一种用于复合材料加工的高精度A/C摆动头制造技术

本发明专利技术公开了一种用于复合材料加工的高精度A/C摆动头，其中：C轴伺服电机安装在C轴减速器上，右支架安装在C轴减速器输出法兰上，C轴法兰盘安装在右支架的顶面上，C轴绝对式圆光栅安装在C轴光栅座上，C轴光栅读数头安装在C轴光栅安装支架的底面上，A轴减速器安装在右支架上，芯轴安装在A轴减速器输入轴上，A轴减速器输出法兰与SP电主轴右端法兰盘连接，A轴绝对式圆光栅安装在A轴光栅座上，A轴光栅读数头安装在左支架上，吸尘排屑管路安装支架安装在盖板上，吸尘排屑管路安装在C轴法兰盘的通气孔里，波纹软管安装在吸尘排屑管路安装支架上，吸尘排屑吸嘴安装在波纹软管的下端。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料加工
，具体涉及一种用于复合材料加工的高精度A/C摆动头。
技术介绍
在航空航天、国防、交通等尖端
，复合材料的应用越来越广泛。复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大，其特点是比重小、比强度和比模量大。特别在航空领域，复合材料在飞机上所占的比例很高，这些复合材料零部件的外形尺寸大、形状复杂，许多零部件的加工都需要五轴联动机床。A/C摆动头和电主轴是五轴联动机床上的关键功能部件。在加工复合材料时，一般切削力较小，部分复合材料会产生很多碎屑和灰尘，因此在加工复合材料时，都需要外加大功率的专用吸尘排屑系统，结构复杂，成本高且安装不紧凑。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于复合材料加工的高精度A/C摆动头，其采用独特的专用吸尘排屑系统，解决了加工中的粉尘问题，结构简单且紧凑。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于复合材料加工的高精度A/C摆动头，包含C轴伺服电机、右侧吸尘排屑管路、联轴器、转接套筒、压板、右支架、A轴伺服电机安装板、A轴伺服电机、主动圆弧齿同步带轮、第一胀紧套、圆弧齿同步带、A轴减速器、从动圆弧齿同步带轮、第二胀紧套、芯轴、平键、调整垫、盖板、吸尘排屑管路安装支架、左支架、C轴法兰盘、组合密封件、C轴基座、C轴减速器、左侧吸尘排屑管路、箱体、锁紧外壳、C轴外壳体、密封环、C轴电缆保护套、C轴绝对式圆光栅、C轴光栅座、C轴光栅防护罩、C轴光栅读数头、C轴光栅读数头调整垫、C轴光栅安装支架、A轴光栅读数头调整垫、A轴限位开关触发板、轴承、A轴光栅座、A轴绝对式圆光栅、A轴光栅保护套、A轴光栅读数头、SP电主轴、吸尘排屑吸嘴、波纹软管、吸尘排屑管路、A轴同步带中心距调节螺钉、A轴正限位开关和A轴负限位开关；所述C轴伺服电机安装在C轴减速器上且C轴伺服电机输出轴通过联轴器与C轴减速器输入轴连接，所述C轴减速器固定安装在C轴基座上，所述箱体通过螺钉固定安装在C轴基座顶面上，所述右侧吸尘排屑管路和左侧吸尘排屑管路都安装在C轴基座顶面上，所述C轴基座通过螺钉固定安装在C轴外壳体上，所述锁紧外壳套在C轴外壳体上，所述右支架安装在C轴减速器输出法兰上，所述C轴法兰盘通过螺钉固定安装在右支架的顶面上，所述C轴基座与C轴法兰盘之间的环形凹槽里安装有组合密封件，所述密封环安装在C轴外壳体的环形槽里且密封环内表面与C轴法兰盘外表面接触，所述转接套筒通过螺钉固定安装在C轴法兰盘的中心凹槽里，所述C轴光栅座通过螺钉固定安装在转接套筒的顶面上，所述C轴绝对式圆光栅通过螺钉安装在C轴光栅座上，所述C轴光栅安装支架固定安装在C轴减速器外壳上，所述C轴电缆保护套通过螺钉安装在C轴光栅安装支架上，所述C轴光栅防护罩通过螺钉安装在C轴光栅安装支架上，所述C轴光栅读数头通过螺钉固定安装在C轴光栅安装支架的底面上且C轴光栅读数头与C轴光栅安