五面体龙门加工中心的制作方法

本发明涉及一种龙门加工中心，特别涉及一种五面体龙门加工中心，属于数控机床技术领域。

背景技术：

龙门加工中心包括立于床身两侧的立柱，立柱顶部固定有横梁，横梁线轨上活动连接有滑座，滑座上安装有滑枕，滑枕的下端安装有立式主轴机构和四个拉头组件，四个拉头组件对称分布在立式主轴机构的外周。加工中心涉及到立卧主轴头交换，交换机构需稳定可靠且定位精确，所设计的回转托架在旋转到位后安装限位装置确保交换位置准确。卧铣头交换完毕后，要与滑枕内立式主轴机构保证同心，要保证传动稳定精确；整套机构对装配要求高，且结构不宜复杂。

传统结构的滑枕上端安装有主电机和主齿轮箱，主齿轮箱固定在齿轮箱安装板上，齿轮箱安装板固定在滑枕的顶部，主电机的输出轴与主齿轮箱的输入端相连，主齿轮箱的输出端设有向下方伸出的齿轮箱连接轴；滑枕下端安装有主轴单元，主轴单元的上端设有向上伸出的主轴连接轴，主轴连接轴的上端从打刀缸机构的中心孔中伸出且与齿轮箱连接轴共轴线，打刀缸机构固定在滑枕上。由于滑枕自身的长度较长，导致齿轮箱连接轴与主轴连接轴之间的传动距离达到1米以上，因此对传动轴的扭矩传递能力、抗弯能力、动平衡要求及所能承受最高转速都有很高要求。

现有技术中通过购买一根加长型联轴器用于连接齿轮箱连接轴与主轴连接轴，该加长型联轴器的中间部分由航天航空材料制作，重量较轻且自身性能均能达到要求，但是价格昂贵。安装过程中，齿轮箱连接轴与主轴连接轴之间同轴度误差会增加加长型联轴器的安装难度，安装后整体传动机构的动平衡及传动机构精度需要重新调试，不仅对装配要求高而且调试时间长，对于滑枕的主轴安装孔和齿轮箱安装孔的同轴度要求也很高。产生以上问题的主要原因是传动机构的距离过长，因此大幅缩短传动轴的长度才能够解决以上问题。最佳的办法是将主电机和主齿轮箱安装在滑枕内部靠近主轴单元，但是滑枕内部无法加工固定主齿轮箱所需的螺钉孔。

对于五面体龙门加工中心，立头和卧头转换后，卧铣头所需油路和水路等需要从滑枕上接通，管路接通时必须要稳定畅通，断开时管路需及时闭合防止残留液体流出；整套接口机构密封性要好，结构稳定可靠不宜复杂，对装配调试要求较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种五面体龙门加工中心，立卧主轴头的交换十分方便快捷，且定位准确。

为解决以上技术问题，本发明的五面体龙门加工中心，包括立于床身两侧的立柱，立柱顶部固定有横梁，横梁上安装有滑座，滑座上安装有竖向延伸的滑枕，所述滑枕的下端安装有立式主轴机构和四个拉头组件，四个拉头组件对称分布在立式主轴机构的外周；右立柱上安装有立头固定支架，所述立头固定支架上铰接有沿竖向延伸的立头回转轴，所述立头回转轴的中段固定连接有水平伸出的立头转臂，所述立头转臂的自由端连接有立头回转托架，所述立头回转托架的上方承托有可与所述拉头组件相结合的立头拉盘，所述立头回转轴的下端与立头换位机构的驱动端相连，所述立头换位机构固定在右立柱上；所述立头换位机构的下方安装有卧头固定支架，所述卧头固定支架上铰接有沿竖向延伸的卧头回转轴，所述卧头回转轴的中段固定连接有水平伸出的卧头转臂，所述卧头转臂的自由端连接有卧头回转托架，所述卧头回转托架上承托有可与所述拉头组件相结合的卧铣头，所述卧头回转轴的下端与卧头换位机构的驱动端相连，所述卧头换位机构和卧头固定支架分别固定在右立柱上；右立柱的前端面安装有多颗向前伸出的限位螺钉，各限位螺钉的端头分别抵靠在立头回转托架或卧头回转托架到达交换位置后的后侧壁上。

相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：立头或卧铣头在非工作状态时，立头回转托架和卧头回转托架均位于立柱外侧；当使用立头加工时，立头换位机构驱动立头回转轴转动，立头回转托架随立头回转轴转动至工作位，此时限位螺钉的端头抵靠在立头回转托架的后侧壁上，使立头回转托架得以准确定位，然后拉头组件拉紧立头拉盘，立头回转托架转出。当使用卧铣头加工时，先卸掉立头拉盘，滑枕下行一段距离，卧头换位机构驱动卧头回转轴转动，卧头回转托架随卧头回转轴转动至工作位，此时限位螺钉的端头抵靠在卧头回转托架的后侧壁上，使卧头回转托架得以准确定位，然后拉头组件拉紧卧铣头，卧铣头与立式主轴机构连接。本发明结构简洁，立头与卧铣头切换结构占据的空间小，立卧主轴头的交换速度快，交换后各自的定位十分准确，同心度好。

