一种五轴联动数控铣头的制作方法

1.本实用新型属于机械领域，具体地说涉及一种五轴联动数控铣头。


背景技术：

2.高速度、高效率、高精度是现代机械加工技术的主要目标。数控机床是制造业的母机，是制造大国重器的标配。长期以来，我国高端数控机床市场以进口为主，主要产品被西方老牌工业强国垄断。其中，五轴联动数控机床因广泛应用于生产飞机、舰艇、医疗设备等关键零部件而备受关注。五轴联动数控铣头作为机床工业核心功能部件，是加工复杂零件的必不可少的核心部件，现有技术中的五轴联动铣头均以电主轴为主，扭矩小、刚性差、价格昂贵，维修困难且费用高，售后服务一直是企业的痛点，一旦出现问题，动辄一个月甚至数月停机，造成巨大损失，大大增加了企业的生产成本。


技术实现要素：

3.本实用新型为了解决上述问题而提供了一种全机械传动的五轴联动数控铣头。主要特点：扭矩大、传动平稳、精度高、适应较恶劣环境下工作，维修成本低。
4.本实用新型的技术方案是这样实现的：一种五轴联动数控铣头，包括上本体和下本体，所述上本体上设有连接体，所述连接体通过锥柄与机床床体连接，所述连接体中心孔内设有驱动轴，所述锥柄与驱动轴上端连接，所述下本体中心孔内设有主轴，所述驱动轴下端设有螺旋状伞齿轮a，所述伞齿轮a与齿轮轴ⅰ相连接，所述齿轮轴ⅰ上设有直齿轮a，所述直齿轮a与下方过渡轴上的直齿轮b相啮合，所述过渡轴下方设有齿轮轴ⅱ，所述齿轮轴ⅱ上设有直齿轮c，所述直齿轮c与设于主轴上的伞齿轮b相啮合；所述驱动轴外侧通过角接触球轴承设有c轴，所述c轴通过c轴固定板固定，所述c轴固定板与所述下本体固定连接，所述c轴上设有蜗轮ⅰ，所述蜗轮ⅰ与蜗杆ⅰ连接，所述蜗杆ⅰ通过齿轮a与伺服电机ⅰ上的齿轮b相啮合，所述上本体内设有活塞ⅰ，所述活塞ⅰ上方设有刹紧片a和刹紧片b，所述刹紧片a和刹紧片b内侧设有压盖ⅰ，所述活塞ⅰ腔体与刹紧油口ⅰ相通，活塞ⅰ腔体内设有压力传感器；
5.优选的，所述下本体上设有伺服电机ⅱ，所述伺服电机ⅱ轴上设有齿轮c，所述齿轮c与下方设于偏心轴上的齿轮d相啮合，所述齿轮d与蜗杆ⅱ上的齿轮e相啮合，所述蜗杆ⅱ与蜗轮ⅱ连接，所述蜗轮ⅱ固定于a轴ⅱ上，所述a轴ⅱ固定于主轴本体上，所述主轴本体通过角接触球轴承设于主轴外侧，所述主轴本体上设有与a轴ⅱ相对称的a轴ⅰ，所述a轴ⅰ与所述齿轮轴ⅱ相连接，所述蜗轮ⅱ外侧设有活塞ⅱ，所述活塞ⅱ外侧设有刹紧片c和刹紧片d，刹紧片c和刹紧片d外侧安有压盖ⅱ，所述活塞ⅱ腔体与刹紧油口ⅱ相通，所述活塞ⅱ腔体内设有压力开关；
6.优选的，所述c轴旋转角度范围为
±
180
°
；
7.优选的，所述a轴ⅰ和a轴ⅱ旋转角度范围为
±
110
°
。
8.本实用新型的有益效果是：本实用新型采用全机械传动，扭矩大，传动平稳，便于维护与保养，维修成本低，整体产品的性价比极高，适合中国工业发展的需求以及国内工业
的消费水平，对中国工业的发展特别是工业产品的质量有着质的飞跃。
附图说明
9.图1为本实用新型的整体结构示意图；
10.图2为本实用新型图1的a-a向剖面示意图；
