桥式五轴龙门加工中心的自动换头机构的制作方法

本发明属于数控加工中心技术领域，具体涉及一种桥式五轴龙门加工中心的自动换头机构。

背景技术：

桥式五轴龙门移动镗铣加工中心具有加工范围大、切削力大等特点。适合大型零件的加工，随着零件加工工艺的发展，此机床也由单一面的加工能力向五面加工能力发展，发展至今更具有五轴加工能力，而这一切很大程度取决于机床配备各种功能铣头的性能和加工能力，根据需要合理配备功能铣头使机床更加经济、实用、加工范围得到更大的扩展。但是现在各种功能铣头在更换时需要操作员手动进行螺栓紧固，为了保证铣头的安装精度，需要交替拧紧螺栓，因此换头效率较低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种桥式五轴龙门加工中心的自动换头机构，可实现多功能铣头快速拉紧和松开，提高了换头效率，减轻劳动强度。

本发明桥式五轴龙门加工中心的自动换头机构，包括铣头、内置于桥式五轴龙门加工中心的滑枕中的c轴主轴、拉缸、拉爪和两个拉环一和两个拉环二，拉缸安装在c轴主轴端部，拉缸的内孔外端设置有一锥面，铣头上设置有分别安装拉环一和拉环二的拉环固定孔一和拉环固定孔二，拉环一和拉环二的外周有一锥面，拉环一和拉环二的内部设有与拉爪配合实现拉紧和松开的卡槽，拉环二的锥面与拉缸的锥面间隙配合，拉环固定孔二与拉环二过渡配合，拉环一的锥面与拉缸的锥面过渡配合，拉环固定孔一与拉环一间隙配合，在拉环固定孔一的侧边开有注胶孔。

所述拉缸与c轴主轴之间设置有垫片，拉缸通过螺钉安装在所述c轴主轴上。通过测量并配磨垫片的厚度来实现四个拉缸和拉环限位面的共面，保证铣头的拉紧精度。

所述拉环一和拉环二通过螺钉安装在铣头上。

所述拉环二的锥面与拉缸的锥面为0.02—0.03mm的间隙配合，拉环固定孔一与拉环一的间隙配合范围为0.2—0.3mm。

所述铣头放置在功能铣头库内，所述功能铣头库设置有不少于一个，且设置在五轴龙门加工中心的工作台上。

所述工作台上安装有隔墙，隔墙将桥式五轴龙门加工中心分成两个区域，分别为加工区域和换头区域，所述功能铣头库设置在换头区域的工作台上。

所述隔墙中间安装有气动门。可控制气动门开关实现桥式五轴龙门加工中心的滑枕在两个区域间移动。

所述拉爪安装在拉缸内，拉爪外端套有爪瓣，爪瓣外端设置有锁紧斜面，爪瓣外壁上固定有安装垫片，安装垫片的外圈右侧贴在拉缸的阶梯内孔处，左侧利用弹性挡圈进行锁紧，所述卡槽为阶梯式，且卡槽口的直径小于卡槽底，卡槽的阶梯连接处设置有连接斜面，斜面与爪瓣外端的锁紧斜面配合。

可以通过以下方法完成铣头精度调试更换：

第一步：松开立式铣头与拉环一的固定螺钉，将滑枕开至换头区域立式铣头的上方，将c轴主轴上的拉缸与立式铣头上的拉环一和拉环二对准；

第二步，控制电磁阀给第一油孔通油，拉缸拉紧拉环一和拉环二，此时立式铣头固定在滑枕上，移动滑枕将立式铣头从功能铣头库中取出；

第三步，在立式铣头上固定标准检棒，旋转c轴主轴，用千分表找正立式铣头与c轴主轴的同轴度；

第四步，通过注胶孔注入定位胶，待定位胶凝固后，将滑枕开至功能头库中，控制电磁阀给第二油孔通油，此时拉缸与拉环一和拉环二松开；锁紧立式铣头与拉环一的固定螺钉。

通过上述步骤，确定了拉环一的精确位置。机床正常工作时，抓取立式铣头，即保证的立式铣头与c轴主轴的同轴。同样的方法，确定其他功能铣头的拉环一位置。通过以上技术方案实现了不同功能铣头自动抓取后精度的保证。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

通过液压控制拉缸与拉环的拉紧和放松，实现了功能铣头的自动抓取和更换；并且通过拉环一和拉环二与拉缸的不同配合，结合拉环一和拉环二与拉环固定孔一和拉环固定孔二的不同配合，并且配合注胶孔，确定了拉环的精确位置，保证的立式铣头与c轴主轴的同轴。

