本发明涉及一种自动化机床配件，尤其是涉及一种结构小巧的高速自动直角头。
背景技术：
自动直角头是一种使用最多同时也是市场份额最大的自动化机床配件产品。国内外的自动直角头种类繁多，近年来可实现高速切削的小型自动直角头已是发展趋势，要求自动直角头尺寸减小的同时，仍保持高的转速和完整的功能。但现有的自动直角头往往满足不了要求。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种结构小巧的高速自动直角头。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种结构小巧的高速自动直角头，包括箱体、主轴和设置在箱体和主轴之间的传动机构，所述的箱体由上箱体和下箱体组成，所述的上箱体上设置有多个拉钉，所述的上箱体通过所述的多个拉钉与拉头油缸相连；从所述的主轴的后端到所述的主轴的前端依次设有第一压盖、活塞、第二压盖、拉杆、拉爪固定块和拉爪，所述的第二压盖与所述的拉杆之间设有碟簧，所述的碟簧套设在所述的拉杆上；所述的传动机构包括第一齿轮传动机构、传动轴和第二齿轮传动机构，所述的第一齿轮传动机构设置在所述的传动轴的一端，所述的第二齿轮传动机构设置在所述的传动轴的另一端，且所述的第二齿轮传动机构与所述的主轴连接，所述的传动轴设置在传动轴轴承座上，所述的传动轴轴承座与所述的传动轴之间设置有背靠背的第一角接触球轴承；所述的传动轴的一端设置有刀柄，所述的刀柄上设置有主轴拉钉，所述的主轴拉钉与机床主轴相连，所述的传动轴的另一端固设置有传动轴压盖；所述的上箱体套设在所述的传动轴轴承座的上端，所述的下箱体套设在所述的传动轴轴承座的下端。所述的第一齿轮传动机构包括同轴设置的内齿轮和外齿轮，所述的内齿轮套设在所述的外齿轮的外侧，且所述的内齿轮的内齿部与所述的外齿轮的外齿部之间设有纵向间距，所述的外齿轮与所述的传动轴渐开线花键连接；所述的第二齿轮传动机构包括相互啮合的第一螺旋伞齿轮和第二螺旋伞齿轮，所述的第一螺旋伞齿轮与所述的传动轴花键连接，所述的第二螺旋伞齿轮套设在所述的主轴上。内齿轮的内齿部与外齿轮的外齿部之间设有纵向间距，当主轴拉钉被机床主轴抓紧、拉头油缸处于中位功能时，可沿纵向下压拉钉，上箱体因自重而下移，内齿轮的内齿部与外齿轮的外齿部相啮合，外齿轮带动内齿轮转动，进而自动直角头 除上箱体以外的其他部分转动，实现了自动直角头C轴转位功能；外齿轮与传动轴渐开线花键连接，可以实现刀柄与第一螺旋伞齿轮的自动对中，提高传动精度。所述的第二螺旋伞齿轮靠近所述的主轴的后端，压缩了主轴前端到传动轴中心的距离，从而减小了自动直角头长度方向的尺寸，增加Y轴加工行程，使本发明自动直角头的尺寸进一步减小，空间利用率进一步提高，结构更紧凑。所述的刀柄与所述的外齿轮螺纹连接，所述的刀柄与所述的传动轴之间设置有弹簧。刀柄与外齿轮的螺纹连接方式，结构紧凑，稳定性好。所述的上箱体与所述的拉头油缸的滑枕接油盘连接，所述的上箱体与所述的滑枕接油盘连接处设有方形橡胶圈，以提高上箱体与滑枕接油盘之间的密封性，防止漏油。所述的主轴的后端安装在主轴后轴承座上，所述的主轴的前端安装在主轴前轴承座上，使工作时主轴的安全性和稳定性提高。所述的主轴后轴承座与所述的主轴之间设有背靠背的第二角接触球轴承，所述的主轴前轴承座与所述的主轴之间设有背靠背的第三角接触球轴承，使本发明自动直角头的结构更紧凑。所述的主轴的后端与所述的第二角接触球轴承之间设置有矩形弹簧。矩形弹簧占用的空间少，定位性好，使自动直角头的结构的紧凑性提高。所述的上箱体与所述的传动轴轴承座之间设置有第一冷却水路，所述的下箱体内设置有第二冷却水路，所述的第二冷却水路的端部连接有冷却水喷嘴；所述的传动轴轴承座和所述的下箱体之间设置有排液通道；所述的上箱体与所述的传动轴轴承座之间设置有第一液压打刀油路，所述的主轴与所述的主轴后轴承座之间设置有第二液压打刀油路，所述的第一液压打刀油路与所述的第二液压打刀油路相连通；所述的冷却水路、所述的第一液压打刀油路和所述的第二液压打刀油路均通过双向活塞封进行密封；所述的拉杆内设有供主轴中心吹气的第一气体通道，所述的传动轴轴承座和所述的主轴之间设有供主轴鼻端气封的第二气体通道，所述的第一气体通道和所述的第二气体通道相连通，所述的主轴的前端设有供主轴鼻端吹气的第三气体通道。上箱体与传动轴轴承座之间设置第一冷却水路和第一液压打刀油路，主轴与主轴后轴承座之间设置第二液压打刀油路，下箱体内设置第二冷却水路，第一液压打刀油路与第二液压打刀油路相连通，在有效利用空间的同时，使冷却水和液压打刀油能够从上箱体过渡到传动轴轴承座上；传动轴轴承座和下箱体之间设置排液通道，从而使用时漏入上箱体中的少量冷却水和液压油得以从排液通道中顺利排出，不会进到轴承中，也不会在下箱体中堆积，避免了使用和维修上的不便；拉杆内设有供主轴中心吹气的第一气体通道，传动轴 轴承座和主轴之间设有供主轴鼻端气封的第二气体通道，第一气体通道和第二气体通道相连通，相当于主轴中心吹气和主轴鼻端气封共用一个通路，压力小、无污染、密封性好，在不增加高度方向尺寸的同时，又可以保证中心吹气和气封功能；另外，传动轴轴承座和主轴之间设置供主轴鼻端气封的第二气体通道，替代了传统的迷宫密封装置，在进一步压缩主轴前端到传动轴中心的距离的同时，可防止铁屑和冷却水进入轴承，使空间利用率更高，结构更加紧凑。