車花加工旋轉機構及數控機床的制作方法
【專利摘要】一種車花加工旋轉機構，包括：支撐部，與一個數控機床的機架固定連接；第一驅動部，設置在支撐部上；第一傳動組件，與第一驅動部傳動連接；第二驅動部，也設置在支撐部上；第二傳動組件，與第二驅動部固定連接，第二傳動組件定義其豎直方向的中心軸為Z軸；以及旋轉部，設置在支撐部下方，旋轉部包括旋轉架以及加工刀具，旋轉架呈彎折狀，旋轉架與第一傳動組件傳動連接，加工刀具限定在旋轉架上并與所述第二傳動組件傳動連接，加工刀具的延伸方向定義為X軸，所述X軸與所述Z軸的延伸方向相互垂直。當第一驅動部驅動第一傳動組件轉動時，所述旋轉部環繞Z軸相對于支撐部旋轉，并同時帶動整個加工刀具旋轉，當第二驅動部驅動第二傳動組件轉動時，加工刀具圍繞X軸旋轉。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及物件加工設備，尤其涉及一種車花加工旋轉機構及數控機床。 車花加工旋轉機構及數控機床
【背景技術】
[0002] 現有的五軸聯動數控機床為串聯結構的機床，五個坐標運動分別配置在刀具（主 軸）側和物件（工作臺）側完成。兩個轉動坐標軸分別由主軸擺動和工作臺上設置的轉臺 回轉來實現，此種形式的工作臺能夠承受較大重要的物件，且可以采用標準交換工作臺，主 軸結構較為簡單。其工作原理為設置在工作臺上的轉臺環繞X軸回轉，定義為A軸，A軸的 工作角度范圍是+30度至120度；主軸上方設置回轉頭，能環繞Z軸旋轉，定義為C軸，C軸 一般為360度回轉。通過A軸與C軸組合，固定在轉臺上的物件除了底面之外，其余的五個 面都可以由主軸進行加工。A軸與C軸的最小分度值一般為0.001度，這樣可以把物件細分 成任意角度，加工出傾斜面、傾斜孔等，A軸和C軸與X、Y、Z三直線軸實現聯動，就可以加工 出復雜的空間曲面。
[0003] 數控轉臺和數控分度盤作為數控機床必要的輔助轉動配件，其作用是為數控機床 提供回轉坐標。數控分度盤上設置的分度頭主要用于對數控轉臺進行數控分度，通過上面 的Α軸與C軸來驅動所述轉臺或分度頭完成等分、不等分或連續的回轉加工，從而形成復雜 曲面加工。
[0004] 然而，在現有設計中，回轉頭直接設置在Z軸延伸方向上，其只能對其正下方的物 件的上表面進行加工，且加工出來的圖案單一，例如只有圓形或弧形，無法滿足用戶需求。 實用新型內容
[0005] 為解決上述技術問題，本實用新型提供一種車花加工旋轉機構及數控機床。
[0006] 在一個實施例中，提供一種車花加工旋轉機構，其特征在于，包括：支撐部，與一個 數控機床的機架固定連接；第一驅動部，設置在所述支撐部上；第一傳動組件，與所述第一 驅動部傳動連接；第二驅動部，也設置在所述支撐部上；第二傳動組件，與所述第二驅動部 固定連接，所述第二傳動組件定義其堅直方向的中心軸為Z軸；以及旋轉部，設置在所述支 撐部下方，所述旋轉部包括旋轉架以及加工刀具，所述旋轉架呈彎折狀，所述旋轉架與所述 第一傳動組件傳動連接，所述加工刀具限定在所述旋轉架上并與所述第二傳動組件傳動連 接，所述加工刀具的延伸方向定義為X軸，所述X軸與所述Z軸的延伸方向相互垂直，當所 述第一驅動部驅動所述第一傳動組件轉動時，所述旋轉部環繞所述Z軸相對于所述支撐部 旋轉，并同時帶動整個加工刀具旋轉，當所述第二驅動部驅動所述第二傳動組件轉動時，所 述加工刀具圍繞所述X軸旋轉。
[0007] 優選的，所述支撐部包括下方固定架與上方固定架，所述下方固定架包括第一收 容腔，所述上方固定架包括第二收容腔，所述第一收容腔與所述第二收容腔連通，所述第二 傳動組件部分收容在所述第一收容腔和第二收容腔內。
[0008] 優選的，所述下方固定架的面積大于所述上方固定架的面積，使得所述下方固定 架與所述上方固定架之間形成有一個階梯表面，所述第一驅動部設置在所述階梯表面上。
[0009] 優選的，所述第一傳動組件包括第一傳動單元、第一皮帶、第二傳動單元以及第三 傳動單元，所述第一傳動單元與所述第一驅動部固定連接，所述第二傳動單元通過所述第 一皮帶與所述第一傳動單元傳動連接，所述第三傳動單元與所述第二傳動單元固定連接， 所述第三傳動單元一端與所述旋轉架固定連接，所述第二傳動單元位于所述第二收容腔 內，所述第三傳動單元收容在所述第一收容腔內。
