一种数控偏置万向铣头的制作方法

本发明涉及数控机床技术领域，特别是涉及一种数控偏置万向铣头。

背景技术：

针对机械制造行业的数控万向加工要求，目前已有多款全自动万能铣头，其结构比较复杂，能实现的万向的角度范围不大，同时该类铣头在加工过程中，由于外形尺寸大，且不对称，在加工曲率半径较小的工件时会产生铣头体与工件的干涉现象，加工范围会受到较大的影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种数控偏置万向铣头，万向加工的范围增大，减少了加工过程中的干涉现象，延长了万向侧铣头的使用寿命。

本发明的目的是这样实现的：

一种数控偏置万向铣头，

包括呈筒状的铣刀壳体，所述铣刀壳体具有封口端、开口端，铣刀壳体的封口端圆心部位沿轴向设有通孔，铣刀壳体的封口端通孔内空套有c轴传动主轴，铣刀壳体的封口端上沿轴向安装有第一伺服电机、第二伺服电机，所述c轴传动主轴上通过轴承支撑连接有第一直齿轮，所述c轴传动主轴上空套有b轴传动壳体，所述第一直齿轮与b轴传动壳体固定连接，所述第二伺服电机的转轴上动力连接有第四直齿轮，所述第四直齿轮与第一直齿轮啮合，所述第一伺服电机的转轴上动力连接有第二直齿轮，b轴传动壳体上通过轴承支撑连接有a轴传动壳体、第三直齿轮，所述第三直齿轮与a轴传动壳体固定连接，所述第二直齿轮与第三直齿轮啮合，所述第一直齿轮、第二直齿轮、第三直齿轮、第四直齿轮均位于铣刀壳体内；

c轴传动主轴的输出端沿轴向固定有第二空心锥齿轮轴，c轴传动主轴的输出端与b轴传动壳体之间通过轴承支撑连接有第一空心锥齿轮轴，第二空心锥齿轮轴的齿部突出第一空心锥齿轮轴的齿部，a轴传动壳体的输出端固定有a轴腕部，所述a轴腕部为曲形筒结构，a轴腕部的输出端固定有a轴腕部端盖，所述a轴腕部端盖上固定有轴承限位壳体，轴承限位壳体内依次通过轴承支撑连接有第四空心锥齿轮轴、第三空心锥齿轮轴，第三空心锥齿轮轴的齿部突出第四空心锥齿轮轴的齿部，所述第二空心锥齿轮轴与第三空心锥齿轮轴啮合，所述第一空心锥齿轮轴与第四空心锥齿轮轴啮合，a轴腕部的偏转角度对应第二空心锥齿轮轴、第三空心锥齿轮轴的啮合角度，以及，第一空心锥齿轮轴、第四空心锥齿轮轴的啮合角度；

所述第三空心锥齿轮轴的轴端固定有第五空心锥齿轮轴，第五空心锥齿轮轴的齿部突出a轴腕部端盖，a轴腕部端盖的外端固定有b轴腕部，所述b轴腕部为曲形筒结构，b轴腕部的输出端通过轴承支撑连接有锥齿轮轴，所述锥齿轮轴与第五空心锥齿轮轴啮合，锥齿轮轴的轴部设有铣刀安装结构，用于安装铣刀，b轴腕部的偏转角度对应锥齿轮轴、第五空心锥齿轮轴的啮合角度。

优选地，所述铣刀壳体的一侧固定有定位销壳体，所述定位销壳体内沿轴向滑动配合有定位销，所述定位销壳体上沿径向螺纹配合有机米螺丝，用于锁定定位销的轴向位置，所述定位销的至少一端伸出定位销壳体，定位销的伸出端设有调节套。

优选地，所述第一伺服电机、第二伺服电机对称位于c轴传动主轴的两侧。

优选地，所述c轴传动主轴的输入端依次连接有刀柄、拉丁，所述拉丁用于与机床主轴动力连接。

优选地，所述刀柄为bt40刀柄。

优选地，所述铣刀安装结构包括所述锥齿轮轴轴端设有的轴向孔，所述轴向孔内设有铣刀夹头，轴向孔的孔口固定有紧固端盖，紧固端盖上设置有径向的紧固螺栓，紧固螺栓用于固定铣刀夹头。

优选地，所述c轴传动主轴的外周面呈阶梯型，所述第一直齿轮安装在c轴传动主轴的大径段上，所述b轴传动壳体空套在c轴传动主轴的小径段上，所述第一直齿轮的一端设置连接板，所述连接板与b轴传动壳体的相向端螺钉固定。

优选地，a轴传动壳体的输入端设有内法兰，所述内法兰与第三直齿轮螺钉固定，a轴传动壳体的输出端设有外法兰，所述外法兰与a轴腕部螺栓固定。

优选地，所述铣刀壳体的开口端固定有第二壳体端盖，所述a轴传动壳体的输出端固定有第一壳体端盖，所述a轴传动壳体的输出端位于铣刀壳体外，b轴腕部的输出端设有b轴腕部端盖。

由于采用了上述技术方案，本发明通过直齿轮与锥齿轮传递铣削动力，通过锥齿轮提供换向动力，其a轴、c轴不在同一平面内，万向加工的范围增大，减少了加工过程中的干涉现象，延长了万向侧铣头的使用寿命。本发明具有如下有益效果：

