一种新型五轴机床用B轴摆头传动系统

本发明涉及机床，具体为一种新型五轴机床用b轴摆头传动系统。

背景技术：

1、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，五轴联动数控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的手段，五轴机床上通常会配备有b轴摆头，便于对下方配备的加工组件进行位置调节。

2、然而，现有的五轴机床上用b轴摆头在使用的过程中存在以下的问题：现有的机床用b轴摆头的驱动方式主要采用直齿齿轮传动，传动的过程中经常出现的液压管路在运动过程中的损坏问题，此外现有的摆头的摆动幅度和角度无法得到精确测量，会影响摆头下方配备的加工组件的加工效果。为此，需要设计相应的技术方案解决存在的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种新型五轴机床用b轴摆头传动系统，解决了现有的机床用b轴摆头的驱动方式主要采用直齿齿轮传动，传动的过程中经常出现的液压管路在运动过程中的损坏问题，此外现有的摆头的摆动幅度和角度无法得到精确测量，会影响摆头下方配备的加工组件的加工效果，这一技术问题，本发明设计了一种摆头传动系统，该摆头传动系统采用涡轮蜗杆副与锥齿轮传动，避免传统的直齿齿轮传动中经常出现的液压管路在运动过程中的损坏问题，在摆头机构上配备有摆动角度测量机构，该摆动角度测量机构采用滑动变阻器的原理对电流的大小进行测算，通过多次试验对不同电流大小所对应的摆动角度进行数据获取，进而在实际的操作过程中对摆头的摆动角度进行测算。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型五轴机床用b轴摆头传动系统，包括箱体、摆头组件、传动机构和摆动角度测量机构，所述箱体的端部配备有轴承，所述轴承的外端与摆头组件相连接，所述传动机构包括驱动电机、蜗杆、蜗轮、连接轴、齿轮一、齿轮二、轴体、驱动锥齿轮和从动锥齿轮，所述驱动电机安装于箱体的底部且动力输出端与蜗杆相连接，所述蜗杆的上方与蜗轮相连接，所述连接轴穿过蜗轮以及齿轮一，所述齿轮一位于蜗轮的一侧且与齿轮二啮合，所述轴体穿过齿轮二且外端与驱动锥齿轮相连接，所述驱动锥齿轮的一侧与从动锥齿轮啮合，所述从动锥齿轮安装于摆头组件的背面，所述摆动角度测量机构安装于箱体的端部且包括通电线、环形电阻丝、导电滑块、摆动杆、定位套环和电流表，所述通电线通过线路环形电阻丝相连接，所述环形电阻丝安装于箱体的端部，所述导电滑块滑动设置于环形电阻丝上且外侧于摆动杆相连接，所述摆动杆的内端与定位套环相连接，所述定位套环位于轴承的外侧，所述电流表位于环形电阻丝的内侧且通过线路与摆动杆相连接。

3、作为本发明的一种优选方式，所述摆头组件包括摆头本体、安装板、电主轴、冷却嘴安装块和安装座，所述安装板固定于摆头本体的底部，所述电主轴安装于安装板上，所述冷却嘴安装块固定于电主轴的一侧，所述安装座安装于摆头本体的背面。

4、作为本发明的一种优选方式，所述从动锥齿轮呈环状结构且表面加工成型有若干组卡齿，若干组所述卡齿呈环状分布且配合驱动锥齿轮使用。

5、作为本发明的一种优选方式，所述环形电阻丝呈环状结构且上端开设有豁口，所述豁口宽度为1cm-2cm。

6、作为本发明的一种优选方式，所述导电滑块包括内部加工成型有内腔的球体和内置于内腔的接触片，所述接触片分设有两组且两者对称设置，所述接触片呈拱形结构且与环形电阻丝相接触。

7、作为本发明的一种优选方式，所述摆动杆为两段式结构且包括金属杆和固定于金属杆内端的绝缘垫，所述金属杆的外端与球体相连接，所述绝缘垫固定于定位套环上。

8、作为本发明的一种优选方式，所述定位套环包括外环和固定于外环内侧的三组接触凸球，三组所述接触凸球均匀分布且内侧与轴承相连接。

9、作为本发明的一种优选方式，所述蜗轮的规格大于齿轮一的规格，所述齿轮一的规格与齿轮二的规格相同，所述驱动锥齿轮的规格大于齿轮二的规格。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

11、1.本发明设计了一种摆头传动系统，该摆头传动系统采用涡轮蜗杆副与锥齿轮传动，避免传统的直齿齿轮传动中经常出现的液压管路在运动过程中的损坏问题。

12、2.本发明在摆头机构上配备有摆动角度测量机构，该摆动角度测量机构采用滑动变阻器的原理对电流的大小进行测算，通过多次试验对不同电流大小所对应的摆动角度进行数据获取，进而在实际的操作过程中对摆头的摆动角度进行测算。

