CN218532830U - 一种圆锥齿轮行星机构中置数控平旋盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆锥齿轮行星机构中置数控平旋盘，包括：连接机构，连接机构包括驱动转子、转子连接轴和转子，转子上开设有矩形导轨，转子连接轴通过第一螺钉与转子连接，驱动转子通过第二螺钉与转子连接轴连接；滑块，滑块设置在矩形导轨内并连接有刀具；定子，定子设置在连接机构背离刀具的一侧，定子的另一端通过连接件连接有机床主轴箱；其中，机床主轴箱内的主轴通过主轴端面键与驱动转子连接，启动机床主轴箱，通过驱动转子与转子连接轴带动转子和刀具在定子内，围绕机床主轴箱内主轴的轴线做回转运动，并使刀具进行旋转运动。加工工件时，可通过启动机床主轴箱，带动定子内的部件旋转，使转子与刀具做回转运动。

Description

一种圆锥齿轮行星机构中置数控平旋盘

技术领域

本实用新型涉及数控平旋盘领域，具体涉及一种圆锥齿轮行星机构中置数控平旋盘。

背景技术

现有数控平旋盘多固定安装于机床主轴箱端部，例如数控镗床、数控龙门铣等，但也有安装于主轴箱滑枕端部的，这些数控平旋盘多为不可拆卸，U轴(滑块进给)传动链被设计安装在机床主轴箱内，传动链长而复杂，装配调试困难、传动刚性差、机械间隙大且不稳定，机械反向间隙补偿困难，外观设计笨重、径向尺寸大、外形设计不成比例、重量大、机床主轴箱平衡***补偿困难，难以满足现代机械工业产品对球面、R型面、锥面、密封槽等异形复杂型面的加工精度要求，不能满足现代数控机床功能附件多(功能附件指：平旋盘、直角铣头、万能铣头、延伸铣头等)、附件安装拆卸频繁、安装精度要求高的需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是平旋盘U轴传动链长且结构复杂，装配调试困难，对机械工业产品的异形复杂型面加工精度要求高，目的在于提供一种圆锥齿轮行星机构中置数控平旋盘，解决U轴可与数控机床其他轴做联动插补，能够十分方便的完成对工件异形面加工的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种圆锥齿轮行星机构中置数控平旋盘，包括：

连接机构，所述连接机构包括驱动转子、转子连接轴和转子，所述转子上开设有矩形导轨，所述转子连接轴通过第一螺钉与所述转子连接，所述驱动转子通过第二螺钉与所述转子连接轴连接；

滑块，所述滑块设置在所述矩形导轨内并连接有刀具；

定子，所述定子设置在所述连接机构背离所述刀具的一侧，所述定子的另一端通过连接件连接有机床主轴箱；

其中，所述机床主轴箱内的主轴通过主轴端面键与所述驱动转子连接，启动所述机床主轴箱，通过驱动转子与所述转子连接轴带动所述转子和所述刀具在所述定子内，围绕所述机床主轴箱内主轴的轴线做回转运动，并使所述刀具进行旋转运动。

进一步的，所述传动***包括交流伺服电机、主动带轮、同步带、从动带轮、蜗轮、蜗杆、圆锥齿轮中置行星机构、锥齿轮副和行星滚柱丝杠，所述交流伺服电机与所述主动带轮连接，所述主动带轮通过同步带与所述从动带轮传动连接，所述从动带轮与所述蜗杆传动连接，所述蜗轮与所述蜗杆啮合且所述蜗轮与所述圆锥齿轮中置行星机构传动连接，所述圆锥齿轮中置行星机构传动连接通过与所述锥齿轮副传动连接带动与所述锥齿轮副传动连接的行星滚柱丝杠旋转，行星滚柱丝杠通过第三螺钉和定位块与所述滑块固定连接，所述行星滚柱丝杠旋转时可驱动滑块带动所述刀具做直线移动。

