[实用新型]一种集成气动辅助排屑装置的双摆头

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械加工设备领域，特别地，涉及一种集成气动辅助排屑装置的双摆头。 

背景技术

目前，应用于机械加工中心上的五轴运动系统中的双摆头，都采用盘式伺服电机作为C轴驱动装置和A轴驱动装置，并且所有的电气用线以及冷却管道都走明线，设置于双摆头的外部，当A轴和C轴两个运动系统工作时，盘式伺服电机的输出轴直接与被驱动的装置相连，带动加工工具进行精确的加工。此种双摆头运动装置结构设计虽然简单，但是由于线缆以及冷却管道都设置于外部，很大程度上限制了双摆头的旋转以及摆动空间，以致无法加工具有曲面、球面等复杂型腔的工件。因此很有必要提供一种能使加工刀具旋转角度不受限制，并且能够全方位加工复杂型腔面的双摆头运动装置。 

另外，本实用新型涉及的双摆头也适用于加工非金属材料一类的加工设备，此类加工设备在对工件进行加工的过程中，会产生大量废屑，并对加工刀具造成污染，严重影响加工刀具及整个加工设备的工作质量。针对该问题本实用新型设计了气动辅助排屑装置，即在吹气管道通入高压气体直接对电主轴进行清洁，该吹气管道即高压气体管道走暗线，吹气嘴可随加工刀具自由摆动进行吹屑，实现全方位跟踪吹屑的目的，并有效解决废屑污染的问题。 

发明内容

本实用新型旨在提供一种集成气动辅助排屑装置的双摆头，以解决现有技术的运动系统因电气用线和冷却管道设置于外部而严重限制刀具加工角度和范围的问题。另外，本实用新型提供的双摆头还可以解决现有技术的无法全方位跟踪吹屑而带来的废屑污染问题。 

根据本实用新型的一个方面，提供了一种集成气动辅助排屑装置的双摆头，包括：A轴运动装置、C轴运动装置、旋转刀具装置以及气动辅助排屑装置。A轴运动装置至少包括A轴驱动单元、A轴左护罩、右护罩以及电主轴安装座。C轴运动装置至少包括C轴驱动单元、C轴轴承座、转轴以及旋转主体。旋转刀具装置至少包括电主轴、刀具以及冷却管道。气动辅助排屑装置至少包括吹气嘴和高压气体管道。 

进一步地，C轴运动装置包括位于Z轴基座内部的C轴驱动单元以及安装于Z轴基座底部的C轴轴承座；C轴驱动单元通过螺栓固定于C轴轴承座，C轴轴承座的上下各安装有一副深沟球轴承，转轴通过深沟球轴承固定于C轴轴承座内部。旋转主体在底部通过螺栓直接固定于转轴上，旋转主体上面设计有线槽。 

进一步地，A轴运动装置包括位于C轴旋转主体一侧的A轴驱动单元，A轴驱动单元直接与电主轴安装座通过螺栓固定，电主轴安装座通过两侧的轴承与旋转主体固定，电主轴安装座上部安装有堵头，电主轴安装座上设置有通长孔，并且电主轴安装座上设计有能允许冷却管道和高压气体管道通过的空间。A轴的左护罩以及右护罩固定于旋转主体上。旋转主体设计为上下两部分，下端的两个补块通过螺栓固定于旋转主体上半部分。            

进一步地，旋转刀具系统包括电主轴以及刀具，电主轴固定于电主轴安装座上，电主轴安装座的下部设计为上、下两半部分，在电主轴安装好以后，用锁紧装置将上、下两半部分牢固锁紧。刀具通过卡头直接固定于电主轴上，并在电主轴驱动下高速旋转。 

进一步地，为了对电主轴在工作状态下进行必要的冷却，设计有冷却管道，该管道通入冷干气或者冷却水并且走暗线。具体路线是冷却管道先通过旋转主体上的线槽，进入A轴左护罩内部，再通过电主轴安装座的空间，然后通入到电主轴冷却管道入口，最后从电主轴冷却管道出口出来。 

进一步地，气动辅助排屑装置包括有吹气嘴和高压气体管道，吹气嘴安装于电主轴安装座最下端，两边各安装一个，能够全方位跟踪吹砂，并彻底清洁刀具系统。 

进一步地，吹气嘴上连接有高压气体管道，管道走暗线，管道路径为高压气体管道先通过旋转主体上的线槽，进入A轴左护罩内部，再通过电主轴安装座的空间中，最后通过电主轴安装座上的通长孔与吹气嘴相连接。气源采用高压气体。 

进一步地，所有电气用线都走暗线，其中 C轴驱动单元所有的电气用线包含在Z轴基座内部。A轴驱动单元所有的电气用线包含在A轴右护罩内部。电主轴的电气用线是先通过电主轴安装座的空间进入A轴左护罩，然后经过旋转主体的线槽，最后通入A轴右护罩内部。 

根据本实用新型的技术方案，由于采用了双摆头，即A轴运动装置和C轴运动装置，增加了加工刀具的水平旋转和水平摆动两个运动自由度，同时实现了加工刀具旋转角度不受限制，使得具有复杂型腔曲面的铸型加工成为可能，很好地解决了现有技术的五轴运动系统中双摆头不能加工结构尺寸较大、型腔曲面较为复杂、不易加工成形的大型复杂工件的问题。