一种行星增速延长数控铣头的制作方法

1.本实用新型涉及一种行星增速延长数控铣头，属于机床附件延长头技术领域。


背景技术：

2.60kw以上重型滑枕铣头转速较低，一般为2000rpm，机床主轴转速限制了附件铣头的转速，延长头作为附件头的主要成员，其转速很难满足用户要求。随着先进制造业的迅猛发展，对于延长头的转速和扭矩提出更高的要求，未来的发展趋势也是保证结构稳定和较大扭矩的前提下实现高速切削。现有的延长头，机床主轴的动力一般通过花键传递到延长头主轴上，机床主轴与延长头主轴传动比为1:1，即延长头的转速等于机床主轴的转速，延长头转速受机床主轴转速的限制，为此，为满足机床主轴低速重切削，附件延长头高速切削，设计一款行星增速延长头势在必行。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术存在的机床主轴转速低的情况下附件延长头转速低的问题，提供一种结构紧凑、性能可靠、成本低廉的自动换刀行星增速延长头。
4.为解决这一技术问题，本实用新型提供了一种行星增速延长数控铣头，包括连接体、下鼠牙盘、驱动锥、防尘盘、第一弹簧、第一o型密封圈、第二弹簧、锥套、箱体、法兰盘、挡水盘、延长头主轴、行星增速机构、松夹刀机构和主轴单元，箱体与连接体通过螺钉连接、圆柱销灌胶定位，连接体的顶部固定有下鼠牙盘，下鼠牙盘与安装在滑枕上的上鼠牙盘相适配；所述行星增速机构、延长头主轴和主轴单元安装在箱体内，所述延长头主轴与箱体的内壁之间安装有三套轴承，延长头主轴中心设置有松夹刀机构；所述的防尘盘固定在驱动锥下端，第二弹簧的顶端与防尘盘相抵，所述第二弹簧的底端与行星架相抵；所述的主轴单元的动力输入端为机床主轴端面键，机床主轴端面键与驱动锥相连，驱动锥通过行星增速机构将动力传于主轴单元。
5.所述的行星增速机构包括行星架、轴承、内齿圈、行星轮、滚针轴承和太阳轮，内齿圈固定在箱体上，行星架通过固定在内齿圈上的两套轴承支撑，轴承采用o型布置，三套行星轮通过销轴和滚针轴承平均分配在行星架上，驱动锥带动行星架旋转传递动力，行星架旋转带动行星架上的行星轮旋转，行星轮上下端面安装第一自润滑调整垫和第二自润滑调整垫，第一自润滑调整垫和第二自润滑调整垫与行星轮端面之间留有间隙，太阳轮通过内径定心的矩形花键固定于延长头主轴上，所述的行星增速机构通过内齿圈安装于箱体内；所述行星增速机构的输入端为行星架，输出端为太阳轮。
6.所述松夹刀机构包括撑杆、第一调整垫、打刀杆、螺母、导向螺钉、第一弹簧、碟簧、垫圈、第三调整垫、拉杆和拉爪。所述的第一弹簧安装于打刀杆内，所述拉杆的上端伸入驱动锥的内孔内，第一弹簧的顶端与撑杆相抵，第一弹簧的底端与打刀杆相抵，撑杆与机床主轴内的拉爪接触，打刀杆与驱动锥的内孔间隙配合；所述的碟簧安装在所述的拉杆的外侧，
碟簧上下两端安装有碟簧用垫圈，所述的拉爪与延长头主轴之间安装有用于调整拉爪上下位置的第三调整垫。
7.所述的主轴单元包括延长头主轴、压盘、螺钉、太阳轮、第三锁紧螺母、第二双列圆柱滚子轴承、圆环、对称半环、第二锁紧螺母、长隔套、双向角接触球轴承、内隔套、外隔套、第一双列圆柱滚子轴承、第二调整垫、法兰盘和挡水盘。
8.所述防尘盘的下边沿设置有下凸的防水檐，所述箱体上加工有防水槽，所述驱动锥与防尘盘之间设有第一o型密封圈，内齿圈与箱体之间安装有第二o型密封圈和第三o型密封圈；在防水槽的垂直方向加工竖直泄水孔，竖直泄水孔与水平泄水孔相连通；所述防尘盘、防水槽、第一o型密封圈、第二o型密封圈、第三o型密封圈及竖直泄水孔与水平泄水孔构成的整体防水可使加工过程中延长头上方漏下的液体经泄水孔顺利流到箱体外。
9.所述连接体为倒40
°
