工具機立式五軸頭裝置制造方法及圖紙

一種工具機立式五軸頭裝置，主要是在一般三軸工具機機頭上設有可控制同步運動的第一轉動座與第二轉動座，使該機頭擁有額外的兩個旋轉軸向，借由機頭沿此二旋轉軸向轉動，可允許機頭上的刀具在特定位置、以特定角度進入工件，并由五軸向的同步運動控制下，使刀具可對欲切削的自由曲面做最佳的方式配合，如此，就可以加工形狀較特殊的工件，并提高生產效率。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術是涉及一種工具機，特別是涉及一種可提供刀具五個軸向加工行程的工具機立式五軸頭裝置。
技術介紹
如附圖說明圖1所示，以往的三軸式工具機10主要是在機臺11設有二水平向的滑動平臺12、13，并在機臺11側邊的立柱14上設有一垂直方向的機頭滑座15，而機頭滑座15上則設置該機頭16，如此，只須將工件放置在水平滑動平臺12上，借由水平滑動平臺12、13分別沿Y軸向、X軸向滑移，而該機頭滑座15沿Z軸向升降，而對工件做適當的切削加工。上述構造雖可達到切削工件的功能，然而，由于該工具機10只具有X、Y、Z等三軸向的移動方向，礙于角度關系，該機頭16只能于工件上方直線升降，若工件并非單純形狀，為達加工目的，則必須調整工件位置，并做必要的校準，此外，在加工某些特殊形狀的工件，如渦輪機葉片或船用螺旋槳......等等，還須要考慮刀具與工件的碰撞問題，以一般三軸式加工機10加工此類工件時，則必須比較繁覆手續、步驟始能完成，不只是效率低，且其精度也相對減低。
技術實現思路
因此，本技術的目的，是在于提供一種工具機立式五軸頭裝置，為在以往三軸式工具機的機頭上額外擁有兩個轉動式的轉動角度，允許刀具在特定位置、角度進入工件，以縮短對自由曲面切削的加工時間。于是，本技術工具機立式五軸頭裝置中，主要是在機臺上設有二水平向的滑動平臺，且在機臺側邊的立柱上滑設有一垂直方向的機頭滑座，而使該機頭滑座與二滑動平臺可形成一垂直軸方向與二水平軸方向相互垂直的三軸向位移滑動，而該機頭主要為由第一轉動座與第二轉動座所構成。該第一轉動座包含有一外座體、一第一轉動體，及一第一傳動裝置，該外座體是固設在機頭滑座上，其中央水平向外凸伸一心軸，該第一轉動體的一端是套入該外座體內并樞設在心軸上，在第一轉動體套入外座體的一端固結有一蝸輪，該第一傳動裝置是固設在外座體內，由一馬達驅動一齒輪組，該齒輪組并嚙合一蝸桿，且該蝸桿與第一轉動體上的蝸輪相互嚙合。該第二轉動座是延伸固設在第一轉動座的外端側，主要包含一U型架、一第二轉動體，及一第二傳動裝置，該U型架是固結在第一轉動座的第一轉動體外端側，為呈中央透空的架體，兩側形成樞結架，該第二轉動體是容置在該U型架中央，且兩側樞設在該樞結架上，在第二轉動體樞結于樞結架其中一側固設有一蝸輪，而在第二轉動體下端則供裝置刀具，該第二傳動裝置是固設在該U型架內，由一馬達驅動一齒輪組，該齒輪組并嚙合一蝸桿，且該蝸桿與第二轉動體的蝸輪相互嚙合。借由上述組成，該第一轉動座與第二轉動座上的馬達可分別驅動各自連結的齒輪組，各齒輪組則利用各自嚙合的蝸桿、蝸輪組合，控制第一轉動座與第二轉動座分別繞二水平軸向轉動預定角度，使該機頭形成五軸向的位移，如此，允許機頭帶著刀具在特定位置、特定角度進入工件，并在五軸向同步運動控制下，刀具可以對欲切削的自由曲面做最佳配合。以下結合附圖及實施例對本技術進行詳細說明，附圖中圖1是一立體圖，說明以往的三軸式工具機；圖2是一立體圖，說明本技術工具機立式五軸頭裝置的一較佳實施例；圖3是一剖視圖，說明上述該較佳實施例中的一第一轉動座；圖4是一組合示意圖，說明上述該較佳實施例中，該第一轉動座與一第一傳動裝置的組合狀態；圖5是一剖視圖，說明上述該較佳實施例中的一第二轉動座；圖6是一組合示意圖，說明上述該較佳實施例中，該第二轉動座與一第二傳動裝置的組合狀態；圖7是一示意圖，說明上述該較佳實施例中，該第一轉動座的動作狀態；圖8是一示意圖，說明上述該較佳實施例中，該第二轉動座的動作狀態。具體實施方式如圖2所示，本技術工具機立式五軸頭裝置的一較佳實施例中，主要為在機臺20上設有二水平向的滑動平臺30、40，且在機臺20側邊的立柱21上滑設有一垂直方向的機頭滑座50，而使該二滑動平臺30、40與機頭滑座50可形成二水平軸方向(Y軸、X軸)與一垂直軸方向(Z軸)相互垂直的三軸向位移滑動，該三軸向(X、Y、Z)位移均與以往相同在此不加贅述，而本技術改良重點主要為在該機頭滑座50上的機頭60，該機頭60主要為由第一轉動座70與第二轉動座80所構成。請配合圖3、4所示，該第一轉動座70包含有一外座體71、一第一轉動體72及一第一傳動裝置73。