一种C轴任意角度分度的高速深镗铣头的制作方法

本实用新型涉及一种深镗铣头，具体是一种C轴任意角度分度的高速深镗铣头。

背景技术：

深镗铣头由于其特有的体积小、高度大的特点，适合于深腔侧壁加工，但深镗铣头的缺点是转速相对较低，一般不超过1000rpm。尤其对于一些例如铝合金材料圆筒类零件的内壁加工，这类零件的开口小，对加工表面的光洁度要求高，需要进行高转速加工，而一般的深镗铣头无法满足外形尺寸的加工要求和转速要求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种C轴任意角度分度的高速深镗铣头，该高速深镗铣头结构小巧，可实现深镗铣头在C轴任意角度分度、定位，特别适用于轻型材料筒类零件的深腔内壁加工。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种C轴任意角度分度的高速深镗铣头，包括锥柄、接油盘、上箱体、下箱体、C轴转位机构、C轴刹车机构、传动机构和深镗铣头主轴，所述的锥柄的上端连接有用于连接机床主轴的主拉钉，所述的上箱体固定在所述的接油盘的底部，所述的下箱体位于所述的上箱体的下方，所述的深镗铣头主轴横卧安装在所述的下箱体的底部，所述的深镗铣头主轴的内孔中安装有拉刀螺钉，所述的C轴转位机构包括第一传动套、第二传动套、弹簧、上挡环、下挡环、转台轴承、内环体和拉环体，所述的第一传动套的上端开设有与机床主轴底端设置的键块相适配的键槽，所述的第一传动套的上端与所述的锥柄的下端螺纹连接，所述的第二传动套套设在所述的第一传动套的外侧，所述的第一传动套的外表面设置有外齿部，所述的第二传动套的内表面设置有与所述的外齿部相适配的内齿部，所述的外齿部与所述的内齿部之间具有纵向间隙，所述的上挡环固定在所述的第二传动套的顶端，所述的上挡环用于实现对所述的第一传动套的纵向限位，所述的第一传动套内开设有纵向通孔，所述的下挡环固定在所述的第二传动套的底部，所述的弹簧直立安装在所述的纵向通孔内，所述的弹簧的上端和下端分别与所述的锥柄和所述的下挡环相抵，所述的第二传动套固定在所述的下箱体的顶部，所述的拉环体和所述的内环体依次上下固定连接在所述的上箱体的下部，所述的拉环体和所述的内环体分别位于所述的第二传动套的外侧，所述的内环体与所述的第二传动套经所述的转台轴承连接；所述的C轴刹车机构设置在所述的第二传动套与所述的拉环体之间，用于使C轴转位动作停止；所述的传动机构设置在所述的下箱体上，用于向所述的深镗铣头主轴传递动力。

弹簧的作用是使锥柄和主拉钉向上弹起，通过上挡环限位，便于机床主轴拉刀爪抓取主拉钉，实现机床带头加工。需要进行C轴转位时，机床主轴底端设置的键块插入第一传动套上端的键槽内，第一传动套上的外齿部与第二传动套上的内齿部啮合，机床主轴输出动力并将动力传递给第一传动套，再通过第二传动套传递给下箱体，实现C轴转位功能。C轴刹车功能通过C轴刹车机构实现，使深镗铣头在C轴任意角度分度、定位。

作为优选，所述的C轴刹车机构包括刹车盘、外环套、内环套、外摩擦片和内摩擦片，所述的上箱体和所述的拉环体围成一环状空腔，所述的刹车盘安装在所述的环状空腔内，所述的上箱体与所述的刹车盘的上端面之间围成一环状的刹车油腔，所述的刹车盘与所述的上箱体和所述的拉环体之间分别设置有行星密封圈，所述的外环套和外摩擦片固定在所述的拉环体上，所述的外摩擦片位于所述的外环套的上方，所述的内环套固定在所述的第二传动套的顶端，所述的内摩擦片固定在所述的内环套上，所述的内摩擦片位于所述的外摩擦片的上方，所述的刹车盘位于所述的内摩擦片的上方；在所述的刹车油腔回油后，所述的外摩擦片与所述的外环套之间具有第一间隙，所述的内摩擦片与所述的外摩擦片之间具有第二间隙，所述的刹车盘与所述的内摩擦片之间具有第三间隙。在C轴转位动作进行时，第二传动套、内环套和内摩擦片一起转动，内环体、拉环体、外环套、外摩擦片、上箱体、接油盘不转动。需要使C轴转位动作停止时，刹车油腔进油，刹车盘向下运动，压住内摩擦片和外摩擦片直至外摩擦片压紧外环套，通过刹车盘与内摩擦片、内摩擦片与外摩擦片、外摩擦片与外环套之间的摩擦力，使第二传动套停止转动，从而实现C轴刹车功能，使深镗铣头定位。第一间隙、第二间隙和第三间隙的设置，可确保机床带头加工时各零部件之间不会互相干涉。

