具有雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置的角銑頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置的角銑頭，以提高角銑頭的加工精度。該角銑頭包括角銑頭座和銑頭本體，所述銑頭本體通過導向驅動機構安裝在角銑頭座上并可在該導向驅動機構的保持下繞一基準軸雙向擺動，所述導向驅動機構采用了雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置，其中的雙導程蝸桿經(jīng)由前端旋轉支撐組件和后端旋轉支撐組件定位于外殼內(nèi)，所述前端旋轉支撐組件包括前端套筒件，該前端套筒件的內(nèi)孔壁由內(nèi)向外分別構成前端導向孔和前端螺紋孔，與雙導程蝸桿的前端部緊密配合的前端軸承安裝在該前端導向孔內(nèi)并與之軸向滑動配合，與前端螺紋孔適配聯(lián)接的前端調(diào)節(jié)螺桿從外向內(nèi)軸向緊壓前端軸承外側外圈端面。
【專利說明】具有雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置的角銑頭
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多軸數(shù)控加工設備，具體涉及一種用于對油泥、泡沫、木材或輕型樹脂等軟質(zhì)材料進行切削并將其成型為三維實體模型的三維軟質(zhì)模型切削成型機。此外，本發(fā)明還涉及三維軟質(zhì)模型切削成型方法。
【背景技術】
[0002]在汽車造型等工業(yè)設計領域，經(jīng)常需要運用油泥等軟質(zhì)材料制作三維實體模型來進行仿真。其中一種比較先進的方法是在計算機中利用三維建模軟件進行設計，然后再利用多軸數(shù)控切削設備對軟質(zhì)材料按設計好的形狀進行加工。但是，目前尚未見到一種三維軟質(zhì)模型切削成型的專用設備，其既能夠快速、流暢及準確的加工出復雜的形狀，同時又能保證加工面的光滑平整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明首先要解決的技術問題是提供一種結構緊湊、加工流暢快捷的三維軟質(zhì)模型切削成型機，以及，使用該三維軟質(zhì)模型切削成型機實現(xiàn)高效加工的三維軟質(zhì)模型切削成型方法。
[0004]此外，本發(fā)明還要解決的技術問題是提供一種包括但不限于在該三維軟質(zhì)模型切削成型機中應用的具有雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置的角銑頭，以提高角銑頭的加工精度。
[0005]本發(fā)明的三維軟質(zhì)模型切削成型機包括:底座；以及立柱，所述立柱通過第一導向驅動機構安裝在底座上并可在該第一導向驅動機構的保持下沿水平X軸往復運動；固定懸臂，所述固定懸臂通過第二導向驅動機構安裝在立柱上并可在該第二導向驅動機構的保持下沿豎直Z軸往復運動；活動懸臂，所述活動懸臂通過第三導向驅動機構安裝在固定懸臂上并可在該第三導向驅動機構的保持下沿水平Y軸往復運動；角銑頭座，所述角銑頭座通過第四導向驅動機構安裝在活動懸臂的前端并可在該第四導向驅動機構的保持下繞與水平Y軸平行的第一基準軸雙向擺動；銑頭本體，所述銑頭本體通過第五導向驅動機構安裝在角銑頭座上并可在該第五導向驅動機構的保持下繞垂直于第一基準軸的第二基準軸雙向擺動；若以第二基準軸與水平X軸平行且銑頭本體的銑刀回轉中心與第一基準軸平行為初始狀態(tài)，則相對于該初始狀態(tài)，角銑頭座可在至少±90°范圍內(nèi)繞第一基準軸雙向擺動，銑頭本體可在至少±90°范圍內(nèi)繞第二基準軸雙向擺動。
[0006]本發(fā)明上述三維軟質(zhì)模型切削成型機主要具有以下幾方面的優(yōu)點:第一，采用了懸臂式結構，設備占用空間相對較小，結構緊湊度較高；第二，基于該懸臂式結構的特殊五軸聯(lián)動方式，既能夠一次性大面積的加工出模型的頂面，又能夠一次性大面積的加工出模型的側面，故一次定位的加工范圍寬，并且可加工出復雜的形狀，同時減少對刀、換刀工序，使加工更為流暢快捷；第三，五軸聯(lián)動方式可實現(xiàn)近法線銑削，保證加工面的光滑平整。
[0007]在上述結構的基礎上，為了更進一步的提高三維軟質(zhì)模型切削成型機一次定位的加工范圍，相對于所述初始狀態(tài)，所述角銑頭座最好可在±170°范圍內(nèi)繞第一基準軸雙向轉動轉動，所述銑頭本體最好可在±110°范圍內(nèi)繞第二基準軸雙向擺動。
