一种角铣头快速拉刀装置的制作方法

本发明涉及一种角铣头快速拉刀装置，属于数控加工工艺与装备领域，主要用于镗铣床角度铣头刀具快速拉紧与拆卸。

背景技术：

航天壳段多为圆柱形、圆锥形和异形结构，壳段内型有窗口、爆炸螺栓盒、凸台、支架、网格和环槽等结构需要在镗铣床上使用角度铣头来进行内型铣削加工。

目前，镗铣床角度铣头拉刀采用人工拧紧螺栓方式，刀具安装时，锥形刀柄装入角铣头前端锥孔，人工在角铣头后端通过螺栓将刀柄后端与角铣头旋转部分固联。

采用螺栓拉刀方式，角铣头安装拆卸刀具效率较低，造成设备停机等待时间较长，拉刀过程自动化水平较低。螺栓拉刀拉紧效果依赖于操作者经验，拉紧力一致性差。拉紧力太小会导致在切削过程由于刀具松动造成产品加工质量问题；拉紧力太大会导致刀具拆卸困难，刀柄后端螺纹磨损或破损，刀柄使用寿命缩短。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题：为克服现有技术的不足，提供一种角铣头快速拉刀装置，实现对刀具的自动、快速拉紧与松开。

本发明的技术解决方案：

一种角铣头快速拉刀装置，包括刀具拉杆、旋转法兰、夹紧模块、拉钉、盖板和吹扫模块，刀具拉杆的一端与刀柄同轴固定连接，刀具拉杆的另一端与拉钉的一端同轴固定连接，拉钉的另一端与夹紧模块配合，刀柄与角铣头输出轴锥面配合，通过刀具拉杆和拉钉，可被夹紧模块固定拉紧；角铣头输出轴与角铣头外壳同轴转动连接；

旋转法兰为回转体结构，其一端与角铣头输出轴同轴固定连接，夹紧模块及盖板均固定于旋转法兰内部；

夹紧模块包括锁止单元和气动控制单元，通过气动控制单元控制锁止单元的夹紧与松开，进而控制对拉钉的夹紧与松开；

盖板中心位置设置有通气孔，通气孔的一端固定连接吹扫模块，另一端通过气嘴与气源对接，在盖板内部沿径向开有通气通道，通气通道一端与通气孔相通，另一端与夹紧模块气动控制单元的进气孔相通，通过气嘴、气源、吹扫模块、通气通道及夹紧模块之间的配合，实现对拉钉的夹紧与松开。

吹扫模块包括弹簧和钢球，初始状态，弹簧将钢球顶在通气孔一端，将通气通道密封，夹紧模块处于夹紧状态。

拉刀状态：将刀柄、刀具拉杆和拉钉依次同轴固定连接，将气源通过气嘴与通气孔对接，气嘴将钢球顶开，气体优先通过通气通道进入气动控制单元，使锁止单元松开，当气动控制单元被气体充满后，气体沿着钢球与吹扫模块的空隙吹入角铣头输出轴内部，对其内部进行吹扫；将拉钉装入夹紧模块的锁止单元中，断开气源，实现对拉钉的夹紧。

刀具拉紧、松开时间小于10s。

气嘴的前端至少设置三个通气槽，其中一个通气槽对准通气通道。

钢球与吹扫模块之间的通气面积小于通气通道面积，确保气体优先通过通气通道进入气动控制单元。

拉钉的后端有旋紧槽，吹扫模块置于旋紧槽中，可与角铣头输出轴同轴旋转。

盖板与旋转法兰通过密封圈密封连接。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)本发明设置吹扫模块及通气通道，可同时实现气动控制及吹扫功能；

(2)本发明通气孔设置在盖板中心，不受主轴角度影响，可实现气源的自动对接；

(3)本发明通过气嘴、气源、吹扫模块、通气通道及夹紧模块之间的配合，刀具拉紧、松开时间小于10s，实现对刀具的自动、快速拉紧与松开，免去传统人工拉刀带来的效率低、装夹力不稳定的问题。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明图1局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。

一种角铣头快速拉刀装置，如图1所示，包括刀具拉杆4、旋转法兰17、夹紧模块18、拉钉20、盖板21和吹扫模块，刀具拉杆4的一端与刀柄3同轴固定连接，刀具拉杆4的另一端与拉钉20的一端同轴固定连接，拉钉20的另一端与夹紧模块18配合，刀柄3与角铣头输出轴2锥面配合，通过刀具拉杆4和拉钉20，可被夹紧模块18固定拉紧；角铣头输出轴2与角铣头外壳1同轴转动连接，

