，b轴模组2与主轴模组3转动连接，b轴模组2与主轴模组3两者之间设置有b轴力矩电机和b轴环抱涨紧锁紧组件，b轴力矩电机通过第二定子线圈6和第二转子7组成。
22.c轴环抱涨紧锁紧组件包括：c轴缸体8、c轴涨紧油腔套9、c轴驱动轴 10；c轴缸体
8、c轴涨紧油腔套9固定在c轴模组1上，c轴驱动轴10固定在b轴模组2上，工作时c轴涨紧油腔套9腔体进油使其c轴涨紧油腔套9 膨胀与c轴驱动轴10涨紧锁死，c轴涨紧油腔套9套装在c轴缸体8上并用螺栓固定，c轴缸体8的上头设有两个第一密封圈和下头设有一个第二密封圈，使其与c轴涨紧油腔套9中间部位形成密闭空间，c轴缸体8两端的第一密封圈和第二密封圈中间开一个进油孔和一个排油孔。
23.b轴环抱涨紧锁紧组件包括：b轴缸体11、b轴涨紧油腔套12、b轴驱动轴13和b轴旋转支撑轴承21，b轴缸体11和b轴涨紧油腔套12固定在b轴模组2上，b轴驱动轴13固定在主轴模组3上，工作时b轴涨紧油腔套12腔体进油使其b轴涨紧油腔套12膨胀与b轴驱动轴13涨紧锁死，b轴涨紧油腔套12套装在b轴缸体11上并用螺栓固定，b轴缸体11上头设有两个第三密封圈和下头设有一个第四密封圈，使其与b轴涨紧油腔套12中间部位形成密闭空间，在b轴缸体11两端的第三密封圈和第四密封圈中间开一个进油孔和一个排油孔。
24.c轴模组1内设置有自由旋转的c轴，b轴模组2内设置有自由旋转的b 轴，c轴和b轴旋转不受角度约束可以任意角度旋转，c轴模组1和b轴模组 2中间设有第一传动轴14和第二传动轴15，通过第一级伞形齿轮组16和第二级伞形齿轮组17传动到主轴18和输出轴19。
25.c轴力矩电机与c轴旋转支撑轴承20、c轴缸体8、c轴涨紧油腔套9和c轴驱动轴10同轴设置，b轴力矩电机与b轴旋转支撑轴承21、b轴缸体11、b 轴涨紧油腔套12和b轴驱动轴13同轴设置。
26.c轴模组1的第一传动轴14与c轴模组1同轴设置安装在c轴模组1内， b轴模组2的第二传动轴15与b轴模组2同轴设置安装在b轴模组2内，第一传动轴14和第二传动轴15通过第一级伞形齿轮组16连接。
27.角度铣头包括：c轴模组1、b轴模组2和主轴模组3，c轴模组1与b轴模组2转动连接，其两者之间设置有旋转支撑轴承20、旋转角度检测编码器22、c轴力矩电机和c轴环抱涨紧锁紧组件，b轴模组2与主轴模组3转动连接，旋转支撑轴承21、旋转角度检测编码器22、c轴力矩电机和b轴环抱涨紧锁紧组件，本发明中，c轴力矩电机驱动b轴模组2 相对c轴模组1旋转，由旋转角度检测编码器22做角度位置反馈，做精密角度的转动，b轴模组2与c轴模组1通过c轴环抱涨紧锁紧组件实现任意角度分度锁紧；b轴力矩电机驱动主轴模组3相对b轴模组2旋转，由旋转角度检测编码器22做角度位置反馈，做精密角度的转动，主轴模组3与b轴模组2通过b轴环抱涨紧锁紧组件实现任意角度分度锁紧；以此实现任意角度分度调控定位角度铣削，铣削主轴为机械主轴，动力源电机23外置在角度头c轴模组1顶端，通过c轴驱动轴10连接两组伞形齿轮最终输出到主轴模组3的输出轴19上
28.工作原理：c轴力矩电机驱动b轴模组2相对c轴模组1旋转，由旋转角度检测编码器22做角度位置反馈，做精密角度的转动，b轴模组2 与c轴模组1通过c轴环抱涨紧锁紧组件实现任意角度分度锁紧，b轴力矩电机驱动主轴模组3相对b轴模组2旋转，由旋转角度检测编码器22 做角度位置反馈，做精密角度的转动，主轴模组3与b轴模组2通过b轴环抱涨紧锁紧组件实现任意角度分度锁紧，以此实现任意角度分度调控定位角度铣削，铣削主轴为机械主轴，动力源电机23外置在角度头c轴模组1顶端。通过第一传动轴14连接两组伞形齿轮最终输出到主轴模组3 的输出轴19上。
29.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或
基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
30.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。