該外座體71是固設在機頭滑座50上，可隨機頭滑座50沿Z軸升降，在外座體71中央水平向外(平行于該滑動平臺30滑動軸向Y軸，也就是業界所稱的B軸)凸伸有一心軸711。該第一轉動體72，一端套入該外座體71內并樞設在心軸711上，在第一轉動體72套入外座體71的一端固結有一蝸輪721，而其外端側則固設一編碼器722。該第一傳動裝置73是固設在外座體71內，由一馬達731驅動一齒輪組732，該齒輪組732并嚙合一蝸桿733，且該蝸桿733與第一轉動體72上的蝸輪721相互嚙合。請繼續配合圖5、6所示，該第二轉動座80是延伸固設在第一轉動座70的外端側，主要包含有一U型架81、一第二轉動體82及一第二傳動裝置83。該U型架81是固結在第一轉動座70的第一轉動體72外端側，為概呈中央透空的架體811，兩側形成樞結架812、813。該第二轉動體82，其兩側凸設有二凸軸821、822，該二凸軸821、822是在同一軸線上(也就是業界所稱的A軸)，且A軸是平行于該滑動平臺40滑動軸向X軸，而該第二轉動體82是容置在該U型架81中央，且兩側的凸軸821、822分別樞設在該樞結架812、813上，在第二轉動體82樞結于樞結架812的凸軸821一側固設有一蝸輪823，而另一凸軸822外端則連結一編碼器824，在該第二轉動體82下端則供裝置刀具90。該第二傳動裝置83是固設在該U型架81內，由一馬達831驅動一齒輪組832，該齒輪組832并嚙合一蝸桿833，且該蝸桿833與第二轉動體82的蝸輪821相互嚙合。以上所述為本技術的主要組成及構造特征，接著，將對本技術的使用情形及所獲得的功效敘述如下請配合圖2、7、8所示，使用時，首先將工件或物料放置在滑動平臺30上，借由預先設定的座標，使滑動平臺30、40分別沿Y、X軸移動，使工件欲加工部位移動至機頭60下方，接著，可控制該第一轉動座70上的馬達731作動，使其依序驅動齒輪組732、蝸桿733、蝸輪721，并配合該編碼器722，而帶動第一轉動體72繞B軸轉動預定角度，此外，也可以控制該第二轉動座80上的馬達831作動，使其也能依序驅動齒輪組832、蝸桿833及蝸輪823，然后配合編碼器824，而帶動第二轉動體82繞A軸轉動預定角度，如此，當機頭滑座50帶著機頭60沿該立柱21(Z軸)升降時，機頭下端的刀具90就可以適當的位置、角度進入工件或物料，，在此五軸向(X、Y、Z軸及二個轉動軸A、B軸)同步運動控制下，刀具90可對欲切削的自由曲面做最佳的配合。在此值得一提的是，在航太工業或汽車模具業常用的沖壓模具中，由于其表面積較大，若以一般以往的三軸式工具機10加工，將極為耗時，而本技術五軸向位移使刀具90的切削軌跡較三軸者大，在作自由曲面加工時，可大幅縮短工件定位及校準的加工時間，此外，在加工形狀較特別的工件，如渦輪機葉片、船用螺旋槳.....等等，為避免刀具90與工件的碰撞，可借由第一轉動座70與第二轉動座80的同步控制，使刀本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種工具機立式五軸頭裝置，主要是在機臺上設有二水平向的滑動平臺，且在機臺側邊的立柱上滑設有一垂直方向的機頭滑座，而使該機頭滑座與二滑動平臺可形成一垂直軸方向與二水平軸方向相互垂直的三軸向位移滑動，控制機頭滑座上的機頭進行切削工作，該機頭主要為由第一轉動座與第二轉動座所構成，其特征在于：　　　　該第一轉動座包含有一外座體、一第一轉動體，及一第一傳動裝置，該外座體是固設在機頭滑座上，其中央水平向外凸伸一心軸，該第一轉動體的一端是套入該外座體內并樞設在心軸上，在第一轉動體套入外座體的一端固結有一蝸輪，該第一傳動裝置是固設在外座體內，由一馬達驅動一齒輪組，該齒輪組并嚙合一蝸桿，且該蝸桿與第一轉動體上的蝸輪相互嚙合；及　　　　該第二轉動座是延伸固設在第一轉動座的外端側，主要包含一Ｕ型架、一第二轉動體，及一第二傳動裝置，該Ｕ型架是固結在第一轉動座的第一轉動體外端側，為呈中央透空的架體，兩側形成樞結架，該第二轉動體是容置在該Ｕ型架中央，且兩側樞設在該樞結架上，在第二轉動體樞結于樞結架其中一側固設有一蝸輪，而在第二轉動體下端則供裝置刀具，該第二傳動裝置是固設在該Ｕ型架內，由一馬達驅動一齒輪組，該齒輪組并嚙合一蝸桿，且該蝸桿與第二轉動體的蝸輪相互嚙合；　　　　該第一轉動座與第二轉動座上的馬達是分別驅動各自連結的齒輪組，各齒輪組則利用各自嚙合的蝸桿、蝸輪組合，控制第一轉動座與第二轉動座分別繞二水平軸向轉動預定角度，該機頭形成五軸向的位移。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳建智，
申請(專利權)人：協鴻工業股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：71[中國|臺灣]