[0008]上述三維軟質(zhì)模型切削成型機中，作為其立柱的一種理想結構，所述立柱采用了由多塊設置有減重孔槽的鋼板焊接而成并經(jīng)過除焊接應力處理的主體框架，該主體框架的側面包括左側板、右側板和前側板，左側板與右側板平行、對稱設置且為上窄下寬的直角梯形，該直角梯形上底與下底的長度之比為0.3至0.5，所述前側板垂直安裝在左側板與右側板之間且兩邊分別與左側板和右側板的直邊焊接，左側板、右側板和前側板的上端焊接上橫板，下端焊接下橫板，主體框架的內(nèi)側沿高度方向間隔設置多塊加強橫板，各加強橫板分別與左側板、右側板和前側板的內(nèi)側面焊接為一體；所述固定懸臂安裝于前側板一側。
[0009]而作為其活動懸臂的一種理想結構，所述活動懸臂采用了由多塊設置有減重孔槽的鋼板焊接而成并經(jīng)過除焊接應力處理的主體框架，該主體框架的側面由四塊側板焊接形成條狀矩形結構，該條狀矩形結構的兩端分別焊接端板。測試表明，上述結構的立柱以及活動懸臂不僅重量較輕，同時具有很高的剛性，能夠保持三維軟質(zhì)模型切削成型機較高的支撐性。
[0010]為了提高第四導向驅動機構的傳動控制精度，所述第四導向驅動機構采用了雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置，該雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置包括安裝在外殼內(nèi)的雙導程蝸桿蝸輪副，其中的雙導程蝸桿經(jīng)由前端旋轉支撐組件和后端旋轉支撐組件定位于外殼內(nèi)，對應的蝸輪與之正確的嚙合并保持設定的中心距，所述蝸輪通過與該蝸輪軸轂聯(lián)接的傳動軸帶動角銑頭座繞第一基準軸擺動，所述雙導程蝸桿上位于其螺旋齒與前端旋轉支撐組件之間安裝有從動齒輪，該從動齒輪與由安裝在雙導程蝸桿一側的伺服電機所驅動的主動齒輪嚙合；所述前端旋轉支撐組件包括前端套筒件，該前端套筒件的內(nèi)孔壁由內(nèi)向外分別構成前端導向孔和前端螺紋孔，與雙導程蝸桿的前端部緊密配合的前端軸承安裝在該前端導向孔內(nèi)并與之軸向滑動配合，與前端螺紋孔適配聯(lián)接的前端調(diào)節(jié)螺桿從外向內(nèi)軸向緊壓前端軸承外側外圈端面；所述后端旋轉支撐組件包括后端套筒件，該后端套筒件的內(nèi)孔壁由內(nèi)向外分別構成后端導向孔和后端螺紋孔，與雙導程蝸桿的后端部緊密配合的后端軸承安裝在該后端導向孔內(nèi)并與之軸向滑動配合，與后端螺紋孔適配聯(lián)接的后端調(diào)節(jié)螺桿從外向內(nèi)軸向緊壓后端軸承外側外圈端面。
[0011]作為對上述雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置的進一步改進，所述前端導向孔與前端螺紋孔同軸且前端導向孔的孔徑大于前端螺紋孔的孔徑從而形成止退臺階；并且，所述后端導向孔與后端螺紋孔同軸且后端導向孔的孔徑大于后端螺紋孔的孔徑從而形成止退臺階。
[0012]同樣的，為了提高第五導向驅動機構的傳動控制精度，所述第五導向驅動機構采用了雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置，該雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置包括安裝在外殼內(nèi)的雙導程蝸桿蝸輪副，其中的雙導程蝸桿經(jīng)由前端旋轉支撐組件和后端旋轉支撐組件定位于外殼內(nèi)，對應的蝸輪與之正確的嚙合并保持設定的中心距，所述蝸輪通過與該蝸輪軸轂聯(lián)接的傳動軸帶動銑頭本體繞第二基準軸擺動，所述雙導程蝸桿上位于其螺旋齒與前端旋轉支撐組件之間安裝有從動齒輪，該從動齒輪與由安裝在雙導程蝸桿一側的伺服電機所驅動的主動齒輪嚙合；所述前端旋轉支撐組件包括前端套筒件，該前端套筒件的內(nèi)孔壁由內(nèi)向外分別構成前端導向孔和前端螺紋孔，與雙導程蝸桿的前端部緊密配合的前端軸承安裝在該前端導向孔內(nèi)并與之軸向滑動配合，與前端螺紋孔適配聯(lián)接的前端調(diào)節(jié)螺桿從外向內(nèi)軸向緊壓前端軸承外側外圈端面；所述后端旋轉支撐組件包括后端套筒件，該后端套筒件的內(nèi)孔壁由內(nèi)向外分別構成后端導向孔和后端螺紋孔，與雙導程蝸桿的后端部緊密配合的后端軸承安裝在該后端導向孔內(nèi)并與之軸向滑動配合，與后端螺紋孔適配聯(lián)接的后端調(diào)節(jié)螺桿從外向內(nèi)軸向緊壓后端軸承外側外圈端面。
[0013]作為對上述雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置的進一步改進，所述前端導向孔與前端螺紋孔同軸且前端導向孔的孔徑大于前端螺紋孔的孔徑從而形成止退臺階；并且，所述后端導向孔與后端螺紋孔同軸且后端導向孔的孔徑大于后端螺紋孔的孔徑從而形成止退臺階。
