CN109202147B - 一种分体叉型箱体结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于直驱双摆角铣头的分体叉型箱体结构。分体叉型箱体结构包括两个侧板单元和顶座单元，顶座单元包括上圆结构和下方结构，两个侧板单元对称间隔安装在下方结构的方形底面，上圆结构的圆形端面用于安装C摆角的转盘轴承；侧板单元为U型箱体结构，侧板单元的上部为中空腔，中部设有走线道，下部设计为凹腔安装孔，凹腔安装孔为轴向沿侧板单元厚度方向的通孔，凹腔安装孔用于安装A摆角力矩电机，走线道用于连接中空腔和凹腔安装孔。通过两个侧板单元结构和顶座单元组成的分体叉型箱体结构，分体结构便于加工装配，使得整体结构得到更好的优化，同时保证了主轴和摆角的几何精度，具有广泛的市场应用前景地方。

Description

一种分体叉型箱体结构

技术领域

本发明涉及机床设备领域，特别是涉及一种用于直驱双摆角铣头的分体叉型箱体结构。

背景技术

五轴联动加工机床以其能够实现复杂曲面成型加工的特点，在航空、航天、军工、发电设备等重要工业部门的应用广受欢迎，直驱双摆角铣头是为满足高速精密五轴加工机床需要而研究开发的关键功能部件。

直驱双摆角铣头的核心构件是A摆角箱体，起承上启下的作用，结构复杂，要求具有高承载、高精度、大范围摆角等特点。现有摆角头的A摆角箱体采用整体铸造结构件，铸造和加工精度难保证，成本高。如果采用分体结构件可简化其复杂性，由于简化了复杂性，分体件可采用预拉伸板材，强度好，无铸造缺陷，加工容易，装配方便。同时由于A摆角箱体可分体装配，使得主轴座可一体化设计，能够简化主轴的安装，保证了主轴和摆角几何精度，同时增加了主轴刚性。

因此，发明人提供了一种用于直驱双摆角铣头的分体叉型箱体结构。

发明内容

本发明提供了一种用于直驱双摆角铣头的分体叉型箱体结构，该分体结构便于加工、装配，能够简化主轴安装，保证了主轴和摆角的几何精度，同时增加了主轴刚性。

本发明的实施例提出了一种分体叉型箱体结构，用于直驱双摆角铣头。该结构包括侧板单元，为U型箱体结构，所述侧板单元的上部为中空腔，中部设有走线道，下部设计为凹腔安装孔，所述凹腔安装孔为轴向沿所述侧板单元厚度方向的通孔，所述凹腔安装孔用于安装A摆角力矩电机，所述走线道用于连接所述中空腔和所述凹腔安装孔；

顶座单元，包括上圆结构和下方结构，两个所述侧板单元对称间隔安装在所述下方结构的方形底面，所述上圆结构的圆形端面用于安装C摆角的转盘轴承。

在第一种可能的实现方式中，所述凹腔安装孔的边缘为法兰环，所述法兰环用于安装A摆角轴承座和所述A摆角力矩电机。

结合上述可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述凹腔安装孔在所述侧板厚度方向为变径孔，所述凹腔安装孔在两个所述侧板单元相对面侧为大径孔，所述凹腔安装孔在两个所述侧板单元相背面侧为小径孔。

结合上述可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述侧板单元的上端面为安装平面，所述安装平面上有多个第一安装孔，与所述侧板单元相安装的所述顶座单元的方形底面有相应的多个第二安装孔，所述第一安装孔与所述第二安装孔之间通过紧固件连接。

结合上述可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述紧固件为螺钉和/或锥销。

结合上述可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述侧板单元的上端面的中间为开口槽，所述多个第一安装孔沿所述开口槽的边缘平面间隔设置。

结合上述可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述顶座单元的上圆结构开有内环腔，所述内环腔用于安装C摆角转盘轴承和所述C摆角力矩电机转子座。

结合上述可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述顶座单元的下方结构的方形底面为设有工字型隔筋的空腔结构。

结合上述可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述下方结构的方形底面设有用于走线的开窗。

结合上述可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述上圆结构和所述下方结构通过所述隔筋和边框可拆卸地连接为所述顶座单元的一体结构。

