一种轴向摆角动力刀塔的制作方法

本发明涉及机床刀塔技术领域，具体是指应用在数控纵切车铣复合中心系列产品中一种轴向摆角动力刀塔。

背景技术：

随着工业自动化程度越来越高，产品精细化、结构一体复合化、零部件灵巧、精美化追求也随之强烈。原设计几个零件组合的部件，现在要求一个零件完成，需求复合加工的比例越来越多，量也越来越大，斜孔类零件日益增多而量大。

数控纵切车铣复合中心，俗称“瑞士型数控走心机”，该机型系列产品，某两个机械工业发达国家，已做到50个以上的规格品种，现以广泛应用在精密五金加工等几十个行业领域的通用件、标准件，高精密复杂件的批量高效加工。所述机型已从数控三轴联动、五轴联动到九轴五联动，从单主轴结构到双主轴双系统双通道结构控制，此系列机型以高速、高精、智能、复合、高效、环保为一体的高端数控机床。但当在数控纵切车铣复合中心加工到带有轴向斜孔、斜螺纹孔、斜方槽孔的零件时，国内外此类机型都只能加工前道工序，斜孔工序需要在别的机床做工装来完成，不能在数控纵切车床复合中心上一次性完成此类工序，这就是该复合机床中的一项瓶颈，其它数控五轴联动机床同样遇到斜孔加工的这种瓶颈。传统单主轴或双主轴结构的数控纵切车铣复合中心，都没有加工轴向斜孔、斜孔螺纹、斜腰槽孔等的功能。因此，亟需提供一种应用在数控纵切车铣复合中心配套的轴向摆角动力刀塔，突破传统复合加工局限，实现对轴向斜孔、斜螺丝孔、斜方腰槽类零件也能一次加工完成。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种轴向摆角动力刀塔。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种轴向摆角动力刀塔, 包括刀塔座、装设于刀塔座上端的伺服电机、装设于伺服电机下端的联轴器、装设于联轴器下端的斜齿伞齿轮Ｉ及可转动连接于刀塔座的钻铣转轴箱，钻铣转轴箱内装设有可转动的钻铣芯轴I，钻铣芯轴I装设有与斜齿伞齿轮Ｉ啮合的斜齿伞齿轮ＩＩ，钻铣芯轴I的前端设置有装夹刀具的筒夹。

其中，刀塔座下端外圆设置有可测量钻铣转轴箱转动角度的环形游标定位尺。

其中，刀塔座设置有可拆卸的角度定位环，角度定位环可装设于环形游标定位尺外。

其中，刀塔座与联轴器之间装设有深沟球轴承。

其中，装设于钻铣芯轴I上的斜齿伞齿轮ＩＩ的后侧串联装设有齿轮ＩＩＩ，钻铣芯轴I的下方装设有可转动的钻铣芯轴ＩＩ，钻铣芯轴ＩＩ装设有齿轮IV，齿轮ＩＩＩ与齿轮IV啮合传动，钻铣芯轴ＩＩ的前端设置有安装刀具的筒夹及与筒夹配套的螺母。

