专利名称：高转速自动换刀自动转位镗铣直角头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械设备部件，尤其涉及一种高转速自动换刀自动转位镗铣直角 头。主要用于大型立式车铣中心及镗铣中心。
背景技术：
立式车铣中心及镗铣中心的直角附件头有两种结构；一种是手动更换的直角头， 这种结构中，在需要用直角头加工时，需要手动把直角头把合在滑枕端面；另一种是自动换 头，手动更换刀具的直角头，这种直角头可以放在刀库中，当需要用直角头加工时，滑枕可 以自动与直角头连接。现有的两种直角头各有利弊。第一种直角头由于把合在滑枕端面，这一过程需要 人工手动完成，增加了操作过程中的不安全因素，这一过程中的安装与调整需要五个小时， 按现在车铣床加工价格来算，使用此机床的成本为每小时3000元，安装调整过程中的损失 就有15000元，而且直角头采用手动分度，因此转位精度不高。第二种直角头可以自动连接 在滑枕端面，但是直角头不能转位，需要手动更换刀具。此直角头同样存在操作不安全因 素，且由于是人工手动上刀，使刀具的使用寿命降低。我国现阶段能自动转位及自动更换刀具的镗铣直角头依赖进口，价格昂贵，维修 困难，且受到国外的技术封锁。
发明内容本发明为了解决现有直角头需人工分度，手动更换刀具以及更换各类附件头的操 作过程繁杂，易发生安全隐患，价格昂贵，生产效率低等技术问题提供了一种高转速自动换 刀自动转位镗铣直角头，它包括动力输入腔和动力输出腔，两个腔通过安装在动力输入腔 上的连接件连接在一起，所述动力输入腔通过齿盘与滑枕连接在一起，并通过快速换刀系 统的Capto C8刀柄将滑枕的动力传到直角头的动力输入腔；所述垂直传动轴底部通过键 与伞齿轮A连接，伞齿轮A的上部装有直齿轮；在动力输入腔下部的动力输出腔中的伞齿 轮B与动力输入腔中的伞齿轮A配合，将滑枕的动力传递到动力输出腔的水平传动轴上；所 述水平传动轴前端内部装有拉刀机构；水平传动轴后端内部的液压装置与前端的拉刀机构 液压控制拉紧连接。本发明的特点及有益效果是一种既能自动分度，又能自动装夹刀具，以解决以往 直角头人工分度，手动更换刀具以及更换各类附件头的繁杂的操作过程，消除安全隐患，提 高生产率。而且该直角头定位精度高，布局合理，拥有足够的刚性。与引进设备相比，成本 低可实现大批量国产化生产。本直角头的特点具体体现在1、采用Capto C8刀柄拉刀，传递扭矩大，最大扭矩可达1400Nm。2、可通过大功率电机进行动力传输，电机可达32kW。3、轴承采用油雾润滑方式，通过配油环使轴承得到充分润滑，从而得到较高的动
3力转速，最高转速可达3600r/min。4、通过优化计算，直角头布局合理，且能承受较大切削力。此直角头能承受的最大 切削力为50KN。
图1本发明整体结构示意图；图2-图3是图1中直角头动力输入腔结构示意图；图4是图1中直角头动力输出腔结构示意图。
具体实施方式
参看图1-图4，高转速自动换刀自动转位镗铣直角头，它包括动力输入腔1和动力 输出腔2，两个腔通过安装在动力输入腔1上的连接件3连接在一起，所述动力输入腔1通 过齿盘4与滑枕连接在一起，并通过快速换刀系统的Capto C8刀柄与固定在垂直传动轴7 中的主拉钉5拉紧定位连接；通过滑枕将动力传到直角头的动力输入腔1 ；所述垂直传动轴 7底部通过键与伞齿轮A8连接，伞齿轮A8的上部装有直齿轮9 ；在动力输入腔1下部的动 力输出腔2中的伞齿轮Bll与动力输入腔1中的伞齿轮A8配合，将滑枕的动力传递到动 力输出腔2的水平传动轴12上；所述水平传动轴12前端内部装有拉刀机构13 ；水平传动 轴12后端内部的液压装置14与前端的拉刀机构液压控制拉紧连接。所述快速换刀系统的Capto C8刀柄与固定在垂直传动轴7中的主拉钉5拉紧定 位的同时，对称布置的副拉钉6也同时与滑枕7拉紧连接。所述垂直传动轴7为中空设计。所述水平传动轴12前端内部的拉刀机构13与快速换刀系统的各种工具的刀柄采 用Capto C8结构拉紧连接。所述动力输入腔1内设有配油环。工作原理本发明结合了机械传动原理，液压原理，润滑原理等多种工作原理，滑枕可自动抓 取直角头，通过滑枕将动力输入直角头的动力输入腔，直角头通过速度比为1 1的伞齿轮 将动力输入给动力输出腔，与此同时，将平行于Z轴的动力变成垂直于Z轴的动力。直角头 可自动抓取各类刀具(如铣刀，钻头等)进行加工。此直角头采用了四点均布液压拉杆同 步对直角铣头垂直拉吊并配合圆周上的牙盘定位，实现C轴转动，提高了主轴与铣刀的定 位精度。本直角头可根据用户要求，将C轴分度做成1度，2. 5度，5度等形式。实施例参看图1，高转速自动换刀自动转位镗铣直角头，它包括动力输入腔1和动力输出 腔2，两个腔通过安装在动力输入腔1上的两个半圆形的连接件3连接在一起。参看图2、图3，动力输入腔1通过齿盘4与滑枕连接在一起，实现准确定位，通过 Capto C8刀柄将主拉钉5拉紧。与此同时，四个对称布置的副拉钉6也同时拉紧，通过对 安装在齿盘4底部的调整垫的刮研来调整盘的高度以确保副拉钉6的拉紧。主拉钉5与直 角头的垂直安装传动轴7通过螺纹连接在一起，将动力从滑枕传到直角头的动力输入腔1。 垂直安装传动轴7采用中空设计，底部通过键与伞齿轮A8连接，此伞齿轮的上部安装了一
