CN115383512B - 一种五轴联动数控机床摆头的冷却结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种五轴联动数控机床摆头的冷却结构，包括第一转动结构和第二转动结构，所述第一转动结构底部连接有壳体顶面中心处。本发明通过齿轮转动时，若第一齿条在壳体内部上移，第一齿条底部拉动第一底板在空槽内部上移时对波浪软片进行挤压，此时第一底板对应的空槽打开，且第一齿条外侧边在上移时与左侧从齿轮啮合使得限定杆和扇叶逆时针转动，此时第二齿条外侧边与右侧从齿轮啮合使得限定杆和扇叶顺时针转动，右侧扇叶顺时针转动将壳体内部的热量吹动到左侧扇叶，左侧扇叶转动将壳体内部的热量通过打开的空槽内部排出，利用两侧的扇叶转动配合，能够加快热量的排出速度，提高对壳体内部的冷却速率。

Description

一种五轴联动数控机床摆头的冷却结构

技术领域

本发明属于五轴联动数控机床摆头的冷却技术领域，特别涉及一种五轴联动数控机床摆头的冷却结构。

背景技术

目前，摆头集精密机械制造技术、液压驱动技术、信号线回转对接绕线技术等于一体，是大型机床的关键部件之一。现有摆头的力矩电机在运转过程中，由于功率损耗、摩擦、内部空间密闭等因素容易导致摆头内部温度迅速升高，使得力矩电机的输出扭矩将大幅下降。此外，热量还会使得摆头产生热变形，影响机床的加工精度。

公开文件(CN201110323832.3)公开了双摆头及具有该双摆头的五轴运动系统，仅利用吹冷气的方式对加工装置及其驱动装置进行冷却时，也防止加工产生的废屑进入到加工装置及其驱动装置内部，无法避免废屑粘贴在电主轴上，若废屑沾黏在电主轴上容易堆积灰尘从而对电主轴产生腐蚀。

因此，发明一种五轴联动数控机床摆头的冷却结构来解决上述问题很有必要。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种五轴联动数控机床摆头的冷却结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种五轴联动数控机床摆头的冷却结构，包括第一转动结构和第二转动结构，所述第一转动结构的底部连接有中空的壳体的顶面中心；所述第二转动结构的输出端连接有转杆，所述转杆横向贯穿壳体，所述转杆的中心处连接有电主轴的一端；

所述壳体的外形呈倒凹字形结构，所述呈倒凹字形结构包括所述壳体的底部向内凹陷形成的第一通槽，以及分别设于所述第一通槽的两侧槽壁内部的相连通的两安装腔；所述电主轴处于所述第一通槽中，两所述安装腔相互靠近的一侧腔壁均贴设有一齿轮，两所述齿轮均固定套设在所述转杆上；

所述第一通槽的各槽侧壁的两端均设置有贯通至所述安装腔内的空槽，所述安装腔内还设置有用于带动冷却结构转动的调整结构，所述调整结构与所述齿轮传动连接。

可选地，所述调整结构包括第一底板和第二底板，所述第一底板和所述第二底板分别与设于同一侧的两个所述空槽纵向滑动配合，所述第一底板和所述第二底板顶面均利用波浪软片与所述空槽的槽顶壁固定连接，所述第一底板和所述第二底板相向的一端分别固定连接有第一齿条的底端和第二齿条的底端，所述第一齿条和所述第二齿条均为双面齿条，所述第一齿条和所述第二齿条的内侧边均与所述齿轮啮合配合，所述第一齿条和所述第二齿条外侧边分别与两个冷却结构传动连接。

可选地，所述冷却结构包括可转动地设于所述安装腔内的限定杆，所述限定杆的中心处固定连接有扇叶，所述扇叶与所述空槽正对设置，所述限定杆内侧端固定连接有从齿轮，所述第一齿条和所述第二齿条外侧边分别与两个所述从齿轮啮合配合，所述限定杆外侧端与设置于所述安装腔远离所述第一通槽的一侧腔壁上的限定套转动连接。

可选地，所述壳体内部包括四个调整结构，且各所述齿轮分别与两个调整结构配合，所述齿轮两侧分别与所述第一齿条内侧边底端以及所述第二齿条内侧边顶端啮合，所述齿轮转动时能使得两个双面齿条朝相反方向进行纵向移动。

可选地，所述壳体内部设置有两个平行设置的顶板，两个顶板的中心线与所述转杆的中心线平行设置，且一个所述顶板两端分别与两个所述第一齿条顶面对应，另一个所述顶板两端分别与两个所述第二齿条顶面对应；