作为本发明的改进，所述立式主轴机构的上端设有向上伸出的主轴连接轴，所述滑枕内腔高度方向的中部设有滑枕中隔板，所述滑枕中隔板的中心设有与主轴连接轴共轴线的滑枕圆套，所述滑枕圆套中插接有连接套，所述连接套上端的连接套凸缘压在所述滑枕圆套的上端口上，所述连接套的下端从所述滑枕圆套中伸出且设有连接套外螺纹，所述连接套外螺纹上旋接有连接套圆螺母，所述连接套圆螺母的上端面抵靠在所述滑枕圆套的下端口上，所述连接套的上方固定有齿轮箱安装板，所述齿轮箱安装板上固定有主齿轮箱，所述主齿轮箱的输入端由主电机驱动，所述主电机固定连接在所述主齿轮箱的顶部；所述主齿轮箱的下端设有从齿轮箱安装板中心孔向下伸出的齿轮箱连接轴，所述齿轮箱连接轴位于连接套的中心孔中且通过膜片式联轴器与所述主轴连接轴相连接；所述滑枕中隔板向上至滑枕顶部设有供主齿轮箱及主电机通过的滑枕方孔。安装时，将主电机、主齿轮箱、齿轮箱安装板和连接套在滑枕外部安装完成后，整体从滑枕顶部的滑枕方孔吊入滑枕内腔，直至连接套的下端插入滑枕圆套中，然后用连接套圆螺母旋接在连接套外螺纹上，将连接套固定。由于主电机和主齿轮箱安装在滑枕内腔的中部，大幅缩短了与立式主轴机构之间的传动距离，降低了膜片式联轴器成本，对整个传动机构的动平衡要求降低很多，装配更加容易，调试时间大幅缩短，且该传动机构更加平稳可靠。

作为本发明的进一步改进，所述滑枕中隔板上插接有至少一根连接套定位销，所述连接套定位销的内端头分别插接于所述连接套的定位孔中；所述齿轮箱安装板的下端面设有安装板圆形凸榫，所述连接套的上端口设有圆形凹槽，所述安装板圆形凸榫嵌于所述圆形凹槽中。连接套定位销从径向再次对连接套进行固定，可以在滑枕两侧各插一根连接套定位销；圆形凸榫与圆形凹槽的配合可以使得齿轮箱安装板与连接套精确定位，保证同轴精度。

作为本发明的进一步改进，所述拉头组件包括拉头缸套、拉头活塞、拉头长顶杆、拉头短顶杆、拉头碟簧和可夹持拉钉的拉爪，所述拉爪位于滑枕的拉爪孔中，所述拉头短顶杆的下端设有短顶杆倒T形头部，所述短顶杆倒T形头部嵌于拉爪上部的内壁台阶上，所述短顶杆倒T形头部以下的拉爪内壁越往下越靠近拉头短顶杆的轴线，所述短顶杆倒T形头部以上的拉爪内壁越往上越远离拉头短顶杆的轴线，拉头短顶杆的上端旋接在所述拉头长顶杆的下端；所述拉头碟簧套装在所述拉头长顶杆的外周，且支撑在拉头长顶杆的T形头和长顶杆孔的内台阶之间；所述拉头活塞的下端压在拉头长顶杆T形头的上端面上，所述拉爪孔的下方设有直径放大可容纳拉钉的拉钉孔。例如由立头转换为卧头时，拉爪完全位于滑枕的拉爪孔中，拉爪的下端钳口将立头拉钉夹紧。交换时拉头活塞下行，推动拉头长顶杆和拉头短顶杆同步下行，拉头长顶杆的T形头将拉头碟簧压缩，拉头短顶杆推动拉爪下行一段距离，使拉爪的下端到达拉钉孔中而失去约束，此时短顶杆倒T形头部沿拉爪内壁下行使拉爪的下端张开，立头拉钉被释放。待卧头拉钉嵌入拉爪的钳口后，拉头活塞的压力消失，拉头碟簧复位，将拉头长顶杆顶起，短顶杆倒T形头部带动拉爪上行并完全进入拉爪孔中，拉爪的下端钳口将卧头拉钉夹紧。

作为本发明的进一步改进，所述拉头短顶杆的中段设有短顶杆凸台，所述短顶杆凸台位于所述拉爪的上端头上方且留有间隙；所述短顶杆凸台的下端面台阶上套装有向下方伸出的短顶杆套环，所述短顶杆套环的下端口位于拉爪上端的拉爪外台阶上方，各拉爪的上端头分别位于所述短顶杆套环的内腔；所述拉爪孔的内壁中段设有拉爪孔内台阶，所述拉爪孔内台阶位于所述拉爪外台阶的下方，且所述拉爪孔内台阶的内径小于所述拉爪外台阶的外径；所述拉头活塞及所述拉头长顶杆T形头均位于所述拉头缸套中，所述拉头缸套的顶部封闭且设有进油口，所述拉头活塞呈上大下小的台阶状，所述拉头活塞的小直径端从拉头缸套中部台阶的中心孔向下伸出且抵靠在所述拉头长顶杆T形头的顶部，所述拉头长顶杆T形头的顶面抵靠在所述拉头缸套中部台阶的下方。四个拉爪均挂在拉头长顶杆T形头上且上端头均位于短顶杆套环中，构成同步开合的整体；短顶杆凸台与拉爪上端头之间留有间隙使得短顶杆凸台压到拉爪上端头时，拉头长顶杆T形头沿拉爪的内壁下行一小段距离，推动拉爪的下端张开。拉爪孔内台阶对拉爪外台阶起到限位作用，控制拉爪的下行行程，该行程确保拉爪的下端可以张开释放拉钉。

