一種帶有鎖剎功能的網架螺栓球加工數控分度裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種帶有鎖剎功能的網架螺栓球加工數控分度裝置，與現有技術相比解決了螺栓球加工分度裝置沒有鎖剎功能的缺陷。本發明包括Y軸組件和X軸組件，X軸軸承的內環安裝有夾持座，夾持座的一端與伺服電機B相連，夾持座的另一端固定設有鎖剎盤且安裝有定位軸，定位軸上安裝被加工的螺栓球，U型轉動組件的2個前伸梁上均安裝有與活塞相接觸的X軸鎖緊件且X軸鎖緊件的位置與鎖剎盤相對應；U型底座上安裝有Y軸加力裝置，Y軸加力裝置上安裝有Y軸鎖緊件且Y軸鎖緊件的位置與任意一個圓柱筒相對應。本發明的鎖緊機構在分度系統的內部，可有效保證調整精度和加工精度。
【專利說明】一種帶有鎖剎功能的網架螺栓球加工數控分度裝置
[0001]

【技術領域】
[0002]本發明涉及機械加工設備【技術領域】，具體來說是一種帶有鎖剎功能的網架螺栓球加工數控分度裝置。
[0003]

【背景技術】
[0004]現代網架結構應用的越來越普遍，已成功運用到各類大型體育館、展館、航站樓、火車站等，為滿足各種造型需求，網架節點的連接桿也越來越多，對其加工精度要求越來越高。在螺栓球的加工過程中，螺栓球的分度裝置很大程度上決定了加工精度的好壞。
[0005]傳統的螺栓球加工方法，是對普通車床進行改裝，刀架拆除，加裝手動分度工裝，將銑、鉆、攻絲等刀具固定在主軸上，通過主軸旋轉帶動刀具，而達到螺栓球劈面、鉆孔和攻絲的目的。此方法加工精度低，特別是存在多種不規則角度時，手工分度偏差較大，直接影響螺栓球網架質量。目前，以數控分度裝置替代手動分度裝置成為了一個發展趨勢，專利名稱為一種新型網架螺栓球的加工機具及其加工方法(專利申請號:201310106009.6)就提出一種數控分度的解決方案。其由U型轉動架、分度盤底座和銑床的操作臺部分構成，兩軸旋轉，達到螺栓球的位姿調整。但是該裝置沒有鎖緊機構，定位則只有等待自然停止。若考慮在系統外部附加鎖緊機構也存在以下問題，分度裝置整體結構不緊湊，經過傳動鏈后精度降低且價格昂貴。同時還存在一個重大隱患和缺陷，即在進行外部附加鎖緊機構定位時，螺栓球加工會產生位移，影響螺栓球的加工精度，在加工過程中甚至會導致螺栓球滑動。如何開發出一種將鎖剎裝置與分度裝置結合為一體的螺栓球加工裝置已經成為急需解決的技術問題。


【發明內容】

[0006]本發明的目的是為了解決現有技術中螺栓球加工分度裝置沒有鎖剎功能的缺陷，提供一種帶有鎖剎功能的網架螺栓球加工數控分度裝置來解決上述問題。
[0007]為了實現上述目的，本發明的技術方案如下:
一種帶有鎖剎功能的網架螺栓球加工數控分度裝置，包括U型底座和U型轉動架組件，U型轉動架組件包括X軸軸承座和前伸梁，前伸梁的數量為2個，前伸梁分別固定安裝在X軸軸承座的兩端，還包括Y軸組件和X軸組件，