进一步的，所述圆锥齿轮中置行星机构包括旋转行星架、若干行星伞齿和双联锥齿圈，所述旋转行星架与所述蜗杆传动连接，若干所述行星伞齿均匀分布在所述旋转行星架上，所述行星伞齿用以驱动所述锥齿轮副，旋转行星架通过滚针轴承套设在所述转子连接轴上，所述行星伞齿同时与所述双联锥齿圈、所述伞齿圈啮合。

进一步的，所述锥齿轮副包括伞齿圈和与所述伞齿圈啮合的伞齿轮，所述伞齿圈与所述行星伞齿传动连接，所述伞齿圈带动伞齿轮旋转并用以驱动所述行星滚柱丝杠。

进一步的，所述圆锥齿轮中置行星机构还包括静止行星架和止动销，所述静止行星架通过止动销与所述定子固定连接，所述静止行星架的内孔与所述转子连接轴之间存在间隙。

进一步的，所述锥齿轮副还包括驱动伞齿轮和与所述驱动伞齿轮啮合的行星齿，若干所述行星齿环绕分布在所述静止行星架内并与所述双联锥齿圈啮合。

进一步的，所述刀具靠近所述转子的一侧设置有刀座，所述刀具通过刀夹与所述刀座连接，所述刀座面向所述滑块的一侧设置有用于与T型槽连接的连接块。

进一步的，所述连接件为法兰盘，所述定子通过第五螺钉与所述法兰盘连接，所述法兰盘通过第六螺钉与所述机床主轴箱连接。

进一步的，还包括外置编码器***，所述外置编码器***设置在所述定子的径向型腔内，所述外置编码器***包括位置检测编码器，所述位置检测编码器通过第四螺钉与所述定子连接。

进一步的，还包括开关***，所述开关***均设置在所述定子的径向型腔内，所述开关***包括行程开关和行程开关丝杠副，所述行程开关丝杠副靠近所述外置编码器***的一侧通过同步带传动与所述蜗杆的一端传动连接。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

定子、转子部套、传动***、外置编码器***及开关***的设计紧凑，能够有效利用有限的使用空间，数控平旋盘U轴可单独运行实现对工件平面、沟槽等加工，同时也能够联合数控机床其他轴系做联动插补，能够完成对机械工件异形面的加工处理，本实用新型中的圆锥齿轮行星中置结构，传动精密且机械间隙调整方便，可长时间保持高精度需求，U轴精度补偿十分方便。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型加工工件时的结构示意图；

图2为本实用新型的剖视图；

图3为本实用新型中行星滚柱丝杠的结构示意图；

图4为本实用新型中圆锥齿轮中置行星机构的结构示意图；

图5为本实用新型中定子型腔内的剖视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1、定子；21、转子；22、驱动转子；23、转子连接轴；3、滑块；31、刀具；32、刀夹；33、刀座；41、伺服电机；42、主动带轮；43、同步带；44、从动带轮；45、蜗轮；46、蜗杆；47、行星滚柱丝杠；471、丝母座；472、定位块；51、旋转行星架；52、行星伞齿；53、双联锥齿圈；54、静止行星架；55、止动销；56、滚针轴承；61、伞齿圈；62、伞齿轮；63、驱动伞齿轮；64、行星齿；7、法兰盘；8、机床主轴箱。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例一提供一种圆锥齿轮行星机构中置数控平旋盘，包括：

连接机构，连接机构包括驱动转子22、转子连接轴23和转子21，转子21上开设有矩形导轨，转子连接轴23通过第一螺钉与转子21连接，驱动转子22通过第二螺钉与转子连接轴23连接；

滑块3，滑块3设置在矩形导轨内并连接有刀具31；

定子1，定子1设置在连接机构背离刀具31的一侧，定子1的另一端通过连接件连接有机床主轴箱8；

其中，机床主轴箱8内的主轴通过主轴端面键与驱动转子22连接，启动机床主轴箱8，通过驱动转子22与转子连接轴23带动转子21和刀具31在定子1内，围绕机床主轴箱8内主轴的轴线做回转运动，并使刀具31进行旋转运动。

