专利名称：开式整体叶盘快速换刀装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种快速换刀装置，特别涉及一种开式整体叶盘快速换刀装置。
背景技术：
参照图4，文献“授权公告号CN202106080U的中国实用新型专利”公开了一种更换铣刀盘的装置，该装置包括铣刀轴1、铣刀3，铣刀3装入定位套5和浮动套6的中间穿入铣刀轴1，铣刀轴I的外锥面与定位套5上的内锥孔配合用锁紧螺母2锁紧，铣刀轴I的另一端面用精密螺母4旋紧并通过浮动套6压紧铣刀3。此项装置铣刀与铣刀轴联接不能承受大扭矩铣削，上下端采用锁紧螺母和精密螺母，轴向锁紧力不够，而且换刀平均时间长约8min/ 次。开式整体叶盘是现代航空发动机的重要组成部分，已在现代航空发动机的生产和制造中取得较为广泛应用。与传统的叶片和轮毂装配叶盘结构相比，整体叶盘省去了连接的榫头和榫槽，简化了航空发动机结构，具有提高推重比、改善气动性能、延长转子使用寿命和提闻可罪性等优点。为了提高开式整体叶盘的加工效率，采用盘铣+插铣+侧铣的复合加工工艺，可去除毛坯90 %的加工余量。而在90 %的加工余量中，盘铣加工约可去除60 % -80 %的加工余量，其余的20% -40%由插铣进行。由此可见，盘铣的加工性能对整体叶盘的加工效率起着至关重要的作用。由于开式整体叶盘的毛坯多为钛合金、高温合金材料，硬度较高，属于难加工材料。典型钛合金的金属去除率仅为大多数普通钢或不锈钢的25%左右。因此，对加工刀具提出了更高的要求。切削刀具制造商通过增加基体密度、设计特殊的刀具形状、采用精确的切削刃研磨技术以及开发新的涂层技术以控制刀具界面产生的切削热等办法，大大提高了刀具的性能。虽然相比以前钛合金的铣削刀具性能已经有了很大地提高，但在铣削加工中，钛合金的一个重要特性就是热传导性极差。由于钛合金的高强度和低热传导率，加工时会产生极高的切削热，如果不加控制可达到1200° C。热量不是随着切削排出或是被工件吸收，而是聚集在切削刃上，如此高的热量将会大大缩短刀具寿命，为保证加工产品的质量和精度，必须在加工过程中频繁换刀，如此高频率的换刀动作势必降低整体叶盘的加工效率。因此研究一种操作简便、省时省力的盘铣动力快速换刀机构，对提高整体叶盘加工效率，推动我国航空航天工业的发展具有重要意义。
发明内容
为了克服现有的更换铣刀盘装置轴向锁紧力差的不足，本发明提供一种开式整体叶盘快速换刀装置。该装置在铣刀轴的上端设计拉钉，在铣刀轴的下端设计锁紧螺母，铣刀与铣刀轴通过两个平键联接，达到承受大扭矩铣削的目的。通过拉钉拉紧和采用锁紧螺母调整轴套的间隙，以及套环和凸块的轴向定位，可以提高轴向锁紧铣刀轴的锁紧力。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种开式整体叶盘快速换刀装置，包括铣刀轴22和铣刀23，其特点是还包括拉钉7、铣刀齿轮轴8和锁紧螺母21。所述拉钉7位于装置的上端，所述锁紧螺母21位于装置的下端。所述铣刀23与铣刀轴22通过两个平键14连接。铣刀轴22的锥面与铣刀齿轮轴8的锥孔配合，拉钉7沿铣刀齿轮轴8内的拉钉孔穿过铣刀齿轮轴8与铣刀轴22螺纹连接，紧固铣刀齿轮轴8和铣刀轴22。第一轴套10、第二轴套11从上到下依次套在铣刀齿轮轴8上，轴承12安装在齿轮铣刀轴8上，用来增加铣刀齿轮轴8的刚度。铣刀轴22的下部依次安装套环15、第三轴套17、第四轴套18、第五轴套19、第六轴套20。锁紧螺母21与铣刀轴22通过螺纹连接。凸块13和套环15对铣刀23进行轴向定位，轴瓦16安装在箱体9下半部分，与第三轴套17接触，第三轴套17与铣刀轴22通过两个平键连接。所述拉钉7的型号是M24。所述统刀23直径是1 BOmm 600mm。本发明相比现有技术的有益效果是由于该装置在铣刀轴的上端设计拉钉，在铣刀轴的下端设计锁紧螺母，铣刀与铣刀轴通过两个平键联接，达到承受大扭矩铣削的目的。通过拉钉拉紧和采用锁紧螺母调整轴套的间隙，以及套环和凸块的轴向定位，提高了轴向锁紧铣刀轴的锁紧力。而且换刀平均时间由背景技术的Smin/次提高到3min/次，提高了约2倍。下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
图1是本发明开式整体叶盘快速换刀装置动力传递路线示意图。图2是本发明开式整体叶盘快速换刀装置的结构示意图。图3是本发明开式整体叶盘快速换刀装置换刀顺序示意图。图中，1-变频电机；2_减速器；3_第一齿轮轴；4_第二齿轮轴；5_第二齿轮轴；6_第四齿轮轴；7-拉钉；8_铣刀齿轮轴；9-箱体；10_第一轴套；11_第二轴套；12_轴承；13-凸块；14_平键；15_套环；16_轴瓦；17-第三轴套；18-第四轴套；19-第五轴套；20_第六轴套；21_锁紧螺母；22_铣刀轴；23_铣刀。图4是背景技术一种更换铣刀盘的装置的结构示意图。图中，1-铣刀轴；2_锁紧螺母；3_铣刀；4_精密螺母；5_定位套；6_浮动套。