锥面结构，其顶部安装有用于引入冷却液的快插接头，所述箱体内设有与快插接头相连通的孔路。
10.所述内齿圈外圆车有螺旋循环槽，冷却液通过快插接头进入连接体，由连接体进入箱体、再进入内齿圈的螺旋循环槽，冷却液通过箱体内冷却孔从挡水盘端面的喷嘴喷出，冷却刀具后回收循环利用。
11.有益效果：本实用新型通过行星增速机构的行星轮、太阳轮和内齿圈传递机床主轴扭矩到延长头主轴上，可以通过调整齿轮模数、齿数和轴承的大小获得满足要求的转速和扭矩，延长头可以在4000rpm下高转速加工，最大扭矩可达1200nm；本实用新型结构紧凑，在有限的空间内完成了转速的提高，在内齿圈外侧加工螺旋循环槽用于通冷却液，带走了行星增速机构产生的热量，保证了延长头的精度；行星增速机构采用o型布置的轴承，保证了支撑跨距，使行星增速机构受力均匀。
附图说明
12.图1为本实用新型的结构示意图；
13.图2为本实用新型冷却管路图：
14.图3为图1中a处放大图：
15.图中：1撑杆、2第一调整垫、3打刀杆、4下鼠牙盘、5螺母、6导向螺钉、7第一弹簧、8驱动锥、9第一锁紧螺母、10锥套、11机床主轴端面键、12第一o型密封圈、13防尘盘、14竖直泄水孔、15第二o型密封圈、 16第二弹簧、17水平泄水孔、18轴承、19内齿圈、20第一自润滑调整垫、 21行星轮、22滚针轴承、23第二自润滑调整垫、24箱体、25拉爪、26第一双列圆柱滚子轴承、27第二调整垫、28法兰盘、29挡水盘、30延长头主轴、 31外隔套、32内隔套、33双向角接触球轴承、34长隔套、35拉杆、36第二锁紧螺母、37第三调整垫、38垫圈、39碟簧、40对称半环、41圆环、42第二双列圆柱滚子轴承、43第三锁紧螺母、44太阳轮、45螺钉、46压盘、47 行星架、48第三o型密封圈、49快插接头、50连接体、51销轴、52喷嘴。
具体实施方式
16.下面结合附图及实施例对本实用新型做具体描述。
17.如图1
‑
3所示，本实用新型提供了一种行星增速延长数控铣头，包括连接体50、下鼠牙盘4、驱动锥8、防尘盘13、第一弹簧7、第一o型密封圈12、第二弹簧16、锥套10、箱体24、
法兰盘28、挡水盘29、延长头主轴30、行星增速机构、松夹刀机构和主轴单元。箱体24与连接体50通过螺钉连接、圆柱销灌胶定位，连接体50的顶部固定有下鼠牙盘4，行星增速延长数控铣头通过连接体50夹紧时，下鼠牙盘4与安装在滑枕上的上鼠牙盘相适配；所述行星增速机构、延长头主轴30和主轴单元安装在箱体24内，所述延长头主轴30与箱体24的内壁之间安装有三套轴承，延长头主轴30内设置有松夹刀机构；所述的防尘盘13固定在驱动锥8下端，第二弹簧16的顶端与防尘盘13相抵，所述第二弹簧16的底端与行星架47相抵。所述的主轴单元的动力输入为机床主轴端面键11，机床主轴端面键11传递动力于驱动锥8，驱动锥8与行星架47通过渐开线花键进行动力传动，行星架47通过行星增速机构传于主轴单元。驱动锥8与锥套10通过第一锁紧螺母9压紧后组合加工，防尘盘13与驱动锥8使用螺钉固定连接，防尘盘13下的八组第二弹簧16将锥套的锥面抵在机床主轴锥孔内，因驱动锥8与锥套10组合加工，驱动锥8 与机床主轴同心，驱动锥8与行星架47配合，行星架47通过o型布置的轴承18与内齿圈19配合，内齿圈19与箱体24配合并固定在箱体24上，保证了机床主轴与箱体24同心；另外，延长头主轴30通过第一双列圆柱滚子轴承26、第二双列圆柱滚子轴承42、双向角接触球轴承33与箱体同心，从而确保延长头主轴30与机床主轴同心。
