CN211136422U - B轴铣头结构和加工机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种B轴铣头结构和加工机床。其中，B轴铣头结构包括：铣头上体；力矩电机，力矩电机安装在铣头上体内，力矩电机包括定子和设置在定子内的转子，定子与铣头上体连接，转子的旋转轴线与竖直方向呈夹角设置；连接法兰，连接法兰与转子固定连接；铣头下体，铣头下体与连接法兰固定连接，以通过转子驱动铣头下体相对于铣头上体转动。本实用新型的技术方案解决了现有技术中的B轴铣头的使用寿命较低的问题。

Description

B轴铣头结构和加工机床

技术领域

本实用新型涉及五轴加工机床技术领域，具体而言，涉及一种B轴铣头结构和加工机床。

背景技术

相关技术中，B轴铣头结构采用伺服电机通过同步带或齿轮等减速机构驱动铣头下体转动，间接传动导致传动过程中存在反向误差，并且接触式传动存在零件磨损等问题，进而影响B轴铣头结构的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种B轴铣头结构，以解决现有技术中的B轴铣头的使用寿命较低的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种B轴铣头结构，包括：铣头上体；力矩电机，力矩电机安装在铣头上体内，力矩电机包括定子和设置在定子内的转子，定子与铣头上体连接，转子的旋转轴线与竖直方向呈夹角设置；连接法兰，连接法兰与转子固定连接；铣头下体，铣头下体与连接法兰固定连接，以通过转子驱动铣头下体相对于铣头上体转动。

进一步地，铣头上体具有安装孔，定子安装在安装孔内，安装孔的孔壁和定子的外周壁之间设有冷却通道，铣头上体上设有与冷却通道连通的进液通道和与冷却通道连通的出液通道。

进一步地，定子的外周壁上设有冷却槽，冷却槽为冷却通道；其中，冷却槽呈环形设置或者冷却槽呈螺旋状设置。

进一步地，B轴铣头结构还包括：第一密封圈，第一密封圈设置在安装孔的孔壁和定子的外周壁之间；沿转子的旋转轴线，两个第一密封圈间隔设置，冷却通道设置在两个第一密封圈之间。

进一步地，B轴铣头结构还包括：锁紧环，锁紧环与铣头下体固定连接；气动钳夹，气动钳夹与铣头上体固定连接，气动钳夹具有夹持锁紧环的夹紧状态和允许铣头下体相对于铣头上体转动的非夹紧状态。

进一步地，B轴铣头结构还包括：固定法兰，固定法兰与铣头上体和定子均固定连接；编码器，编码器包括编码器本体和转轴，转轴相对于编码器本体可转动地设置，编码器本体与固定法兰固定连接并位于铣头上体内；连接杆，连接杆穿设在转子内，连接杆的一端与转轴连接，连接杆的另一端与连接法兰固定连接；盖体，盖体盖设在铣头上体上。

进一步地，B轴铣头结构还包括：转台轴承，转台轴承的内圈与铣头下体固定连接，转台轴承的外圈与铣头上体固定连接。

进一步地，铣头下体具有呈环形设置的凸出部，铣头上体具有呈环形设置的凹部，凸出部的至少部分伸入凹部内。

进一步地，B轴铣头结构还包括第二密封圈，第二密封圈设置在凸出部的外周壁和凹部的外周壁之间。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种加工机床，加工机床包括B轴铣头结构，B轴铣头结构为上述B轴铣头结构。

应用本实用新型的技术方案，铣头上体和铣头下体通过力矩电机直接驱动，没有反向间隙，并且非接触式传动的方式不存在传动件磨损的问题。本申请提供的B轴铣头结构具有传动平稳、精度高和使用寿命长等优点。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的一种可选实施例的B轴铣头结构的剖视结构示意图；

图2示出了图1中A处的放大结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、铣头上体；11、安装孔；121、进液通道；122、出液通道；13、凹部；20、力矩电机；21、定子；211、冷却通道；22、转子；30、连接法兰；40、铣头下体；41、凸出部；50、第一密封圈；60、锁紧环；70、气动钳夹；80、固定法兰；90、编码器；91、编码器本体；92、转轴；93、编码器螺母；100、连接杆；110、盖体；111、上盖；112、侧盖；120、转台轴承；130、第二密封圈；140、管接头；150、堵头；160、电主轴；170、主轴防护罩；180、第三密封圈。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了解决现有技术中的B轴铣头的使用寿命较低的问题，本实用新型提供了一种B轴铣头结构和加工机床。