[0014]“雙導程蝸桿蝸輪副”是現(xiàn)有技術。其原理為:在雙導程蝸桿上，螺旋齒兩側螺旋面的導程數(shù)值不同，而同側螺旋面的導程則相等，因而形成了沿軸向均勻增加的齒厚；但是，與雙導程蝸桿嚙合的蝸輪每個齒厚都是相同的。這樣，當雙導程蝸桿蝸輪副運轉一段時間磨損后，就可利用雙導程蝸桿的軸向移動來消除雙導程蝸桿蝸輪副的齒側間隙，從而保證傳動精度，確保用雙導程蝸桿蝸輪副實現(xiàn)機床分度控制的精確性。本發(fā)明中的雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置主要在調(diào)整雙導程蝸桿軸向位移的部分采用了新穎的結構設計。具體的講，在本發(fā)明中，雙導程蝸桿是經(jīng)由一前端旋轉支撐組件和一后端旋轉支撐組件定位于外殼內(nèi)的，該前端旋轉支撐組件和后端旋轉支撐組件能夠分別對雙導程蝸桿施加相反的軸向力，這樣，當雙導程蝸桿軸向調(diào)整到位后，通過該前端旋轉支撐組件和后端旋轉支撐組件就能夠很好的保持住雙導程蝸桿的軸向位置，防止其軸向跳動。
[0015]本發(fā)明的三維軟質(zhì)模型切削成型方法，其步驟包括:一、在待加工三維軟質(zhì)模型的周邊布置至少兩臺上述的三維軟質(zhì)模型切削成型機；二、分別建立各臺三維軟質(zhì)模型切削成型機與待加工三維軟質(zhì)模型加工基準之間的相對位置；三、編制各臺三維軟質(zhì)模型切削成型機的加工路徑并確定其加工區(qū)域，保確在三維軟質(zhì)模型切削成型機之間不發(fā)生干涉的情況下，各加工區(qū)域和與之相鄰的加工區(qū)域之間在它們的邊緣處重合；四、按前面設定的程序進行加工。顯然，該方法除利用了本發(fā)明的三維軟質(zhì)模型切削成型機的優(yōu)點外，由于還實現(xiàn)了至少兩臺三維軟質(zhì)模型切削成型機的聯(lián)合，故加工效率可進一步顯著提高。
[0016]本發(fā)明以下還將提供的一種包括但不限于在上述三維軟質(zhì)模型切削成型機中應用的具有雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置的角銑頭，該角銑頭包括角銑頭座和銑頭本體，所述銑頭本體通過導向驅動機構安裝在角銑頭座上并可在該導向驅動機構的保持下繞一基準軸雙向擺動，所述導向驅動機構采用了雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置，該雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置包括安裝在外殼內(nèi)的雙導程蝸桿蝸輪副，其中的雙導程蝸桿經(jīng)由前端旋轉支撐組件和后端旋轉支撐組件定位于外殼內(nèi)，對應的蝸輪與之正確的嚙合并保持設定的中心距，所述蝸輪通過與該蝸輪軸轂聯(lián)接的傳動軸帶動銑頭本體繞所述基準軸擺動，所述雙導程蝸桿上位于其螺旋齒與前端旋轉支撐組件之間安裝有從動齒輪，該從動齒輪與由安裝在雙導程蝸桿一側的伺服電機所驅動的主動齒輪嚙合；所述前端旋轉支撐組件包括前端套筒件，該前端套筒件的內(nèi)孔壁由內(nèi)向外分別構成前端導向孔和前端螺紋孔，與雙導程蝸桿的前端部緊密配合的前端軸承安裝在該前端導向孔內(nèi)并與之軸向滑動配合，與前端螺紋孔適配聯(lián)接的前端調(diào)節(jié)螺桿從外向內(nèi)軸向緊壓前端軸承外側外圈端面；所述后端旋轉支撐組件包括后端套筒件，該后端套筒件的內(nèi)孔壁由內(nèi)向外分別構成后端導向孔和后端螺紋孔，與雙導程蝸桿的后端部緊密配合的后端軸承安裝在該后端導向孔內(nèi)并與之軸向滑動配合，與后端螺紋孔適配聯(lián)接的后端調(diào)節(jié)螺桿從外向內(nèi)軸向緊壓后端軸承外側外圈端面。
[0017]作為對其雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置的進一步改進，所述前端導向孔與前端螺紋孔同軸且前端導向孔的孔徑大于前端螺紋孔的孔徑從而形成止退臺階；并且，所述后端導向孔與后端螺紋孔同軸且后端導向孔的孔徑大于后端螺紋孔的孔徑從而形成止退臺階。