Y軸組件包括分別固定安裝在U型底座的兩個前伸臂端部的Y軸軸承座，Y軸軸承座的數量為2個，Y軸軸承座內均安裝有Y軸軸承，上、下兩個Y軸軸承的旋轉中心延長線重合形成Y軸旋轉中心線，U型轉動組件的2個前伸梁均被圓柱筒貫穿安裝且圓柱筒均安裝在U型底座前伸臂端部的Y軸軸承內，圓柱筒的內部均安裝有活塞，在圓柱筒的缸蓋上開有孔，圓柱筒的數量為2個，其中一個圓柱筒的另一端通過聯軸器與伺服電機A相連；X軸組件包括設于U型轉動架根部的X軸軸承座，X軸軸承座內安裝有X軸軸承，X軸軸承的旋轉中心延長線形成X軸旋轉中心線且與Y軸旋轉中心線正交；
X軸軸承的內環安裝有夾持座，夾持座的一端與伺服電機B相連，夾持座的另一端固定設有鎖剎盤且安裝有定位軸，定位軸上安裝被加工的螺栓球，U型轉動組件的2個前伸梁上均安裝有與活塞相接觸的X軸鎖緊件且X軸鎖緊件的位置與鎖剎盤相對應；U型底座上安裝有Y軸加力裝置，Y軸加力裝置上安裝有Y軸鎖緊件且Y軸鎖緊件的位置與任意一個圓柱筒相對應。
[0008]所述的X軸鎖緊件為X軸簡支梁抱剎，所述的Y軸鎖緊件為Y軸簡支梁抱剎。
[0009]所述的X軸鎖緊件為X軸懸臂梁抱剎，X軸懸臂梁抱剎的一端固定安裝在X軸軸承座上，所述的Y軸鎖緊件為Y軸懸臂梁鎖緊件。
[0010]所述的圓柱筒為液壓筒，圓柱筒上位于缸蓋的孔連有高壓液體壓力泵。
[0011]所述的圓柱筒為氣壓筒，圓柱筒上位于缸蓋的孔連有高壓氣泵。
[0012]所述的Y軸加力裝置為電動推桿、氣缸、液壓缸或凸輪。
[0013]還包括與前伸梁水平安裝的扇形盤且扇形盤位于前伸梁與X軸軸承座的交接處，懸臂梁剎片A和懸臂梁剎片B的一端分別固定在U型底座的底座面上，懸臂梁剎片A和懸臂梁剎片B的另一端分別位于扇形盤的兩面；螺桿的上部安裝在缸體的螺桿孔內，缸體穿過U型底座的前伸臂放置在懸臂梁剎片A的上方，螺桿的下部依次貫穿懸臂梁剎片A和懸臂梁剎片B且安裝在懸臂梁剎片B下方，運動軸安裝于缸體內，運動軸的另一端與懸臂梁剎片A相連，且當運動軸下壓時懸臂梁剎片A、懸臂梁剎片B和扇形盤三者相接觸。
[0014]有益效果
本發明的一種帶有鎖剎功能的網架螺栓球加工數控分度裝置，與現有技術相比鎖緊機構在分度系統的內部，可有效保證調整精度和加工精度。通過X軸鎖緊件和鎖剎盤的設計，保證了 X軸的穩定鎖剎；通過Y軸鎖緊件針對圓柱筒的鎖剎設計，保證了 Y軸的穩定鎖剎。本發明在加工過程中不會產生螺栓球的移動，具有結構緊湊、價格低廉的特點。
[0015]

【專利附圖】

【附圖說明】
圖1為本發明的整體結構示意圖圖2為本發明的內部結構示意圖。
[0016]圖3為本發明的主體剖視圖。
[0017]圖4為本發明的爆炸圖。
[0018]圖5為本發明中Y軸鎖緊件為簡支梁的數控分度裝置內部結構示意圖。
[0019]圖6為本發明中X軸鎖緊件為簡支梁的數控分度裝置內部結構示意圖。
[0020]圖7為本發明中Y軸鎖剎的第二種實施方式的結構剖視圖圖8為本發明中Y軸鎖剎的第二種實施方式的立體結構圖
其中，1-U型底座、2-前伸梁、3-Y軸軸承座、4-Y軸軸承、5-圓柱筒、6-活塞，7-聯軸器，8-伺服電機A、9-X軸軸承座、1-X軸軸承、11-夾持座、12-鎖剎盤、13-定位軸、14-螺栓球、15-X軸懸臂梁抱剎、16-X軸簡支梁抱剎、17-Y軸懸臂梁鎖緊件、18-Y軸簡支梁抱剎、19-Y軸加力裝置、30-扇形盤、31-懸臂梁剎片A、32-懸臂梁剎片B、33_運動軸、34-缸體、35-螺桿、81-伺服電機B。
