分体式立卧两用数控摆动铣头的制作方法

本发明属于数控机床设计、制造领域，设计一种分体式立卧两用数控摆动铣头结构，具有标准化、模块化特点，有效降低制造成本。

背景技术：

普通数控铣床由于仅有三个自由度，所以无法加工复杂零件曲面以及不易翻转大型工件，生产效率和加工精度相对比较低、加工质量不稳定，且工序不够集中。

目前国内摆头式四轴数控铣床，多为一体式悬臂结构，主轴回转中心线与摆头旋转中心线夹角成90°，这种机床通常不能实现卧式加工中心的功用。对于一些箱体零件加工而言，常常既需要立式加工中心加工顶面，又要卧式加工中心加工周向的几个侧面，对于客户而言，往往需要同时采购两种机床（立式加工中心及卧式加工中心）才能加工这样的箱体零件。

另外所加工的箱体零件从立式加工中心（或卧式加工中心）上卸下，再重新安装在卧式加工中心（或立式加工中心）上，大大的降低了加工效率及加工精度。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对上述问题和缺陷，设计一种分体式立卧两用摆动铣头，它的结构简单、装配方便且便于标准化管理。

本发明中所涉及的分体式立卧两用摆动铣头包含：摆动头接口部件，摆动头本体，电主轴接口部件及电主轴。摆动头接口部件起到连接摆动头本体与立柱的功能；摆头本体由直驱电机驱动，带动其前端的电主轴接口部件摆动，另外摆动头本体内设有轴向制动装置及编码器装置，可以根据要求制动及反馈主轴的摆动位置；电主轴接口部件内部装有电主轴。摆动头接口部件与摆动头本体的连接面与立柱连接面成45°角度，电主轴接口部件与摆动头本体动的连接面与电主轴的轴线成45°角度，当摆动头本体转动角度为0°时，电主轴的轴线与立柱连接面平行，此时机床可作为立式铣床使用；当摆动头本体转动角度为180°时，电主轴的轴线与立柱垂直，此时机床可作为卧式铣床使用。

本发明的基本设计思想是：将普通三轴数控立式铣床安装上所设计的分体式立卧两用摆动铣头，使之变为摆动头式的四轴联动数控立卧两用铣床。摆动头本体由直驱电机直接驱动，没有中间传动部分；为了测量转动角度，在摆动头本体内部安装编码器；为了保证加工时定位要求，摆动头本体内部设有轴向制动系统；为了满足在热胀冷缩时工作游隙的变化，采用一端固定一端支撑方式；摆动铣头设计成分体式结构，连接立柱和摆动头本体的部分称为摆头接口部件，摆动头本体和摆头接口部件之间通过螺栓连接，并通过楔形压块将摆动头本体压紧到摆头接口部件的基准面上；摆头接口部件与立柱连接的表面，分为硬轨和线轨两种形式，可以根据导轨的不同形式设计摆头接口部件；摆动头本体的前端安装电主轴接口部件，电主轴安装在电主轴接口部件中；摆动头接口部件与摆动头本体的连接面与其上的立柱连接面成45°角度，电主轴接口部件与摆动头本体动连接面与电主轴的轴线成45°角度；摆动头本体可以在0°到180°之间转动至任意位置；当摆动头本体转动角度为0°时，电主轴的轴线与立柱平行，此时机床可作为立式铣床使用；当摆动头本体转动角度为180°时，电主轴的轴线与立柱垂直，此时机床可作为卧式铣床使用。

由于本发明中的摆动头采用模块化分体结构设计，增加装配的灵活性。对于不同的立式铣床，若采用本发明中的摆头结构，不需要重新设计、制造摆动头本体部件，电主轴接口部件及电主轴，只需要更换摆头接口部件即可；当机床需要更换功率更大的电主轴时，只需要更换电主轴接口部件即可完成更换工作，大大降低了机床的制造成本，提高了生产率。

附图说明

图1为摆动头本体转动角度为0°时，整体摆动铣头的三维图；

图2为摆动头本体转动角度为180°时，整体摆动铣头的三维图；

图3、图4为摆头接口部件的三维图；

图5为电主轴接口部件的三维图。

图中件号说明：

1.摆动头本体，2.主轴箱接口部件，3.电主轴，4.楔形压块，5.电主轴接口部件，6固定螺栓，7.压板8.摆头接口部件侧面基准,9.摆头接口部件的底部基准,10.摆动头本体连接面,11.立柱导轨连接面，12.电主轴接口部件连接面,13.电主轴轴线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方案进行详细描述说明：

一种分体式立卧两用数控摆动铣头，其特征在于包括：摆动头本体1、摆头接口部件2、电主轴接口部件5和电主轴3；摆动头本体1由直驱电机直接驱动，没有中间传动部分；为了测量摆动头转动角度，在摆动头本体内部安装编码器；为了保证加工时定位要求，摆动头本体内部设有轴向制动系统；为了满足在热胀冷缩时工作游隙的变化，采用一端固定一端支撑方式；摆头接口部件2的前端安装摆动头本体1，左右方向通过楔形压块4将摆动头本体1压紧到摆头接口部件2的侧面定位基准8上，上下方向通过摆头接口部件2的底面基准9定位，然后将摆动头本体1通过固定螺栓6连接到摆头接口部件2上的摆动头本体连接面10上；摆头接口部件2通过其后端的立柱导轨连接面11与立柱导轨连接，根据不同立柱导轨形式，摆头接口部件采用相应的连接方式与之连接；摆动头本体连接面10位于摆头接口部件前端，用于连接摆动头本体，立柱导轨连接面11位于摆头接口部件后端，用于连接立柱导轨，摆动头本体连接面10与立柱导轨连接面11之间夹角为45°；电主轴接口部件5通过电主轴接口部件连接面12与摆动头本体1利用螺栓连接在一起，电主轴接口部件5前端安装电主轴3，电主轴3通过下侧定位面将其安装在电主轴接口部件5上；电主轴接口部件连接面12与电主轴轴线13之间夹角为45°；摆动头本体可以在0°到180°之间转动至任意位置；当摆动头本体转动角为0°时，电主轴轴线13与立柱导轨连接面11平行，此时机床作为立式铣床使用，当摆动头本体转动角为180°时，电主轴轴线13与立柱导轨连接面11垂直，此时机床作为卧式铣床使用。

本发明提高了普通数控铣床的加工范围，提高了零件加工效率。

技术特征：

技术总结
一种分体式立卧两用数控铣头，属于数控机床设计、制造领域。包括：摆动头接口部件，摆动头本体，电主轴接口部件及电主轴。摆头本体由直驱电机驱动，带动其前端的电主轴接口部件摆动，另外摆动头本体内设有轴向制动装置及编码器装置，根据要求制动及反馈主轴的摆动位置；电主轴接口部件内部装有电主轴；摆动头接口部件与摆动头本体的连接面与立柱连接面成45°，电主轴接口部件与摆动头本体动连接面与电主轴的轴线成45°；当摆动头本体转动角度为0°时，电主轴的轴线与立柱连接面平行，机床作为立式铣床使用；当摆动头本体转动角度为180°时，电主轴的轴线与立柱连接面垂直，机床作为卧式铣床使用。本发明具有标准化、模块化特点，有效节约制造成本。

技术研发人员：刘江;方鹏程;王树凤
受保护的技术使用者：北京科技大学;扬州力创机床有限公司
技术研发日：2017.11.18
技术公布日：2018.05.01