两个顶板正上方均设置有顶架，两个所述顶架与所述壳体内侧顶面固定连接，所述顶架上滑动连接有两滑架，且两个所述滑架分别利用一第一转板与所述顶板两端转动连接，且两个所述滑架之间固定连接有橡胶片。

可选地，所述顶架内侧底面设置有与所述第一转板顶端滑动配合的底槽，且所述顶架两侧边均设置有与所述滑架滑动配合的侧槽，两个滑架连接线中心处底部设置有限定架，两个所述滑架底面分别利用一第二转板与所述限定架的两端转动连接，所述顶板的表面设置有与所述限定架活动配合的第二通槽。

可选地，所述限定架底部转动连接有摆动板的顶端，且所述摆动板的顶端两侧面均利用扭簧与所述限定架的底部转动配合，所述摆动板底端铰接有半环板，且所述半环板圆周内凹面与所述电主轴表面滑动配合。

可选地，所述第一通槽的槽顶壁设置有与两个所述摆动板活动配合的条槽，且两个所述摆动板底端铰接的两个所述半环板分别用于刮取所述电主轴的圆周侧面。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过齿轮转动时，若第一齿条在壳体内部上移，第一齿条底部拉动第一底板在空槽内部上移时对波浪软片进行挤压，此时第一底板对应的空槽打开，且第一齿条外侧边在上移时与左侧从齿轮啮合使得限定杆和扇叶逆时针转动，此时第二齿条外侧边与右侧从齿轮啮合使得限定杆和扇叶顺时针转动，右侧扇叶顺时针转动将壳体内部的热量吹动到左侧扇叶，左侧扇叶转动将壳体内部的热量通过打开的空槽内部排出，利用两侧的扇叶转动配合，能够加快热量的排出速度，提高对壳体内部的冷却速率。

2、本发明通过第一齿条上移进而推动顶板上移时，顶板上移利用两个第一转板推动两个滑架逐渐靠近，两个滑架利用第二转板使得左侧的限定架下移，此时左侧的限定架下移使得利用摆动板使得左侧的半环板下移，由于转杆转动进而带动电主轴顺时针转动，电主轴在转动时，电主轴左侧面逐渐接触半环板，限定架的侧板能够避免左侧的摆动板向壳体右侧摆动，摆动板在摆动时对扭簧进行扭曲，此时半环板利用扭簧的限定从而在电主轴的左侧面上滑动，利用半环板从而将电主轴左侧面的灰尘和碎屑刮下，避免灰尘和碎屑与水汽接触导致腐蚀电主轴。

3、本发明通过利用转杆的转动方便带动电主轴在竖直方向来回摆动，此时两个限定架利用摆动板连接的两个半环板能够分别挂取电主轴的左侧半面和右侧半面，提高电主轴的刮取完整性。半环板在刮取时，扇叶的转动能够避免刮取的碎屑进入到壳体内部，保证壳体内部的整洁度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1示出了本发明实施例的五轴联动数控机床摆头的冷却结构整体结构示意图；

图2示出了本发明实施例的调整结构整体结构示意图；

图3示出了本发明实施例的壳体内部结构示意图；

图4示出了本发明实施例的图3中的A部结构放大图；

图5示出了本发明实施例的限定架与半环板连接结构示意图；

图中：1、第一转动结构；2、第二转动结构；3、壳体；4、转杆；5、电主轴；6、齿轮；7、空槽；8、第一底板；9、第二底板；10、波浪软片；11、第一齿条；12、第二齿条；13、限定杆；14、扇叶；15、从齿轮；16、顶板；17、顶架；18、滑架；19、第一转板；20、橡胶片；21、底槽；22、侧槽；23、限定架；24、第二转板；25、摆动板；26、扭簧；27、半环板。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明提供了一种五轴联动数控机床摆头的冷却结构，如图1-2所示，包括第一转动结构1和第二转动结构2，第一转动结构1的底部连接有中空的壳体3的顶面中心；第二转动结构2的输出端连接有转杆4，转杆4横向贯穿壳体3，转杆4的中心处连接有电主轴5的一端；

壳体3的外形呈倒凹字形结构，呈倒凹字形结构包括壳体3的底部向内凹陷形成的第一通槽，以及分别设于第一通槽的两侧槽壁内部的相连通的两安装腔；电主轴5处于第一通槽中，两安装腔相互靠近的一侧腔壁均贴设有一齿轮6，两齿轮6均固定套设在转杆4上；