[0018]本發(fā)明的另一種具有雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置的角銑頭，包括角銑頭座和銑頭本體，所述角銑頭座通過角銑頭座導向驅動機構安裝在一傳動構件的前端并可在該角銑頭座導向驅動機構的保持下繞第一基準軸雙向擺動，所述銑頭本體通過銑頭本體導向驅動機構安裝在角銑頭座上并可在該銑頭本體導向驅動機構的保持下繞垂直于第一基準軸的第二基準軸雙向擺動，所述角銑頭座導向驅動機構采用了雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置，該雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置包括安裝在外殼內(nèi)的雙導程蝸桿蝸輪副，其中的雙導程蝸桿經(jīng)由前端旋轉支撐組件和后端旋轉支撐組件定位于外殼內(nèi)，對應的蝸輪與之正確的嚙合并保持設定的中心距，所述蝸輪通過與該蝸輪軸轂聯(lián)接的傳動軸帶動角銑頭座繞第一基準軸擺動，所述雙導程蝸桿上位于其螺旋齒與前端旋轉支撐組件之間安裝有從動齒輪，該從動齒輪與由安裝在雙導程蝸桿一側的伺服電機所驅動的主動齒輪嚙合；所述前端旋轉支撐組件包括前端套筒件，該前端套筒件的內(nèi)孔壁由內(nèi)向外分別構成前端導向孔和前端螺紋孔，與雙導程蝸桿的前端部緊密配合的前端軸承安裝在該前端導向孔內(nèi)并與之軸向滑動配合，與前端螺紋孔適配聯(lián)接的前端調(diào)節(jié)螺桿從外向內(nèi)軸向緊壓前端軸承外側外圈端面；所述后端旋轉支撐組件包括后端套筒件，該后端套筒件的內(nèi)孔壁由內(nèi)向外分別構成后端導向孔和后端螺紋孔，與雙導程蝸桿的后端部緊密配合的后端軸承安裝在該后端導向孔內(nèi)并與之軸向滑動配合，與后端螺紋孔適配聯(lián)接的后端調(diào)節(jié)螺桿從外向內(nèi)軸向緊壓后端軸承外側外圈端面。
[0019]進一步的，所述銑頭本體導向驅動機構采用了雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置，該雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置包括安裝在外殼內(nèi)的雙導程蝸桿蝸輪副，其中的雙導程蝸桿經(jīng)由前端旋轉支撐組件和后端旋轉支撐組件定位于外殼內(nèi)，對應的蝸輪與之正確的嚙合并保持設定的中心距，所述蝸輪通過與該蝸輪軸轂聯(lián)接的傳動軸帶動銑頭本體繞所述第二基準軸擺動，所述雙導程蝸桿上位于其螺旋齒與前端旋轉支撐組件之間安裝有從動齒輪，該從動齒輪與由安裝在雙導程蝸桿一側的伺服電機所驅動的主動齒輪嚙合；所述前端旋轉支撐組件包括前端套筒件，該前端套筒件的內(nèi)孔壁由內(nèi)向外分別構成前端導向孔和前端螺紋孔，與雙導程蝸桿的前端部緊密配合的前端軸承安裝在該前端導向孔內(nèi)并與之軸向滑動配合，與前端螺紋孔適配聯(lián)接的前端調(diào)節(jié)螺桿從外向內(nèi)軸向緊壓前端軸承外側外圈端面；所述后端旋轉支撐組件包括后端套筒件，該后端套筒件的內(nèi)孔壁由內(nèi)向外分別構成后端導向孔和后端螺紋孔，與雙導程蝸桿的后端部緊密配合的后端軸承安裝在該后端導向孔內(nèi)并與之軸向滑動配合，與后端螺紋孔適配聯(lián)接的后端調(diào)節(jié)螺桿從外向內(nèi)軸向緊壓后端軸承外側外圈端面。
[0020]此外，在角銑頭座導向驅動機構以及銑頭本體導向驅動機構中，所述前端導向孔與前端螺紋孔同軸且前端導向孔的孔徑大于前端螺紋孔的孔徑從而形成止退臺階；并且，所述后端導向孔與后端螺紋孔同軸且后端導向孔的孔徑大于后端螺紋孔的孔徑從而形成止退臺階。[0021]下面將結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的說明。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明三維軟質(zhì)模型切削成型機的結構示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明三維軟質(zhì)模型切削成型機中雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置的結構示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明三維軟質(zhì)模型切削成型方法的工作狀態(tài)示意圖。
[0025]圖4為本發(fā)明三維軟質(zhì)模型切削成型機中立柱的結構示意圖。
[0026]圖5為本發(fā)明三維軟質(zhì)模型切削成型機中活動懸臂的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]如圖1所示，三維軟質(zhì)模型切削成型機包括:底座I ;立柱2，立柱2通過第一導向驅動機構安裝在底座I上并可在該第一導向驅動機構的保持下沿水平X軸a往復運動；固定懸臂3，所述固定懸臂3通過第二導向驅動機構安裝在立柱2上并可在該第二導向驅動機構的保持下沿豎直Z軸c往復運動；活動懸臂4，所述活動懸臂4通過第三導向驅動機構安裝在固定懸臂3上并可在該第三導向驅動機構的保持下沿水平Y軸b往復運動；角銑頭座5，所述角銑頭座5通過第四導向驅動機構安裝在活動懸臂4的前端并可在該第四導向驅動機構的保持下繞與水平Y軸b平行的第一基準軸d雙向擺動；銑頭本體6，所述銑頭本體6通過第五導向驅動機構安裝在角銑頭座5上并可在該第五導向驅動機構的保持下繞垂直于第一基準軸d的第二基準軸e雙向擺動；若以第二基準軸e與水平X軸a平行且銑頭本體6的銑刀回轉中心與第一基準軸d平行為初始狀態(tài)，則相對于該初始狀態(tài)，角銑頭座5可在至少±90°范圍內(nèi)繞第一基準軸d雙向擺動，銑頭本體6可在至少±90°范圍內(nèi)繞第二基準軸e雙向擺動。