装支架之间安装有C轴光栅读数头调整垫，所述A轴伺服电机安装板和左支架都通过螺钉安装在右支架上，所述A轴同步带中心距调节螺钉安装在右支架的沉孔里且A轴同步带中心距调节螺钉末端安装在A轴伺服电机安装板的顶面上的螺纹孔内，所述A轴伺服电机固定安装在A轴伺服电机安装板上，所述主动圆弧齿同步带轮通过第一胀紧套安装在A轴伺服电机输出轴上，所述从动圆弧齿同步带轮通过第二胀紧套安装在芯轴上，所述圆弧齿同步带安装在主动圆弧齿同步带轮和从动圆弧齿同步带轮上，所述A轴减速器固定安装在右支架上，所述芯轴通过平键安装在A轴减速器输入孔内，所述A轴减速器输出法兰通过螺钉与SP电主轴右端法兰盘连接，所述SP电主轴左端法兰盘通过轴承安装在左支架安装孔里，所述A轴光栅座通过螺钉固定安装在SP电主轴左端法兰盘左端面上，所述A轴绝对式圆光栅通过螺钉固定安装在A轴光栅座上，所述A轴光栅读数头通过螺钉安装在左支架上且A轴光栅读数头与左支架之间安装有A轴光栅读数头调整垫，所述A轴光栅保护套通过螺钉固定安装在左支架上，所述盖板通过螺钉固定安装在左支架上，所述吸尘排屑管路安装支架安装在盖板上，所述吸尘排屑管路安装在C轴法兰盘的通气孔里，所述波纹软管安装在吸尘排屑管路安装支架上且波纹软管与吸尘排屑管路连接，所述吸尘排屑吸嘴安装在波纹软管的下端，所述A轴限位开关触发板固定安装在SP电主轴左端法兰盘左端面上，所述A轴正限位开关和A轴负限位开关都固定安装在左支架上，所述压板安装在左支架上。进一步的是：所述C轴基座上设有两个矩形通孔，右侧吸尘排屑管路与C轴基座上的一个矩形通孔相通，左侧吸尘排屑管路与C轴基座上的另一个矩形通孔相通。进一步的是：所述A轴伺服电机安装板上设有四个腰形孔。进一步的是：所述左支架和右支架通过螺钉和定位销相联接，左支架和右支架组成U形支架。进一步的是：所述A轴减速器输出法兰的中心线和C轴减速器输出法兰的中心线在空间垂直正交，A轴减速器输出法兰的中心线与SP电轴中心线在空间垂直正交。进一步的是：所述波纹软管为中空结构，波纹软管内部和外表均为波浪型，材料为PA尼龙。进一步的是：所述A轴绝对式圆光栅和C轴绝对式圆光栅为中空结构。进一步的是：所述C轴减速器中心为通孔，转接套筒从C轴减速器上的中心通孔穿过，且A轴、SP电主轴上所有电缆、冷却管路从转接套筒中心孔穿过。进一步的是：所述A轴光栅保护套为中空结构，开有豁口，材料为聚四氟乙烯。该用于复合材料加工的A/C摆动头的工作原理：一种用于复合材料加工的A/C摆动头主要包含A轴、C轴、SP电主轴和吸尘排屑系统构成。A轴由伺服电机、圆弧齿同步带传动减速、精密减速器和绝对式圆光栅反馈等部分构成，全闭环控制。A轴回转摆动行程±105°，额定总减速比1:155，额定转速19.35r/min，额定扭矩800Nm。A轴定位精度≤10″，重复定位精度≤6″。C轴由伺服电机、精密齿轮减速、精密减速器和绝对式圆光栅反馈等部分构成，全闭环控制。C轴回转行程±360°，额定总减速比1:192，额定转速15.62r/min，额定扭矩1000Nm。C轴定位精度≤10″，重复定位精度≤6″。SP电主轴可选配高速铣削电主轴或超声加工电主轴。对于大多数复合材料，使用高速铣削，电主轴额定转速大于20000r/min。针对芳纶纤维等弱刚度复合材料，使用超声加工方法，即在切削刀具上附加16-40kHz的高频超声振动，以刀具的切削运动和超声振动的复合作用切断/去除材料。超声切削加工复合材料时可采用直刃尖刀和圆片刀两种刀具。电主轴最大转速小于2000r/min。吸尘排屑系统由真空泵、集尘罐、管路等部分构成。终端吸气口有两种结构。整体结构简单紧凑，SP电主轴和A轴的动力电缆、信号电缆和气管等都在内部，最后从C轴中心孔穿出。