[0010] 優選的，所述上方固定架包括一個開放式側面，使得所述第二傳動單元可見。
[0011] 優選的，所述第二傳動組件包括旋轉軸及套設在所述旋轉軸外的軸承，所述旋轉 軸與所述第二驅動部固定連接，所述軸承收容在所述旋轉架內，所述旋轉架上設置有一個 滑輪，所述第二傳動組件的軸承通過一個第二皮帶經由所述滑輪與所述加工刀具的末端傳 動連接，使得所述加工刀具在所述第二驅動部的驅動以及軸承和第二皮帶的帶動下，繞X 軸旋轉。
[0012] 優選的，所述第一傳動組件的第三傳動單元套設在所述旋轉軸外，所述第三傳動 單元與所述旋轉軸之間形成有間隙，且所述第三傳動單元的中心軸與所述Z軸重合。
[0013] 優選的，所述第一驅動部與所述第二驅動部平行設置。
[0014] 在另一實施例中，提供一種數控機床，其至少包括機架以及上述的車花加工旋轉 機構。
[0015] 優選的，所述數控機床進一步包括數控面板，所述車花加工旋轉機構的旋轉部的 旋轉角度通過所述數控面板進行控制。
[0016] 在本實用新型的車花加工旋轉機構以及采用所述加工旋轉機構的數控機床中，將 旋轉部設置為彎折狀，使得所述加工刀具的延伸方向（X軸）與所述第二傳動組件的中心軸 (Z軸）的延伸方向相互垂直。當所述第一驅動部驅動所述第一傳動組件轉動時，所述旋轉 部環繞所述Z軸相對于所述支撐部旋轉，當所述第二驅動部驅動所述第二傳動組件繞Z軸 轉動時，進一步通過滑輪帶動所述加工刀具圍繞X軸旋轉，從而能夠對待加工物件的側面 進行加工，增加了物件加工的靈活性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1是根據本實用新型實施例提供的數控機床的整體示意圖。
[0018] 圖2是根據本實用新型實施例提供的車花加工旋轉機構的剖示圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合【具體實施方式】對本實用新型的技術方案作進一步更詳細的描述。顯然， 所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新 型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實 施例，都應屬于本實用新型保護的范圍。
[0020] 請參閱圖1，其為本實用新型實施例提供的數控機床1。本實施例中，所述數控機 床1為五軸聯動機床，其能夠在X、Y、Z方向上移動，并且能夠圍繞X軸和環繞Z軸旋轉，因 此可以在待加工物件（圖未示）的五個方向上進行加工。具體的，所述數控機床1至少包 括機架2、圍繞X軸旋轉的車花加工主軸加工臺3以及環繞Z軸旋轉的車花加工旋轉機構 4。
[0021] 所述機架2用于支撐整個數控機床1上的其他部件，并且設置有數控面板，供用戶 對數控機床1進行控制。所述圍繞X軸旋轉的主軸加工臺3可通過本領域技術人員熟知的 各種技術進行實現，此處不再贅述。
[0022] 請參閱圖2,在本實施例中，所述車花加工旋轉機構4包括支撐部10、第一驅動部 20、第一傳動組件30、第二驅動部40、第二傳動組件50以及旋轉部60。所述支撐部10與 數控機床1的所述機架2固定連接，所述第一驅動部20和所述第二驅動部40均設置在所 述支撐部10上。所述第一傳動組件30與所述第一驅動部20傳動連接，所述第二傳動組件 50與所述第二驅動部40固定連接，所述第一傳動組件30和第二傳動組件50部分設置在所 述支撐部10內，且所述第一傳動組件30部分套設在所述第二傳動組件50上。所述旋轉部 60設置在所述支撐部10下方，并與所述第一傳動組件30傳動連接，當所述第一驅動部20 驅動所述第一傳動組件30旋轉時，所述旋轉部60跟隨所述第一傳動組件30旋轉。
[0023] 具體的，所述支撐部10包括下方固定架11與上方固定架12,所述下方固定架11 的面積大于所述上方固定架12的面積，使得所述下方固定架11與所述上方固定架12之間 形成有一個階梯表面13。所述下方固定架11包括第一收容腔14,所述上方固定架12包括 第二收容腔15,所述第一收容腔14與所述第二收容腔15連通。本實施例中，所述上方固定 架12具有一個開放式側面。