[0028]其中，第一導向驅動機、第二導向驅動機構以及第三導向驅動機構均為平移運動，具體的實現(xiàn)方式較多，通?？刹捎谬X輪齒條、絲杠傳動機構等。第四導向驅動機、第五導向驅動機構均為旋轉運動，考慮到結構的緊湊性等因素，最好采用蝸輪蝸桿機構。上述水平X軸a、水平Y軸b以及豎直Z軸C的交點即為三維軟質(zhì)模型切削成型機的機械坐標原點，力口工前，通過對刀等操作，正確標定該機械坐標原點與待加工模型加工基準的相對位置，才能保證加工的準確性。銑頭本體6用于安裝銑刀，銑頭本體6中帶有內(nèi)置式驅動電機，可驅動銑刀做回轉運動；根據(jù)加工的材料(油泥、泡沫、木材或輕型樹脂材料等軟質(zhì)材料)，銑刀轉速一般設定為5000?10000轉/分鐘；銑刀直徑一般在3?20_。
[0029]如按照圖1所示的水平X軸a、水平Y軸b以及豎直Z軸c的坐標軸方向(以水平X軸a的正向為前、反向為后；水平Y軸b的正向為右、反向為左；豎直Z軸c的正向為上，反向為下)，由于相對于上述初始狀態(tài)，角銑頭座5可在至少±90°范圍內(nèi)繞第一基準軸d雙向擺動，銑頭本體6可在至少±90°范圍內(nèi)繞第二基準軸e雙向擺動，因此，該三維軟質(zhì)模型切削成型機理論上已經(jīng)能夠在其行程極限內(nèi)加工待加工模型上、下、前、后及左側面。當然，相對于該初始狀態(tài)，所述角銑頭座5最好在±170°范圍內(nèi)繞第一基準軸d雙向轉動轉動，所述銑頭本體6最好在±110°范圍內(nèi)繞第二基準軸e雙向擺動，從而進一步提高三維軟質(zhì)模型切削成型機一次定位的加工范圍。如果進一步增大角銑頭座5和銑頭本體6擺動行程，則會增加角銑頭部分的尺寸的結構復雜度。
[0030]如圖4所示，所述立柱2采用了由多塊設置有減重孔槽的鋼板焊接而成并經(jīng)過除焊接應力處理的主體框架，該主體框架的側面包括左側板201、右側板202和前側板203，左側板201與右側板202平行、對稱設置且為上窄下寬的直角梯形，該直角梯形上底與下底的長度之比為0.3至0.5，所述前側板203垂直安裝在左側板201與右側板202之間且兩邊分別與左側板201和右側板202的直邊焊接，左側板201、右側板202和前側板203的上端焊接上橫板204，下端焊接下橫板205，主體框架的內(nèi)側沿高度方向間隔設置多塊加強橫板206，各加強橫板206分別與左側板201、右側板202和前側板203的內(nèi)側面焊接為一體；所述固定懸臂3安裝于前側板203 —側。如圖5所示，所述活動懸臂4采用了由多塊設置有減重孔槽的鋼板焊接而成并經(jīng)過除焊接應力處理的主體框架，該主體框架的側面由四塊側板401焊接形成條狀矩形結構，該條狀矩形結構的兩端分別焊接端板402。上述立柱2及活動懸臂4的主體框架具有重量輕但剛度很高的特點，正好適于應用在三維軟質(zhì)模型切削成型機這種切削力不高但又有較高精度要求的機型上。
[0031]如圖2所示，所述第四導向驅動機構采用了雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置7，該雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置7包括安裝在外殼701內(nèi)的雙導程蝸桿蝸輪副，其中的雙導程蝸桿702經(jīng)由前端旋轉支撐組件和后端旋轉支撐組件定位于外殼701內(nèi)，對應的蝸輪703與之正確的嚙合并保持設定的中心距，所述蝸輪703通過與該蝸輪703軸轂聯(lián)接的傳動軸帶動角銑頭座5繞第一基準軸d擺動，所述雙導程蝸桿702上位于其螺旋齒與前端旋轉支撐組件之間安裝有從動齒輪704，該從動齒輪704與由安裝在雙導程蝸桿702 —側的伺服電機706所驅動的主動齒輪705嚙合；所述前端旋轉支撐組件包括前端套筒件706a,該前端套筒件706a的內(nèi)孔壁由內(nèi)向外分別構成前端導向孔和前端螺紋孔，與雙導程蝸桿702的前端部緊密配合的前端軸承707a安裝在該前端導向孔內(nèi)并與之軸向滑動配合，與前端螺紋孔適配聯(lián)接的前端調(diào)節(jié)螺桿708a從外向內(nèi)軸向緊壓前端軸承707a外側外圈端面；所述后端旋轉支撐組件包括后端套筒件706b，該后端套筒件706b的內(nèi)孔壁由內(nèi)向外分別構成后端導向孔和后端螺紋孔，與雙導程蝸桿702的后端部緊密配合的后端軸承707b安裝在該后端導向孔內(nèi)并與之軸向滑動配合，與后端螺紋孔適配聯(lián)接的后端調(diào)節(jié)螺桿708b從外向內(nèi)軸向緊壓后端軸承707b外側外圈端面。其中，所述前端導向孔與前端螺紋孔同軸且前端導向孔的孔徑大于前端螺紋孔的孔徑從而形成止退臺階709;并且，所述后端導向孔與后端螺紋孔同軸且后端導向孔的孔徑大于后端螺紋孔的孔徑從而形成止退臺階709。