本专利技术的有益效果如下：(1)根据不同复合材料的加工需要，能够选配高速铣削电主轴，也可以选配超声切削加工专用伺服电主轴；(2)在加工复合材料时，碎屑、灰尘很多，设计有独特的专用吸尘排屑系统；(3)关键零部件都通过高精度设备来加工，A/C摆动头在装配调试后精度高，A轴中心线与C轴中心线在空间垂直正交，误差为0.02mm；在SP电主轴竖直时，C轴中心线与SP电轴中心线在空间同心，误差为0.01mm；A轴中心线与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于复合材料加工的高精度A/C摆动头，其特征在于：包含C轴伺服电机、右侧吸尘排屑管路、联轴器、转接套筒、压板、右支架、A轴伺服电机安装板、A轴伺服电机、主动圆弧齿同步带轮、第一胀紧套、圆弧齿同步带、A轴减速器、从动圆弧齿同步带轮、第二胀紧套、芯轴、平键、调整垫、盖板、吸尘排屑管路安装支架、左支架、C轴法兰盘、组合密封件、C轴基座、C轴减速器、左侧吸尘排屑管路、箱体、锁紧外壳、C轴外壳体、密封环、C轴电缆保护套、C轴绝对式圆光栅、C轴光栅座、C轴光栅防护罩、C轴光栅读数头、C轴光栅读数头调整垫、C轴光栅安装支架、A轴光栅读数头调整垫、A轴限位开关触发板、轴承、A轴光栅座、A轴绝对式圆光栅、A轴光栅保护套、A轴光栅读数头、SP电主轴、吸尘排屑吸嘴、波纹软管、吸尘排屑管路、A轴同步带中心距调节螺钉、A轴正限位开关和A轴负限位开关；所述C轴伺服电机安装在C轴减速器上且C轴伺服电机输出轴通过联轴器与C轴减速器输入轴连接，所述C轴减速器固定安装在C轴基座上，所述箱体通过螺钉固定安装在C轴基座顶面上，所述右侧吸尘排屑管路和左侧吸尘排屑管路都安装在C轴基座顶面上，所述C轴基座通过螺钉固定安装在C轴外壳体上，所述锁紧外壳套在C轴外壳体上，所述右支架安装在C轴减速器输出法兰上，所述C轴法兰盘通过螺钉固定安装在右支架的顶面上，所述C轴基座与C轴法兰盘之间的环形凹槽里安装有组合密封件，所述密封环安装在C轴外壳体的环形槽里且密封环内表面与C轴法兰盘外表面接触，所述转接套筒通过螺钉固定安装在C轴法兰盘的中心凹槽里，所述C轴光栅座通过螺钉固定安装在转接套筒的顶面上，所述C轴绝对式圆光栅通过螺钉安装在C轴光栅座上，所述C轴光栅安装支架固定安装在C轴减速器外壳上，所述C轴电缆保护套通过螺钉安装在C轴光栅安装支架上，所述C轴光栅防护罩通过螺钉安装在C轴光栅安装支架上，所述C轴光栅读数头通过螺钉固定安装在C轴光栅安装支架的底面上且C轴光栅读数头与C轴光栅安装支架之间安装有C轴光栅读数头调整垫，所述A轴伺服电机安装板和左支架都通过螺钉安装在右支架上，所述A轴同步带中心距调节螺钉安装在右支架的沉孔里且A轴同步带中心距调节螺钉末端安装在A轴伺服电机安装板的顶面上的螺纹孔内，所述A轴伺服电机固定安装在A轴伺服电机安装板上，所述主动圆弧齿同步带轮通过第一胀紧套安装在A轴伺服电机输出轴上，所述从动圆弧齿同步带轮通过第二胀紧套安装在芯轴上，所述圆弧齿同步带安装在主动圆弧齿同步带轮和从动圆弧齿同步带轮上，所述A轴减速器固定安装在右支架上，所述芯轴通过平键安装在A轴减速器输入孔内，所述A轴减速器输出法兰通过螺钉与SP电主轴右端法兰盘连接，所述SP电主轴左端法兰盘通过轴承安装在左支架安装孔里，所述A轴光栅座通过螺钉固定安装在SP电主轴左端法兰盘左端面上，所述A轴绝对式圆光栅通过螺钉固定安装在A轴光栅座上，所述A轴光栅读数头通过螺钉安装在左支架上且A轴光栅读数头与左支架之间安装有A轴光栅读数头调整垫，所述A轴光栅保护套通过螺钉固定安装在左支架上，所述盖板通过螺钉固定安装在左支架上，所述吸尘排屑管路安装支架安装在盖板上，所述吸尘排屑管路安装在C轴法兰盘的通气孔里，所述波纹软管安装在吸尘排屑管路安装支架上且波纹软管与吸尘排屑管路连接，所述吸尘排屑吸嘴安装在波纹软管的下端，所述A轴限位开关触发板固定安装在SP电主轴左端法兰盘左端面上，所述A轴正限位开关和A轴负限位开关都固定安装在左支架上，所述压板安装在左支架上。...