[0021]

【具體實施方式】
[0022]為使對本發明的結構特征及所達成的功效有更進一步的了解與認識，用以較佳的實施例及附圖配合詳細的說明，說明如下:
如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發明所述的一種帶有鎖剎功能的網架螺栓球加工數控分度裝置，包括U型底座I和U型轉動架組件，U型轉動架組件包括X軸軸承座9和前伸梁2，前伸梁2的數量為2個，前伸梁2分別固定安裝在X軸軸承座9的兩端，整體上形成一個U型。
[0023]還包括Y軸組件和X軸組件，Y軸組件包括分別固定安裝在U型底座I的兩個前伸臂端部的Y軸軸承座3，Y軸軸承座3的數量為2個。Y軸軸承座3內均安裝有Y軸軸承4，Y軸軸承4可以為大規格軸承，則在兩個Y軸軸承座3內均安裝一個大規格軸承即可；Y軸軸承4也可以選用小規格軸承,則在兩個Y軸軸承座3內均分別安裝兩個小規格軸承。Y軸軸承4的旋轉中心延長線重合形成Y軸旋轉中心線,Y軸的旋轉操作沿著Y軸旋轉中心線而旋轉，即在Y軸旋轉時帶動U型轉動架組件一起旋轉。U型轉動組件的2個前伸梁2均被圓柱筒5貫穿安裝，圓柱筒5貫穿前伸梁2且安裝在前伸梁2上。圓柱筒5均安裝在U型底座I前伸臂端部的Y軸軸承4內，圓柱筒5的數量也為2個，圓柱筒5成為前伸梁2與Y軸軸承4的中間連接件，即U型轉動組件在Y軸軸承4上旋轉，形成了可以帶動U型轉動架組件進行Y軸旋轉。
[0024]圓柱筒5的內部均安裝有活塞6，活塞6在圓柱筒5內進行活塞運動。圓柱筒5實際作用為活塞6的缸體34，在圓柱筒5的缸蓋上開有孔，通過孔可以采用多種方式實現活塞6的運動。本發明中圓柱筒5有兩個，可以在兩個圓柱筒5的缸蓋上均設孔，進行同時兩個活塞6的同步運動控制；也可以只在其中一個圓柱筒5的缸蓋上設孔，進行一個活塞6的運動控制，其均可以實現X軸鎖緊件對鎖剎盤12的壓制操作。作為活塞6在圓柱筒5內運動的第一種實施方式，圓柱筒5可以為液壓筒，圓柱筒5上位于缸蓋的孔連有高壓液體壓力泵。通過高壓液體壓力泵從缸蓋的孔往內充高壓液體，從而實現活塞6基于液壓方式的活塞運動。作為活塞6在圓柱筒5內運動的第二種實施方式，圓柱筒5可以為氣壓筒，圓柱筒5上位于缸蓋的孔連有高壓氣泵，通過高壓氣泵從缸蓋的孔往內充高壓氣體，從而實現活塞6基于氣壓方式的活塞運動。其中一個圓柱筒5的另一端通過聯軸器7與伺服電機Α8相連，伺服電機AS控制Y軸的轉動，由于圓柱筒5將前伸梁2與Y軸軸承4固定，因此在任意一個圓柱筒5上安裝就可以實現Y軸的轉動。當然也可以在兩個圓柱筒5上均安裝伺服電機Α8，進行同步控制即可。
[0025]X軸組件包括設于U型轉動架2根部的X軸軸承座9，X軸軸承座9內安裝有X軸軸承10，X軸軸承10用于X軸旋轉使用。X軸軸承10的旋轉中心延長線形成X軸旋轉中心線且與Y軸旋轉中心線正交，即X軸軸承10與兩個Y軸軸承4的安裝位置在延長線上形成正交。X軸軸承10的內環安裝有夾持座11，夾持座11的一端與伺服電機Β81相連，伺服電機Β81通過夾持座11控制X軸旋轉。夾持座11的另一端固定設有鎖剎盤12且安裝有定位軸13，鎖剎盤12設在夾持座11與定位軸13之間，定位軸13用于安裝螺栓球14。通過伺服電機Β81的工作，帶動夾持座11轉動，從而帶動螺栓球14繞X軸的旋轉。