其中，斜齿伞齿轮ＩＩ的内侧设置有轴承，齿轮IV的内侧设置有轴承，轴承通过垫套和锁紧螺母锁紧。

其中，所述轴承为角接触球轴承，轴承与齿轮IV设置有隔套和锁紧螺母。

其中，钻铣芯轴I和钻铣芯轴ＩＩ均设置有前定位端，前定位端装设有碟形弹簧。

其中，钻铣转轴箱前端的钻铣轴孔装设有密封圈，钻铣转轴箱的后端置有盖板，钻铣转轴箱与刀塔座的转盘圆弧止口通过T型螺母及螺钉固定连接。

其中，伺服电机的外部设计有安全防护罩。

本发明的有益效果：结构紧凑、精度高、高速稳定性好、噪声低、故障率少、维护方便、使用寿命长，解决了该系列机型上不能加工轴向斜孔、斜孔螺纹、斜腰槽孔等加工问题。

附图说明

附图1是轴向摆角动力刀塔的剖视图。

附图2是轴向摆角动力刀塔的主视图。

附图3是轴向摆角动力刀塔的侧视图。

附图4是轴向摆角动力刀塔二轴钻铣头的左视图。

附图5是轴向摆角动力刀塔三轴钻铣头的左视图。

附图6是轴向摆角动力刀塔四轴钻铣头的左视图。

附图标记说明：

1.伺服电机；2.刀塔座；3.联轴器；4.深沟球轴承； 5.斜齿伞齿轮Ｉ；6.角度定位环；7.T型螺母；8.斜齿伞齿轮ＩＩ；9.齿轮ＩＩＩ；10.垫套；11.钻铣芯轴Ｉ；12.锁紧螺母；13.钻铣芯轴ＩＩ；14.齿轮IV；15.后压盖；16.盖板；17.钻铣转轴箱；18.隔套；19.角接触球轴承；20.外隔圈；21.内隔圈；22.筒夹；23.螺母；24.密封圈；25.碟形弹簧。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

如图1至图6所示，一种轴向摆角动力刀塔，采用直立式结构，包括刀塔座2、装设于刀塔座2上端的伺服电机1、装设于伺服电机1下端的联轴器3、装设于联轴器3下端的斜齿伞齿轮Ｉ5及可转动连接于刀塔座的钻铣转轴箱17，钻铣转轴箱17内装设有可转动的钻铣芯轴I11，钻铣芯轴I11装设有与斜齿伞齿轮Ｉ5啮合的斜齿伞齿轮ＩＩ8，钻铣芯轴I11的前端设置有装夹刀具的筒夹22。

工作时，旋转连接于刀塔座2的钻铣转轴箱17的角度，确定刀具所需加工的轴向摆角并固定，通过伺服电机1驱动联轴器3转动，联轴器3带动斜齿伞齿轮Ｉ5转动，斜齿伞齿轮Ｉ5与斜齿伞齿轮ＩＩ8啮合传动，斜齿伞齿轮ＩＩ8带动钻铣芯轴I11转动，使钻铣芯轴I11前端筒夹22转动，可以实现加工轴向斜孔、斜孔螺纹、斜腰槽孔等功能。

本实施例中，刀塔座2下端外圆设置有可测量钻铣转轴箱17转动角度的环形游标定位尺；其中，环形游标定位尺的刻度精度可达10’以下，当需要频繁摆动加工斜角零件时，安装上游标放大镜，根据加工需要角度，旋转钻铣转轴箱17的角度，安装刀具的钻铣芯轴I11随钻铣转轴箱17的旋转而旋转，从而确定刀具加工的轴向摆角，从而实现加工轴向斜孔、斜孔螺纹、斜腰槽孔等，游标放大镜可采用5T-30游标放大镜等。

本实施例中，刀塔座2设置有可拆卸的角度定位环6，角度定位环6可装设于环形游标定位尺；当批量加工零件时，将定制的角度定位环6装于环形游标定位尺外圆上，其定位精度可达5’以下，一次性旋转钻铣转轴箱17的角度，可准确地旋转轴向摆角，从而加工轴向斜孔、斜孔螺纹、斜腰槽孔等。

本实施例中，刀塔座2与联轴器3之间装设有深沟球轴承4；深沟球轴承4定位支撑联轴器3，便于联轴器3在伺服电机1的驱动下转动，且控制联轴器3径向的移动的定位精度。

本实施例中，钻铣芯轴I11上的斜齿伞齿轮ＩＩ8的后侧串联装设有齿轮ＩＩＩ9，钻铣芯轴I11的下方装设有钻铣芯轴ＩＩ13，钻铣芯轴ＩＩ13中装设有齿轮IV14，齿轮ＩＩＩ9与齿轮IV14啮合传动，形成并联的钻铣芯轴，根据用户实际需求，可根据同样的设计原理，见附图5和附图6，设计三轴或四轴钻铣动力头，成系列化；钻铣芯轴I11和钻铣芯轴ＩＩ13的前端均设置有用于安装刀具的筒夹22及与筒夹配套的螺母23，筒夹22可设计大小不同的多种规格，大规格的筒夹22使钻铣刚性强度提高，筒夹22夹持钻铣刀规格的加大，使加工范围及加工效率也得到提高。