第一通槽的各槽侧壁的两端均设置有贯通至安装腔内的空槽7，安装腔内还设置有用于带动冷却结构转动的调整结构，调整结构与齿轮6传动连接。

需要对电主轴5的位置进行调整时，第一转动结构1带动壳体3以及第二转动结构2在水平方向上转动，第二转动结构2工作带动转杆4转动，转杆4转动进而带动电主轴5在壳体3底面内侧摆动，方便对电主轴5进行调整，转杆4转动时带动齿轮6在壳体3内部同步转动，齿轮6转动进而利用调整结构移动带动冷却结构对壳体3进行冷却处理，通过冷却结构将壳体3内部的热量通过空槽7排出，进而降低数控机床摆头内部的温度。

转杆4在第二转动结构2的带动下在壳体3内部转动时，利用两个齿轮6与壳体3内侧壁的配合，能够避免转杆4在壳体3内部肆意晃动，保证转杆4以及齿轮6转动的平稳性。

在图2和图3中，调整结构包括第一底板8和第二底板9，第一底板8和第二底板9分别与设于同一侧的两个空槽7纵向滑动配合，第一底板8和第二底板9顶面均利用波浪软片10与空槽7的槽顶壁固定连接，第一底板8和第二底板9相向的一端分别固定连接有第一齿条11的底端和第二齿条12的底端，第一齿条11和第二齿条12均为双面齿条，第一齿条11和第二齿条12的内侧边均与齿轮6啮合配合，第一齿条11和第二齿条12外侧边分别与两个冷却结构传动连接。

壳体3内部包括四个调整结构，且两个齿轮6分别与两个调整结构对应，齿轮6两侧分别与第一齿条11内侧边底端以及第二齿条12内侧边顶端对应配合，齿轮6转动使得两个双面齿条的移动，一个双面齿条竖直上移，一个双面齿条竖直下移。由于第一齿条11和第二齿条12的内侧边均与齿轮6啮合配合，齿轮6转动时，若第一齿条11在壳体3内部上移，第一齿条11底部拉动第一底板8在空槽7内部上移时对波浪软片10进行挤压，此时第一底板8对应的空槽7打开，方便冷却结构将壳体3内部的热量排出，与此同时，第二齿条12在壳体3内部下移，第二齿条12底部带动第二底板9在空槽7内部下移，第二底板9对波浪软片10进行拉扯，利用波浪软片10对空槽7进行封口。若第一齿条11在壳体3内部下移时，第二齿条12在壳体3内部上移，此时第二底板9对应的空槽7打开，冷却结构从而将壳体3内部的热量排出。

在图2和图3中，冷却结构包括可转动地设于安装腔内的限定杆13，限定杆13的中心处固定连接有扇叶14，扇叶14与空槽7正对设置，限定杆13内侧端固定连接有从齿轮15，第一齿条11和第二齿条12外侧边分别与两个从齿轮15啮合配合，限定杆13外侧端与设置于安装腔远离第一通槽的一侧腔壁上的限定套转动连接。

第一齿条11上移时，第一齿条11外侧边与左侧从齿轮15啮合使得限定杆13和扇叶14逆时针转动，此时第二齿条12外侧边与右侧从齿轮15啮合使得限定杆13和扇叶14顺时针转动，右侧扇叶14顺时针转动将壳体3内部的热量吹动到左侧扇叶14，左侧扇叶14转动将壳体3内部的热量通过打开的空槽7内部排出，利用两侧的扇叶14转动配合，能够加快热量的排出速度，提高对壳体3内部的冷却速率。

在图3中，壳体3内部设置有两个平行设置的顶板16，两个顶板16的中心线与转杆4的中心线平行设置，且一个顶板16两端分别与两个第一齿条11顶面对应，另一个顶板16两端分别与两个第二齿条12顶面对应；

两个顶板16正上方均设置有顶架17，两个顶架17与壳体3内侧顶面固定连接，顶架17上滑动连接有两滑架18，且两个滑架18分别利用一第一转板19与顶板16两端转动连接，且两个滑架18之间固定连接有橡胶片20。

第一齿条11或第二齿条12上移的过程中接触顶板16底面时，第一齿条11或第二齿条12的推动使得顶板16在壳体3内部上移，顶板16上移进而推动两个第一转板19底端上移，两个第一转板19在顶板16的推动下转动，此时两个第一转板19顶端带动两个滑架18对橡胶片20进行挤压，橡胶片20在压力作用下形变。当第一齿条11或第二齿条12下移时，此时第一齿条11或第二齿条12对顶板16底面的推动力消失后，此时橡胶片20的弹力回弹进而使得两个滑架18逐渐分离，此时两个第一转板19转动使得顶板16跟随第一齿条11或第二齿条12同步下移，直至顶板16接触到壳体3内侧中心处底面时，此时顶板16无法继续下移。