[0024] 所述第一驅動部20設置在所述階梯表面13上。本實施例中，所述第一驅動部20 為旋轉電機。
[0025] 所述第一傳動組件30包括第一傳動單元31、第一皮帶32、第二傳動單元33以及 第三傳動單元34。所述第一傳動單元31與所述第一驅動部20固定連接，所述第二傳動單 元33通過所述第一皮帶32與所述第一傳動單元31傳動連接，所述第三傳動單元34與所 述第二傳動單元33固定連接。所述第一傳動單元31位于所述階梯表面13上，所述第二傳 動單元33位于所述第二收容腔15內，所述第三傳動單元34收容在所述第一收容腔14和 所述第二收容腔15內。本實施例中，所述第二傳動單元33是一個環狀旋轉輪，所述第三傳 動單元34大致呈空心圓柱狀，所述第二傳動單元33套設在所述第三傳動單元34外，所述 第二傳動單元33和所述第三傳動單元34形成一個軸承。
[0026] 所述第二驅動部40位于所述支撐部10的上方固定架12的頂面上，所述第二驅動 部40與所述第一驅動部20平行設置。本實施例中，所述第二驅動部40為旋轉電機，所述 第二驅動部40的轉動軸穿過所述支撐部10的上方固定架12的頂面，并部分收容在所述第 二收容腔15內。
[0027] 所述第二傳動組件50包括旋轉軸51及軸承52,所述第二傳動組件50的旋轉軸 51的一端與所述第二驅動部40的旋轉軸固定連接，所述軸承52套設在所述軸承52的另一 端，并收容在所述旋轉部60內。所述第一傳動組件30的第三傳動單元34套設在所述第二 傳動組件50的所述旋轉軸51上,且所述第三傳動單元34與所述旋轉軸51之間形成有一 個間隙，使得所述第三傳動單元34與所述旋轉軸51能夠相對轉動。所述第三傳動單元34 的中心軸、所述旋轉軸51的中心軸與所述第二傳動組件50的中心軸重合，且所述中心軸被 命名為Z軸。
[0028] 所述旋轉部60設置在所述支撐部10下方。具體的，所述旋轉部60包括旋轉架61 以及加工刀具62,所述旋轉架61呈彎折狀。本實施例中，所述旋轉架呈"L"狀。所述旋轉 架61的一端與所述第一傳動組件30的第三傳動單兀34的末端固定連接，所述加工刀具62 與所述旋轉架61的另一端固定連接。所述旋轉架62內設置有一個滑輪63,所述第二傳動 組件50的軸承52通過一個第二皮帶64經由所述滑輪63與所述加工刀具62的末端傳動 連接，使得所述加工刀具62在所述第二驅動部40的驅動下，通過所述第二傳動組件50和 第二皮帶64的傳動，能夠繞自身的延伸方向（定義為X軸）旋轉。
[0029] 本實施例中，所述第一驅動部20可通過自動控制（例如數控）的方式來調整其旋 轉速度，因此可進一步調整旋轉部60的旋轉角度。
[0030] 本實施例中，所述加工刀具62的延伸方向（X軸）與所述第二傳動組件50的中心 軸（Z軸）的延伸方向相互垂直，當所述第一驅動部20驅動所述第一傳動組件30轉動時， 所述旋轉部60能夠環繞Z軸相對于所述支撐部10旋轉，而當所述第二驅動部40驅動所述 第二傳動組件50轉動時，所述加工刀具62能夠圍繞X軸自轉。
[0031] 此外，用戶能夠通過所述上方固定架12的開放式側面，觀察到所述第二傳動單元 33以及部分所述第二傳動組件50的轉動情況，從而方便調整，且當機器發生故障時，可方 便修理。
[0032] 在其他實施例中，所述旋轉部60或旋轉部60上的加工刀具62還可設計為能夠沿 Z軸方向上下運動的結構，如此能夠更加方便用戶調整待加工物件與加工刀具62之間的位 置。
[0033] 在本實用新型的車花加工旋轉機構4以及采用所述加工旋轉機構4的數控機床1 中，將旋轉部60設置為彎折狀，使得所述加工刀具62的延伸方向（X軸）與Z軸方向相互 垂直。當所述第一驅動部20驅動所述第一傳動組件30轉動時，所述旋轉部60環繞Z軸相 對于所述支撐部10旋轉，當所述第二驅動部40驅動所述第二傳動組件50繞Z軸轉動時， 進一步通過滑輪63帶動所述加工刀具62圍繞X軸旋轉，從而能夠對待加工物件的側面進 行加工，增加了物件加工的靈活性。
