一种五轴加工中心角度头固定装置的制作方法

本发明涉及角度头固定装置技术领域，更具体地说，涉及一种五轴加工中心角度头固定装置。

背景技术：

整体叶盘具有结构复杂、通道窄、弯曲幅度大、叶片薄、易变形等特点，但其精度要求高、加工难度大。由于叶盘的轴颈处于零件的中心位置，且叶片尺寸较大，利用五轴加工中心加工轴颈外圆的槽孔等特征结构时，刀具和叶盘的叶片会产生碰撞干涉，影响加工质量。基于此，机械加工中常见的做法是安装角度头。角度头是一种机床附件，可以让刀具旋转中心线与主轴旋转中心线成一定角度，从而满足径向加工要求。传统的角度头固定方式间隙较大，当被加工材料较硬、刀具切削力过大时，刀具会因为受力而弯曲变形并产生振动，导致加工效率和加工精度不高。

五轴加工中心在加工存在侧向轴颈的复杂零件时，刀具和零件的过切干涉和碰撞干涉经常发生，影响了加工质量。要充分发挥五轴数控加工的优势，必须设法解决这一难题。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术出现的上述问题，提供。经实证可以从结构上避免轴颈侧铣加工时产生的干涉现象，提高夹具的定位精度。该固定装置结构简单、成本低廉、满足功能需要，给企业实际加工提供了一种解决方案。

一种五轴加工中心角度头固定装置，包括定位元件、固定元件、夹紧元件和锁紧元件四个部分。所述定位元件为1个定位块；所述固定元件为1个固定环；所述夹紧元件为2个定位螺钉，锁紧元件为6个锁紧螺钉。固定环的内槽尺寸根据机床主轴尺寸设计，定位块的两个工作面分别与固定环和角度头紧密连接，固定环固定在机床的主轴上，锁紧螺钉拧紧主轴，锁紧螺钉拧紧的程度以固定环不锁紧、不下滑为准。定位块套在角度头的定位柱上，主轴定向到与角度头刀柄槽对齐。

进一步地，固定环与主轴之间可添加铜垫片。

将固定环固定在机床的主轴上，预先移动到主轴的上端。用螺钉连接主轴和固定环，在主轴和螺钉的接触面上各加一个薄铜片，防止螺钉压伤主轴。螺钉拧紧的程度要适当，以固定环不锁紧、不下滑为准。

将固定环固定在机床的主轴上，预先移动到主轴的上端。用螺钉连接主轴和固定环，在主轴和螺钉的接触面上各加一个薄铜片，防止螺钉压伤主轴。螺钉拧紧的程度要适当，以固定环不锁紧、不下滑为准。

将定位块套在角度头的定位柱上，将主轴定向到与角度头刀柄槽对齐。将角度头向上靠近主轴，将预先移动到高处的固定环与固定块的安装孔对齐，将固定环的螺钉松开，将固定环从主轴高处向下移动一定的距离。将固定环锁紧，在此过程中保持其安装孔与固定块的安装孔对齐。拧紧角度头的紧定销，消除角度头与定位块之间的间隙。安装完成，在角度头的夹紧装置上接上刀具即可工作。

这个固定装置可以将角度头和机床主轴连接起来，角度头上再接刀具。除了满足功能要求，在使用方面，角度头固定装置结构应简单可变，固定方便快捷，工艺性好，便于设计和制造，并可以通过锁紧螺钉消除固定块和角度头定向销的间隙，提高定向精度和刚性。

与现有技术相比，本发明从结构上避免轴颈侧铣加工时产生的干涉现象，提高夹具的定位精度。该固定装置结构简单、成本低廉、满足功能需要，给企业实际加工提供了一种解决方案。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述的定位块结构示意图；

图2是本发明所述的固定环结构示意图；

图3是本发明所属的定位螺钉、锁紧螺钉结构示意图；

图4是本发明的整体部件示意图；

图5是本发明与主轴和角度头安装图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明的结构示意图如图1所示。一种五轴加工中心角度头固定装置，包括定位元件、固定元件、夹紧元件和锁紧元件四个部分。所述定位元件为1个定位块；所述固定元件为1个固定环；所述夹紧元件为2个定位螺钉，锁紧元件为6个锁紧螺钉。固定环的内槽尺寸根据机床主轴尺寸设计，定位块的两个工作面分别与固定环和角度头紧密连接，固定环固定在机床的主轴上，锁紧螺钉拧紧主轴，锁紧螺钉拧紧的程度以固定环不锁紧、不下滑为准。定位块套在角度头的定位柱上，主轴定向到与角度头刀柄槽对齐。

特别地，固定环与主轴之间可添加铜垫片。

该角度头固定装置为定位元件、固定元件、夹紧元件和锁紧元件四个部分，分别命名为定位块（如图1所示）、固定环（如图2所示）、定位螺钉、锁紧螺钉（如图3所示）。因为每种数控机床的规格不同，组件中各零件的尺寸也不尽相同，本例仅作为满足该机床功能要求的较佳实施方案而已。固定环的内槽尺寸根据机床主轴尺寸设计，外轮廓尺寸无太大要求。定位块尺寸的工作面要求较高，两工作面分别与固定环和角度头紧密连接。为了缩短加工周期，螺钉可以选用标准化元件。

如图4所示的角度头固定装置。该装置中，共4类10个零件，包括固定块1个、固定环1个、锁紧螺钉6个、定位螺钉2个。由于定位基准面与定位块工作表面接触面积较小，因此定位块和固定环之间的位置精度要求较高。

图5为固定装置在机床主轴上的装夹示意图。为了限制固定环与主轴之间的自由度，应该用锁紧螺钉对主轴进行拧紧。为了便于锁紧，固定环与主轴之间应该添加铜垫片。

将固定环固定在机床的主轴上，预先移动到主轴的上端。用螺钉连接主轴和固定环，在主轴和螺钉的接触面上各加一个薄铜片，防止螺钉压伤主轴。螺钉拧紧的程度要适当，以固定环不锁紧、不下滑为准。

将定位块套在角度头的定位柱上，将主轴定向到与角度头刀柄槽对齐。将角度头向上靠近主轴，将预先移动到高处的固定环与固定块的安装孔对齐，将固定环的螺钉松开，将固定环从主轴高处向下移动一定的距离。将固定环锁紧，在此过程中保持其安装孔与固定块的安装孔对齐。拧紧角度头的紧定销，消除角度头与定位块之间的间隙。安装完成，在角度头的夹紧装置上接上刀具即可工作。

常用的机床夹具材料包括Q235钢、45钢、T8钢、Cr12钢、HT20等各种钢质、铜质材料。根据机床主轴的刚性、夹持力大小，本着满足使用条件的前提下尽量减少成本的原则，本例选择碳素结构钢或合金钢42CrMo作为角度头定位装置的材料，其硬度为36～42HRC。该材料购买方便、热处理性能较好。

本例中，五轴加工中心比普通机床的刚性差，待加工零件属于薄壁件，加工过程中刀具的扭矩较小，对固定装置的强度要求不高。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。