综上，本发明实施例的一种分体叉型箱体结构，通过采用两个侧板单元结构和顶座单元组成的分体叉型箱体结构，用于直驱双摆角铣头中的A摆角箱体，降低了加工装配的难度，不但能满足航空***的需求，还能广泛应用到航天、船舶、风电、高铁以及汽车等行业，具有广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的一种分体叉型箱体结构的示意图。

图2是图1中的侧板单元的结构示意图。

图3是图1中的顶座单元的结构示意图。

图4是图3的顶座单元的仰视示意图。

图中：

1：侧板单元；11：中空腔；12：走线道；13：凹腔安装孔；14：法兰环；

2：顶座单元；21：内环腔；22：隔筋；23：开窗。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，术语“上面”、“下面”等指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。术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1是本发明实施例的一种分体叉型箱体结构的示意图。

如图1所示，本发明的一种直驱双摆角铣头的分体叉型箱体结构包括两个侧板单元1和顶座单元2，其中，侧板单元1为U型箱体结构，该侧板单元1的上部为中空腔11，中部设有走线道12，下部设计为凹腔安装孔13，该凹腔安装孔为轴向沿侧板单元1厚度方向的通孔，凹腔安装孔13用于安装A摆角力矩电机，走线道12用于连接中空腔11和凹腔安装孔13；顶座单元2包括上圆结构和下方结构，两个侧板单元1对称间隔安装在下方结构的方形底面，上圆结构的圆形端面用于安装C摆角的转盘轴承。

摆角头的A摆角箱体通过采用两个侧板单元1和一个顶座单元2的分体叉型箱体结构组装而成，相比于现有技术的整体铸造结构件，采用分体结构可简化加工的复杂性，并且，分体件可采用预拉伸板材，强度好，无铸造缺陷，加工容易，装配方便。同时由于A摆角箱体可分体装配，使得主轴座可一体化设计，简化了主轴安装，保证了主轴和摆角集合精度，同时增加了主轴刚性。

图2是图1中的侧板单元的结构示意图。

结合图1和图2所示，侧板单元1中的凹腔安装孔13的边缘为法兰环14，法兰环14用于安装A摆角力矩电机和A摆角轴承座。通过法兰环14与轴承座相安装，进而将相应的力矩电机安装在凹腔安装孔13中。具体地，通过法兰环14上的内圈螺纹孔连接轴承座，法兰环14上的外圈螺纹孔连接力矩电机，连接紧固件可以是采用与螺纹孔相适应的螺钉。

本发明侧板单元的中空腔11、走线道12和凹腔安装孔13，均是在保证叉型结构外形尺寸条件下进行设计的，其中走线道12是用于连接中空腔11和凹腔安装孔13，方便力矩电机电缆和主轴电缆等能从凹腔安装孔13进入中空腔11中，中空腔11是保证壁厚和凹腔形状下中空的腔体。空腔机构的设计在保证刚度情况下大大减轻了侧板单元的整体重量，同时。空腔还用于电缆和液压管接头对接有充足的安放空间。

需要说明的是，本发明的凹腔安装孔13在侧板厚度方向为变径孔，凹腔安装孔13在两个侧板单元1相对面侧为大径孔，凹腔安装孔13在两个侧板单元1相背面侧为小径孔，通过两个侧板单元1上的变径凹腔安装孔13安装相应的A摆角力矩电机，使电机置于侧板的凹腔中，同时侧板还对电机起外保护罩的作用。

优选地，侧板单元1的上端面为安装平面，该安装平面上有多个第一安装孔，与侧板单元1相安装的顶座单元2的方形底面有相应的多个第二安装孔，该第一安装孔与第二安装孔之间通过紧固件连接，通过紧固件和安装孔实现了两个侧板单元1与顶座单元2的可拆卸装配安装，本发明实施例中的紧固件采用了螺钉和锥销，根据具体的安装方式，可以只用螺钉或者锥销，也可以采用其他类似的紧固件进行连接安装。