进一步地，所述的第一间隙的高度为0.1-0.5mm，所述的第二间隙的高度为0.1-0.5mm，所述的第三间隙的高度为0.1-0.5mm。

作为优选，所述的传动机构包括伺服电机、上轴承座、第一皮带轮和第二皮带轮，所述的下箱体的上部安装有前后导通的电机座，所述的伺服电机横卧安装在所述的电机座的前端，所述的伺服电机的输出轴经平键与所述的上轴承座连接，所述的上轴承座位于所述的电机座的内侧，所述的上轴承座与所述的电机座之间安装有深沟球轴承，所述的第一皮带轮定心连接在所述的上轴承座上，所述的第二皮带轮定心连接在所述的深镗铣头主轴的后端，所述的第一皮带轮和所述的第二皮带轮经传动皮带连接，所述的第一皮带轮和所述的第二皮带轮的外侧罩设有防护罩，所述的防护罩固定在所述的下箱体上。上述传动机构的输出转速高。工作时，伺服电机提供动力，通过平键将电机动力从伺服电机的输出轴传递给上轴承座，再通过第一皮带轮和传动皮带传递给第二皮带轮，最终传递给深镗铣头主轴，实现主轴的切削动作。上述传动机构中的伺服电机具备主轴功能，可当作深镗铣头主轴电机使用，通过伺服电机和皮带轮将动力传递给深镗铣头主轴，可实现主轴高速旋转，从而实现主轴的高速切削。

作为优选，所述的下箱体上设置有电机绕线机构，所述的电机绕线机构包括拖链、外环道和内环道，所述的拖链包括外侧拖链和内侧拖链，所述的外侧拖链和所述的内侧拖链内同时穿设有信号电缆和动力电缆，所述的外侧拖链安装在所述的外环道内，所述的内侧拖链安装在所述的内环道内，所述的外环道的下端固定在所述的下箱体上，所述的外环道的上端固定有上挡板，所述的上挡板的上方设置有第一防尘环，所述的第一防尘环安装在所述的内环体上，所述的内环道固定在所述的内环体上，所述的下箱体的上部的前侧固定有第一防护板，所述的第一防护板的前侧固定有第二防护板，所述的第二防护板的上下端分别固定在所述的外环道和所述的第一防护板上，所述的第一防护板、第二防护板和外环道围成走线通道，连接在所述的伺服电机上的电机电缆穿过第一防护板和走线通道进入外环道内，再先后进入外侧拖链和内侧拖链内，经内侧拖链穿出后，先后经过内环体、拉环体和上箱体，通过安装在上箱体上的电插头与所述的接油盘连接。由于深镗铣头需要实现C轴转位动作，需要考虑电机电缆、信号电缆和动力电缆的绕线问题，而上述电机绕线机构可以有效解决此问题。外环道连同下箱体一起，在C轴转位时旋转，是转动端；内环道固定在内环体上，在C轴转位时固定不动，是固定端。

作为优选，所述的电机座的前端开设有若干个腰形孔，所述的伺服电机通过若干个连接螺钉安装在所述的电机座的前端，每个所述的连接螺钉穿过一个所述的腰形孔将所述的伺服电机与所述的电机座连接，所述的下箱体的侧面安装有上下设置的两块调整块，每块所述的调整块上横穿有两个调整螺钉，其中一个所述的调整螺钉穿过所述的调整块与所述的电机座螺纹连接，另一个所述的调整螺钉穿过所述的调整块抵靠在所述的电机座的侧面。腰形孔和调整块及调整螺钉的设置，方便电机座的位置调整，并方便更换传动皮带。

作为优选，所述的上轴承座的后端一体设置有连接轴，所述的第一皮带轮定心连接在所述的连接轴上，所述的第一皮带轮与所述的连接轴之间装设有第一胀紧套，所述的第一胀紧套由第一压盖压紧，所述的第一压盖固定在所述的第一皮带轮上；所述的第二皮带轮与所述的深镗铣头主轴的后端之间装设有第二胀紧套，所述的第二胀紧套由第二压盖压紧，所述的第二压盖固定在所述的第二皮带轮上。