具体实施例方式参照图1 3，本发明开式整体叶盘快速换刀装置包括铣刀轴22和铣刀23，所述铣刀23与铣刀轴22通过两个平键14连接。铣刀轴22的锥面与铣刀齿轮轴8的锥孔配合，拉钉7沿铣刀齿轮轴8内的拉钉孔穿过铣刀齿轮轴8，并通过拉钉7下部的外螺纹与铣刀轴22上内螺纹连接，紧固铣刀齿轮轴8和铣刀轴22。第一轴套10、第二轴套11从上到下依次套在铣刀齿轮轴8上，轴承12安装在齿轮铣刀轴8上。铣刀轴22的下部依次安装套环15、第三轴套17、第四轴套18、第五轴套19、第六轴套20。锁紧螺母21与铣刀轴22的下端通过螺纹连接紧固。所有零部件安装在箱体9内，由变频电机I传递过来的力经由减速器2，通过齿轮运动，依次传递给第一齿轮轴3、第二齿轮轴4、第三齿轮轴5、第四齿轮轴6，最终传递给铣刀齿轮轴8，铣刀齿轮轴8带动铣刀轴22，铣刀23在铣刀轴22的带动下，实现切削，最终完成动力传递。铣刀齿轮轴8与铣刀轴22依靠锥面进行连接定位，并采用M24的拉钉7，安装在铣刀齿轮轴8内，通过拉紧拉钉7调整第一轴套10、第二轴套11之间的间隙，实现铣刀齿轮轴8和铣刀轴22的轴向紧固，采用轴承12增加铣刀齿轮轴8的刚度。铣刀轴22与铣刀23采用两个平键14连接，以承受大扭矩、高抗力的切削。采用凸块13和套环15对铣刀23进行轴向定位，轴瓦16安装在箱体8下半部分，与第三轴套17接触，第三轴套17与铣刀轴22通过两个平键连接。铣刀轴22最下端安装有锁紧螺母21，通过调节锁紧螺母改变轴套18、19和20的状态从而在轴线方向锁紧铣刀轴22。铣刀23直径范围为160mm 600mm，通过平键14与铣刀轴22连接。换刀时，松开锁紧螺母21和拉钉7，将铣刀轴22沿轴线方向外抽，到可卸除铣刀位置即可，更换新的铣刀，重新将铣刀轴22推入，依靠锥面定位，拉紧拉钉7，紧固锁紧螺母21，完成换刀过程。
权利要求
1.一种开式整体叶盘快速换刀装置，包括铣刀轴(22)和铣刀(23)，其特征在于还包括拉钉(7)、铣刀齿轮轴(8)和锁紧螺母(21);所述拉钉(7)位于装置的上端，所述锁紧螺母(21)位于装置的下端；所述铣刀(23)与铣刀轴(22)通过两个平键(14)连接；铣刀轴(22)的锥面与铣刀齿轮轴(8)的锥孔配合，拉钉(7)沿铣刀齿轮轴(8)内的拉钉孔穿过铣刀齿轮轴(8 )与铣刀轴(22 )螺纹连接，紧固铣刀齿轮轴(8 )和铣刀轴(22 );第一轴套(10 )、第二轴套(11)从上到下依次套在铣刀齿轮轴(8)上，轴承(12)安装在齿轮铣刀轴(8)上，用来增加铣刀齿轮轴(8)的刚度；铣刀轴(22)的下部依次安装套环(15)、第三轴套(17)、第四轴套(18)、第五轴套(19)、第六轴套(20);锁紧螺母(21)与铣刀轴(22)通过螺纹连接；凸块(13)和套环(15)对铣刀(23)进行轴向定位，轴瓦(16)安装在箱体(9)下半部分，与第三轴套(17)接触，第三轴套(17)与铣刀轴(22)通过两个平键连接。
2.根据权利要求1所述的开式整体叶盘快速换刀装置，其特征在于所述拉钉(7)的型号是M24。
3.根据权利要求1所述的开式整体叶盘快速换刀装置，其特征在于所述铣刀(23)直径是 160_ 600mm。
全文摘要
本发明公开了一种开式整体叶盘快速换刀装置，用于解决现有的更换铣刀盘装置轴向锁紧力差的技术问题。技术方案是所述铣刀(23)与铣刀轴(22)通过两个平键(14)连接；铣刀轴(22)的锥面与铣刀齿轮轴(8)的锥孔配合，拉钉(7)沿铣刀齿轮轴(8)内的拉钉孔穿过铣刀齿轮轴(8)与铣刀轴(22)螺纹连接；锁紧螺母(21)与铣刀轴(22)通过螺纹连接；凸块(13)和套环(15)对铣刀(23)进行轴向定位。由于铣刀与铣刀轴通过两个平键联接，达到承受大扭矩铣削的目的。通过拉钉拉紧和采用锁紧螺母调整轴套的间隙，以及套环和凸块的轴向定位，提高了轴向锁紧铣刀轴的锁紧力。而且换刀平均时间由背景技术的8min/次提高到3min/次，提高了约2倍。
文档编号B23Q3/155GK103056699SQ201310003910
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月6日 优先权日2013年1月6日
发明者宁耀耀, 辛红敏, 李志山, 宁立群, 张晓扬 申请人:西北工业大学