如图1至图2所示，B轴铣头结构包括：铣头上体10；力矩电机20，力矩电机20安装在铣头上体10内，力矩电机20包括定子21和设置在定子21内的转子22，定子21与铣头上体10连接，转子22的旋转轴线与竖直方向呈夹角设置；连接法兰30，连接法兰30与转子22固定连接；铣头下体40，铣头下体40与连接法兰30固定连接，以通过转子22驱动铣头下体40相对于铣头上体10转动。

在本实施例中，铣头上体10和铣头下体40通过力矩电机20直接驱动，没有反向间隙，并且非接触式传动的方式不存在传动件磨损的问题。本申请提供的B轴铣头结构具有传动平稳、精度高和使用寿命长等优点。

如图1所示，铣头上体10具有安装孔11，定子21安装在安装孔11内，安装孔11的孔壁和定子21的外周壁之间设有冷却通道211，铣头上体10上设有与冷却通道211连通的进液通道121和与冷却通道211连通的出液通道122。这样，冷却液通过进液通道121进入冷却通道211内，对力矩电机20进行冷却后，由出液通道122流出，冷却液带走力矩电机20工作产生的热量，从而提升B轴铣头结构的使用寿命。

如图1所示，定子21的外周壁上设有冷却槽，冷却槽为冷却通道211；其中，冷却槽呈环形设置。这样，冷却槽加工简单，利用呈环形设置的冷却槽提升对力矩电机20的冷却效果。

如图1所示，呈环形设置的冷却槽为多个，多个沿转子22的轴线方向间隔设置，多个冷却槽之间相互连通。这样，通过设置多个冷却槽，增加冷却液的冷却通道211的长度，提升冷却液对力矩电机20的冷却效果。

在本申请的未图示的可选实施例中，冷却槽呈螺旋状设置。这样，呈螺旋状设置的冷却槽的一端与进液通道121连通，呈螺旋状设置的冷却槽的另一端与出液通道122连通，冷却通道211加工方便，冷却效果好。

如图1所示，B轴铣头结构还包括第一密封圈50，第一密封圈50设置在安装孔11的孔壁和定子21的外周壁之间；沿转子22的旋转轴线，两个第一密封圈50间隔设置，冷却通道211设置在两个第一密封圈50之间。这样，通过两个第一密封圈50的设置防止冷却通道211内的液体泄漏至其他位置处，影响B轴铣头结构的使用安全。

在具体实施时，如图1所示，B轴铣头结构还包括管接头140和堵头150，管接头140设置在出液通道122的远离冷却通道211的一端，管接头140用于与外部管路连通，堵头150设置在进液通道121的远离冷却通道211的一端。

如图1所示，B轴铣头结构还包括锁紧环60和气动钳夹70，锁紧环60与铣头下体40固定连接，气动钳夹70与铣头上体10固定连接，气动钳夹70具有夹持锁紧环60的夹紧状态和允许铣头下体40相对于铣头上体10转动的非夹紧状态。这样，当B轴铣头结构处于失电状态或者B轴铣头结构处于强力切削状态时，使气动钳夹70夹紧锁紧环60，防止锁紧环60和铣头下体40相对于铣头上体10转动，提升B轴铣头结构的安全性能，提升B轴铣头结构的加工性能。

其中，锁紧环60的设置能够防止气动钳夹70直接夹持铣头下体40导致铣头下体40变形或者磨损。在锁紧环60长期使用出现损坏问题时，可以通过更换锁紧环60对B轴铣头结构进行维修。气动钳夹70具有安全环保的优点，即使气体少量泄漏也不会造成B轴铣头结构损坏。

