一种高速五轴联动数控机床AC/BC主轴驱动摆头的制作方法

一种高速五轴联动数控机床ac/bc主轴驱动摆头
技术领域
1.本发明属于五轴联动数控机床主轴驱动摆头技术领域，特别涉及一种高速五轴联动数控机床ac/bc主轴驱动摆头。


背景技术：

2.五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高、专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业有着举足轻重的影响力。
3.现有的高刚度高精度高速五轴联动数控机床在使用时需要配合主轴驱动摆头，公开号为cn208262297u公开了五轴联动数控机床双向转摆头，该技术方案中，只能实现电主轴的摆动，但在实际加工时，在对一些大型工件加工时，由于工件的体积大，加工难度大，造成加工时间过长，因此在长时间的作业后，需要暂停电主轴的工作，待其温度降低后，再进行作业，这样一来会造成作业的长时间中断，影响工作进度。
4.因此，发明一种高速五轴联动数控机床ac/bc主轴驱动摆头来解决上述问题很有必要。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明提供了一种高速五轴联动数控机床ac/bc主轴驱动摆头，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高速五轴联动数控机床ac/bc主轴驱动摆头，包括顶板，所述顶板的底部固定安装有第一电机，所述第一电机的输出轴底部固定连接有安装架，所述安装架的内侧壁上固定安装有第二电机，所述第二电机的输出轴固定安装有圆盘，所述圆盘的柱面上开设有环槽，所述环槽内转动套设有环板，所述环板的外环壁上对称地固定安装有两安装筒，所述安装筒中固定安装有电主轴，所述电主轴的输出轴伸出所述安装筒外并固定连接有铣刀；
7.所述环板的外侧设有用于驱动其转动的驱动组件；所述圆盘的外侧设有用于对所述安装筒的位置进行固定的固定组件；所述电主轴的外部设有用于对残留在其输出轴表面的冷却水进行清理的擦拭组件。
8.可选地，所述驱动组件包括环绕设置在所述环板的外环壁上的齿牙，所述圆盘远离所述第二电机的一侧通过l形架固定安装有第三电机，所述第三电机的输出轴固定连接有用于与所述齿牙啮合的齿轮。
9.可选地，所述圆盘远离所述第二电机的一端套装有防护罩，所述防护罩将所述驱动组件包裹在内，所述防护罩靠近所述第二电机的一端内壁与所述环板的外环壁贴合。
10.可选地，所述固定组件包括固定连接在所述圆盘柱面上的安装板，所述安装板固定安装有筒体，所述筒体的靠近所述安装板的一侧筒内壁上固定连接有电磁铁，所述筒体内滑动设置有卡杆，所述卡杆远离所述电磁铁的一端延伸至所述筒体外并固定套设有压
板，所述卡杆上于所述压板与所述筒体之间套设有第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别与所述筒体及所述压板固定连接，所述安装筒的外侧设有与所述卡杆相适配的卡孔。
11.可选地，所述擦拭组件包括对称固定安装在所述安装筒远离所述圆盘的一端的两直筒，所述直筒靠近所述安装筒的一侧筒内壁固定连接有电动推杆，所述电动推杆远离所述安装筒的一端通过连接结构固定连接有直杆，所述直杆远离所述连接结构的一端延伸至所述直筒外并固定连接有滑块；
12.各所述直筒远离所述安装筒的一侧均设有一半环板，所述半环板靠近所述安装筒的一侧设有用于与所述滑块配合的滑槽，所述滑块滑动安装在滑槽内；所述滑块远离所述电主轴的一侧连接有第二弹簧；两所述半环板的内侧均设有擦拭棉，其中一个所述半环板的内侧设有触片，另一个所述半环板的内侧设有与所述触片相适配的凹槽，所述凹槽内设有用于与所述触片配合的按压开关；