侧板单元1的上端面的中间为开口槽，由箱体结构向内的开口槽形成了中空腔11，多个第一安装孔沿该开口槽的边缘平面间隔设置，第一安装孔与相应的连接紧固件匹配。

图3是图1中的顶座单元的结构示意图，图4是图3的顶座单元的仰视示意图。

结合图1、图3和图4所示，顶座单元2的上圆结构开有内环腔21，该内环腔21用于安装C摆角转盘轴承和C摆角力矩电机转子座。顶座单元2的下方结构的方形底面为设有工字型隔筋22的空腔结构，下方结构的方形底面设有用于走线的开窗23。上圆结构和所述下方结构通过隔筋22和边框可拆卸地连接成为顶座单元2的一体结构。本发明实施例中设备所需要的电缆和液压管可以分别从左右两个开窗23通入到中空腔11中，然后再到走线道12，从走线道12进入凹腔安装孔13内的空腔中，由于主轴安装在凹腔安装孔13中，通过主轴座可连通到电主轴。即可实现电主轴的电缆和液压管通到分体叉型箱体结构的上端口。

需要说明的是，本发明的顶座单元2是按照与侧板单元1和C摆角连接需要设计为上圆下方结构，参见图3和图4，上圆结构用于同C摆角转盘轴承连接。上圆结构中开有内环腔21，减重同时留出了C摆角转盘轴承的力矩电机转子座的安装空间，下方结构用于同两个侧板单元1连接。在下方结构的空腔中设有工字型隔筋22，隔筋22在加强下方结构的刚度同时还不影响开窗23的走线，通过隔筋22和下方结构边框将上方下圆结构紧密的连接成一体，既不影响走线管同时还保证了顶座单元2的整体刚度。

需要说明的是，本发明的用于直驱双摆角铣头的分体分体叉型箱体结构经有限元分析，能够满足整体结构的设计要求，有限元分析模型见图4所示。

综上所述，本发明通过采用两个侧板单元结构和顶座单元组成的分体叉型箱体结构，用于直驱双摆角铣头中的A摆角箱体，能够实现安装A摆角电机、A摆角轴承座和A摆角的其他相应元件，也能够满足连接C摆角等的相关元件。同时，分体叉型结构的设计还有利于加工、装配和调试的等功能。采用本发明的分体叉型箱体结构优化了现有复杂的整体铸造结构件，避免了因铸造带来的铸造缺陷和加工精度难保证的问题，大大降低了铸造模具等加工成本，分体结构便于加工和装配，使得主轴座得到了更好的一体化设计结构。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (7)

1.一种分体叉型箱体结构，用于直驱双摆角铣头，其特征在于，所述箱体结构包括两个侧板单元和顶座单元，所述顶座单元包括上圆结构和下方结构，两个所述侧板单元对称间隔安装在所述下方结构的方形底面，所述上圆结构的圆形端面用于安装C摆角的转盘轴承；所述侧板单元为U型箱体结构，所述侧板单元的上部为中空腔，中部设有走线道，下部设计为凹腔安装孔，所述凹腔安装孔为轴向沿所述侧板单元厚度方向的通孔，所述凹腔安装孔用于安装A摆角力矩电机，所述走线道用于连接所述中空腔和所述凹腔安装孔；所述凹腔安装孔在所述侧板厚度方向为变径孔，所述凹腔安装孔在两个所述侧板单元相对面侧为大径孔，所述凹腔安装孔在两个所述侧板单元相背面侧为小径孔；

所述顶座单元的下方结构的方形底面为设有工字型隔筋的空腔结构；

所述上圆结构和所述下方结构通过所述隔筋和边框可拆卸地连接为所述顶座单元的一体结构。

2.根据权利要求1所述的分体叉型箱体结构，其特征在于，所述凹腔安装孔的边缘为法兰环，所述法兰环用于安装A摆角轴承座和所述A摆角力矩电机。

3.根据权利要求1所述的分体叉型箱体结构，其特征在于，所述侧板单元的上端面为安装平面，所述安装平面上有多个第一安装孔，与所述侧板单元相安装的所述顶座单元的方形底面有相应的多个第二安装孔，所述第一安装孔与所述第二安装孔之间通过紧固件连接。

4.根据权利要求3所述的分体叉型箱体结构，其特征在于，所述紧固件为螺钉和/或锥销。

5.根据权利要求3所述的分体叉型箱体结构，其特征在于，所述侧板单元的上端面的中间为开口槽，所述多个第一安装孔沿所述开口槽的边缘平面间隔设置。

6.根据权利要求1所述的分体叉型箱体结构，其特征在于，所述顶座单元的上圆结构开有内环腔，所述内环腔用于安装C摆角转盘轴承和所述C摆角力矩电机转子座。

7.根据权利要求6所述的分体叉型箱体结构，其特征在于，所述下方结构的方形底面设有用于走线的开窗。

Images