11.图3为本实用新型的俯视图；
12.图4为本实用新型a轴的运动轨迹示意图。
13.零件说明：1、连接体，2、锥柄，3、连接体，4、伞齿轮a，5、齿轮轴ⅰ，6、直齿轮a，7、直齿轮b，8、过渡轴，9、直齿轮c，10、齿轮轴ⅱ，11、伞齿轮b，12、主轴，13、c轴，14、蜗轮ⅰ，15、蜗杆ⅰ，16、伺服电机ⅰ，17、齿轮a，18、齿轮b，19、c轴固定板，20、下本体，21、活塞ⅰ，22、刹紧片a，23、刹紧片b，24、压盖ⅰ，25、压力传感器，26、a轴一，27、a轴二，28、伺服电机ⅱ，29、齿轮c，30、齿轮d，31、偏心轴，32、齿轮e，33、蜗杆ⅱ，34、蜗轮ⅱ，35、主轴本体，36、活塞ⅱ，37、刹紧片c，38、刹紧片d，39、压盖ⅱ，40、压力开关，41、刹紧油口ⅰ，42、刹紧油口ⅱ，43、上本体。
具体实施方式
14.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
15.在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
16.参照附图1-4，一种五轴联动数控铣头，包括上本体43和下本体20，上本体43上设有连接体1，连接体1通过锥柄2与机床床体连接，连接体1中心孔内设有驱动轴3，所述锥柄2与驱动轴3上端连接，下本体20中心孔内设有主轴12，驱动轴3下端设有螺旋状伞齿轮a4，伞齿轮a4与齿轮轴ⅰ5相连接，齿轮轴ⅰ5上设有直齿轮a6，直齿轮a6与下方过渡轴8上的直齿轮b7相啮合，过渡轴8下方设有齿轮轴ⅱ10，齿轮轴ⅱ10上设有直齿轮c9，直齿轮c9与设于主轴12上的伞齿轮b11相啮合；驱动轴3外侧通过角接触球轴承设有c轴13，c轴13通过c轴固定板19固定，c轴固定板19与下本体20固定连接，c轴13上设有蜗轮ⅰ14，蜗轮ⅰ14与蜗杆ⅰ15连接，蜗杆ⅰ15通过齿轮a17与伺服电机ⅰ16上的齿轮b18相啮合，上本体43内设有活塞ⅰ21，活塞ⅰ21上方设有刹紧片a22和刹紧片b23，刹紧片a22和刹紧片b23内侧设有压盖ⅰ24，活塞ⅰ21腔体与刹紧油口ⅰ41相通，活塞ⅰ21腔体内设有压力传感器25，下本体20上设有伺服电机ⅱ28，伺服电机ⅱ28轴上设有齿轮c29，齿轮c29与下方设于偏心轴31上的齿轮d30相啮合，齿轮d30与蜗杆ⅱ33上的齿轮e32相啮合，蜗杆ⅱ33与蜗轮ⅱ34连接，蜗轮ⅱ34固定于a轴ⅱ27上，a轴ⅱ27固定于主轴本体35上，主轴本体35通过角接触球轴承设于主轴12外侧，主轴本体35上设有与a轴ⅱ27相对称的a轴ⅰ26，所述a轴ⅰ26与齿轮轴ⅱ10相连接，蜗轮ⅱ34外侧设有活塞ⅱ36，活塞ⅱ36外侧设有刹紧片c37和刹紧片d38，刹紧片c37和刹紧片d38外侧安有压盖ⅱ，活塞ⅱ36腔体与刹紧油口ⅱ42相通，活塞ⅱ36腔体内设有压力开关40。
17.具体地，本实用新型的铣头动力传动共分三个部分，第一，铣头主轴12切削动力的
传动，第二，c轴13
±
180
°
旋转动力的传动，第三，a轴