[0032]該雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置7的使用方法為:正常情況下，前端旋轉支撐組件和后端旋轉支撐組件分別對雙導程蝸桿702施加相反的軸向力，從而保持雙導程蝸桿702的軸向位置，雙導程蝸桿702通過伺服電機706經(jīng)主動齒輪705和從動齒輪704驅動做純轉動，蝸輪703旋轉從而通過傳動軸帶動角銑頭座5繞第一基準軸d擺動；在雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置7運行一段時間后，雙導程蝸桿蝸輪副產(chǎn)生齒側間隙，此時，通過分別旋轉后端調(diào)節(jié)螺桿708a和后端調(diào)節(jié)螺桿708b，使前端軸承707a和后端軸承707b分別在前端導向孔和后端導向孔內(nèi)軸向滑移，進而帶動雙導程蝸桿702軸向移動，消除雙導程蝸桿蝸輪副的齒側間隙。由于所述前端導向孔與前端螺紋孔同軸且前端導向孔的孔徑大于前端螺紋孔的孔徑從而形成止退臺階709，所述后端導向孔與后端螺紋孔同軸且后端導向孔的孔徑大于后端螺紋孔的孔徑從而形成止退臺階709，因此，通過兩端的止退臺階709對雙導程蝸桿702進行了軸向限位，使其只能在設定的范圍內(nèi)進行軸向調(diào)節(jié)。
[0033]同理，如圖2所示，所述第五導向驅動機構也采用了雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置7，該雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置7包括安裝在外殼701內(nèi)的雙導程蝸桿蝸輪副，其中的雙導程蝸桿702經(jīng)由前端旋轉支撐組件和后端旋轉支撐組件定位于外殼701內(nèi)，對應的蝸輪703與之正確的嚙合并保持設定的中心距，所述蝸輪703通過與該蝸輪703軸轂聯(lián)接的傳動軸帶動銑頭本體6繞第二基準軸e擺動，所述雙導程蝸桿702上位于其螺旋齒與前端旋轉支撐組件之間安裝有從動齒輪704，該從動齒輪704與由安裝在雙導程蝸桿702 —側的伺服電機706所驅動的主動齒輪705嚙合；所述前端旋轉支撐組件包括前端套筒件706a，該前端套筒件706a的內(nèi)孔壁由內(nèi)向外分別構成前端導向孔和前端螺紋孔，與雙導程蝸桿702的前端部緊密配合的前端軸承707a安裝在該前端導向孔內(nèi)并與之軸向滑動配合，與前端螺紋孔適配聯(lián)接的前端調(diào)節(jié)螺桿708a從外向內(nèi)軸向緊壓前端軸承707a外側外圈端面；所述后端旋轉支撐組件包括后端套筒件706b，該后端套筒件706b的內(nèi)孔壁由內(nèi)向外分別構成后端導向孔和后端螺紋孔，與雙導程蝸桿702的后端部緊密配合的后端軸承707b安裝在該后端導向孔內(nèi)并與之軸向滑動配合，與后端螺紋孔適配聯(lián)接的后端調(diào)節(jié)螺桿708b從外向內(nèi)軸向緊壓后端軸承707b外側外圈端面。其中，所述前端導向孔與前端螺紋孔同軸且前端導向孔的孔徑大于前端螺紋孔的孔徑從而形成止退臺階709 ;并且，所述后端導向孔與后端螺紋孔同軸且后端導向孔的孔徑大于后端螺紋孔的孔徑從而形成止退臺階709。
[0034]在上述的雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置7中，還可以將雙導程蝸桿702設計為一種組件。如圖2所示，該組件包括蝸桿芯軸(圖中未標號)、螺旋齒套702a以及定位軸套702b，螺旋齒套702a從蝸桿芯軸的一端套入該蝸桿芯軸后，通過鍵與蝸桿芯軸軸轂聯(lián)接，且螺旋齒套702a的一端與蝸桿芯軸上的一軸肩接觸，另一端又與后套入的定位軸套702b的端面接觸，而定位軸套702b的另一端則與后端軸承707b的內(nèi)側內(nèi)圈端面接觸。這一設計的主要好處在于，與蝸輪703嚙合的僅僅是螺旋齒套702a，當螺旋齒套702a磨損后可以單獨更換；螺旋齒套702a在蝸桿芯軸上的軸向安裝位置可通過改變定位軸套702b的長度來調(diào)整。