作为本发明的进一步改进，所述立头回转托架呈环形，立头回转托架的上端面对称设有立头回转托架销孔；所述立头拉盘的上端面设有可被拉爪夹持的立头拉钉，所述立头拉盘的下端面设有立头拉盘定位销，所述立头拉盘定位销的下端对应插接在所述立头回转托架销孔中；所述立头换位机构包括相互啮合的立头换位驱动齿条和立头换位驱动齿轮，立头换位驱动齿条的两端分别连接有立头换位驱动油缸，立头换位驱动齿轮轴的上端与所述立头回转轴的下端相连接。立头拉盘通过立头拉盘定位销在立头回转托架上获得准确定位，以便在转换时能够与滑枕准确结合；从等待位置向工作位置转换时，一侧的立头换位驱动油缸建压驱动立头换位驱动齿条前进，立头换位驱动齿条带动立头换位驱动齿轮正向转动，立头换位驱动齿轮轴的上端带动立头回转托架转动至工作位置，立头拉钉被拉爪拉紧，立头拉盘被拉起一段距离且固定在滑枕上，以保护立式主轴及滑枕端面防灰尘等杂物；立头拉盘定位销脱离立头回转托架销孔，另一侧的立头换位驱动油缸建压驱动立头换位驱动齿条后退，立头换位驱动齿条带动立头换位驱动齿轮反向转动，立头换位驱动齿轮轴的上端带动立头回转托架转动至等待位置。

作为本发明的进一步改进，所述卧铣头包括上端开口的卧铣头筒体，所述卧铣头筒体的下端连接有卧式主轴安装座，所述卧式主轴安装座中安装有卧式主轴，所述卧铣头筒体的上端口分布有可被拉爪夹持的卧头拉钉，所述卧铣头筒体的下端口外缘对称设有开口向下的卧铣头筒体定位凹槽；所述卧头回转托架呈半圆筒状，所述卧头回转托架的上端口对称设有卧头回转托架键块，所述卧头回转托架键块对应嵌于所述卧铣头筒体定位凹槽中；所述卧头换位机构包括相互啮合的卧头换位驱动齿条和卧头换位驱动齿轮，卧头换位驱动齿条的两端分别连接有卧头换位驱动油缸，卧头换位驱动齿轮轴的上端与所述卧头回转轴的下端相连接。卧头回转托架键块对应嵌于卧铣头筒体定位凹槽中，使得卧铣头在卧头回转托架在获得准确定位，以便在转换时能够与滑枕准确结合；卧头回转托架呈半圆筒状，可以避免与卧式主轴安装座发生干涉，也便于卧铣头结合后，卧头回转托架转回时不发生干涉。从等待位置向工作位置转换时，一侧的卧头换位驱动油缸建压驱动卧头换位驱动齿条前进，卧头换位驱动齿条带动卧头换位驱动齿轮正向转动，卧头换位驱动齿轮轴的上端带动卧头回转托架转动至工作位置，卧头拉钉被拉爪拉紧，卧铣头被拉起一段距离，卧铣头筒体定位凹槽脱离卧头回转托架键块，另一侧的卧头换位驱动油缸建压驱动卧头换位驱动齿条后退，卧头换位驱动齿条带动卧头换位驱动齿轮反向转动，卧头换位驱动齿轮轴的上端带动卧头回转托架转动至等待位置。

作为本发明的进一步改进，所述卧铣头筒体的内腔安装有回转缸，所述回转缸的下端设有回转缸底板，所述回转缸底板的中心孔中插接有中心拉杆，所述中心拉杆的下端伸入卧式主轴安装座的内腔且安装有中心伞齿轮，所述卧式主轴上安装有卧式主轴伞齿轮；中心拉杆的中段设有中心拉杆凸圈，所述中心拉杆凸圈的下方套装有卧头压盘，所述卧头压盘的上部圆周贴靠在回转缸的内壁，所述卧头压盘的底壁与所述回转缸底板之间支撑有卧头弹簧；所述回转缸底板的下端面中心嵌装有上齿盘，所述中心伞齿轮的上端面台阶上套装有与上齿盘相对的下齿盘；所述中心拉杆的顶部安装有中心拉钉，所述立式主轴机构的下端设有可夹持中心拉钉的中心卡爪；所述回转缸的上端口外台阶上安装有卧头鼠牙盘，所述滑枕的下端安装有可与卧头鼠牙盘相嵌合的滑枕鼠牙盘。卧铣头筒体上端口的卧头拉钉与拉头组件的拉爪结合后，回转缸上端的卧头鼠牙盘与滑枕下端的滑枕鼠牙盘相互嵌合，使得卧铣头得以精确定位，此时中心卡爪同步将中心拉杆顶部的中心拉钉夹紧，中心伞齿轮与卧式主轴伞齿轮相啮合，立式主轴机构的扭矩得以传递至卧式主轴上。当卧式主轴需要旋转角度加工其他加工面时，卧铣头筒体上端口的卧头拉钉与相应的拉爪脱离，中心卡爪与中心拉钉不松开，此时卧铣头下降一小段距离，上齿盘与下齿盘啮合，回转缸与卧式主轴安装座相连，通过主电机驱动中心拉杆、上齿盘、下齿盘、回转缸及卧式主轴安装座转动，使卧式主轴可以旋转至需要的角度，以加工其他所需加工面。