如图2、图3和图5所示，还包括传动***，传动***包括交流伺服电机41、主动带轮42、同步带43、从动带轮44、蜗轮45、蜗杆46、圆锥齿轮中置行星机构、锥齿轮副和行星滚柱丝杠47，交流伺服电机41与主动带轮42连接，主动带轮42通过同步带43与从动带轮44传动连接，从动带轮44与蜗杆46传动连接，蜗轮45与蜗杆46啮合且蜗轮45与圆锥齿轮中置行星机构传动连接，圆锥齿轮中置行星机构传动连接通过与锥齿轮副传动连接带动与锥齿轮副传动连接的行星滚柱丝杠47旋转，行星滚柱丝杠47通过第三螺钉和定位块472与滑块3固定连接，行星滚柱丝杠47旋转时可驱动滑块3带动刀具31做直线移动。

如图2、图3和图5所示，圆锥齿轮中置行星机构包括旋转行星架51、若干行星伞齿52和双联锥齿圈53，旋转行星架51与蜗杆46传动连接，若干行星伞齿52均匀分布在旋转行星架51上，行星伞齿52用以驱动锥齿轮副，旋转行星架51通过滚针轴承56套设在转子连接轴23上行星伞齿52同时与双联锥齿圈53、伞齿圈61啮合。

如图2、图4和图5所示，锥齿轮副包括伞齿圈61和与伞齿圈61啮合的伞齿轮62，伞齿圈61与行星伞齿52传动连接，伞齿圈61带动伞齿轮62旋转并用以驱动行星滚柱丝杠47。

如图2、图3和图5所示，圆锥齿轮中置行星机构还包括静止行星架54和止动销55，静止行星架54通过止动销55与定子1固定连接，静止行星架54的内孔与转子连接轴23之间存在间隙。

如图2、图3和图5所示，锥齿轮副还包括驱动伞齿轮63和与驱动伞齿轮63啮合的行星齿64，若干行星齿64环绕分布在静止行星架54内并与双联锥齿圈53啮合。

如图1所示，刀具31靠近转子21的一侧设置有刀座33，刀具31通过刀夹32与刀座33连接，刀座33面向滑块3的一侧设置有用于与T型槽连接的连接块。

如图1和图5所示，连接件为法兰盘7，定子1通过第五螺钉与法兰盘7连接，法兰盘7通过第六螺钉与机床主轴箱8连接。

还包括外置编码器***，外置编码器***设置在定子1的径向型腔内，外置编码器***包括位置检测编码器，位置检测编码器通过第四螺钉与定子1连接。

还包括开关***，开关***均设置在定子1的径向型腔内，开关***包括行程开关和行程开关丝杠副，行程开关丝杠副靠近外置编码器***的一侧通过同步带传动与蜗杆46的一端传动连接。

具体的，本实用新型在使用时，可通过法兰盘7将定子1与机床主轴箱8进行固定，在加工时产生的切削力及数控平旋盘自身的重力等皆会通过法兰盘7传递给机床主轴箱8，U轴有两种工作情况，本实施例为第一种，U轴做进给运动。

在加工端面、球形面、圆锥孔、圆弧、倒角时，U轴则会根据程序指令做径向移动，首先启动伺服电机41，与伺服电机41连接的主动带轮42开始旋转，主动带轮42则将动力通过同步带43传递给从动带轮44，接着，从动带轮44带动与其连接的蜗杆46旋转并同时使蜗轮45也同时发生转动，蜗轮45通过第七螺钉与旋转行星架51连接，其中，行星伞齿52环绕分布在旋转行星架51上与其传动连接，而行星伞齿52与双联锥齿圈53及伞齿圈61啮合，双联锥齿圈53静止不发生运动，则行星伞齿52会带动伞齿圈61一同旋转，伞齿圈61会与转子21之间产生相对运动，在伞齿圈61转动时，会驱动与其连接的伞齿轮62一同旋转，而在伞齿轮62做旋转运动时，会带动与其连接的行星滚柱丝杠47进行移动，行星滚柱丝杠47会受到第三螺钉及定位块472的限制，将自身的旋转运动传递给滑块3并驱动刀具31做直线运动，即U轴的进给运动。