[0026]U型轉動組件的2個前伸梁2上均安裝有與活塞6相接觸的X軸鎖緊件且X軸鎖緊件的安裝位置與鎖剎盤12相對應，X軸鎖緊件在活塞6的推動下做小范圍運動，在經過小范圍運動后可以與鎖剎盤12接觸,從而起到鎖剎作用。如圖3、圖4和圖6所示，X軸鎖緊件可以為X軸懸臂梁抱剎15或X軸簡支梁抱剎16，X軸懸臂梁抱剎15基于懸臂梁原理進行鎖剎控制，X軸簡支梁抱剎16基于簡支梁原理進行鎖剎控制，X軸懸臂梁抱剎15和X軸簡支梁抱剎16鎖剎原理雖不同，但同樣可以在作用力下進行小范圍的變形，當作用力消失后則恢復原狀。X軸鎖緊件為X軸懸臂梁抱剎15的實施方式中，X軸懸臂梁抱剎15的一端固定安裝在X軸軸承座9上，另一端不固定。活塞6運動時，先穿過前伸梁2，再將X軸懸臂梁抱剎15頂出與鎖剎盤12接觸，從而起到鎖剎作用。X軸鎖緊件為X軸簡支梁抱剎16的實施方式中，基于簡支梁原理，X軸簡支梁抱剎16的兩端均固定安裝在X軸軸承座9上，活塞6運動時，先穿過前伸梁2，再將X軸簡支梁抱剎16頂出形成微變形，從而與鎖剎盤12接觸，從而起到鎖剎作用。
[0027]U型底座I上安裝有Y軸加力裝置19，Y軸加力裝置19上安裝有Y軸鎖緊件且Y軸鎖緊件與任意一個圓柱筒5相對應，Y軸鎖緊件在Y軸加力裝置19的作用下運動，對圓柱筒5進行抱剎，從而實現針對Y軸的鎖剎。如圖1、圖2、圖4和圖5所示，與X軸鎖緊件同理，Y軸鎖緊件也可以為Y軸懸臂梁鎖緊件17或Y軸簡支梁抱剎18，同樣的Y軸加力裝置19也可以為電動推桿、氣缸、液壓缸或凸輪，Y軸加力裝置19只要實現動力支撐，提供Y軸鎖緊件可以針對圓柱筒5的抱剎即可。由于圓柱筒5的數量為2個，Y軸鎖緊件和Y軸加力裝置19可以為I個，針對其中一個圓柱筒5進行抱剎即可。也可以為2個，保證2個Y軸加力裝置19同步控制即可。
[0028]為了增強Y軸的鎖緊效果，也為了避免Y軸在長期鎖緊操作中會導致圓柱筒5的損壞，還可以添加一種當Y軸在小范圍運動軌跡中所使用的鎖緊方式，這兩種鎖緊方式也可以配合在一起使用。作為Y軸鎖剎的第二種實施方式，還包括與前伸梁2水平安裝的扇形盤30，前伸梁2有兩個，可以在任意一個前伸梁2上水平安裝扇形盤30。扇形盤30的安裝位置位于前伸梁2與X軸軸承座9的交接處，即扇形盤30安裝在靠近前伸梁2的底座面上(前伸梁2的底座面為連接兩個前伸臂的中間部件)，用于與懸臂梁剎片A31和懸臂梁剎片B32相配合使用。懸臂梁剎片A31和懸臂梁剎片B32的一端分別固定在U型底座I的底座面上，懸臂梁剎片A31和懸臂梁剎片B32同樣基于懸臂梁原理，一端固定在U型底座I的底座面上，另一端則可以進行上下波動。懸臂梁剎片A31和懸臂梁剎片B32的另一端分別位于扇形盤30的兩面，當懸臂梁剎片A31向下形變時可以接觸扇形盤30，當懸臂梁剎片B32向上形變時同樣也可以接觸扇形盤30，鎖剎扇形盤30，從而鎖剎前伸梁2。