作为优选，所述的C轴转位机构的转位角度由圆光栅编码器定位，所述的圆光栅编码器安装在机床主轴上。圆光栅编码器可实现对转位角度的进一步精确定位。

作为优选，所述的下箱体的底部的前端和后端分别固定有前轴承座和后轴承座，所述的前轴承座上安装有前轴承，所述的后轴承座上安装有后轴承，所述的深镗铣头主轴的前端和后端分别安装在所述的前轴承和所述的后轴承上。

进一步地，所述的前轴承的外圈由前端盖压紧，所述的前端盖固定在所述的前轴承座上，所述的前轴承的内圈由锁紧螺母锁紧，所述的锁紧螺母的前端固定有第二防尘环，所述的后轴承的外圈由第一后挡环压紧，所述的第一后挡环固定在所述的后轴承座上，所述的后轴承的内圈由第二后挡环压紧，所述的第二后挡环固定在所述的深镗铣头主轴上，所述的第一后挡环和所述的第二后挡环构成迷宫防护结构。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型提供的C轴任意角度分度的高速深镗铣头结构小巧，能够实现5000-6000rpm的高速加工，同时C轴采用刹车结构，可实现深镗铣头在C轴任意角度分度、定位。该高速深镗铣头特别适用于轻型材料筒类零件的深腔内壁加工。

附图说明

图1为实施例中C轴任意角度分度的高速深镗铣头的结构剖切示意图；

图2为图1中A处放大图；

图3为图2中E处放大图；

图4为图1中B处放大图；

图5为图1中C处放大图；

图6为图1中D处放大图；

图7为实施例中电机座的左视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例的C轴任意角度分度的高速深镗铣头，如图所示，包括锥柄3、接油盘11、上箱体1、下箱体2、C轴转位机构、C轴刹车机构、传动机构和深镗铣头主轴4，锥柄3的上端连接有用于连接机床主轴（图中未示出）的主拉钉30，上箱体1固定在接油盘11的底部，下箱体2位于上箱体1的下方，深镗铣头主轴4横卧安装在下箱体2的底部，深镗铣头主轴4的内孔中安装有拉刀螺钉41，C轴转位机构包括第一传动套31、第二传动套32、弹簧33、上挡环34、下挡环35、转台轴承36、内环体37和拉环体38，第一传动套31的上端开设有与机床主轴底端设置的键块（图中未示出）相适配的键槽312，第一传动套31的上端与锥柄3的下端螺纹连接，第二传动套32套设在第一传动套31的外侧，第一传动套31的外表面设置有外齿部311，第二传动套32的内表面设置有与外齿部311相适配的内齿部321，外齿部311与内齿部321之间具有纵向间隙39，上挡环34固定在第二传动套32的顶端，上挡环34用于实现对第一传动套31的纵向限位，第一传动套31内开设有纵向通孔313，下挡环35固定在第二传动套32的底部，弹簧33直立安装在纵向通孔313内，弹簧33的上端和下端分别与锥柄3和下挡环35相抵，第二传动套32固定在下箱体2的顶部，拉环体38和内环体37依次上下固定连接在上箱体1的下部，拉环体38和内环体37分别位于第二传动套32的外侧，内环体37与第二传动套32经转台轴承36连接，C轴转位机构的转位角度由圆光栅编码器（图中未示出）定位，圆光栅编码器安装在机床主轴上；C轴刹车机构设置在第二传动套32与拉环体38之间，用于使C轴转位动作停止；传动机构设置在下箱体2上，用于向深镗铣头主轴4传递动力。

本实施例中，C轴刹车机构包括刹车盘51、外环套52、内环套53、外摩擦片54和内摩擦片55，上箱体1和拉环体38围成一环状空腔56，刹车盘51安装在环状空腔56内，上箱体1与刹车盘51的上端面之间围成一环状的刹车油腔57，刹车盘51与上箱体1和拉环体38之间分别设置有行星密封圈58，外环套52和外摩擦片54固定在拉环体38上，外摩擦片54位于外环套52的上方，内环套53固定在第二传动套32的顶端，内摩擦片55固定在内环套53上，内摩擦片55位于外摩擦片54的上方，刹车盘51位于内摩擦片55的上方；在刹车油腔57回油后（即图1所示状态），外摩擦片54与外环套52之间具有第一间隙591，内摩擦片55与外摩擦片54之间具有第二间隙592，刹车盘51与内摩擦片55之间具有第三间隙593，第一间隙591的高度为0.1-0.5mm，第二间隙592的高度为0.1-0.5mm，第三间隙593的高度为0.1-0.5mm。