作为本发明的进一步改进，所述卧铣头的上端口安装有管路接口装置，所述管路接口装置包括与滑枕内管路相连的上接口组件和与卧铣头管路相连接的下接口组件，所述上接口组件包括上管接头、上接座、接口外套和接口内套，所述下接口组件包括下接座和下堵头；所述上接座的中心孔道下方设有上阀口，所述上阀口上方设有可以将上阀口关闭的上钢球，所述上钢球的上方压有上弹簧，所述上弹簧的上端支撑在上堵头下部的台阶孔中，所述上堵头旋接在所述上接座的中心孔道中段，所述上管接头旋接在所述上接座的上端口；所述上接座的中部设有向外伸出的上接座法兰，所述上接座法兰的下方设有上接座外螺纹段，所述接口外套的上端旋接在所述上接座外螺纹段上，所述接口外套的下部外圆周上设有接口外套螺纹段，所述接口外套螺纹段的下方设有向外伸出的接口外套法兰；所述上接座外螺纹段的下方设有上接座小直径段，所述上接座小直径段的外周套装有向下延伸的所述接口内套，所述接口内套的外周套装有接口内套弹簧，所述接口内套弹簧的上端支撑在所述上接座外螺纹段下方的台阶上，所述接口内套弹簧的下端支撑在所述接口内套的外台阶上；所述接口内套的中心孔中部旋接有阀针，所述阀针的上端插入所述上阀口中且抵靠在所述上钢球的下方；所述接口内套的下端位于所述接口外套下端的中心孔中，所述接口内套下端口中插接有下接座，所述下接座的中心孔道上端设有下阀口，所述下阀口的下方设有可将下阀口关闭的下钢球，所述阀针的下端插入所述下阀口中且抵靠在所述下钢球的上方，所述下钢球的下方支撑有下弹簧，所述下弹簧的下端支撑在所述下堵头的台阶孔中，所述下堵头旋接在所述下接座的下端口中；所述下接座的中部设有向外伸出的下接座法兰，所述下接座法兰位于所述接口外套法兰的下方。下接座通过下接座法兰固定连接在卧铣头的接口法兰上，上接座通过上接座外螺纹段旋接在滑枕上。卧铣头不使用时，滑枕与卧铣头分离，上接口组件和下接口组件随之处于分离状态，此时上弹簧、接口内套弹簧和下弹簧均处于自然伸长状态，接口内套弹簧将接口内套往下顶，阀针随着接口内套下移，上弹簧向下推动上钢球堵住上接座的上阀口，下弹簧向上推动下钢球堵住下接座的下阀口，使上接口组件和下接口组件的中心孔道隔绝，防止液体流出。当卧铣头使用时，滑枕与卧铣头连接在一起，上接口组件和下接口组件随之结合在一起；下接座克服接口内套弹簧的张力将接口内套顶起，接口内套带动阀针上移，阀针上端将上钢球顶离上阀口，阀针下端将下钢球顶离下阀口，上接口组件和下接口组件的中心孔道得以连通，滑枕与卧铣头之间的管路得以接通。

作为本发明的进一步改进，所述接口外套的上端口与所述上接座法兰之间设有上调整垫，所述接口外套法兰的上方设有下调整垫；所述下接座的上端设有上小下大的下接座锥形头，所述下接座锥形头抵靠在所述接口内套下端口的台阶上；所述上接座小直径段的外周嵌装有上接座密封圈，所述下接座的上端外周嵌装有下接座密封圈一，所述下接座的下端外周嵌装有下接座密封圈二。通过研磨上调整垫和下调整垫可以调整上接口组件的轴向位置，下接座锥形头顶在接口内套下端口的台阶上，可以很可靠地将接口内套顶起。