±
110
°
摆动动力传动。铣头主轴12切削动力的传动：连接体1将铣头与机床床体连接，机床主轴内的锥柄2带动驱动轴3转动，安装在驱动轴3上螺旋伞齿轮ⅰ4带动齿轮轴ⅱ5转动，安装在齿轮轴ⅱ5的上直齿轮ⅰ6带动安装在过渡轴8上的直齿轮ⅱ7转动，直齿轮ⅱ7与直齿轮9的啮合带动齿轮轴10的转动，齿轮轴10与安装在主轴12上的伞齿轮11 啮合从而带动主轴12的转动，这样安装在主轴12上的刀具就可以切削工件了。
18.当需要对工件的多个位置或多个工作面进行加工时，这就需要启用c轴13
±
180
°
旋转部分。c轴13旋转是通过安装在c轴13上的蜗轮ⅰ14与蜗杆ⅰ15来完成的，蜗杆ⅰ15的转动由伺服电机ⅰ16、齿轮a17、齿轮b18来完成。 c轴13固定在c轴固定板19上，下本体20也固定在c轴固定板19上，当伺服电机ⅰ16接到机床系统指令时，c轴13、c轴固定板19、下本体20以及下本体20体内的所有零部件都跟着旋转所需要的角度。转动角度的多少是由机床系统发出指令，由伺服电机来完成的。当旋转任务完成时，c轴13需要刹紧，液压油通过刹紧油口ⅰ41进入活塞ⅰ21腔内，推动活塞ⅰ21移动，与刹紧片a22、刹紧片b23、压盖ⅰ24摩擦，这样c轴13、c轴固定板19、下本体20以及下本体20体内的所有零部件停止旋转，主轴12上的刀具开始切削工作。通入活塞ⅰ21腔内的液压油的压力由压力传感器25控制，当压力达到规定值时，系统接受到压力传感器25给出的信号，切削工作可以开始了。
19.当需要加工工件侧面的连续回转轮廊时，需要启动a轴
±
110
°
摆动功能。a轴摆动由a轴ⅰ26和a轴ⅱ27共同完成。伺服电机ⅱ28固定在下本体20上，固定在伺服电机ⅱ28轴上的齿轮c29带动偏心轴31上的齿轮d30转动，齿轮d30带动固定在蜗杆ⅱ33上齿轮e32转动，蜗杆ⅱ33带动固定在a轴ⅱ27上的蜗轮ⅱ34转动，a轴ⅱ27固定在主轴本体35上，a轴ⅰ26也固定在主轴本体35上，所以当a轴ⅱ27转动时，a轴ⅰ26及主轴本体35体内的所有零部件也跟着一起转动，转动角度的多少由机床系统发出指令，由伺服电机ⅱ28来完成。当摆动任务完成时，a轴需要刹紧，液压油通过刹紧油口ⅱ42进入活塞ⅱ36腔内，推动活塞ⅱ36移动，与刹紧片c37、刹紧片d38、压盖ⅱ39摩擦，这样a轴ⅰ26、a轴ⅱ27、主轴本体35体内的所有零部件停止摆动。通入活塞ⅱ36腔内的液压油的压力由压力开关40控制，当压力达到规定值时，系统就接受到开关给出的信号，新的切削工作可以开始了。
20.铣头的一个非常重要的技术指标是刚性，刚性越强，铣头施加于加工件表面的作用力越均衡，切削纹路越均匀，加工精度就越高。本实用新型采用全机械传动，扭矩大，传动平稳，便于维护与保养，维修成本低，整体产品的性价比极高，适合中国工业发展的需求以及国内工业的消费水平，对中国工业的发展特别是工业产品的质量有着质的飞跃。
21.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。