【技术特征摘要】
1.一种用于复合材料加工的高精度A/C摆动头，其特征在于：包含C轴伺服电机、右侧吸尘排屑管路、联轴器、转接套筒、压板、右支架、A轴伺服电机安装板、A轴伺服电机、主动圆弧齿同步带轮、第一胀紧套、圆弧齿同步带、A轴减速器、从动圆弧齿同步带轮、第二胀紧套、芯轴、平键、调整垫、盖板、吸尘排屑管路安装支架、左支架、C轴法兰盘、组合密封件、C轴基座、C轴减速器、左侧吸尘排屑管路、箱体、锁紧外壳、C轴外壳体、密封环、C轴电缆保护套、C轴绝对式圆光栅、C轴光栅座、C轴光栅防护罩、C轴光栅读数头、C轴光栅读数头调整垫、C轴光栅安装支架、A轴光栅读数头调整垫、A轴限位开关触发板、轴承、A轴光栅座、A轴绝对式圆光栅、A轴光栅保护套、A轴光栅读数头、SP电主轴、吸尘排屑吸嘴、波纹软管、吸尘排屑管路、A轴同步带中心距调节螺钉、A轴正限位开关和A轴负限位开关；所述C轴伺服电机安装在C轴减速器上且C轴伺服电机输出轴通过联轴器与C轴减速器输入轴连接，所述C轴减速器固定安装在C轴基座上，所述箱体通过螺钉固定安装在C轴基座顶面上，所述右侧吸尘排屑管路和左侧吸尘排屑管路都安装在C轴基座顶面上，所述C轴基座通过螺钉固定安装在C轴外壳体上，所述锁紧外壳套在C轴外壳体上，所述右支架安装在C轴减速器输出法兰上，所述C轴法兰盘通过螺钉固定安装在右支架的顶面上，所述C轴基座与C轴法兰盘之间的环形凹槽里安装有组合密封件，所述密封环安装在C轴外壳体的环形槽里且密封环内表面与C轴法兰盘外表面接触，所述转接套筒通过螺钉固定安装在C轴法兰盘的中心凹槽里，所述C轴光栅座通过螺钉固定安装在转接套筒的顶面上，所述C轴绝对式圆光栅通过螺钉安装在C轴光栅座上，所述C轴光栅安装支架固定安装在C轴减速器外壳上，所述C轴电缆保护套通过螺钉安装在C轴光栅安装支架上，所述C轴光栅防护罩通过螺钉安装在C轴光栅安装支架上，所述C轴光栅读数头通过螺钉固定安装在C轴光栅安装支架的底面上且C轴光栅读数头与C轴光栅安装支架之间安装有C轴光栅读数头调整垫，所述A轴伺服电机安装板和左支架都通过螺钉安装在右支架上，所述A轴同步带中心距调节螺钉安装在右支架的沉孔里且A轴同步带中心距调节螺钉末端安装在A轴伺服电机安装板的顶面上的螺纹孔内，所述A轴伺服电机固定安装在A轴伺服电机安装板上，所述主动圆弧齿同步带轮通过第一胀紧套安装在A轴伺服电机输出轴上，所述从动圆弧齿同步带轮通过第二胀紧套安装在芯轴上，所述圆弧齿同步带安装在主动圆弧齿同步带轮和从动圆弧齿同步带轮上，所述A...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾德飞，杨奇俊，李琥，刘耀，朱承鹏，刘同庆，
申请(专利权)人：陕西秦川精密数控机床工程研究有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61