附图说明

图1为本发明五面体龙门加工中心的立体图。

图2为图1中右立柱部位的爆炸图。

图3为图1中立头换位机构的剖视图。

图4为图1中右立柱部位的俯视图。

图5为图1中滑枕部位的主视图。

图6为图5中拉头组件的放大图。

图7为图5中沿A-A的剖视图。

图8为图5的立体爆炸图。

图9为卧铣头的主视图。

图10为图9中沿B-B的剖视图。

图11为卧铣头的立体爆炸图。

图12为卧铣头上管路接口装置的主视图。

图13为图12的剖视图。

图14为图12的立体爆炸图。

图中：1.立柱；1a.限位螺钉；2.横梁；3.滑座；4.滑枕；4a.滑枕中隔板；4b.滑枕圆套；4c.滑枕方孔；4d.滑枕鼠牙盘；5a.立头固定支架；5b.立头回转轴；5c.立头回转托架；5d.立头回转托架销孔；6.立头拉盘；6a.立头拉钉；7.立头换位机构；7a.立头换位驱动齿条；7b.立头换位驱动齿轮轴；7c.立头换位驱动油缸；8a.卧头固定支架；8b.卧头回转轴；8c.卧头回转托架；8d.卧头回转托架键块；9.卧铣头；9a.卧铣头筒体；9a1.卧铣头筒体定位凹槽；9a2.卧头拉钉；9b.卧式主轴安装座；9c.卧式主轴；9d.卧式主轴伞齿轮；9e.回转缸；9e1.回转缸底板；9f.中心拉杆；9f1.中心拉杆凸圈；9f2.中心拉钉；9g.中心伞齿轮；9h.卧头压盘；9j.卧头弹簧；9k.上齿盘；9m.下齿盘；9n.卧头鼠牙盘；10.卧头换位机构；11.拉头组件；11a.拉头活塞；11b.拉头长顶杆；11c.拉头短顶杆；11c1.短顶杆凸台；11d.短顶杆套环；11e.拉头碟簧；11f.拉爪；11g.拉爪孔内台阶；11h.拉钉孔；11j.拉头缸套；12.主电机；13.主齿轮箱；13a.齿轮箱连接轴；14.齿轮箱安装板；14a.安装板圆形凸榫；15.连接套；15a.连接套外螺纹；16.连接套圆螺母；17.连接套定位销；18.膜片式联轴器；19.立式主轴机构；19a.主轴连接轴；20.立头打刀缸；21.管路接口装置；21a.上管接头；21b.上接座；21b1.上阀口；21b2.上接座法兰；21b3.上接座外螺纹段；21b4.上接座小直径段；21c.上堵头；21d.上弹簧；21e.上钢球；21f.接口外套；21f1.接口外套螺纹段；21f2.接口外套法兰；21g.接口内套；21g1.接口内套弹簧；21h.阀针；21j.下接座；21j1.下阀口；21j2.下接座法兰；21j3.下接座锥形头；21k.下钢球；21m.下弹簧；21n.下堵头；21p.上调整垫；21q.下调整垫；21r.上管接头密封垫；21s.上接座密封圈；21t.下接座密封圈一；21u.下接座密封圈二。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明的五面体龙门加工中心包括立于床身两侧的立柱1，立柱1顶部固定有横梁2，横梁2上安装有滑座3，滑座3上安装有竖向延伸的滑枕4，滑枕4的下端安装有立式主轴机构19和四个拉头组件11，四个拉头组件11对称分布在立式主轴机构19的外周。右立柱上安装有立头固定支架5a，立头固定支架5a上铰接有沿竖向延伸的立头回转轴5b，立头回转轴5b的中段固定连接有水平伸出的立头转臂，立头转臂的自由端连接有立头回转托架5c，立头回转托架5c的上方承托有可与拉头组件11相结合的立头拉盘6，立头回转轴5b的下端与立头换位机构7的驱动端相连，立头换位机构7固定在右立柱上。

立头换位机构7的下方安装有卧头固定支架8a，卧头固定支架8a上铰接有沿竖向延伸的卧头回转轴8b，卧头回转轴8b的中段固定连接有水平伸出的卧头转臂，卧头转臂的自由端连接有卧头回转托架8c，卧头回转托架8c上承托有可与拉头组件11相结合的卧铣头9，卧头回转轴8b的下端与卧头换位机构10的驱动端相连，卧头换位机构10和卧头固定支架8a分别固定在右立柱上；右立柱的前端面安装有多颗向前伸出的限位螺钉1a，各限位螺钉1a的端头分别抵靠在立头回转托架5c或卧头回转托架8c到达交换位置后的后侧壁上。

立头或卧铣头9在非工作状态时，立头回转托架5c和卧头回转托架8c均位于立柱外侧；当使用立头加工时，立头换位机构7驱动立头回转轴5b转动，立头回转托架5c随立头回转轴5b转动至工作位，此时限位螺钉1a的端头抵靠在立头回转托架5c的后侧壁上，使立头回转托架5c得以准确定位，然后拉头组件11拉紧立头拉盘6，立头回转托架5c转出。

当使用卧铣头9加工时，先卸掉立头拉盘6，滑枕4下行一段距离，卧头换位机构10驱动卧头回转轴8b转动，卧头回转托架8c随卧头回转轴8b转动至工作位，此时限位螺钉1a的端头抵靠在卧头回转托架8c的后侧壁上，使卧头回转托架8c得以准确定位，然后拉头组件11拉紧卧铣头9，卧铣头9与立式主轴机构19连接。

立头回转托架5c呈环形，立头回转托架5c的上端面对称设有立头回转托架销孔5d；立头拉盘6的上端面设有可被拉爪11f夹持的立头拉钉6a，立头拉盘6的下端面设有立头拉盘定位销，立头拉盘定位销的下端对应插接在立头回转托架销孔5d中。

如图3所示，立头换位机构7包括相互啮合的立头换位驱动齿条7a和立头换位驱动齿轮，立头换位驱动齿条7a的两端分别连接有立头换位驱动油缸7c，立头换位驱动齿轮轴7b的上端与立头回转轴5b的下端相连接。