4个很薄的直齿轮9。垂直连接轴7采用三个角接触球轴承支撑，通过锁紧螺母锁紧。参看图4，在直角头的动力输入腔1下部安装的是动力输出腔2。滑枕的动力通过 输入腔中的伞齿轮A8与安装在动力输出腔中的伞齿轮Bll配合，将动力传递到水平安装的 传动轴12上。水平传动轴为中空设计，水平安装的传动轴前端内部装有一套拉刀机构13， 用来拉紧各种钻头，铣刀的刀柄。刀柄依然采用的是Capto C8结构。水平传动轴12的后 端内部安装有油缸装置14，通过液压装置控制来自动拉紧前端的拉刀机构，使拉紧力更容 易控制，拉刀过程更安全。动力输入腔内还对称安装了四个液压拉杆10。当直角头需要转位时，通过液压装 置14控制给液压拉杆输入液压油，液压拉杆伸出，将压力作用在两个半圆形的连接件3上， 连接件与安装在动力输出腔2的配油环连接在一起。通过压力作用使整个动力输出腔下 沉，这样连接动力输入腔1与动力输出腔2的牙盘4脱开，伞齿轮A8与伞齿轮Bll的啮合 也脱开，此时，安装在动力输出腔2壳体上的薄直齿轮9与安装在动力输入腔1中伞齿轮A8 上的薄直齿轮9啮合，动力通过薄齿轮传递，直接作用在动力输出腔2的壳体上，使壳体转 动，从而达到分度作用。当直角头的动力输出腔转到预计的角度后，通过系统关闭液压杆10 上的液压油，液压杆缩回，压力消失，整个动力输出腔向上移动，齿盘重新啮合，伞齿轮也重 新啮合，可以继续传递切削动力。直角头的动力输入腔内部装有配油环，润滑油和气体同时通过配油环到达各个需 要润滑的地方，例如各个齿轮，轴承等，形成油雾润滑，提高润滑质量。直角头动力输出腔2的前端装有拉刀机构13，通过气体检测是否将所应用的刀柄 拉紧，同时将信号返回给系统。综上所述，本发明直角头既能自动分度，又能自动装夹刀具，消除安全隐患，提高 生产率。而且该直角头定位精度高，布局合理，拥有足够的刚性。
权利要求高转速自动换刀自动转位镗铣直角头，它包括动力输入腔(1)和动力输出腔(2)，两个腔通过安装在动力输入腔(1)上的连接件(3)连接在一起，其特征在于所述动力输入腔(1)通过齿盘(4)与滑枕连接在一起，通过快速换刀系统的Capto C8刀柄将滑枕的动力传到直角头的动力输入腔(1)；所述垂直传动轴(7)底部通过键与伞齿轮A(8)连接，伞齿轮A(8)的上部装有直齿轮(9)；在动力输入腔(1)下部的动力输出腔(2)中的伞齿轮B(11)与动力输入腔(1)中的伞齿轮A(8)配合，将滑枕的动力传递到动力输出腔(2)的水平传动轴(12)上；所述水平传动轴(12)前端内部装有拉刀机构(13)；水平传动轴(12)后端内部的液压装置(14)与前端的拉刀机构液压控制拉紧连接。
2.根据权利要求1所述的高转速自动换刀自动转位镗铣直角头，其特征在于所述快 速换刀系统的Capto C8刀柄通过主拉钉与滑枕拉紧定位的同时，对称布置的副拉钉(6)也 同时与滑枕拉紧连接。
3.根据权利要求1所述的高转速自动换刀自动转位镗铣直角头，其特征在于所述垂 直传动轴(7)和水平传动轴(12)均采用中空设计。
4.根据权利要求1所述的高转速自动换刀自动转位镗铣直角头，其特征在于所述水 平传动轴(12)前端内部的拉刀机构(13)与快速换刀系统的各种工具的刀柄采用Capto C8 结构拉紧连接。
5.根据权利要求1所述的高转速自动换刀自动转位镗铣直角头，其特征在于所述动 力输入腔(1)内设有配油环。
专利摘要高转速自动换刀自动转位镗铣直角头，是为解决现有直角头需人工分度，手动更换刀具以及更换各类附件头的操作过程繁杂，易发生安全隐患，生产效率低等技术问题而设计的。它包括动力输入腔和动力输出腔，两个腔通过安装在动力输入腔上的连接件连接在一起，所述动力输入腔通过齿盘与滑枕连接在一起，并通过快速换刀系统的Capto C8刀柄传输动力。本实用新型的特点及有益效果是一种既能自动分度，又能自动装夹刀具，以解决以往直角头人工分度，手动更换刀具以及更换各类附件头的繁杂的操作过程，消除安全隐患，提高生产率。而且该直角头定位精度高，布局合理，拥有足够的刚性。与引进设备相比，成本低可实现大批量国产化生产。
文档编号B23Q3/157GK201720724SQ201020192219
公开日2011年1月26日 申请日期2010年5月14日 优先权日2010年5月14日
发明者周生栋 申请人:沈阳重宝龙机械制造有限公司