13.所述半环板的外侧设有用于驱动其向靠近所述安装筒方向运动的挤压组件。
14.可选地，所述挤压组件包括固定连接在所述半环板外侧的顶杆，所述安装架的内顶壁通过连杆固定连接有与两所述顶杆配合的两挤压板，所述挤压板设置为半圆环形板状构件，所述挤压板的内侧中部开设有活动槽，所述活动槽的两侧槽边沿及所述挤压板的两端均设有引导弧面。
15.可选地，所述直筒的外侧设有与所述直筒内连通的抽气管；所述连接结构为活塞；
16.所述半环板的内侧固定安装有壳体，所述壳体设于所述擦拭棉靠近所述电主轴的一侧，所述壳体靠近所述擦拭棉的一侧等距设有多个喷孔，所述喷孔及所述抽气管内均设有单向阀，所述壳体与所述直筒通过伸缩软管相连通。
17.可选地，所述擦拭棉为形状为半环形的棉条构件。
18.本发明的技术效果和优点：
19.1、本发明可实现对电主轴的驱动，使其能进行两个方向的轴向摆动，且可进行对长时间工作后的电主轴的切换，使得无需等待电主轴冷却即可进行加工，提升工作效率；
20.2、本发明可实现在切换电主轴的同时对电主轴的输出轴上残留的冷却水进行擦拭，避免切换过程中，冷却水在电主轴随安装筒向上转动时顺着电主轴的输出轴流向电主轴内的情况出现，实现对电主轴的保护；
21.3、本发明可对用于擦拭冷却水的擦拭棉进行吹干，使得能保证擦拭棉干燥，避免其长期潮湿上霉，导致其损坏，从而影响擦拭冷却水效果的情况出现；
22.本发明可实现对电主轴的驱动，使其能进行两个方向的轴向摆动，且可进行对长时间工作后的电主轴的切换，使得无需等待电主轴冷却即可进行加工，提升工作效率，且可实现在切换电主轴的同时对电主轴的输出轴上残留的冷却水进行擦拭，避免切换过程中，冷却水在电主轴随安装筒向上转动时顺着电主轴的输出轴流向电主轴内的情况出现，实现对电主轴的保护，同时可对用于擦拭冷却水的擦拭棉进行吹干，使得能保证擦拭棉干燥，避免其长期潮湿上霉，导致其损坏，从而影响擦拭冷却水效果的情况出现。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
24.图1示出了本发明实施例的一种高速五轴联动数控机床ac/bc主轴驱动摆头的结构示意图一；
25.图2示出了本发明实施例的图1中a处放大结构示意图；
26.图3示出了本发明实施例的高速五轴联动数控机床ac/bc主轴驱动摆头的结构示意图二；
27.图4示出了本发明实施例的高速五轴联动数控机床ac/bc主轴驱动摆头及防护罩组合的结构示意图；
28.图5示出了本发明实施例的图4中b处放大结构示意图；
29.图6示出了本发明实施例的高速五轴联动数控机床ac/bc主轴驱动摆头的结构示意图三；
30.图7示出了本发明实施例的图6中c处放大结构示意图；
31.图中：1、顶板；2、第一电机；3、安装架；4、第二电机；5、圆盘；6、环板；7、安装筒；8、电主轴；9、铣刀；10、齿牙；11、第三电机；12、齿轮；13、筒体；14、电磁铁；15、卡杆；16、压板；17、卡孔；18、直筒；19、电动推杆；20、连接结构；21、直杆；22、半环板；23、顶杆；24、挤压板；25、触片；26、抽气管；27、壳体；28、防护罩；29、擦拭棉。
具体实施方式
32.为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
33.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“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。