需要说明的是，本实用新型中提到的U轴，即为滑块3的径向进给，交流伺服电机41、主动带轮42、同步带43、从动带轮44、蜗轮45、蜗杆46、圆锥齿轮中置行星机构、外置编码器检测***和开关***等都设置在定子1的型腔内，而伞齿轮62、行星滚柱丝杠47、丝母座471和滑块3等都设置在转子21型腔内，因此，本实用新型的数控平旋盘具有轴向尺寸小、外观设计美观、重量轻、零部件结构紧凑、节省空间等优点。

实施例二

本实用新型中，数控平旋盘在加工直孔时，滑块3不做径向移动，即U轴的另一种工作方式为不做进给运动，伺服电机41根据指令不发生转动，则带轮、蜗轮45蜗杆46、旋转行星架51皆静止不动，此时为加工直孔，机床主轴箱8内的机床主轴通过主轴端面键带动驱动转子22旋转，驱动转子22通过第八螺钉与驱动伞齿轮63连接，因此，驱动转子22通过驱动伞齿轮63带动与驱动伞齿轮63啮合的行星齿64一起发生转动，其中，行星齿64分布在静止行星架54的圆周上，而静止行星架54通过止动销55与定子1连接，因此静止行星架54无法发生转动，行星齿64与双联锥齿圈53啮合，因此行星齿64转动时会带动双联锥齿圈53一同旋转，同时，双联锥齿圈53又与行星伞齿52啮合，伞齿圈61套设在转子连接轴23上，当双联锥齿圈53带动行星伞齿52旋转时，行星伞齿52与伞齿圈61啮合并带动其一同旋转，伞齿圈61会与转子21同步同向旋转，从而实现滑块3不做径向移动的要求。

需要说明的是，驱动转子22在带动驱动伞齿轮63旋转后，将动力一一传递给伞齿圈61，其中，行星齿64、双联锥齿圈53与行星伞齿52充当介轮的作用，将动力传递给伞齿圈61，改变了转动方向，但不改动传动比。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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 (9)

1.一种圆锥齿轮行星机构中置数控平旋盘，其特征在于，包括：

连接机构，所述连接机构包括驱动转子(22)、转子连接轴(23)和转子(21)，所述转子(21)上开设有矩形导轨，所述转子连接轴(23)通过第一螺钉与所述转子(21)连接，所述驱动转子(22)通过第二螺钉与所述转子连接轴(23)连接；

滑块(3)，所述滑块(3)设置在所述矩形导轨内并连接有刀具(31)；

定子(1)，所述定子(1)设置在所述连接机构背离所述刀具(31)的一侧，所述定子(1)的另一端通过连接件连接有机床主轴箱(8)；

其中，所述机床主轴箱(8)内的主轴通过主轴端面键与所述驱动转子(22)连接，启动所述机床主轴箱(8)，通过驱动转子(22)与所述转子连接轴(23)带动所述转子(21)和所述刀具(31)在所述定子(1)内，围绕所述机床主轴箱(8)内主轴的轴线做回转运动，并使所述刀具(31)进行旋转运动。