18.所述的行星增速机构包括行星架47、轴承18、内齿圈19、行星轮21、滚针轴承22和太阳轮44，所述的行星增速机构通过内齿圈19安装于箱体24 上，所述的行星增速机构内的齿轮轴承采用油脂润滑，行星增速机构通过内部结构完成延长头主轴30转速的提高。星架47通过固定在内齿圈19上的两套轴承18支撑，轴承18采用o型布置，保证了支撑跨距，轴承18端面采用迷宫密封防止灰尘进入；三套行星轮21通过销轴51和滚针轴承22平均分配在行星架47上，销轴51与行星架47小过盈配合，驱动锥8带动行星架47 旋转传递动力，行星架47旋转带动行星架47上的行星轮21旋转，行星轮21 的动力传于太阳轮44，太阳轮44的转速提高，行星轮21上下端面分别安装第一自润滑调整垫20和第二自润滑调整垫23，第一自润滑调整垫20和第二自润滑调整垫23与行星轮21之间设计合适的接触面，并且自润滑调整垫与行星轮21端面之间留有合适的间隙，即保证因摩擦产生的热量最少，又保证行星轮21运行平稳可靠；所述行星增速机构的输入端为行星架47，输出端为太阳轮44，太阳轮44通过矩形花键内径定心与延长头主轴30配合，矩形花键传递动力，在有限的空间内完成了延长头主轴30转速的提高；
19.所述松夹刀机构包括撑杆1、第一调整垫2、打刀杆3、螺母5、导向螺钉6、第一弹簧7、碟簧39、垫圈38、第三调整垫37、拉杆35和拉爪25。所述的第一弹簧7安装于打刀杆3内，所述拉杆35的上端伸入驱动锥8的内孔内，第一弹簧7的顶端与撑杆1相抵，第一弹簧7的底端与打刀杆3相抵，撑杆1在第一弹簧7的作用下通过螺母5和导向螺钉6保持在打刀杆3内，打刀杆3与驱动锥8的内孔间隙配合；所述的碟簧39安装在所述的拉杆35 的外侧，碟簧39上下两端安装有碟簧用垫圈38，所述的拉爪25与延长头主轴30之间安装有用于调整拉爪25上下位置的第三调整垫37。放松刀具时，机床主轴内的拉爪上的打刀力通过撑杆1、第一调整垫2和打刀杆3压缩碟簧 39，拉爪25张开，实现松刀，打刀量的大小通过调整第一调整2的厚度实现；刀具夹紧时，机床主轴内的拉爪的打刀力撤销，碟簧39拉紧拉爪25，拉爪 25的闭合程度通过调整第三调整垫37实现。
20.所述的主轴单元包括延长头主轴30、压盘46、螺钉45、太阳轮44、第三锁紧螺母43、第二双列圆柱滚子轴承42、圆环41、对称半环40、第二锁紧螺母36、长隔套34、双向角接触球
轴承33、内隔套32、外隔套31、第一双列圆柱滚子轴承26、第二调整垫27、法兰盘28和挡水盘29。所述的太阳轮44通过压盘46和螺钉45固定在延长头主轴30末端，太阳轮44通过矩形花键内径定心实现与延长头主轴30的同心；所述的延长头主轴30通过第二双列圆柱滚子轴承42、双向角接触球轴承33和第一双列圆柱滚子轴承26支撑在箱体24上，轴承采用油脂润滑；所述的第二双列圆柱滚子轴承42内圈通过圆环41、对称半环40和第三锁紧螺母43预紧，第二双列圆柱滚子轴承 42外圈通过长隔套34压紧；所述的第一双列圆柱滚子轴承26内圈和双向角接触球轴承33通过第二调整垫27和第二锁紧螺母36预紧，第一双列圆柱滚子轴承26和双向角接触球轴承33通过内隔套32和外隔套31隔开；
21.所述防尘盘13的下边沿设置有下凸的防水檐，防水檐可使流向防尘盘13 的液体无法倒流，所述箱体24上加工有防水槽，防水檐直径大于箱体24上加工的防水槽较小直径；所述驱动锥8与防尘盘13之间设有第一o型密封圈 12，防止液体沿驱动锥8与防尘盘13之间的缝隙流入行星增速机构，内齿圈 19与箱体24之间安装有第二o型密封圈15和第三o型密封圈48；在防水槽的垂直方向加工竖直泄水孔14，竖直泄水孔14与水平泄水孔17相连通；所述防尘盘13、防水槽、第一o型密封圈12及泄水孔构成的整体防水设计可以防止机床主轴使用不慎漏出的液体进入行星增速机构，保证液体进入防水槽的空间内，防水槽空间的液体流向竖直泄水孔14，经竖直泄水孔14进入水平泄水孔17，液体顺利流到箱体24外。
