專利名稱：機床的雙向旋轉主軸箱的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機床的雙向旋轉主軸箱。
機床的雙向旋轉主軸箱是眾所周知的。其大體上分為具有垂直軸線的雙向旋轉主軸箱和具有非垂直軸線的雙向旋轉主軸箱。兩者都包括一可相對機床構件繞第一軸線旋轉的第一半主軸箱和一個相對該第一半主軸箱繞第二軸線旋轉的第二半主軸箱。然而，在第一種類型的雙向旋轉主軸箱中，兩個旋轉軸是相互垂直，而在第二種類型的機床中，兩個旋轉軸并不是相互垂直的。
第一種類型的雙向旋轉主軸箱，就使刀具靠近工件表面，尤其是使刀具深入到工件的型腔的能力而言通常存在嚴重的局限性，然而，由于該主軸箱能通過所述的軸繞該機床的有關的一個和兩個軸線旋轉而獲得沿希望的空間方位的定位，所以其在使刀具軸線的這種定位方面通常不存在困難。
就使刀具靠近工件表面而言，第二種類型的雙向旋轉主軸箱比第一種具有更多的優點，而同時它們的設計和工作精度更復雜。尤其是，雖然刀具軸線方位的各種變化能被認為是其繞物理軸的旋轉，但實際上作為幾個組合的機床運動的結果，它們是繞一個虛擬軸旋轉而獲得的，其中這些運動共或部分涉及三個線性X，Y和Z軸以及兩個轉軸。
因此，具有非垂直軸線的雙向旋轉主軸箱實質上比具有垂直軸線的具有更高的精度，該精度通常可通過將這些主軸箱設計成主要用于指示位置來獲得，而且是通過海司齒形精度環(Hirth toothedprecision ring)來實現的。
然而，精確并無間隙的海司環僅能獲得離散的位置。這意味著刀具可獲得的角度位置依賴于離散旋轉角的組合，并且因此并不是無限可變的。
如權利要求1所述，本發明機床的具有非垂直軸線的雙向旋轉主軸箱解決了此問題。
參照附圖通過對本發明優選實施例的描述將更清楚理解本發明，其中

圖1是本發明雙向旋轉主軸箱的側視圖，其中刀具軸線平行于該第一軸線；圖2是與圖1相同結構的縱剖面；圖3是刀具軸線與第一軸線成110°角度結構的側視圖；圖4是與圖3相同結構的縱剖面。
如圖所示，如同傳統方式一樣，本發明的雙向旋轉主軸箱包括一個第一半主軸箱2，該半主軸箱通過連接件4設置在機床構件(沒有示出)上，以及一個支撐刀具主軸8的第二半主軸箱6。借助于設置在所述連接件4上并與第一半主軸箱2鑄件中的圓形凹槽14相接合的導向軸承12的存在，第一半主軸箱2可相對機床，進而相對連接件4繞第一軸線10旋轉。
通過一直流電動機，第一半主軸箱2相對該連接件4旋轉，該電動機的定子16與所述連接件4剛性相連，而電動機的轉子18與所述第一半主軸箱2剛性相連。
第二半主軸箱6和第一半主軸箱2通過一個平表面聯結在一起，在圖中該平表面以線20來表示。該平表面與第一軸線10成35°的角度。
借助于設置在所述第一半主軸箱2上并與第二半主軸箱6鑄件中的圓形凹槽26相接合的導向軸承24的存在，第二半主軸箱6能相對第一半主軸箱2繞第二軸線22旋轉。
通過一直流電動機，第二半主軸箱6能相對第一半主軸箱2旋轉，該電動機的定子28與所述第一半主軸箱2剛性相連，而電動機的轉子30與所述第二半主軸箱6剛性相連。
設置在連接件4和第一半主軸箱2之間以及設置在第一半主軸箱2和第二半主軸箱6之間的這兩個電動機，可以是永久磁鐵同步電動機或者是感應電動機。第一半主軸箱2相對連接件4的角度位置以及第二半主軸箱6相對第一半主軸箱2的角度位置可由各自的位置傳感器(transducer)32，34來控制。
在操作中，當設置在連接件4和第一半主軸箱2之間的直流電動機的轉動可使半主軸箱6和2都繞第一軸線10旋轉，從而使刀具軸線為一圓錐形表面，當兩個軸平行時為圓柱表面；設置在第一半主軸箱2和第二半主軸箱6之間的直流電動機的轉動使后者繞第二軸線22旋轉，從而改變第一軸線10和主軸線之間的角度。
尤其是，該角度能從0°至110°及假定該兩點之間的中間值之間變化。
因此，通過恰當地控制該兩個直流電動機，可將主軸設置在頂角為220°的圓錐內的任意空間方位上。
從前述描述中，可以清楚看到本發明的雙向旋轉主軸箱相比于傳統的雙向旋轉主軸箱具有突出的優點，尤其是——它可使刀具軸線連續地在空間任意方位中定位，并具有高定位精度以及能消除相對運動部件之間的間隙和摩擦；——它可使刀具定位在非常接近工件的表面處；——它能確保刀具及其主軸在工件任何型腔中的優良穿透性；——它能加工出沉割。
權利要求
1.一種機床的具有非垂直軸線的雙向旋轉主軸箱，其包括一個第一半主軸箱(2)，該半主軸箱相對機床構件(4)繞第一軸線(10)旋轉，以及一個支撐刀具主軸(8)的第二半主軸箱(6)，其與第一半主軸箱(2)在一平表面(20)處聯結，并且可繞垂直于所述平表面(20)的第二軸線(22)旋轉，其特征在于，還包括用于相對所述機床構件(4)轉動所述第一半主軸箱(2)的第一直流電動機(16，18)，以及用于相對所述的第一半主軸箱(2)轉動所述第二半主軸箱(6)的第二直流電動機(28，30)。
2.如權利要求1所述的雙向旋轉主軸箱，其特征在于，還包括用于控制第一半主軸箱(2)相對機床構件(4)的角度位置的第一傳感器(32)，以及用于控制第二半主軸箱(6)相對第一半主軸箱(2)的角度位置的第二傳感器(34)。
3.如權利要求1所述的雙向旋轉主軸箱，其特征在于，所述的平表面(20)與所述的第一軸線(10)構成小于45°的角度，而且最好在35°至40°之間。
全文摘要
本發明公開一種機床的具有非垂直軸線的雙向旋轉主軸箱，其包括一個第一半主軸箱(2)，該半主軸箱相對機床構件(4)繞第一軸線(10)旋轉，以及一個支撐刀具主軸(8)的第二半主軸箱(6)，其與第一半主軸箱(2)在一平表面(20)處相聯結并且可繞垂直于所述平表面(20)的第二軸線(22)旋轉，其特征在于，還包括用于相對所述機床構件(4)轉動所述第一半主軸箱(2)的第一直流電動機(16，18)以及用于相對所述的第一半主軸箱(2)轉動所述第二半主軸箱(6)的第二直流電動機(28，30)。
文檔編號B23Q1/50GK1469793SQ01817423
公開日2004年1月21日 申請日期2001年4月11日 優先權日2000年10月17日
發明者加布里埃萊·皮科洛, 加布里埃萊 皮科洛 申請人:Fpt工業股份公司