[0035]基于上面的三維軟質(zhì)模型切削成型機，一種三維軟質(zhì)模型切削成型方法，其步驟包括:一、在待加工三維軟質(zhì)模型的周邊布置至少兩臺上述的三維軟質(zhì)模型切削成型機；二、分別建立各臺三維軟質(zhì)模型切削成型機與待加工三維軟質(zhì)模型加工基準之間的相對位置；三、編制各臺三維軟質(zhì)模型切削成型機的加工路徑并確定其加工區(qū)域，保確在三維軟質(zhì)模型切削成型機之間不發(fā)生干涉的情況下，各加工區(qū)域和與之相鄰的加工區(qū)域之間在它們的邊緣處重合；四、按前面設定的程序進行加工。作為該方法的具體應用，如圖3所示，三維軟質(zhì)模型8具體為一汽車油泥模型，在該三維軟質(zhì)模型8的兩側沿模型長度方向分別布置有一臺三維軟質(zhì)模型切削成型機，相對于前述初始狀態(tài)，所述角銑頭座5可在±170°范圍內(nèi)繞第一基準軸d雙向轉動轉動，所述銑頭本體6可在±110°范圍內(nèi)繞第二基準軸
向擺動，因而通過這兩臺三維軟質(zhì)模型切削成型機即可一次性加工出整個三維軟質(zhì)模型8 ；這兩臺三維軟質(zhì)模型切削成型機分別覆蓋三維軟質(zhì)模型8中軸線兩側的加工區(qū)域，這兩個加工區(qū)域僅在中軸輪廓線處部分的重合，從而可在一定程度上避免出現(xiàn)接縫，為了避免三維軟質(zhì)模型切削成型機之間不發(fā)生干涉，其中一臺以從前往后的方式加工，另一臺以從后往前的方式加工；兩臺三維軟質(zhì)模型切削成型機可分別進行對刀操作，但最好事先用激光跟蹤儀等設備標定好兩臺三維軟質(zhì)模型切削成型機的相對位置，然后僅用一臺三維軟質(zhì)模型切削成型機進行對刀，這樣能夠更為精確的統(tǒng)一兩臺三維軟質(zhì)模型切削成型機的坐標，使兩臺設備的加工基準更加一致。
【權利要求】
1.具有雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置的角銑頭，包括角銑頭座(5)和銑頭本體(6)，所述銑頭本體(6)通過導向驅動機構安裝在角銑頭座(5)上并可在該導向驅動機構的保持下繞一基準軸雙向擺動，其特征在于:所述導向驅動機構采用了雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置(7)，該雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置(7)包括安裝在外殼(701)內(nèi)的雙導程蝸桿蝸輪副，其中的雙導程蝸桿(702)經(jīng)由前端旋轉支撐組件和后端旋轉支撐組件定位于外殼(701)內(nèi)，對應的蝸輪(703)與之正確的嚙合并保持設定的中心距，所述蝸輪(703)通過與該蝸輪(703)軸轂聯(lián)接的傳動軸帶動銑頭本體(6)繞所述基準軸擺動，所述雙導程蝸桿(702)上位于其螺旋齒與前端旋轉支撐組件之間安裝有從動齒輪(704)，該從動齒輪(704)與由安裝在雙導程蝸桿(702) —側的伺服電機(706)所驅動的主動齒輪(705)嚙合；并且 所述前端旋轉支撐組件包括前端套筒件(706a),該前端套筒件(706a)的內(nèi)孔壁由內(nèi)向外分別構成前端導向孔和前端螺紋孔，與雙導程蝸桿(702)的前端部緊密配合的前端軸承(707a)安裝在該前端導向孔內(nèi)并與之軸向滑動配合，與前端螺紋孔適配聯(lián)接的前端調(diào)節(jié)螺桿(708a)從外向內(nèi)軸向緊壓前端軸承(707a)外側外圈端面；所述后端旋轉支撐組件包括后端套筒件(706b),該后端套筒件(706b)的內(nèi)孔壁由內(nèi)向外分別構成后端導向孔和后端螺紋孔，與雙導程蝸桿(702)的后端部緊密配合的后端軸承(707b)安裝在該后端導向孔內(nèi)并與之軸向滑動配合，與后端螺紋孔適配聯(lián)接的后端調(diào)節(jié)螺桿(708b)從外向內(nèi)軸向緊壓后端軸承(707b)外側外圈端面。
2.如權利要求1所述的具有雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置的角銑頭，其特征在于:所述前端導向孔與前端螺紋孔同軸且前端導向孔的孔徑大于前端螺紋孔的孔徑從而形成止退臺階(709);并且，所述后端導向孔與后端螺紋孔同軸且后端導向孔的孔徑大于后端螺紋孔的孔徑從而形成止退臺階(709 )。