[0029]缸體34穿過U型底座I的前伸臂放置在懸臂梁剎片A31上，將缸體34穿過U型底座I放置在懸臂梁剎片A31上的好處在于當缸體34內的運動軸33伸出時，反作用力是給了懸臂梁剎片B32 ;若放置在U型底座I的前伸臂上，反作用力是給了 U型底座1，這樣就達不到懸臂梁剎片A31和懸臂梁剎片B32相夾的目的。由于缸體34通過螺桿35限位在懸臂梁剎片A31和懸臂梁剎片B32上，因此缸體34無需固定在懸臂梁剎片A31上，且還可以通過下壓懸臂梁剎片A31實現懸臂梁剎片B32的上拉。螺桿35的下部依次貫穿懸臂梁剎片A31和懸臂梁剎片B32且安裝在懸臂梁剎片B32上，螺桿35與懸臂梁剎片B32可以固定安裝也可以活動安裝，活動安裝可以設計凸起或利用螺桿帽等。運動軸33安裝于缸體34內，運動軸33在缸體34內運動可以是液壓或氣壓，提供液壓或氣壓也可以有多種方式，可以直接在缸體34上安裝液壓泵、氣泵或電動推桿；也可以在缸體34上開個孔，從圓柱筒5上引出液壓或氣壓至孔內；只要實現運動軸33在缸體34內的運動即可。螺桿35的上部安裝在缸體34的螺桿孔內，用于缸體34的安裝，通常螺桿35的數量為4個。運動軸33的另一端與懸臂梁剎片A31相連，當運動軸33下壓時懸臂梁剎片A31、懸臂梁剎片B32和扇形盤30三者相接觸。這樣當運動軸33在缸體34內運動時，下壓懸臂梁剎片A31，懸臂梁剎片B32在反作用力下與懸臂梁剎片A3 —起夾住扇形盤30，從而實現Y軸的鎖剎功能。
[0030]實際使用時，螺栓球14固定安裝在定位軸13上，定位軸13安裝固定在夾持座11內，在需要旋轉定位時，松開X軸鎖緊件和Y軸鎖緊件。伺服電機B81工作，帶動定位軸13旋轉，完成螺栓球X軸線的角度調整。伺服電機A8工作，帶動圓柱筒5旋轉，完成螺栓球14Y軸線的角度調整，從而滿足螺栓球14上任意角度的加工需求。在角度調整完成后，在圓柱筒5內的孔中充入高壓液體或高壓液體，推動活塞6的輸出軸向外運動，壓緊懸臂梁抱剎15或X軸簡支梁抱剎16，使其緊緊抱住鎖剎盤12，從而鎖緊X軸，X軸不能轉動；Y軸加力裝置19工作，使Y軸懸臂梁鎖緊件17或Y軸簡支梁抱剎18往前運動，使得Y軸懸臂梁鎖緊件17或Y軸簡支梁抱剎18變形，緊緊壓住圓柱筒5，從而鎖緊Y軸，Y軸不能轉動，然后開始螺栓球14的劈面、鉆孔和攻絲相關加工工作。
[0031]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明的范圍內。本發明要求的保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
【權利要求】
1.一種帶有鎖剎功能的網架螺栓球加工數控分度裝置，包括U型底座(I)和U型轉動架組件，U型轉動架組件包括X軸軸承座(9)和前伸梁(2)，前伸梁(2)的數量為2個，前伸梁(2)分別固定安裝在X軸軸承座(9)的兩端，其特征在于:還包括Y軸組件和X軸組件，Y軸組件包括分別固定安裝在U型底座(I)的兩個前伸臂端部的Y軸軸承座(3)，Y軸軸承座(3)的數量為2個，Y軸軸承座(3)內均安裝有Y軸軸承(4)，上、下兩個Y軸軸承(4)的旋轉中心延長線重合形成Y軸旋轉中心線，U型轉動組件的2個前伸梁(2)均被圓柱筒(5)貫穿安裝且圓柱筒(5)均安裝在U型底座(I)前伸臂端部的Y軸軸承(4)內，圓柱筒(5)的內部均安裝有活塞(6)，在圓柱筒(5)的缸蓋上開有孔，圓柱筒(5)的數量為2個，其中一個圓柱筒(5)的另一端通過聯軸器(7)與伺服電機A (8)相連； X軸組件包括設于U型轉動架(2)根部的X軸軸承座(9)，X軸軸承座(9)內安裝有X軸軸承(10)，X軸軸承(10)的旋轉中心延長線形成X軸旋轉中心線且與Y軸旋轉中心線正交； X軸軸承(10 )的內環安裝有夾持座(11)，夾持座(11)的一端與伺服電機B (81)相連，夾持座(11)的另一端固定設有鎖剎盤(12)且安裝有定位軸(13)，定位軸(13)上安裝被加工的螺栓球(14)，U型轉動組件的2個前伸梁(2)上均安裝有與活塞(6)相接觸的X軸鎖緊件且X軸鎖緊件的位置與鎖剎盤(12)相對應；U型底座(I)上安裝有Y軸加力裝置(19)，Y軸加力裝置(19)上安裝有Y軸鎖緊件且Y軸鎖緊件的位置與任意一個圓柱筒(5)相對應。
2.根據權利要求1所述的一種帶有鎖剎功能的網架螺栓球加工數控分度裝置，其特征在于:所述的X軸鎖緊件為X軸簡支梁抱剎(16)，所述的Y軸鎖緊件為Y軸簡支梁抱剎(18)。
3.根據權利要求1所述的一種帶有鎖剎功能的網架螺栓球加工數控分度裝置，其特征在于:所述的X軸鎖緊件為X軸懸臂梁抱剎(15)，X軸懸臂梁抱剎(15)的一端固定安裝在X軸軸承座(9)上，所述的Y軸鎖緊件為Y軸懸臂梁鎖緊件(17)。
4.根據權利要求1所述的一種帶有鎖剎功能的網架螺栓球加工數控分度裝置，其特征在于:所述的圓柱筒(5)為液壓筒，圓柱筒(5)上位于缸蓋的孔連有高壓液體壓力泵。
5.根據權利要求1所述的一種帶有鎖剎功能的網架螺栓球加工數控分度裝置，其特征在于:所述的圓柱筒(5)為氣壓筒，圓柱筒(5)上位于缸蓋的孔連有高壓氣泵。
6.根據權利要求1所述的一種帶有鎖剎功能的網架螺栓球加工數控分度裝置，其特征在于:所述的Y軸加力裝置(19)為電動推桿、氣缸、液壓缸或凸輪。
7.根據權利要求1所述的一種帶有鎖剎功能的網架螺栓球加工數控分度裝置，其特征在于:還包括與前伸梁(2)水平安裝的扇形盤(30)且扇形盤(30)位于前伸梁(2)與X軸軸承座(9)的交接處，懸臂梁剎片A (31)和懸臂梁剎片B (32)的一端分別固定在U型底座(I)的底座面上，懸臂梁剎片A (31)和懸臂梁剎片B (32)的另一端分別位于扇形盤(30)的兩面；螺桿(35)的上部安裝在缸體(34)的螺桿孔內，缸體(34)穿過U型底座(I)的前伸臂放置在懸臂梁剎片A (31)的上方，螺桿(35)的下部依次貫穿懸臂梁剎片A (31)和懸臂梁剎片B (32)且安裝在懸臂梁剎片B (32)下方，運動軸(33)安裝于缸體(34)內，運動軸(33)的另一端與懸臂梁剎片A (31)相連，且當運動軸(33)下壓時懸臂梁剎片A (31)、懸臂梁剎片B (32)和扇形盤(30)三者相接觸。
【文檔編號】B23Q16/02GK104148985SQ201410365067
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】孔凡讓, 王明旭, 高天芳, 王子豪 申請人:合肥探奧自動化有限公司