35.本发明提供了一种高速五轴联动数控机床ac/bc主轴驱动摆头，如图1-7所示，包括顶板1，顶板1的底部固定安装有第一电机2，第一电机2的输出轴底部固定连接有安装架3，安装架3的内侧壁上固定安装有第二电机4，第二电机4的输出轴固定安装有圆盘5，圆盘5的柱面上开设有环槽，环槽内转动套设有环板6，环板6的外环壁上对称地固定安装有两安装筒7，安装筒7中固定安装有电主轴8，电主轴8的输出轴伸出安装筒7外并固定连接有铣刀9；
36.环板6的外侧设有用于驱动其转动的驱动组件；圆盘5的外侧设有用于对安装筒7的位置进行固定的固定组件；电主轴8的外部设有用于对残留在其输出轴表面的冷却水进行清理的擦拭组件。
37.使用时，启动第一电机2使其输出轴转动带动安装架3转动，从而带动第二电机4及
圆盘5转动，进而带动环板6、安装筒7、电主轴8及铣刀9转动，可启动第二电机4使其输出轴转动带动圆盘5转动，从而带动环板6、安装筒7、电主轴8及铣刀9转动，通过第一电机2及第二电机4的传动可实现电主轴8能在两个方向进行轴向摆动，可通过启动电主轴8使其输出轴带动铣刀9转动进行加工，加工过程中为了对铣刀9降温，因此会通过数控机床上的喷水组件朝铣刀9上喷冷却水进行降温，当使用过长时间后，可停止电主轴8输出轴的转动，通过驱动组件驱动环板6正转，使得带动安装筒7、电主轴8及铣刀9随之转动，当两个电主轴8转动至水平状态，随着电主轴8的继续转动，使得原先位于下方的电主轴8转动至上方，原先位于上方的电主轴8转动至下方，随后通过固定组件对安装筒7位置固定，实现对电主轴8的切换，使得无需等待电主轴8冷却即可进行加工，提升工作效率，当两个电主轴8转动至水平状态，随着电主轴8的继续转动使得原先位于下方的电主轴8配合擦拭组件对溅射在原先位于下方的电主轴8输出轴上的冷却水进行擦拭，避免电主轴8上的水随着电主轴8的切换，沿电主轴8的输出轴向下流动进入到电主轴8的内部对其造成损害的情况出现，使得能对电主轴8进行保护。
38.如图1所示，驱动组件包括环绕设置在环板6的外环壁上的齿牙10，圆盘5远离第二电机4的一侧通过l形架固定安装有第三电机11，第三电机11的输出轴固定连接有用于与齿牙10啮合的齿轮12，启动第三电机11使其输出轴转动带动齿轮12转动，从而配合齿牙10带动环板6转动，实现对环板6的驱动。
39.如图3所示，圆盘5远离第二电机4的一端套装有防护罩28，防护罩28将驱动组件包裹在内，防护罩28靠近第二电机4的一端内壁与环板6的外环壁贴合，通过防护罩28的设置使得可对加工时产生的碎屑进行遮挡，避免碎屑卡在齿牙10内部，进而避免影响齿牙10与齿轮12之间的配合。
40.如图1-2所示，固定组件包括固定连接在圆盘5柱面上的安装板，安装板固定安装有筒体13，筒体13的靠近安装板的一侧筒内壁上固定连接有电磁铁14，筒体13内滑动设置有卡杆15，卡杆15材质为铁，卡杆15远离电磁铁14的一端延伸至筒体13外并固定套设有压板16，卡杆15上于压板16与筒体13之间套设有第一弹簧，第一弹簧的两端分别与筒体13及压板16固定连接，安装筒7的外侧设有与卡杆15相适配的卡孔17。
41.可启动电磁铁14使其通电具有磁性，使得能吸附卡杆15使卡杆15向靠近电磁铁14的方向运动，从而带动压板16压缩第一弹簧使其形变产生作用力，同时使得卡杆15离开卡孔17，取消对安装筒7的固定，当安装筒7上的卡孔17与卡杆15位置对应，可将电磁铁14断电，使得第一弹簧释放作用力带动压板16及卡杆15向靠近卡孔17的方向移动，使得插入卡孔17内，实现对安装筒7的固定。