2.根据权利要求1所述的一种圆锥齿轮行星机构中置数控平旋盘，其特征在于，还包括传动***，所述传动***包括交流伺服电机(41)、主动带轮(42)、同步带(43)、从动带轮(44)、蜗轮(45)、蜗杆(46)、圆锥齿轮中置行星机构、锥齿轮副和行星滚柱丝杠(47)，所述交流伺服电机(41)与所述主动带轮(42)连接，所述主动带轮(42)通过同步带(43)与所述从动带轮(44)传动连接，所述从动带轮(44)与所述蜗杆(46)传动连接，所述蜗轮(45)与所述蜗杆(46)啮合且所述蜗轮(45)与所述圆锥齿轮中置行星机构传动连接，所述圆锥齿轮中置行星机构传动连接通过与所述锥齿轮副传动连接带动与所述锥齿轮副传动连接的行星滚柱丝杠(47)旋转，所述行星滚柱丝杠(47)通过第三螺钉和定位块(472)与所述滑块(3)固定连接，所述行星滚柱丝杠(47)旋转时可驱动滑块(3)带动所述刀具(31)做直线移动。

3.根据权利要求2所述的一种圆锥齿轮行星机构中置数控平旋盘，其特征在于，所述圆锥齿轮中置行星机构包括旋转行星架(51)、若干行星伞齿(52)和双联锥齿圈(53)，所述锥齿轮副包括伞齿圈(61)和与所述伞齿圈(61)啮合的伞齿轮(62)；

所述旋转行星架(51)与所述蜗杆(46)传动连接，若干所述行星伞齿(52)均匀分布在所述旋转行星架(51)上，所述行星伞齿(52)用以驱动所述锥齿轮副，所述旋转行星架(51)通过滚针轴承(56)套设在所述转子连接轴(23)上，所述行星伞齿(52)同时与所述双联锥齿圈(53)、所述伞齿圈(61)啮合，所述伞齿圈(61)与所述行星伞齿(52)传动连接，所述伞齿圈(61)带动伞齿轮(62)旋转并用以驱动所述行星滚柱丝杠(47)。

4.根据权利要求3所述的一种圆锥齿轮行星机构中置数控平旋盘，其特征在于，所述圆锥齿轮中置行星机构还包括静止行星架(54)和止动销(55)，所述静止行星架(54)通过止动销(55)与所述定子(1)固定连接，所述静止行星架(54)的内孔与所述转子连接轴(23)之间存在间隙。

5.根据权利要求4所述的一种圆锥齿轮行星机构中置数控平旋盘，其特征在于，所述锥齿轮副还包括驱动伞齿轮(63)和与所述驱动伞齿轮(63)啮合的行星齿(64)，若干所述行星齿(64)环绕分布在所述静止行星架(54)内并与所述双联锥齿圈(53)啮合。

6.根据权利要求1所述的一种圆锥齿轮行星机构中置数控平旋盘，其特征在于，所述刀具(31)靠近所述转子(21)的一侧设置有刀座(33)，所述刀具(31)通过刀夹(32)与所述刀座(33)连接，所述刀座(33)面向所述滑块(3)的一侧设置有用于与T型槽连接的连接块。

7.根据权利要求1所述的一种圆锥齿轮行星机构中置数控平旋盘，其特征在于，所述连接件为法兰盘(7)，所述定子(1)通过第五螺钉与所述法兰盘(7)连接，所述法兰盘(7)通过第六螺钉与所述机床主轴箱(8)连接。

8.根据权利要求2所述的一种圆锥齿轮行星机构中置数控平旋盘，其特征在于，还包括外置编码器***，所述外置编码器***设置在所述定子(1)的径向型腔内，所述外置编码器***包括位置检测编码器，所述位置检测编码器通过第四螺钉与所述定子(1)连接。

9.根据权利要求8所述的一种圆锥齿轮行星机构中置数控平旋盘，其特征在于，还包括开关***，所述开关***均设置在所述定子(1)的径向型腔内，所述开关***包括行程开关和行程开关丝杠副，所述行程开关丝杠副靠近所述外置编码器***的一侧通过同步带传动与所述蜗杆(46)的一端传动连接。

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