在图3-图5中，顶架17内侧底面设置有与第一转板19顶端滑动配合的底槽21，且顶架17两侧边均设置有与滑架18滑动配合的侧槽22，两个滑架18连接线中心处底部设置有限定架23，两个滑架18底面分别利用一第二转板24与限定架23的两端转动连接，顶板16的表面设置有与限定架23活动配合的第二通槽。

滑架18在第一转板19的带动下移动时，滑架18在侧槽22内部滑动，且第一转板19顶端在底槽21内侧滑动，两个滑架18相互靠近时，两个滑架18对橡胶片20进行挤压的同时，两个滑架18推动两个第二转板24顶端相互靠近，两个第二转板24转动进而推动限定架23竖直下移，限定架23在下移的过程中穿过第二通槽，直至两个滑架18无法继续靠近。两个滑架18相互远离时，橡胶片20弹力回弹，两个滑架18带动两个第二转板24顶端相互远离，两个第二转板24转动进而带动限定架23逐渐上移。

在图3-图5中，限定架23底部转动连接有摆动板25顶端，且摆动板25顶端两侧面均利用扭簧26与限定架23底部转动配合，摆动板25底端铰接有半环板27，且半环板27圆周内凹面与电主轴5表面滑动配合。限定架23内侧底部设置有与摆动板25转动配合的侧板。

转杆4转动利用齿轮6带动第一齿条11上移时，此时左侧的第一底板8在空槽7内部上移时挤压波浪软片10，左侧的两个空槽7打开，第一齿条11在上移时带动左侧从齿轮15逆时针转动，利用左侧扇叶14转动方便将壳体3内部的热量排出。第一齿条11上移进而推动顶板16上移时，顶板16上移利用两个第一转板19推动两个滑架18逐渐靠近，两个滑架18利用第二转板24使得左侧的限定架23下移，此时左侧的限定架23下移使得利用摆动板25使得左侧的半环板27下移，由于转杆4转动进而带动电主轴5顺时针转动，电主轴5在转动时，电主轴5左侧面逐渐接触半环板27，限定架23的侧板能够避免左侧的摆动板25向壳体3右侧摆动，摆动板25在摆动时对扭簧26进行扭曲，此时半环板27利用扭簧26的限定从而在电主轴5的左侧面上滑动，利用半环板27从而将电主轴5左侧面的灰尘和碎屑刮下，避免灰尘和碎屑与水汽接触导致腐蚀电主轴5。

在图2和图3中，壳体3内侧底面设置有与两个摆动板25活动配合的条槽，且两个摆动板25底端铰接的两个半环板27分别刮取电主轴5圆周侧面。利用转杆4的转动方便带动电主轴5在竖直方向来回摆动，此时两个限定架23利用摆动板25连接的两个半环板27能够分别挂取电主轴5的左侧半面和右侧半面，提高电主轴5的刮取完整性。半环板27在刮取时，扇叶14的转动能够避免刮取的碎屑进入到壳体3内部，保证壳体3内部的整洁度。

本发明工作原理：

参照说明书附图1-5，需要对电主轴5的位置进行调整时，第一转动结构1带动壳体3以及第二转动结构2在水平方向上转动，第二转动结构2工作带动转杆4转动，转杆4转动进而带动电主轴5在壳体3底面内侧摆动，方便对电主轴5进行调整。

转杆4转动利用齿轮6带动第一齿条11上移时，此时左侧的第一底板8在空槽7内部上移时挤压波浪软片10，左侧的两个空槽7打开，第一齿条11在上移时带动左侧从齿轮15逆时针转动，利用左侧扇叶14转动方便将壳体3内部的热量排出。

第一齿条11上移进而推动顶板16上移时，顶板16上移利用两个第一转板19推动两个滑架18逐渐靠近，两个滑架18利用第二转板24使得左侧的限定架23下移，此时左侧的限定架23下移使得利用摆动板25使得左侧的半环板27下移，由于转杆4转动进而带动电主轴5顺时针转动，电主轴5在转动时，电主轴5左侧面逐渐接触半环板27，限定架23的侧板能够避免左侧的摆动板25向壳体3右侧摆动，摆动板25在摆动时对扭簧26进行扭曲，此时半环板27利用扭簧26的限定从而在电主轴5的左侧面上滑动，利用半环板27从而将电主轴5左侧面的灰尘和碎屑刮下，避免灰尘和碎屑与水汽接触导致腐蚀电主轴5。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种五轴联动数控机床摆头的冷却结构，其特征在于：包括第一转动结构(1)和第二转动结构(2)；