42.如图5及图7所示，擦拭组件包括对称固定安装在安装筒7远离圆盘5的一端的两直筒18，直筒18靠近安装筒7的一侧筒内壁固定连接有电动推杆19，电动推杆19远离安装筒7的一端通过连接结构20固定连接有直杆21，直杆21远离连接结构20的一端延伸至直筒18外并固定连接有滑块；
43.各直筒18远离安装筒7的一侧均设有一半环板22，半环板22靠近安装筒7的一侧设有用于与滑块配合的滑槽，滑块滑动安装在滑槽内；滑块远离电主轴8的一侧连接有第二弹簧；两半环板22的内侧均设有擦拭棉29，其中一个半环板22的内侧设有触片25，另一个半环板22的内侧设有与触片25相适配的凹槽，凹槽内设有用于与触片25配合的按压开关；
44.半环板22的外侧设有用于驱动其向靠近安装筒7方向运动的挤压组件。
45.安装筒7转动至水平角度后，随着安装筒7的继续向上转动，使得通过直筒18带动电动推杆19随之转动，从而带动连接结构20、直杆21及滑块转动，进而带动半环板22转动，使得配合挤压组件驱动一对半环板22相互靠近的运动，同时压缩第二弹簧使其形变产生作用力，使得一对半环板22互相结合形成一个圆环板，使得擦拭棉29与电主轴8的输出轴抵触，同时触片25按压按压开关，此时控制电动推杆19伸长，使得带动连接结构20、直杆21、滑块及半环板22随之运动，从而配合擦拭棉29进行对电主轴8表面上残留冷却水的擦拭，避免冷却水在电主轴8随安装筒7向上转动时顺着电主轴8的输出轴流向电主轴8内的情况出现，实现对电主轴8的保护，当完成切换后，此时位于上方的被擦拭输出轴的电主轴8外的半环板22失去挤压组件的挤压，第二弹簧释放作用力带动半环板22复位，使得两个半环板22分离，此时触片25离开按压开关，电动推杆19缩短带动连接结构20、直杆21、滑块及半环板22复位。
46.如图4-5所示，挤压组件包括固定连接在半环板22外侧的顶杆23，安装架3的内顶壁通过连杆固定连接有与两顶杆23配合的两挤压板24，挤压板24设置为半圆环形板状构件，挤压板24的内侧中部开设有活动槽，活动槽的两侧槽边沿及挤压板24的两端均设有引导弧面。
47.挤压板24的底部位于圆盘5中轴线的上方，当半环板22向上转动至顶杆23与挤压板24的底部弧面抵触，使得顶杆23受到挤压带动半环板22向靠近安装筒7的方向运动，使得一对半环板22相互靠近的运动，同时压缩第二弹簧使其形变产生作用力，当顶杆23运动至活动槽内，此时第二弹簧释放作用力带动一对半环板22相互远离的运动。
48.如图5及图7所示，直筒18的外侧设有与直筒18内连通的抽气管26；连接结构20为活塞；
49.半环板22的内侧固定安装有壳体27，壳体27设于擦拭棉29靠近电主轴8的一侧，壳体27靠近擦拭棉29的一侧等距设有多个喷孔，喷孔及抽气管26内均设有单向阀，壳体27与直筒18通过伸缩软管相连通。
50.电动推杆19伸长时带动连接结构20随之运动，使得向直筒18内抽气，此时位于抽气管26内的单向阀开启，位于喷孔内的单向阀闭合，外界的空气通过抽气管26抽入到直筒18内，当电动推杆19缩短时，此时带动连接结构20随之运动，使得将直筒18内的空气向外挤，此时位于抽气管26内的单向阀闭合，位于喷孔内的单向阀开启，直筒18内的空气通过伸缩软管进入到壳体27内，通过喷孔喷出，使得对擦拭冷却水的擦拭棉29进行吹干，使得能保证擦拭棉29干燥，避免其长期潮湿上霉，导致其损坏，从而影响擦拭冷却水效果的情况出现。
51.如图7所示，擦拭棉29具体设置为形状为半环形的棉条构件，使得一对擦拭棉29在随一对半环板22结合后，能形成一个包裹电主轴8输出轴的整体，使得能对电主轴8的输出轴进行更好的擦拭。