本实施例中，斜齿伞齿轮ＩＩ8的内箱孔中设置有轴承，齿轮IV14的内箱孔中设置有轴承，轴承通过垫套18和锁紧螺母12锁紧；所述轴承为角接触球轴承19，作为优选，钻铣芯轴I11和钻铣芯轴ＩＩ13上均设置一组角接触球轴承19，角接触球轴承19采用的是精密角接触球轴承、7190XCV-TBT/P4或7190XCV-QBC/P4， 7190XCV专用轴承是与轴承厂联合开发的一款专用在小型钻铣动力刀塔的轴承，7190XCV专用轴承突出解决标准型7190XC或71910XAC角的局限，对轴承的极限转速比原标准型可降低一倍，提高了轴承内在刚性；所述轴承与齿轮IV14设置有隔套18和锁紧螺母12，可限定齿轮IV14的轴向位置，保证齿轮IV14与齿轮ＩＩＩ9正常啮合传动。

具体地，安装在钻铣芯轴I11和钻铣芯轴II13上的一组角接触球轴承19中间设置有一对内隔圈21和外隔圈20，并通过内隔圈21和外隔圈20的长度微量差值，调整轴承组的预压量，优化轴承组在实际应用中的刚度和强度，在后轴承端，外圈端装设置有后压盖15，内圈端装有垫套10，由锁紧螺母12紧固轴承组，确保轴承组及钻铣芯轴I11和钻铣芯轴ＩＩ13的传动精度。

本实施例中，钻铣芯轴I11和钻铣芯轴ＩＩ13均设置有前定位端，前定位端装设有专用的碟形弹簧25，对轴承组预压力及轴向窜动起到微调功能，使动力刀塔铣削加工精度稳定可靠，轴承组使用寿命延长，且升温系数小，实验证明，轴承的平均使用寿命可提高75%以上，甚至数倍。

本实施例中，钻铣转轴箱17前端的钻铣轴孔的止口底部装设有专用的密封圈24，专用的密封圈24由金属壳体与耐油橡胶热压组合而成，外刚内柔，在钻铣头高速旋转时，专用的密封圈24无摩擦阻力，且防护性良好，经久耐用；钻铣转轴箱17的后端设置有盖板16，对内部组件的保护；钻铣转轴箱17与刀塔座2通过转盘圆弧止口精密配合，再由一对T型螺母与螺钉紧固，结构紧凑，旋转平稳。

本实施例中，伺服电机1的外部设计有安全防护罩，对伺服电机1及线缆封闭保护，延长伺服电机的使用寿命。

本实施例中，钻铣头系所配套的组配专用轴承7190XCV系列，其前端轴承和后端轴承采用单面设有防护盖，进行二次油液防护，内端及中间轴承不设防护盖，轴承采用专用脂润滑，即不降低轴承刚性，又提高了轴承的散热效果。

本实施例中，钻铣芯轴安装在钻铣转轴箱17中，装于钻铣转轴箱17中的钻铣芯轴可根据用户需求，设计二轴、三轴或四轴钻铣动力头，钻铣芯轴由一组三联或四联角接触球轴承19配制安装于钻铣转轴箱17中；若要设计成四轴钻铣动力头，在钻铣芯轴Ｉ11右侧并联一组钻铣芯轴ＩＩＩ和钻铣芯轴ＩＩＩ下方并联一组钻铣芯轴IV；要是设计三轴钻铣动力头，只要在钻铣芯轴ＩＩ13下方再并联一组钻铣芯轴ＩＩＩ即可；当然在主机设计时，就要考虑预留安装摆角动力刀塔二轴、三轴、四轴钻铣动力头的Y轴坐标系、X轴坐标系行程空间。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。