本实施例中，传动机构包括伺服电机6、上轴承座61、第一皮带轮62和第二皮带轮63，下箱体2的上部安装有前后导通的电机座64，伺服电机6横卧安装在电机座64的前端，伺服电机6的输出轴经平键65与上轴承座61连接，上轴承座61位于电机座64的内侧，上轴承座61与电机座64之间安装有深沟球轴承66，第一皮带轮62定心连接在上轴承座61上，上轴承座61的后端一体设置有连接轴611，第一皮带轮62定心连接在连接轴611上，第一皮带轮62与连接轴611之间装设有第一胀紧套621，第一胀紧套621由第一压盖622压紧，第一压盖622固定在第一皮带轮62上，第二皮带轮63定心连接在深镗铣头主轴4的后端，第二皮带轮63与深镗铣头主轴4的后端之间装设有第二胀紧套631，第二胀紧套631由第二压盖632压紧，第二压盖632固定在第二皮带轮63上，第一皮带轮62和第二皮带轮63经传动皮带69连接，第一皮带轮62和第二皮带轮63的外侧罩设有防护罩67，防护罩67固定在下箱体2上。

本实施例中，下箱体2上设置有电机绕线机构，电机绕线机构包括拖链、外环道73和内环道74，拖链包括外侧拖链71和内侧拖链72，外侧拖链71和内侧拖链72内同时穿设有信号电缆751和动力电缆752，外侧拖链71安装在外环道73内，内侧拖链72安装在内环道74内，外环道73的下端固定在下箱体2上，外环道73的上端固定有上挡板76，上挡板76的上方设置有第一防尘环77，第一防尘环77安装在内环体37上，内环道74固定在内环体37上，下箱体2的上部的前侧固定有第一防护板21，第一防护板21的前侧固定有第二防护板22，第二防护板22的上下端分别固定在外环道73和第一防护板21上，第一防护板21、第二防护板22和外环道73围成走线通道23，连接在伺服电机6上的电机电缆68穿过第一防护板21和走线通道23进入外环道73内，再先后进入外侧拖链71和内侧拖链72内，经内侧拖链72穿出后，先后经过内环体37、拉环体38和上箱体1，通过安装在上箱体1上的电插头12与接油盘11连接。

本实施例中，电机座64的前端开设有八个腰形孔641，伺服电机6通过八个连接螺钉642安装在电机座64的前端，每个连接螺钉642穿过一个腰形孔641将伺服电机6与电机座64连接，下箱体2的前侧面安装有上下设置的两块调整块643，每块调整块643上横穿有两个调整螺钉644，其中一个调整螺钉644穿过调整块643与电机座64螺纹连接，另一个调整螺钉644穿过调整块643抵靠在电机座64的前侧面。

本实施例中，下箱体2的底部的前端和后端分别固定有前轴承座24和后轴承座25，前轴承座24上安装有前轴承26，后轴承座25上安装有后轴承27，深镗铣头主轴4的前端和后端分别安装在前轴承26和后轴承27上；前轴承26的外圈由前端盖261压紧，前端盖261固定在前轴承座24上，前轴承26的内圈由锁紧螺母262锁紧，锁紧螺母262的前端固定有第二防尘环263，后轴承27的外圈由第一后挡环271压紧，第一后挡环271固定在后轴承座25上，后轴承27的内圈由第二后挡环272压紧，第二后挡环272固定在深镗铣头主轴4上，第一后挡环271和第二后挡环272构成迷宫防护结构。

工作时，伺服电机6提供动力，通过平键65将电机动力从伺服电机6的输出轴传递给上轴承座61，再通过第一皮带轮62和传动皮带69传递给第二皮带轮63，最终传递给深镗铣头主轴4，实现主轴的切削动作。传动机构中的伺服电机6具备主轴功能，可当作深镗铣头主轴电机使用，通过伺服电机6和皮带轮62、63将动力传递给深镗铣头主轴4，可实现主轴高速旋转，从而实现主轴的高速切削。

在C轴转位动作进行时，第二传动套32、内环套53和内摩擦片55一起转动，内环体37、拉环体38、外环套52、外摩擦片54、上箱体1、接油盘11不转动。需要使C轴转位动作停止时，刹车油腔57进油，刹车盘51向下运动，压住内摩擦片55和外摩擦片54直至外摩擦片54压紧外环套52，通过刹车盘51与内摩擦片55、内摩擦片55与外摩擦片54、外摩擦片54与外环套52之间的摩擦力，使第二传动套32停止转动，从而实现C轴刹车功能，使深镗铣头在C轴任意角度分度、定位。

上述高速深镗铣头结构小巧，能够实现5000-6000rpm的高速加工，可实现深镗铣头在C轴任意角度分度、定位。该高速深镗铣头特别适用于轻型材料筒类零件的深腔内壁加工。