旋转法兰17为回转体结构，其一端与角铣头输出轴2同轴固定连接，并通过锁紧螺母10锁紧；夹紧模块18及盖板21均固定于旋转法兰17内部；

夹紧模块18包括锁止单元和气动控制单元，通过气动控制单元控制锁止单元的夹紧与松开，进而控制对拉钉20的夹紧与松开，刀具拉紧、松开时间小于10s；

盖板21中心位置设置有通气孔，通气孔的一端固定连接吹扫模块，另一端通过气嘴14与气源对接，在盖板21内部沿径向开有通气通道，通气通道一端与通气孔相通，另一端与夹紧模块18气动控制单元的进气孔相通，通过气嘴14、气源、吹扫模块、通气通道及夹紧模块18之间的配合，实现对拉钉20的夹紧与松开。

吹扫模块包括弹簧12和钢球13，初始状态，弹簧12将钢球13顶在通气孔一端，将通气通道密封，夹紧模块18处于夹紧状态。

如图2所示，拉刀状态：将刀柄3、刀具拉杆4和拉钉20依次同轴固定连接，将气源通过气嘴14与通气孔对接，气嘴14将钢球13顶开，气体优先通过通气通道进入气动控制单元，使锁止单元松开，当气动控制单元被气体充满后，气体沿着钢球13与吹扫模块的空隙吹入角铣头输出轴2内部，对其内部进行吹扫；将拉钉20装入夹紧模块18的锁止单元中，断开气源，实现对拉钉20的夹紧。

气嘴14的前端至少设置三个通气槽，其中一个通气槽对准通气通道。

钢球13与吹扫模块之间的通气面积小于通气通道面积，确保气体优先通过通气通道进入气动控制单元。

拉钉20的后端有旋紧槽，吹扫模块置于旋紧槽中，可与角铣头输出轴2同轴旋转。

盖板21与旋转法兰17通过密封圈密封连接。

实施例

角铣头1通过周向均布的多个螺栓与镗铣床主轴端面连接，角铣头输出轴2可在角铣头1中心旋转。

铣刀刀柄3与角铣头输出轴2通过锥面配合，刀具拉杆4前端与刀柄3后端采用螺纹连接，拉钉20前端与拉杆后端采用螺纹连接。

固定法兰9通过4个沉头螺钉16与角铣头1后端连接，旋转法兰17套内侧螺纹与角铣头输出轴2外螺纹连接，锁紧螺母10外螺纹与角铣头输出轴2内螺纹连接，角铣头输出轴2内螺纹采用右螺纹、外螺纹采用左螺纹，旋转法兰17内安装有快速夹紧模块18，快速夹紧模块外侧安装有盖板21，轴向均布的多个螺栓19穿过旋转法兰17、快速夹紧模块18将旋转法兰17、快速夹紧模块18和盖板21固连，旋转法兰17、快速夹紧模块18和盖板21与角铣头输出轴2一同旋转。

1)夹紧模块松开

气嘴14压入盖板中心孔，驱动钢球左移，压缩空气驱动快速夹紧模块气囊使快速夹紧模块处于松开状态，同时压缩气体通过清洁气路吹扫角铣头锥孔。

2)刀具拉紧

刀柄与拉钉通过刀具拉杆连接，刀具装夹时，带拉钉、拉杆的刀柄穿过角铣头锥孔，拉钉安装于快速夹紧模块中心，压缩空气关闭，快速夹紧模块处于收缩状态拉紧拉钉，使刀柄与角铣头锥孔通过锥面紧密连接。取下喷嘴，清洁气路内弹簧驱动钢球右移，实现端盖封闭，避免加工过程切削液进入快速拉刀装置内。

3)刀具松开

气嘴14压入盖板中心孔，驱动钢球左移，压缩空气驱动快速夹紧模块气囊使快速夹紧模块处于松开状态，拉钉与快速夹紧模块之间分离，从刀柄端取出带拉杆和拉钉的刀柄，同时压缩气体通过清洁气路吹扫角铣头角铣头锥孔，实现拉刀装置清洁。

本发明通过气嘴、气源、吹扫模块、通气通道及夹紧模块之间的配合，刀具拉紧、松开时间小于10s，实现对刀具的自动、快速拉紧与松开，免去传统人工拉刀带来的效率低、装夹力不稳定的问题。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。