所述的上箱体与所述的传动轴轴承座之间设置有牙盘，所述的牙盘由相互咬合的上牙盘和下牙盘组成，所述的上牙盘与所述的滑枕接油盘定心连接，所述的下牙盘与所述的传动轴轴承座定心连接。通过上牙盘和下牙盘的咬合实现自动直角头传动轴和主轴的自动对中，提高了定位精度。与现有技术相比，本发明的优点在于：上箱体通过多个拉钉与拉头油缸相连，使得本发明自动直角头自身不带C轴松夹油缸，在简化结构的同时，减小了自动直角头高度方向的尺寸，增加了Z轴加工行程；除了对第一齿轮传动机构和第二齿轮传动机构起支撑作用的背靠背的第一角接触球轴承外，基本没有在自动直角头高度方向再增加额外尺寸，在减小高度方向尺寸的同时，有效利用了空间，结构紧凑。本发明自动直角头的转速可达4000rpm，满足模具加工要求。与常规尺寸的自动直角头相比，在Z轴加工行程方面优势明显。因此本发明自动直角头结构紧凑，转速高，使五面体机床的性价比更高。附图说明图1为实施例的结构示意图。具体实施方式以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。如图所示，一种结构小巧的高速自动直角头，包括箱体、主轴2和设置在箱体和主轴2之间的传动机构，箱体由上箱体11和下箱体12组成，上箱体11上设置有多个拉钉111和快换接头113，上箱体11通过多个拉钉111与拉头油缸的滑枕接油盘(图中未示出)相连，上箱体11与滑枕接油盘连接处设有方形橡胶圈112；从主轴2的后端到主轴2的前端依次设有第一压盖21、活塞22、第二压盖23、拉杆24、拉爪固定块25和拉爪26，第二压盖23与拉杆24之间设有碟簧27，碟簧27套设在拉杆24上，主轴2的后端安装在主轴后轴承座28上，主轴2的前端安装在主轴前轴承座29上；传动机构包括第一齿轮传动机构、传动轴33和第二齿轮传动机构，第一齿轮传动机构包括同轴设置的内齿轮311和外齿轮312，内齿轮311套设在外齿轮312的外侧，且内齿轮311的内齿部313与外齿轮312的外齿部314之间设有 纵向间距315，外齿轮312与传动轴33渐开线花键连接；第二齿轮传动机构包括相互啮合的第一螺旋伞齿轮321和第二螺旋伞齿轮322，第一螺旋伞齿轮321与传动轴33花键连接，第二螺旋伞齿轮322套设在主轴2上，且第二螺旋伞齿轮322靠近主轴2的后端；传动轴33设置在传动轴轴承座34上，传动轴轴承座34与传动轴33之间设置有背靠背的第一角接触球轴承35；主轴后轴承座28与主轴2之间设有背靠背的第二角接触球轴承36，主轴2的后端与第二角接触球轴承36之间设置有矩形弹簧37，主轴前轴承座29与主轴2之间设有背靠背的第三角接触球轴承38；传动轴33的一端设置有刀柄4，刀柄4上设置有主轴拉钉41，刀柄4与外齿轮312螺纹连接，刀柄4与传动轴33之间设置有弹簧42，主轴拉钉41与机床主轴(图中未示出)相连，传动轴33的另一端固设置有传动轴压盖39；上箱体11套设在传动轴轴承座34的上端，下箱体12套设在传动轴轴承座34的下端，上箱体11与传动轴轴承座34之间设置有第一冷却水路51，下箱体12内设置有第二冷却水路52，第二冷却水路52的端部连接有冷却水喷嘴53；上箱体11与传动轴轴承座34之间设置有牙盘6，牙盘6由相互咬合的上牙盘(图中未示出)和下牙盘62组成，上牙盘与滑枕接油盘定心连接，下牙盘62与传动轴轴承座34定心连接；上箱体11与传动轴轴承座34之间设置有第一液压打刀油路71，主轴2与主轴后轴承座28之间设置有第二液压打刀油路72，第一液压打刀油路71与第二液压打刀油路72相连通；第一冷却水路51、第一液压打刀油路71和第二液压打刀油路72均通过双向活塞封73进行密封；拉杆24内设有供主轴2中心吹气的第一气体通道81，传动轴轴承座34和主轴2之间设有供主轴2鼻端气封的第二气体通道82，第一气体通道81和第二气体通道82相连通，主轴2的前端设有供主轴2鼻端吹气的第三气体通道83。以上实施例中，主轴中心到上箱体的上表面距离约230mm，极大减小了自动直角头高度方向的尺寸，增加了Z轴加工行程；主轴的前端端面到传动轴中心的距离约162mm，主轴上安装使用38mm的短铣刀刀盘时，刀盘端面距离传动轴中心约200mm，不超过常用400方滑枕机床的滑枕尺寸范围，结构紧凑、小巧，极大减小了自动直角头长度方向的尺寸，增加Y轴加工行程。