附图说明

图1为本发明的使用结构示意图；

图2为功能铣头库安装位置的结构示意图；

图3为铣头立体的结构示意图；

图4为铣头的俯视结构示意图；

图5为铣头安装后的结构示意图；

图6为图5中a处的放大结构示意图；

图中：1、桥式五轴龙门加工中心，2、铣头，3、功能铣头库，4、隔墙，5、工作台，6、拉环一，7、拉环二，8、拉环固定孔一，9、拉环固定孔二，10、注胶孔，11、拉爪，12、拉缸，13、滑枕，14、c轴主轴，15、弹性挡圈，16、安装垫片，17、爪瓣，18、垫片，19、卡槽。

具体实施方式

下面对照附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1至图6所示的桥式五轴龙门加工中心的自动换头机构，包括铣头2、内置于桥式五轴龙门加工中心1的滑枕13中的c轴主轴14、拉缸12、拉爪11和两个拉环一6和两个拉环二7，拉缸12安装在c轴主轴14端部，拉缸12的内孔外端设置有一锥面，铣头2上设置有分别安装拉环一6和拉环二7的拉环固定孔一8和拉环固定孔二9，拉环一6和拉环二7的外周有一锥面，拉环一6和拉环二7的内部设有与拉爪11配合实现拉紧和松开的卡槽19，拉环二7的锥面与拉缸12的锥面间隙配合，拉环固定孔二9与拉环二7过渡配合，拉环一6的锥面与拉缸12的锥面过渡配合，拉环固定孔一8与拉环一6间隙配合，在拉环固定孔一8的侧边开有注胶孔10。

所述拉缸12与c轴主轴14之间设置有垫片18，拉缸12通过螺钉安装在所述c轴主轴14上。

所述拉环一6和拉环二7通过螺钉安装在铣头2上。所述安装拉环一6的螺钉可以为双向螺钉。

所述拉环二7的锥面与拉缸12的锥面为0.02—0.03mm的间隙配合，拉环固定孔一8与拉环一6的间隙配合范围为0.2—0.3mm。

所述铣头2放置在功能铣头库3内，所述功能铣头库3设置有不少于一个，且设置在桥式五轴龙门加工中心1的工作台5上。

所述工作台5上安装有隔墙4，隔墙4将桥式五轴龙门加工中心1分成两个区域，分别为加工区域和换头区域，所述功能铣头库3设置在换头区域的工作台5上。

所述隔墙4中间安装有气动门。

所述拉爪11安装在拉缸12内，拉爪11外端套有爪瓣17，爪瓣17外端设置有锁紧斜面，爪瓣17外壁上固定有安装垫片16，安装垫片16的外圈右侧贴在拉缸12的阶梯内孔处，左侧利用弹性挡圈15进行锁紧，所述卡槽19为阶梯式，且卡槽19口的直径小于卡槽19底，卡槽19的阶梯连接处设置有连接斜面，斜面与爪瓣17外端的锁紧斜面配合。

拉缸12上设有第一腔和第二腔，拉缸12的缸体上设有分别与所述第一腔和第二腔相通的第一油孔和第二油孔，c轴主轴14上设有至少两个内部油孔，拉缸12的缸体上的第一油孔和第二油孔分别与c轴主轴14的内部油孔相通。并且通过电磁阀控制油路供给。

所述拉缸12的缸体上位于所述第一油孔和第二油孔的四周与c轴主轴14用密封圈密封连接。

桥式五轴龙门加工中心1通过抓取的立式铣头,可实现立式切削，也可抓取直角铣头实现卧式切削，抓取叉式铣头实现五轴联动加工。如图1中的铣头2为立式铣头。

精度调试更换铣头立式铣头方法：

第一步：松开立式铣头与拉环一6的固定螺钉(这时拉环二7上的螺钉为锁紧的)，将滑枕13开至换头区域立式铣头的上方，将c轴主轴14上的拉缸12与立式铣头上的拉环一6和拉环二7对准；

第二步，控制电磁阀给第一油孔通油，拉缸12拉紧拉环一6和拉环二7，此时立式铣头固定在滑枕13上，移动滑枕13将立式铣头从功能铣头库3中取出；

第三步，在立式铣头上固定标准检棒，旋转c轴主轴14，用千分表找正立式铣头2与c轴主轴14的同轴度；

第四步，通过注胶孔10注入定位胶，待定位胶凝固后，将滑枕13开至功能头库3中，控制电磁阀给第二油孔通油，此时拉缸12与拉环一6和拉环二7松开；锁紧立式铣头与拉环一6的固定螺钉。

通过上述步骤，确定了拉环一6的精确位置。机床正常工作时，抓取立式铣头，即保证的立式铣头与c轴主轴14的同轴。同样的方法，确定其他功能铣头的拉环一6位置。通过以上技术方案实现了不同功能铣头自动抓取后精度的保证。