在具体实施时，锁紧环60通过螺钉与铣头下体40可拆卸地连接，从而方便对锁紧环60进行拆卸更换。

如图1所示，B轴铣头结构还包括固定法兰80、编码器90、连接杆100和盖体110，固定法兰80与铣头上体10和定子21均固定连接，编码器90包括编码器本体91和转轴92，转轴92相对于编码器本体91可转动地设置，编码器本体91与固定法兰80固定连接并位于铣头上体10内，连接杆100穿设在转子22内，连接杆100的一端与转轴92连接，连接杆100的另一端与连接法兰30固定连接，盖体110盖设在铣头上体10上。这样，当力矩电机20的转子22相对于力矩电机20的定子21和铣头上体10转动时，转子22带动铣头下体40和连接杆100同步转动，连接杆100带动转轴92相对于编码器本体91转动，编码器本体91与转轴92配合，根据转轴92转动的角度向外发送电信号，从而通过编码器90检测铣头下体40的转动角度。

在具体实施时，加工机床还包括控制器，控制器与编码器90和力矩电机20均电连接，以根据编码器90检测到的铣头下体40的转动角度控制力矩电机20的工作状态，从而实现铣头下体40的转动角度的反馈调节。

在具体实施时，编码器90还包括编码器螺母93，编码器螺母93与转轴92固定连接，连接杆100的一端与编码器螺母93螺纹连接，连接杆100通过编码器螺母93与转轴92连接，连接简单可靠。

在具体实施时，盖体110包括上盖111和侧盖112，

在具体实施时，上盖111通过螺钉与侧盖112和铣头上体10连接，上盖111上设置有第三密封圈180，第三密封圈180用于对上盖111和铣头上体10的连接处进行密封，同时第三密封圈180用于对上盖111和侧盖112的连接处进行密封。

如图1和图2所示，B轴铣头结构还包括转台轴承120，转台轴承120的内圈与铣头下体40固定连接，转台轴承120的外圈与铣头上体10固定连接。通过设置转台轴承120，使铣头下体40能够平稳可靠地相对于铣头上体10转动，避免铣头下体40和铣头上体10磨损。

如图2所示，铣头下体40具有呈环形设置的凸出部41，铣头上体10具有呈环形设置的凹部13，凸出部41的至少部分伸入凹部13内。这样，在装配铣头下体40和铣头上体10时，可以利用凸出部41和凹部13进行定位，提升装配效率，还有利于保证铣头下体40和铣头上体10的同轴度。

如图2所示，B轴铣头结构还包括第二密封圈130，第二密封圈130设置在凸出部41的外周壁和凹部13的外周壁之间。这样，第二密封圈130的设置进一步地提升了B轴铣头结构的密封性能。

如图1和图2所示，凸出部41位于转台轴承120的外周侧，当对转台轴承120进行润滑时，凸出部41和第二密封圈130的设置能够避免润滑油泄漏。

如图1所示，进液通道121和出液通道122均沿水平方向延伸，进液通道121和出液通道122沿竖直方向平行设置。

在具体实施时，如图1所示，编码器90通过螺钉与固定法兰80连接，固定法兰80通过螺钉与力矩电机20的定子21及铣头上体10连接，连接杆100通过螺钉与连接法兰30连接，连接杆100通过编码器螺母93与编码器本体91内旋转的转轴92连接，连接法兰30通过螺钉与力矩电机20的转子22连接，连接法兰30通过螺钉与铣头下体40连接，锁紧环60通过螺钉与铣头下体40连接，气动钳夹70通过螺钉与铣头上体10连接，转台轴承120的内圈通过螺钉与铣头下体40连接，转台轴承120的外圈通过螺钉与铣头上体10连接，铣头上体10与铣头下体40之间通过第二密封圈130密封，电主轴160通过螺钉与铣头下体40连接，主轴防护罩170通过螺钉与铣头下体40连接。

本申请还提供了一种加工机床，加工机床包括B轴铣头结构，B轴铣头结构为上述的B轴铣头结构。由于本申请提供的B轴铣头结构具有使用寿命高、没有反向间隙等优点，从而有利于提升加工机床的使用寿命和使用性能。

可选地，加工机床为立卧转换五轴联动加工机床。

本申请提供的B轴铣头结构采用力矩电机20作为动力源，即采用直接传动和非接触式传动，直接传动能够避免触动过程中存在反向误差，非接触式传动能够避免零件磨损，从而使本申请提供的B轴铣头结构具有精度高和使用寿命长的优点。另外，本申请提供的B轴铣头结构采用气动钳夹70在失电状态或强力切削状态时进行锁紧，采用编码器90进行回转角度测量，采用转台轴承120进行安装回转定位，采用冷却通道211、进液通道121和出液通道122配合对力矩电机20进行冷却，进一步地提升了B轴铣头结构的使用性能。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种B轴铣头结构，其特征在于，包括：