技术特征：

1.一种新型五轴机床用b轴摆头传动系统，其特征在于：包括箱体(1)、摆头组件、传动机构和摆动角度测量机构，所述箱体(1)的端部配备有轴承(2)，所述轴承(2)的外端与摆头组件相连接，所述传动机构包括驱动电机(3)、蜗杆(4)、蜗轮(5)、连接轴(6)、齿轮一(7)、齿轮二(8)、轴体(9)、驱动锥齿轮(10)和从动锥齿轮(11)，所述驱动电机(3)安装于箱体(1)的底部且动力输出端与蜗杆(4)相连接，所述蜗杆(4)的上方与蜗轮(5)相连接，所述连接轴(6)穿过蜗轮(5)以及齿轮一(7)，所述齿轮一(7)位于蜗轮(5)的一侧且与齿轮二(8)啮合，所述轴体(9)穿过齿轮二(8)且外端与驱动锥齿轮(10)相连接，所述驱动锥齿轮(10)的一侧与从动锥齿轮(11)啮合，所述从动锥齿轮(11)安装于摆头组件的背面，所述摆动角度测量机构安装于箱体(1)的端部且包括通电线(12)、环形电阻丝(13)、导电滑块(14)、摆动杆(15)、定位套环(16)和电流表(17)，所述通电线(12)通过线路环形电阻丝(13)相连接，所述环形电阻丝(13)安装于箱体(1)的端部，所述导电滑块(14)滑动设置于环形电阻丝(13)上且外侧于摆动杆(15)相连接，所述摆动杆(15)的内端与定位套环(16)相连接，所述定位套环(16)位于轴承(2)的外侧，所述电流表(17)位于环形电阻丝(13)的内侧且通过线路与摆动杆(15)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型五轴机床用b轴摆头传动系统，其特征在于：所述摆头组件包括摆头本体(18)、安装板(19)、电主轴(20)、冷却嘴安装块(21)和安装座(22)，所述安装板(19)固定于摆头本体(18)的底部，所述电主轴(20)安装于安装板(19)上，所述冷却嘴安装块(21)固定于电主轴(20)的一侧，所述安装座(22)安装于摆头本体(18)的背面。

3.根据权利要求1所述的一种新型五轴机床用b轴摆头传动系统，其特征在于：所述从动锥齿轮(11)呈环状结构且表面加工成型有若干组卡齿(23)，若干组所述卡齿(23)呈环状分布且配合驱动锥齿轮(10)使用。

4.根据权利要求1所述的一种新型五轴机床用b轴摆头传动系统，其特征在于：所述环形电阻丝(13)呈环状结构且上端开设有豁口(24)，所述豁口(24)宽度为1cm-2cm。

5.根据权利要求4所述的一种新型五轴机床用b轴摆头传动系统，其特征在于：所述导电滑块(14)包括内部加工成型有内腔(25)的球体(26)和内置于内腔(25)的接触片(27)，所述接触片(27)分设有两组且两者对称设置，所述接触片(27)呈拱形结构且与环形电阻丝(13)相接触。

6.根据权利要求5所述的一种新型五轴机床用b轴摆头传动系统，其特征在于：所述摆动杆(15)为两段式结构且包括金属杆(28)和固定于金属杆(28)内端的绝缘垫(29)，所述金属杆(28)的外端与球体(26)相连接，所述绝缘垫(29)固定于定位套环(16)上。

7.根据权利要求6所述的一种新型五轴机床用b轴摆头传动系统，其特征在于：所述定位套环(16)包括外环(30)和固定于外环(30)内侧的三组接触凸球(31)，三组所述接触凸球(31)均匀分布且内侧与轴承(2)相连接。

8.根据权利要求1所述的一种新型五轴机床用b轴摆头传动系统，其特征在于：所述蜗轮(5)的规格大于齿轮一(7)的规格，所述齿轮一(7)的规格与齿轮二(8)的规格相同，所述驱动锥齿轮(10)的规格大于齿轮二(8)的规格。

技术总结
本发明公开了一种新型五轴机床用B轴摆头传动系统，包括箱体、摆头组件、传动机构和摆动角度测量机构，箱体的端部配备有轴承，轴承的外端与摆头组件相连接，传动机构包括驱动电机、蜗杆、蜗轮、连接轴、齿轮一、齿轮二、轴体、驱动锥齿轮和从动锥齿轮，驱动电机安装于箱体的底部且动力输出端与蜗杆相连接，蜗杆的上方与蜗轮相连接，连接轴穿过蜗轮以及齿轮一，齿轮一位于蜗轮的一侧且与齿轮二啮合，轴体穿过齿轮二且外端与驱动锥齿轮相连接，驱动锥齿轮的一侧与从动锥齿轮啮合，从动锥齿轮安装于摆头组件的背面。本发明设计的摆头传动系统采用涡轮蜗杆副与锥齿轮传动，避免传统的直齿齿轮传动中经常出现的液压管路在运动过程中的损坏问题。

技术研发人员：耿龙伟,赵振秀,徐忠华,熊新,郑竹安,石小龙,樊书浩
受保护的技术使用者：盐城工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15