所述第一转动结构(1)的底部连接有中空的壳体(3)的顶面中心；所述第二转动结构(2)的输出端连接有转杆(4)，所述转杆(4)横向贯穿壳体(3)，所述转杆(4)的中心处连接有电主轴(5)的一端；

所述壳体(3)的外形呈倒凹字形结构，所述呈倒凹字形结构包括所述壳体(3)的底部向内凹陷形成的第一通槽，以及分别设于所述第一通槽的两侧槽壁内部的相连通的两安装腔；所述电主轴(5)处于所述第一通槽中，两所述安装腔相互靠近的一侧腔壁均贴设有一齿轮(6)，两所述齿轮(6)均固定套设在所述转杆(4)上；

所述第一通槽的各槽侧壁的两端均设置有贯通至所述安装腔内的空槽(7)，所述安装腔内还设置有用于带动冷却结构转动的调整结构，所述调整结构与所述齿轮(6)传动连接；

所述调整结构包括第一底板(8)和第二底板(9)，所述第一底板(8)和所述第二底板(9)分别与设于同一侧的两个所述空槽(7)纵向滑动配合，所述第一底板(8)和所述第二底板(9)顶面均利用波浪软片(10)与所述空槽(7)的槽顶壁固定连接，所述第一底板(8)和所述第二底板(9)相向的一端分别固定连接有第一齿条(11)的底端和第二齿条(12)的底端，所述第一齿条(11)和所述第二齿条(12)均为双面齿条，所述第一齿条(11)和所述第二齿条(12)的内侧边均与所述齿轮(6)啮合配合，所述第一齿条(11)和所述第二齿条(12)外侧边分别与两个冷却结构传动连接；

所述冷却结构包括可转动地设于所述安装腔内的限定杆(13)，所述限定杆(13)的中心处固定连接有扇叶(14)，所述扇叶(14)与所述空槽(7)正对设置，所述限定杆(13)内侧端固定连接有从齿轮(15)，所述第一齿条(11)和所述第二齿条(12)外侧边分别与两个所述从齿轮(15)啮合配合，所述限定杆(13)外侧端与设置于所述安装腔远离所述第一通槽的一侧腔壁上的限定套转动连接；

所述壳体(3)内部设置有两个平行设置的顶板(16)，两个顶板(16)的中心线与所述转杆(4)的中心线平行设置，且一个所述顶板(16)两端分别与两个所述第一齿条(11)顶面对应，另一个所述顶板(16)两端分别与两个所述第二齿条(12)顶面对应；

两个顶板(16)正上方均设置有顶架(17)，两个所述顶架(17)与所述壳体(3)内侧顶面固定连接，所述顶架(17)上滑动连接有两滑架(18)，且两个所述滑架(18)分别利用一第一转板(19)与所述顶板(16)两端转动连接；

所述顶架(17)内侧底面设置有与所述第一转板(19)顶端滑动配合的底槽(21)，且所述顶架(17)两侧边均设置有与所述滑架(18)滑动配合的侧槽(22)，两个滑架(18)连接线中心处底部设置有限定架(23)，两个所述滑架(18)底面分别利用一第二转板(24)与所述限定架(23)的两端转动连接，所述顶板(16)的表面设置有与所述限定架(23)活动配合的第二通槽；

所述限定架(23)底部转动连接有摆动板(25)的顶端，且所述摆动板(25)的顶端两侧面均利用扭簧(26)与所述限定架(23)的底部转动配合，所述摆动板(25)底端铰接有半环板(27)，且所述半环板(27)圆周内凹面与所述电主轴(5)表面滑动配合。

2.根据权利要求1所述的五轴联动数控机床摆头的冷却结构，其特征在于：

所述壳体(3)内部包括四个调整结构，且各所述齿轮(6)分别与两个调整结构配合，所述齿轮(6)两侧分别与所述第一齿条(11)内侧边底端以及所述第二齿条(12)内侧边顶端啮合，所述齿轮(6)转动时能使得两个双面齿条朝相反方向进行纵向移动。

3.根据权利要求1所述的五轴联动数控机床摆头的冷却结构，其特征在于：两个所述滑架(18)之间固定连接有橡胶片(20)。

4.根据权利要求1所述的五轴联动数控机床摆头的冷却结构，其特征在于：

所述第一通槽的槽顶壁设置有与两个所述摆动板(25)活动配合的条槽，且两个所述摆动板(25)底端铰接的两个所述半环板(27)分别用于刮取所述电主轴(5)的圆周侧面。

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