[0034] 此外，可以理解，所述數控機床1的機架2可以是固定尺寸的，當需要更換車花加 工旋轉機構時，只需將現有設計中的車花加工旋轉機構拆下，并安裝上述車花加工旋轉機 構4以進行替換即可。而在一些實施例中，還可以在機架2上同時放置上述車花加工旋轉 機構4和現有設計中的車花加工旋轉機構，從而能夠對待加工物件的上表面和側面同時進 行加工。
[0035] 以上所披露的僅為本實用新型實施例中的較佳實施例而已，當然不能以此來限定 本實用新型的權利范圍，因此依本實用新型權利要求所作的等同變化，仍屬本實用新型所 涵蓋的范圍。
【權利要求】
1. 一種車花加工旋轉機構，其特征在于，包括： 支撐部，與一個數控機床的機架固定連接； 第一驅動部，設置在所述支撐部上； 第一傳動組件，與所述第一驅動部傳動連接； 第二驅動部，也設置在所述支撐部上； 第二傳動組件，與所述第二驅動部固定連接，所述第二傳動組件定義其堅直方向的中 心軸為Z軸；以及 旋轉部，設置在所述支撐部下方，所述旋轉部包括旋轉架以及加工刀具，所述旋轉架呈 彎折狀，所述旋轉架與所述第一傳動組件傳動連接，所述加工刀具限定在所述旋轉架上并 與所述第二傳動組件傳動連接，所述加工刀具的延伸方向定義為X軸，所述X軸與所述Z軸 的延伸方向相互垂直，當所述第一驅動部驅動所述第一傳動組件轉動時，所述旋轉部環繞 所述Z軸相對于所述支撐部旋轉，并同時帶動整個加工刀具旋轉，當所述第二驅動部驅動 所述第二傳動組件繞所述Z軸轉動時，所述加工刀具被帶動并圍繞所述X軸旋轉。
2. 如權利要求1所述的車花加工旋轉機構，其特征在于，所述支撐部包括下方固定架 與上方固定架，所述下方固定架包括第一收容腔，所述上方固定架包括第二收容腔，所述第 一收容腔與所述第二收容腔連通，所述第二傳動組件部分收容在所述第一收容腔和第二收 容腔內。
3. 如權利要求2所述的車花加工旋轉機構，其特征在于，所述下方固定架的面積大于 所述上方固定架的面積，使得所述下方固定架與所述上方固定架之間形成有一個階梯表 面，所述第一驅動部設置在所述階梯表面上。
4. 如權利要求2所述的車花加工旋轉機構，其特征在于，所述第一傳動組件包括第一 傳動單元、第一皮帶、第二傳動單元以及第三傳動單元，所述第一傳動單元與所述第一驅動 部固定連接，所述第二傳動單元通過所述第一皮帶與所述第一傳動單元傳動連接，所述第 三傳動單元與所述第二傳動單元固定連接，所述第三傳動單元一端與所述旋轉架固定連 接，所述第二傳動單元位于所述第二收容腔內，所述第三傳動單元收容在所述第一收容腔 和所述第二收容腔內。
5. 如權利要求4所述的車花加工旋轉機構，其特征在于，所述上方固定架包括一個開 放式側面，使得所述第二傳動單元以及部分所述第二傳動組件可見。
6. 如權利要求4所述的車花加工旋轉機構，其特征在于，所述第二傳動組件包括旋轉 軸及套設在所述旋轉軸外的軸承，所述旋轉軸與所述第二驅動部固定連接，所述軸承收容 在所述旋轉架內，所述旋轉架上設置有一個滑輪，所述第二傳動組件的軸承通過一個第二 皮帶經由所述滑輪與所述加工刀具的末端傳動連接，使得所述加工刀具在所述第二驅動部 的驅動以及第二傳動組件和第二皮帶的帶動下，繞X軸旋轉。
7. 如權利要求6所述的車花加工旋轉機構，其特征在于，所述第一傳動組件的第三傳 動單元套設在所述旋轉軸外，所述第三傳動單元與所述旋轉軸之間形成有間隙，且所述第 三傳動單元的中心軸與所述Z軸重合。
8. 如權利要求1所述的車花加工旋轉機構，其特征在于，所述第一驅動部與所述第二 驅動部平行設置。
9. 一種數控機床，至少包括機架以及如上述權利要求1-8項任一項所述的車花加工旋 轉機構。
10.如權利要求9所述的數控機床，進一步包括數控面板，所述車花加工旋轉機構的旋 轉部的旋轉角度通過所述數控面板進行控制。
【文檔編號】B23Q5/10GK203831088SQ201420203609
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年4月24日 優先權日:2014年4月24日
【發明者】朱立亮 申請人:深圳市廣立進科技有限公司