立头拉盘6通过立头拉盘定位销在立头回转托架5c上获得准确定位，以便在转换时能够与滑枕4准确结合；从等待位置向工作位置转换时，一侧的立头换位驱动油缸7c建压驱动立头换位驱动齿条7a前进，立头换位驱动齿条7a带动立头换位驱动齿轮正向转动，立头换位驱动齿轮轴7b的上端带动立头回转托架5c转动至工作位置，立头拉钉6a被拉爪11f拉紧，立头拉盘6被拉起一段距离且固定在滑枕4上，以保护立式主轴及滑枕端面防灰尘等杂物；立头拉盘定位销脱离立头回转托架销孔5d，另一侧的立头换位驱动油缸7c建压驱动立头换位驱动齿条7a后退，立头换位驱动齿条7a带动立头换位驱动齿轮反向转动，立头换位驱动齿轮轴7b的上端带动立头回转托架5c转动至等待位置。

如图5、图6所示，拉头组件11包括拉头缸套11j、拉头活塞11a、拉头长顶杆11b、拉头短顶杆11c、拉头碟簧11e和可夹持拉钉的拉爪11f，拉爪11f位于滑枕4的拉爪孔中，拉头短顶杆11c的下端设有短顶杆倒T形头部，短顶杆倒T形头部嵌于拉爪11f上部的内壁台阶上，短顶杆倒T形头部以下的拉爪内壁越往下越靠近拉头短顶杆11c的轴线，短顶杆倒T形头部以上的拉爪内壁越往上越远离拉头短顶杆11c的轴线，拉头短顶杆11c的上端旋接在拉头长顶杆11b的下端；拉头碟簧11e套装在拉头长顶杆11b的外周，且支撑在拉头长顶杆11b的T形头和长顶杆孔的内台阶之间；拉头活塞11a的下端压在拉头长顶杆T形头的上端面上，拉爪孔的下方设有直径放大可容纳拉钉的拉钉孔11h。

例如由立头转换为卧头时，拉爪11f完全位于滑枕4的拉爪孔中，拉爪11f的下端钳口将立头拉钉6a夹紧。交换时拉头活塞11a下行，推动拉头长顶杆11b和拉头短顶杆11c同步下行，拉头长顶杆11b的T形头将拉头碟簧11e压缩，拉头短顶杆11c推动拉爪11f下行一段距离，使拉爪11f的下端到达拉钉孔11h中而失去约束，此时短顶杆倒T形头部沿拉爪11f内壁下行使拉爪11f的下端张开，立头拉钉6a被释放。待卧头拉钉9a2嵌入拉爪11f的钳口后，拉头活塞11a的压力消失，拉头碟簧11e复位，将拉头长顶杆11b顶起，短顶杆倒T形头部带动拉爪11f上行并完全进入拉爪孔中，拉爪11f的下端钳口将卧头拉钉9a2夹紧。

拉头短顶杆11c的中段设有短顶杆凸台11c1，短顶杆凸台11c1位于拉爪11f的上端头上方且留有间隙；短顶杆凸台11c1的下端面台阶上套装有向下方伸出的短顶杆套环11d，短顶杆套环11d的下端口位于拉爪11f上端的拉爪外台阶上方，各拉爪11f的上端头分别位于短顶杆套环11d的内腔；拉爪孔的内壁中段设有拉爪孔内台阶11g，拉爪孔内台阶11g位于拉爪外台阶的下方，且拉爪孔内台阶11g的内径小于拉爪外台阶的外径；拉头活塞11a及拉头长顶杆T形头均位于拉头缸套11j中，拉头缸套11j的顶部封闭且设有进油口，拉头活塞11a呈上大下小的台阶状，拉头活塞11a的小直径端从拉头缸套中部台阶的中心孔向下伸出且抵靠在拉头长顶杆T形头的顶部，拉头长顶杆T形头的顶面抵靠在拉头缸套中部台阶的下方。四个拉爪11f均挂在拉头长顶杆T形头上且上端头均位于短顶杆套环11d中，构成同步开合的整体；短顶杆凸台11c1与拉爪11f上端头之间留有间隙使得短顶杆凸台11c1压到拉爪上端头时，拉头长顶杆T形头沿拉爪11f的内壁下行一小段距离，推动拉爪11f的下端张开。拉爪孔内台阶11g对拉爪外台阶起到限位作用，控制拉爪11f的下行行程，该行程确保拉爪11f的下端可以张开释放拉钉。

