CN109514286A - 基于五轴加工中心的改进装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于五轴加工中心的改进装置，包括一级转台，一级转台受第一电机驱动从而可绕自身中心转动，第一电机受数控系统控制，在一级转台上设置一个二级转台，二级转台的中心与一级转台的中心相互错开；二级转台受第二电机驱动从而可绕自身中心转动，第二电机受数控系统控制；二级转台的中心固定于一级转台上，从而二级转台还可跟随一级转台的转动作牵连运动。该装置在加工时将工件放置在二级转台上，数控系统控制工件的每个加工点在加工时均移动到一小块区域供刀具进行加工，便可大大提高加工效率。

Description

基于五轴加工中心的改进装置

技术领域

本发明涉及五轴加工领域，更具体地说，涉及一种基于五轴加工中心的改进装置。

背景技术

五轴加工主要应用于加工曲面构型比较复杂的零件，比如飞机叶轮、叶片、船用螺旋桨等等，因为这些零件的构型是曲面的，所以如果仅仅靠刀具的三维移动(刀具无法改变指向的方位)，是非常难加工出特定的曲面构型的。而五轴加工，则是在工件上加自由度或者在刀具上加自由度，让工件可以改变朝向或者让刀具可以改变朝向，针对前者，一般采取的方案是将工件放置在可以旋转的转台上，从而让工件跟随转台的转动改变朝向。但这种方案存在的一个问题是，当一个工件较大时，一方面刀具要移动较长的距离对工件上的不同区域进行加工，另一方面，远离转台中心的加工区域就会随着转台的转动而移动较长的距离，如此一来刀具就也要移动较长的距离去寻找工件进行加工，这两方面均会导致加工效率较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于五轴加工中心的改进装置，能够解决背景技术中所说的加工效率较低的问题。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种基于五轴加工中心的改进装置，包括用于放置工件的一级转台，在一级转台上平行设置一个二级转台；二级转台的中心固定于一级转台且与一级转台的中心在水平方向上错开。

一级转台的半径R、二级转台的半径r，以及一级转台的中心与二级转台的中心的间距d满足下式：

r+d≤R。(这保证了二级转台整体都位于一级转台上；r+d的下限可根据具体情况决定)

一级转台的中心与二级转台的中心的间距d在以下范围：

50mm≤d≤125mm。

在一级转台上偏心地可开设有安装口，二级转台的转轴可设置于安装口内。

二级转台可通过电机驱动(可以通过电机的驱动轴直接驱动转台，也可以在二级转台上安装齿轮进行驱动)。

在一级转台内部可开设有空腔区域，电机可设置于空腔区域内。

上面所针对的五轴加工中心可以为摇篮式五轴立式加工中心。

本发明的优点在于：现有技术中，由于只设置了一级转台，所以对于工件上任意一点而言，只能沿着一个圆轨迹移动，移动范围很小。但是一旦设置了一个相对一级转台偏心的二级转台，并将工件放在二级转台上，那么工件上的任意一点的运动范围就变大了。如此一来，当我们进行加工时，就可以将工件上的任一加工区域都转动到一个较小的区域内，刀具就可以在这个较小的区域内进行加工，从而无需移动较长的距离去寻找工件上的不同点。而对于这个较小区域的位置，可以通过一级转台、二级转台的尺寸、两者偏心距离以及工件的大小、位置等进行选定。另一方面，由于有两个转台的存在，某一加工区域或许相对于其中一个转台是边缘区域，但是相对于另一个转台未必，反之亦然。除此之外，也可以通过其中一个转台的转动将该加工区域尽量移动到另外一个转台的中心区域进行加工从而提高效率。总之，由于多了一个转台，工件转动的范围更大了，从而可通过合理编程使得工件的加工效率更高。

附图说明

图1是本发明改进装置的结构示意图；

图2是本发明改进装置的剖面图；

图3是本发明改进装置的一级转台上的安装区域的示意图；

图4是本发明改进装置的二级转台连接侧的示意图。

图中，1、摇篮，21、一级转台，22、二级转台，31、第一电机，32、第二电机，41、安装口，42、连接柱，51、第一迷宫式密封槽，52、第二迷宫式密封槽，6、轴承，7、工件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作描述。