22.所述连接体50为倒40
°
锥面结构，附件夹紧时，该锥面承受夹紧力，下鼠牙盘4与安装在滑枕上的上鼠牙盘定位夹紧，下鼠牙盘4与连接体50配合，连接体50与箱体24通过螺钉连接、圆柱销灌胶定位；连接体50顶部安装有用于引入冷却液的快插接头49，冷却液通过快插接头49进入连接体50，由连接体50进入箱体24、再进入内齿圈19的螺旋循环槽，自螺旋循环槽进入箱体24，并经箱体24下端的喷嘴52处喷至刀具，实现延长头刀具的冷却功能，并带走了行星增速机构产生的热量，冷却液冷却刀具后回收循环利用。挡水盘29、第二调整垫27和法兰盘28组成迷宫密封，迷宫密封各件之间留有0.05
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0.1mm的间隙，防止冷却水及杂质进入轴承，采用该密封方式，冷却液不会进入延长头主轴30内部，防止了因切削液泄露影响轴承的润滑。所述箱体24圆周表面设计沟槽，增大散热面积，确保行星增速机构产生的热量通过较大的散热面积带走。
23.本实用新型延长头内部有限空间内设计行星增速机构，行星增速机构与松夹刀机构、主轴单元等联接紧凑，行星增速机构输入端通过驱动锥8与机床主轴联接，行星增速机构输出端与延长头主轴30联接，延长头通过行星增速机构后转速显著提高。机床主轴和延长头主轴30之间的加工误差和装配误差，可以通过行星增速机构中的内齿圈19、行星轮21和太阳轮44之间的齿侧间隙来承担并消除；此外，采用行星增速机构的方式，齿轮接触面积大，传递扭矩大，传动结构紧凑，可在有限的空间内完成增速的目的。
24.本实用新型的行星增速延长数控铣头，可以在4000rpm下高转速加工，最大扭矩可达1200nm。本实用新型的行星增速延长头，通过行星增速机构传递机床主轴扭矩到延长头主轴30上，该延长头通过碟簧39拉紧拉爪25，从而实现刀具夹紧；通过机床主轴内的拉爪上的打刀力压缩碟黄，使拉爪25张开，实现松刀。在保证所需拉刀力的情况下，尽可能减小碟簧的总高度以缩短延长头高度。
25.本实用新型增速延长头通过机床上的附件松夹机构夹紧、放松该延长头，并通过滑枕上的上鼠牙盘和下鼠牙盘4啮合进行精确定位，实现自动夹紧、自动放松。该延长头通
过驱动锥8、行星增速机构的行星架47、行星轮21和太阳轮44传递机床主轴扭矩到延长头主轴30上，可以通过调整齿轮模数、齿数和轴承大小获得满足要求的转速和扭矩。
26.本实用新型结构紧凑，在有限的空间内完成了转速的提高，在内齿圈19 外侧加工螺旋循环槽用于通冷却液，同时箱体24圆周上加工的沟槽带增大了散热面积，带走了行星增速机构产生的热量，极大的减小了延长头的变形，保证了延长头的精度。
27.本实用新型行星增速机构采用o型布置的轴承18，保证了支撑跨距，三个行星轮21平均分配在行星架47上，驱动锥8带动行星架47旋转传递动力，行星架47旋转带动行星轮21旋转，行星轮21既绕主轴中心公转又绕本身轴线自转，行星轮21通过销轴51和滚针轴承22连接在行星架47上，行星轮 21上下端面安装自润滑调整垫，调整垫与行星轮21端面之间留有合适的间隙；行星轮21通过固定在箱体24上的内齿圈19传递动力于太阳轮，太阳轮44 安装于延长头主轴30上，从而带动延长头主轴30旋转。
28.本实用新型上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本实用新型范围内或等同本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包围。