如图7、图8所示，立式主轴机构19的上端设有向上伸出的主轴连接轴19a，滑枕内腔高度方向的中部设有滑枕中隔板4a，滑枕中隔板4a的中心设有与主轴连接轴19a共轴线的滑枕圆套4b，滑枕圆套4b中插接有连接套15，连接套15上端的连接套凸缘压在滑枕圆套4b的上端口上，连接套15的下端从滑枕圆套4b中伸出且设有连接套外螺纹15a，连接套外螺纹15a上旋接有连接套圆螺母16，连接套圆螺母16的上端面抵靠在滑枕圆套4b的下端口上，连接套15的上方固定有齿轮箱安装板14，齿轮箱安装板14上固定有主齿轮箱13，主齿轮箱13的输入端由主电机12驱动，主电机12固定连接在主齿轮箱13的顶部；主齿轮箱13的下端设有从齿轮箱安装板中心孔向下伸出的齿轮箱连接轴13a，齿轮箱连接轴13a位于连接套15的中心孔中且通过膜片式联轴器18与主轴连接轴19a相连接；立式主轴机构19的上部外周安装有立头打刀缸20，主轴连接轴19a的上端从立头打刀缸20的中心孔中伸出。滑枕中隔板4a向上至滑枕顶部设有供主齿轮箱13及主电机12通过的滑枕方孔4c。

安装时，将主电机12、主齿轮箱13、齿轮箱安装板14和连接套15在滑枕4外部安装完成后，整体从滑枕4顶部的滑枕方孔4c吊入滑枕内腔，直至连接套15的下端插入滑枕圆套4b中，然后用连接套圆螺母16旋接在连接套外螺纹15a上，将连接套15固定。由于主电机12和主齿轮箱13安装在滑枕内腔的中部，大幅缩短了与立式主轴机构19之间的传动距离，降低了膜片式联轴器18成本，对整个传动机构的动平衡要求降低很多，装配更加容易，调试时间大幅缩短，且该传动机构更加平稳可靠。

滑枕中隔板4a上插接有至少一根连接套定位销17，连接套定位销17的内端头分别插接于连接套15的定位孔中；齿轮箱安装板14的下端面设有安装板圆形凸榫14a，连接套15的上端口设有圆形凹槽，安装板圆形凸榫14a嵌于圆形凹槽中。连接套定位销17从径向再次对连接套15进行固定，可以在滑枕4两侧各插一根连接套定位销17；圆形凸榫与圆形凹槽的配合可以使得齿轮箱安装板14与连接套15精确定位，保证同轴精度。

如图9至图11所示，卧铣头9包括上端开口的卧铣头筒体9a，卧铣头筒体9a的下端连接有卧式主轴安装座9b，卧式主轴安装座9b中安装有卧式主轴9c，卧铣头筒体9a的上端口分布有可被拉爪11f夹持的卧头拉钉9a2，卧铣头筒体9a的下端口外缘对称设有开口向下的卧铣头筒体定位凹槽9a1；卧头回转托架8c呈半圆筒状，卧头回转托架8c的上端口对称设有卧头回转托架键块8d，卧头回转托架键块8d对应嵌于卧铣头筒体定位凹槽9a1中。

卧头换位机构10包括相互啮合的卧头换位驱动齿条和卧头换位驱动齿轮，卧头换位驱动齿条的两端分别连接有卧头换位驱动油缸，卧头换位驱动齿轮轴的上端与卧头回转轴8b的下端相连接。

卧头回转托架键块8d对应嵌于卧铣头筒体定位凹槽9a1中，使得卧铣头在卧头回转托架8c在获得准确定位，以便在转换时能够与滑枕准确结合；卧头回转托架8c呈半圆筒状，可以避免与卧式主轴安装座9b发生干涉，也便于卧铣头结合后，卧头回转托架8c转回时不发生干涉。

从等待位置向工作位置转换时，一侧的卧头换位驱动油缸建压驱动卧头换位驱动齿条前进，卧头换位驱动齿条带动卧头换位驱动齿轮正向转动，卧头换位驱动齿轮轴的上端带动卧头回转托架8c转动至工作位置，卧头拉钉9a2被拉爪11f拉紧，卧铣头被拉起一段距离，卧铣头筒体定位凹槽9a1脱离卧头回转托架键块8d，另一侧的卧头换位驱动油缸建压驱动卧头换位驱动齿条后退，卧头换位驱动齿条带动卧头换位驱动齿轮反向转动，卧头换位驱动齿轮轴的上端带动卧头回转托架8c转动至等待位置。

卧铣头筒体9a的内腔安装有回转缸9e，回转缸9e的下端设有回转缸底板9e1，回转缸底板9e1的中心孔中插接有中心拉杆9f，中心拉杆9f的下端伸入卧式主轴安装座9b的内腔且安装有中心伞齿轮9g，卧式主轴9c上安装有卧式主轴伞齿轮9d；中心拉杆9f的中段设有中心拉杆凸圈9f1，中心拉杆凸圈9f1的下方套装有卧头压盘9h，卧头压盘9h的上部圆周贴靠在回转缸9e的内壁，卧头压盘9h的底壁与回转缸底板9e1之间支撑有卧头弹簧9j；回转缸底板9e1的下端面中心嵌装有上齿盘9k，中心伞齿轮9g的上端面台阶上套装有与上齿盘9k相对的下齿盘9m；中心拉杆9f的顶部安装有中心拉钉9f2，立式主轴机构19的下端设有可夹持中心拉钉9f2的中心卡爪；回转缸9e的上端口外台阶上安装有卧头鼠牙盘9n，滑枕的下端安装有可与卧头鼠牙盘9n相嵌合的滑枕鼠牙盘4d。