52.工作原理：使用时，启动第一电机2使其输出轴转动带动安装架3转动，从而带动第二电机4及圆盘5转动，进而带动环板6、安装筒7、电主轴8及铣刀9转动，可启动第二电机4使其输出轴转动带动圆盘5转动，从而带动环板6、安装筒7、电主轴8及铣刀9转动，通过第一电机2及第二电机4的传动可实现电主轴8能在两个方向进行轴向摆动，可通过启动电主轴8使
其输出轴带动铣刀9转动进行加工，加工过程中为了对铣刀9降温，因此会通过数控机床上的喷水组件朝铣刀9上喷冷却水进行降温，部分冷却水会溅射在电主轴8的输出轴上，当使用过长时间后，可停止电主轴8输出轴的转动，可启动电磁铁14使其通电具有磁性，使得能吸附卡杆15使卡杆15向靠近电磁铁14的方向运动，从而带动压板16压缩第一弹簧使其形变产生作用力，同时使得卡杆15离开卡孔17，取消对安装筒7的固定，启动第三电机11使其输出轴转动带动齿轮12转动，从而配合齿牙10带动环板6正转，使得带动安装筒7、电主轴8及铣刀9随之转动，当两个电主轴8转动至水平状态，随着电主轴8的继续转动，使得原先位于下方的电主轴8转动至上方，原先位于上方的电主轴8转动至下方，可将电磁铁14断电，使得第一弹簧释放作用力带动压板16及卡杆15向靠近卡孔17的方向移动，使得插入卡孔17内，实现对安装筒7的固定，实现对电主轴8的切换，使得无需等待电主轴8冷却即可进行加工，提升工作效率，当两个电主轴8转动至水平状态，随着电主轴8的继续转动使得原先位于下方的安装筒7及电主轴8继续向上转动，使得通过直筒18带动电动推杆19随之转动，从而带动连接结构20、直杆21及滑块转动，进而带动半环板22转动，当半环板22向上转动至顶杆23与挤压板24的底部弧面抵触，使得顶杆23受到挤压带动半环板22向靠近安装筒7的方向运动，使得一对半环板22相互靠近的运动，同时压缩第二弹簧使其形变产生作用力，此时一对擦拭棉29将电主轴8的输出轴包裹，同时触片25按压按压开关，此时控制电动推杆19伸长，使得带动连接结构20、直杆21、滑块及半环板22随之运动，从而配合擦拭棉29进行对电主轴8表面上残留冷却水的擦拭，避免切换过程中，冷却水在电主轴8随安装筒7向上转动时顺着电主轴8的输出轴流向电主轴8内的情况出现，实现对电主轴8的保护，当完成切换时，此时转动至上方的一对半环板22运动至活动槽内，此时第二弹簧释放作用力带动一对半环板22相互远离的运动，此时触片25离开按压开关，电动推杆19缩短带动连接结构20、直杆21、滑块及半环板22复位，当电动推杆19伸长时带动连接结构20随之运动，使得向直筒18内抽气，此时位于抽气管26内的单向阀开启，位于喷孔内的单向阀闭合，外界的空气通过抽气管26抽入到直筒18内，当电动推杆19缩短时，此时带动连接结构20随之运动，使得将直筒18内的空气向外挤，此时位于抽气管26内的单向阀闭合，位于喷孔内的单向阀开启，直筒18内的空气通过伸缩软管进入到壳体27内，通过喷孔喷出，使得对擦拭冷却水的擦拭棉29进行吹干，使得能保证擦拭棉29干燥，避免其长期潮湿上霉，导致其损坏，从而影响擦拭冷却水效果的情况出现。
53.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
54.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。
55.以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前
述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。