3.具有雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置的角銑頭，包括角銑頭座(5)和銑頭本體(6)，所述角銑頭座(5)通過角銑 頭座導向驅動機構安裝在一傳動構件的前端并可在該角銑頭座導向驅動機構的保持下繞第一基準軸(d)雙向擺動，所述銑頭本體(6)通過銑頭本體導向驅動機構安裝在角銑頭座(5 )上并可在該銑頭本體導向驅動機構的保持下繞垂直于第一基準軸(d)的第二基準軸(e)雙向擺動，其特征在于:所述角銑頭座導向驅動機構采用了雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置(7)，該雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置(7)包括安裝在外殼(701)內(nèi)的雙導程蝸桿蝸輪副，其中的雙導程蝸桿(702)經(jīng)由前端旋轉支撐組件和后端旋轉支撐組件定位于外殼(701)內(nèi)，對應的蝸輪(703)與之正確的嚙合并保持設定的中心距，所述蝸輪(703)通過與該蝸輪(703)軸轂聯(lián)接的傳動軸帶動角銑頭座(5)繞第一基準軸(d)擺動，所述雙導程蝸桿(702)上位于其螺旋齒與前端旋轉支撐組件之間安裝有從動齒輪(704)，該從動齒輪(704)與由安裝在雙導程蝸桿(702) —側的伺服電機(706)所驅動的主動齒輪(705)嚙合；并且 所述前端旋轉支撐組件包括前端套筒件(706a),該前端套筒件(706a)的內(nèi)孔壁由內(nèi)向外分別構成前端導向孔和前端螺紋孔，與雙導程蝸桿(702)的前端部緊密配合的前端軸承(707a)安裝在該前端導向孔內(nèi)并與之軸向滑動配合，與前端螺紋孔適配聯(lián)接的前端調(diào)節(jié)螺桿(708a)從外向內(nèi)軸向緊壓前端軸承(707a)外側外圈端面；所述后端旋轉支撐組件包括后端套筒件(706b),該后端套筒件(706b)的內(nèi)孔壁由內(nèi)向外分別構成后端導向孔和后端螺紋孔，與雙導程蝸桿(702)的后端部緊密配合的后端軸承(707b)安裝在該后端導向孔內(nèi)并與之軸向滑動配合，與后端螺紋孔適配聯(lián)接的后端調(diào)節(jié)螺桿(708b)從外向內(nèi)軸向緊壓后端軸承(707b)外側外圈端面。
4.如權利要求3所述的具有雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置的角銑頭，其特征在于:所述銑頭本體導向驅動機構采用了雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置(7)，該雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置(7)包括安裝在外殼(701)內(nèi)的雙導程蝸桿蝸輪副，其中的雙導程蝸桿(702)經(jīng)由前端旋轉支撐組件和后端旋轉支撐組件定位于外殼(701)內(nèi)，對應的蝸輪(703)與之正確的嚙合并保持設定的中心距，所述蝸輪(703)通過與該蝸輪(703)軸轂聯(lián)接的傳動軸帶動銑頭本體(6)繞所述第二基準軸(e)擺動，所述雙導程蝸桿(702)上位于其螺旋齒與前端旋轉支撐組件之間安裝有從動齒輪(704)，該從動齒輪(704)與由安裝在雙導程蝸桿(702)一側的伺服電機(706)所驅動的主動齒輪(705)哨合；并且 所述前端旋轉支撐組件包括前端套筒件(706a),該前端套筒件(706a)的內(nèi)孔壁由內(nèi)向外分別構成前端導向孔和前端螺紋孔，與雙導程蝸桿(702)的前端部緊密配合的前端軸承(707a)安裝在該前端導向孔內(nèi)并與之軸向滑動配合，與前端螺紋孔適配聯(lián)接的前端調(diào)節(jié)螺桿(708a)從外向內(nèi)軸向緊壓前端軸承(707a)外側外圈端面；所述后端旋轉支撐組件包括后端套筒件(706b),該后端套筒件(706b)的內(nèi)孔壁由內(nèi)向外分別構成后端導向孔和后端螺紋孔，與雙導程蝸桿(702)的后端部緊密配合的后端軸承(707b)安裝在該后端導向孔內(nèi)并與之軸向滑動配合，與后端螺紋孔適配聯(lián)接的后端調(diào)節(jié)螺桿(708b)從外向內(nèi)軸向緊壓后端軸承(707b)外側外圈端面。
5.如權利要求3或4所述的具有雙導程蝸桿蝸輪傳動消隙裝置的角銑頭，其特征在于:在所述角銑頭座導向驅動機構以及銑頭本體導向驅動機構中，所述前端導向孔與前端螺紋孔同軸且前端導向孔的孔徑大于前端螺紋孔的孔徑從而形成止退臺階(709);并且，所述后端導向孔與后端螺紋孔同軸且后端導向孔的孔徑大于后端螺紋孔的孔徑從而形成止退臺階(709 )。
【文檔編號】B23C3/00GK103433539SQ201310375848
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月26日 優(yōu)先權日:2013年8月26日
【發(fā)明者】魏能強, 李德維, 徐俊 申請人:愛佩儀中測（成都）精密儀器有限公司