这里以摇篮式五轴立式加工中心为例进行描述，但是很显而易见的是，只要是用是用到转台的五轴加工中心，本发明均适用。

如图1表示出了本发明改进装置的结构示意图，摇篮1通过位于两端的两个固定支座(图中未画出)固定住，摇篮1可以在两个固定支座之间绕轴线摆动。在摇篮1上设置有一级转台21，在一级转台21上，还平行设置了一个二级转台22；一级转台21和二级转台22的中心在水平方向上相互错开；工件7(图1中的工件7为需要加工为叶片状的工件，该工件7一端设有榫头，另一端加工完成后需要切除)放置在二级转台22上。二级转台22整体均位于一级转台21上，从而更加稳定。

图2示出了剖面图，从该剖面图中可以看出二级转台22如何架设于一级转台21上，也可看出两个转台的动力驱动在哪。一级转台21受位于其下方的第一电机31驱动从而可以绕中心转动，第一电机31设置于摇篮1下部开设的空腔内；二级转台22架设于一级转台21上，其具体的架设方式可结合附图3和附图4看出：

首先参考图3，在一级转台21上偏心地开设有安装口41，在安装口41附近设置有轴承6，轴承6是分体式轴承；再参考图4，在二级转台22的中心设置有与安装口41对应的连接柱42；连接柱42通过轴承6与安装口41连接。在一级转台21上还以安装口41为中心开设有第一迷宫式密封槽51；在二级转台22上以连接柱42为中心开设有第二迷宫式密封槽52；第一迷宫式密封槽51与第二迷宫式密封槽52相嵌连接，如此一来可以防止灰尘、切削液等通过一级转台21和二级转台22的叠放缝隙进入机构内部。

二级转台22的转动动力来源于第二电机32，第二电机32可以嵌入设置到一级转台21内部开设的空腔区域内，该空腔区域和安装口41连通；第二电机32的转轴(图中未画出)可以直接作为二级转台22的转轴(或再连接一个芯轴等)设置于连接柱42内从而驱动二级转台22的转动。除此之外，也可以在二级转台32边缘或者其上设置齿轮，然后将电机设置在机构外从而驱动二级转台32，驱动的方式可以有很多种。

第一电机31和第二电机32均受数控系统驱动，从而可以根据需要调整转动速度和转动方向等；另外，第一电机31和第二电机32都使用力矩电机，而当然也可使用其他可实现同样功能的电机。

从图2中还可以看出，为了保证二级转台22整体处于一级转台21上，所以一级转台21的半径R、二级转台22的半径r，以及一级转台21的中心与二级转台22的中心的间距d需要满足下式：

r+d≤R。

另外，选取一级转台21和二级转台22的中心间距d为50-125mm范围较优。

使用时，将工件7放置在二级转台22上，通过数控系统合理编程，就可以更自由地控制工件7的转动，从而提高加工效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于五轴加工中心的改进装置，包括用于放置工件的一级转台，其特征在于，在所述一级转台上平行设置一个二级转台；所述二级转台的中心固定于所述一级转台且与所述一级转台的中心在水平方向上错开。

2.根据权利要求1所述基于五轴加工中心的改进装置，其特征在于，所述一级转台的半径R、所述二级转台的半径r，以及所述一级转台的中心与所述二级转台的中心的间距d满足下式：

r+d≤R。

3.根据权利要求1所述基于五轴加工中心的改进装置，其特征在于，所述一级转台的中心与所述二级转台的中心的间距d在以下范围：

50mm≤d≤125mm。

4.根据权利要求1所述基于五轴加工中心的改进装置，其特征在于，在所述一级转台上偏心地开设有安装口，所述二级转台的转轴设置于所述安装口内。

5.根据权利要求1所述基于五轴加工中心的改进装置，其特征在于，所述二级转台通过电机驱动。

6.根据权利要求5所述基于五轴加工中心的改进装置，其特征在于，在所述一级转台内部开设有空腔区域，所述电机设置于所述空腔区域内。

7.根据权利要求1至6任一所述基于五轴加工中心的改进装置，其特征在于，所述五轴加工中心为摇篮式五轴立式加工中心。