卧铣头筒体9a上端口的卧头拉钉9a2与拉头组件11的拉爪11f结合后，回转缸9e上端的卧头鼠牙盘9n与滑枕下端的滑枕鼠牙盘4d相互嵌合，使得卧铣头得以精确定位，此时中心卡爪同步将中心拉杆9f顶部的中心拉钉9f2夹紧，中心伞齿轮9g与卧式主轴伞齿轮9d相啮合，立式主轴机构19的扭矩得以传递至卧式主轴9c上。

当卧式主轴9c需要旋转角度加工其他加工面时，卧铣头筒体9a上端口的卧头拉钉9a2与相应的拉爪11f脱离，中心卡爪与中心拉钉9f2不松开，此时卧铣头下降一小段距离，上齿盘9k与下齿盘9m啮合，回转缸9e与卧式主轴安装座9b相连，通过主电机12驱动中心拉杆9f、上齿盘9k、下齿盘9m、回转缸9e及卧式主轴安装座9b转动，使卧式主轴9c可以旋转至需要的角度，以加工其他所需加工面。

如图12至图14所示，卧铣头筒体9a的上端口安装有管路接口装置21，管路接口装置21包括与滑枕内管路相连的上接口组件和与卧铣头管路相连接的下接口组件，上接口组件包括上管接头21a、上接座21b、接口外套21f和接口内套21g，下接口组件包括下接座21j和下堵头21n；上接座21b的中心孔道下方设有上阀口21b1，上阀口21b1上方设有可以将上阀口21b1关闭的上钢球21e，上钢球21e的上方压有上弹簧21d，上弹簧21d的上端支撑在上堵头21c下部的台阶孔中，上堵头21c旋接在上接座21b的中心孔道中段，上管接头21a旋接在上接座21b的上端口；上接座21b的中部设有向外伸出的上接座法兰21b2，上接座法兰21b2的下方设有上接座外螺纹段21b3，接口外套21f的上端旋接在上接座外螺纹段21b3上，接口外套21f的下部外圆周上设有接口外套螺纹段21f1，接口外套螺纹段21f1的下方设有向外伸出的接口外套法兰21f2；上接座外螺纹段21b3的下方设有上接座小直径段21b4，上接座小直径段21b4的外周套装有向下延伸的接口内套21g，接口内套21g的外周套装有接口内套弹簧21g1，接口内套弹簧21g1的上端支撑在上接座外螺纹段21b3下方的台阶上，接口内套弹簧21g1的下端支撑在接口内套21g的外台阶上；接口内套21g的中心孔中部旋接有阀针21h，阀针21h的上端插入上阀口21b1中且抵靠在上钢球21e的下方；接口内套21g的下端位于接口外套21f下端的中心孔中，接口内套21g下端口中插接有下接座21j，下接座21j的中心孔道上端设有下阀口21j1，下阀口21j1的下方设有可将下阀口21j1关闭的下钢球21k，阀针21h的下端插入下阀口21j1中且抵靠在下钢球21k的上方，下钢球21k的下方支撑有下弹簧21m，下弹簧21m的下端支撑在下堵头21n的台阶孔中，下堵头21n旋接在下接座21j的下端口中；下接座21j的中部设有向外伸出的下接座法兰21j2，下接座法兰21j2位于接口外套法兰21f2的下方。

下接座21j通过下接座法兰21j2固定连接在卧铣头的接口法兰上，上接座21b通过上接座外螺纹段21b3旋接在滑枕上。卧铣头不使用时，滑枕与卧铣头分离，上接口组件和下接口组件随之处于分离状态，此时上弹簧21d、接口内套弹簧21g1和下弹簧21m均处于自然伸长状态，接口内套弹簧21g1将接口内套21g往下顶，阀针21h随着接口内套21g下移，上弹簧21d向下推动上钢球21e堵住上接座21b的上阀口21b1，下弹簧21m向上推动下钢球21k堵住下接座21j的下阀口21j1，使上接口组件和下接口组件的中心孔道隔绝，防止液体流出。当卧铣头使用时，滑枕与卧铣头连接在一起，上接口组件和下接口组件随之结合在一起；下接座21j克服接口内套弹簧21g1的张力将接口内套21g顶起，接口内套21g带动阀针21h上移，阀针21h上端将上钢球21e顶离上阀口21b1，阀针21h下端将下钢球21k顶离下阀口21j1，上接口组件和下接口组件的中心孔道得以连通，滑枕与卧铣头之间的管路得以接通。

上管接头21a通过上管接头密封垫21r与上接座21b实现密封，上接座小直径段21b4的外周嵌装有上接座密封圈21s，下接座21j的上端外周嵌装有下接座密封圈一21t，下接座21j的下端外周嵌装有下接座密封圈二21u。

接口外套21f的上端口与上接座法兰21b2之间设有上调整垫21p，接口外套法兰21f2的上方设有下调整垫21q，通过研磨上调整垫21p和下调整垫21q可以调整上接口组件的轴向位置。

下接座21j的上端设有上小下大的下接座锥形头21j3，下接座锥形头21j3抵靠在接口内套21g下端口的台阶上；下接座锥形头21j3顶在接口内套21g下端口的台阶上，可以很可靠地将接口内套21g顶起。

以上所述仅为本发明之较佳可行实施例而已，非因此局限本发明的专利保护范围。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。