铣头上体(10)；

力矩电机(20)，所述力矩电机(20)安装在所述铣头上体(10)内，所述力矩电机(20)包括定子(21)和设置在所述定子(21)内的转子(22)，所述定子(21)与所述铣头上体(10)连接，所述转子(22)的旋转轴线与竖直方向呈夹角设置；

连接法兰(30)，所述连接法兰(30)与所述转子(22)固定连接；

铣头下体(40)，所述铣头下体(40)与所述连接法兰(30)固定连接，以通过所述转子(22)驱动所述铣头下体(40)相对于所述铣头上体(10)转动。

2.根据权利要求1所述的B轴铣头结构，其特征在于，所述铣头上体(10)具有安装孔(11)，所述定子(21)安装在所述安装孔(11)内，所述安装孔(11)的孔壁和所述定子(21)的外周壁之间设有冷却通道(211)，所述铣头上体(10)上设有与所述冷却通道(211)连通的进液通道(121)和与所述冷却通道(211)连通的出液通道(122)。

3.根据权利要求2所述的B轴铣头结构，其特征在于，

所述定子(21)的外周壁上设有冷却槽，所述冷却槽为所述冷却通道(211)；

其中，所述冷却槽呈环形设置或者所述冷却槽呈螺旋状设置。

4.根据权利要求2所述的B轴铣头结构，其特征在于，所述B轴铣头结构还包括：

第一密封圈(50)，所述第一密封圈(50)设置在所述安装孔(11)的孔壁和所述定子(21)的外周壁之间；沿所述转子(22)的旋转轴线，两个所述第一密封圈(50)间隔设置，所述冷却通道(211)设置在两个所述第一密封圈(50)之间。

5.根据权利要求1所述的B轴铣头结构，其特征在于，所述B轴铣头结构还包括：

锁紧环(60)，所述锁紧环(60)与所述铣头下体(40)固定连接；

气动钳夹(70)，所述气动钳夹(70)与所述铣头上体(10)固定连接，所述气动钳夹(70)具有夹持所述锁紧环(60)的夹紧状态和允许所述铣头下体(40)相对于所述铣头上体(10)转动的非夹紧状态。

6.根据权利要求1所述的B轴铣头结构，其特征在于，所述B轴铣头结构还包括：

固定法兰(80)，所述固定法兰(80)与所述铣头上体(10)和所述定子(21)均固定连接；

编码器(90)，所述编码器(90)包括编码器本体(91)和转轴(92)，所述转轴(92)相对于所述编码器本体(91)可转动地设置，所述编码器本体(91)与所述固定法兰(80)固定连接并位于所述铣头上体(10)内；

连接杆(100)，所述连接杆(100)穿设在所述转子(22)内，所述连接杆(100)的一端与所述转轴(92)连接，所述连接杆(100)的另一端与所述连接法兰(30)固定连接；

盖体(110)，所述盖体(110)盖设在所述铣头上体(10)上。

7.根据权利要求1所述的B轴铣头结构，其特征在于，所述B轴铣头结构还包括：

转台轴承(120)，所述转台轴承(120)的内圈与所述铣头下体(40)固定连接，所述转台轴承(120)的外圈与所述铣头上体(10)固定连接。

8.根据权利要求1所述的B轴铣头结构，其特征在于，

所述铣头下体(40)具有呈环形设置的凸出部(41)，所述铣头上体(10)具有呈环形设置的凹部(13)，所述凸出部(41)的至少部分伸入所述凹部(13)内。

9.根据权利要求8所述的B轴铣头结构，其特征在于，所述B轴铣头结构还包括第二密封圈(130)，所述第二密封圈(130)设置在所述凸出部(41)的外周壁和所述凹部(13)的外周壁之间。

10.一种加工机床，所述加工机床包括B轴铣头结构，其特征在于，所述B轴铣头结构为权利要求1至9中任一项所述B轴铣头结构。

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