1)能实现更大角度的万向加工；

2)一种简单有效的传动方式；

3)驱动控制简单。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的俯视示意图。

附图标记

附图中，1.拉丁，2.bt40刀柄，3.第一伺服电机，4.定位销，5.调节套，6.定位销壳体，7.机米螺丝，8.第一直齿轮，9.第二直齿轮，10.第一壳体端盖，11.a轴腕部，12.第一空心锥齿轮轴，13.第二空心锥齿轮轴，14.第三空心锥齿轮轴，15.第四空心锥齿轮轴，16.轴承限位壳体，17.a轴腕部端盖，18.b轴腕部，19.b轴腕部端盖，20.紧固螺栓，21.铣刀夹头，22.紧固端盖，23.锥齿轮轴，24.第五空心锥齿轮轴，25.a轴传动壳体，26.第二壳体端盖，27.铣刀壳体，28.b轴传动壳体，29.第三直齿轮，30.第四直齿轮，31.第二伺服电机，32.c轴传动主轴。

具体实施方式

参见图1、图2，一种数控偏置万向铣头，包括呈筒状的铣刀壳体27，所述铣刀壳体27具有封口端、开口端，铣刀壳体27的封口端圆心部位沿轴向设有通孔，铣刀壳体27的封口端通孔内空套有c轴传动主轴32，所述c轴传动主轴32的输入端依次连接有刀柄、拉丁1，所述拉丁1用于与机床主轴动力连接。所述刀柄为bt40刀柄2。铣刀壳体27的封口端上沿轴向安装有第一伺服电机3、第二伺服电机31，所述第一伺服电机3、第二伺服电机31对称位于c轴传动主轴32的两侧。所述c轴传动主轴32上通过轴承支撑连接有第一直齿轮8，所述c轴传动主轴32上空套有b轴传动壳体28，所述第一直齿轮8与b轴传动壳体28固定连接，所述第二伺服电机31的转轴上动力连接有第四直齿轮30，所述第四直齿轮30与第一直齿轮8啮合，所述第一伺服电机3的转轴上动力连接有第二直齿轮9，b轴传动壳体28上通过轴承支撑连接有a轴传动壳体25、第三直齿轮29，所述第三直齿轮29与a轴传动壳体25固定连接，所述第二直齿轮9与第三直齿轮29啮合，所述第一直齿轮8、第二直齿轮9、第三直齿轮29、第四直齿轮30均位于铣刀壳体27内。

c轴传动主轴32的输出端沿轴向固定有第二空心锥齿轮轴13，c轴传动主轴32的输出端与b轴传动壳体28之间通过轴承支撑连接有第一空心锥齿轮轴12，第二空心锥齿轮轴13的齿部突出第一空心锥齿轮轴12的齿部，a轴传动壳体25的输出端固定有a轴腕部11，所述a轴腕部11为曲形筒结构，a轴腕部11的输出端固定有a轴腕部端盖17，所述a轴腕部端盖17上固定有16轴承限位壳体，16轴承限位壳体内依次通过轴承支撑连接有第四空心锥齿轮轴15、第三空心锥齿轮轴14，第三空心锥齿轮轴14的齿部突出第四空心锥齿轮轴15的齿部，所述第二空心锥齿轮轴13与第三空心锥齿轮轴14啮合，所述第一空心锥齿轮轴12与第四空心锥齿轮轴15啮合，a轴腕部11的偏转角度对应第二空心锥齿轮轴13、第三空心锥齿轮轴14的啮合角度，以及，第一空心锥齿轮轴12、第四空心锥齿轮轴15的啮合角度。

所述c轴传动主轴32的外周面呈阶梯型，所述第一直齿轮8安装在c轴传动主轴32的大径段上，所述b轴传动壳体28空套在c轴传动主轴32的小径段上，所述第一直齿轮8的一端设置连接板，所述连接板与b轴传动壳体28的相向端螺钉固定。a轴传动壳体25的输入端设有内法兰，所述内法兰与第三直齿轮29螺钉固定，a轴传动壳体25的输出端设有外法兰，所述外法兰与a轴腕部11螺栓固定。

所述第三空心锥齿轮轴14的轴端固定有第五空心锥齿轮轴24，第五空心锥齿轮轴24的齿部突出a轴腕部端盖17，a轴腕部端盖17的外端固定有b轴腕部18，所述b轴腕部18为曲形筒结构，b轴腕部18的输出端通过轴承支撑连接有锥齿轮轴23，所述锥齿轮轴23与第五空心锥齿轮轴24啮合，锥齿轮轴23的轴部设有铣刀安装结构，用于安装铣刀，b轴腕部18的偏转角度对应锥齿轮轴23、第五空心锥齿轮轴24的啮合角度。

所述铣刀安装结构包括所述锥齿轮轴23轴端设有的轴向孔，所述轴向孔内设有铣刀夹头21，轴向孔的孔口固定有紧固端盖22，紧固端盖22上设置有径向的紧固螺栓20，紧固螺栓20用于固定铣刀夹头21。

所述铣刀壳体27的开口端固定有第二壳体端盖26，所述a轴传动壳体25的输出端固定有第一壳体端盖10，所述a轴传动壳体25的输出端位于铣刀壳体27外，b轴腕部18的输出端设有b轴腕部端盖19。

所述铣刀壳体27的一侧固定有定位销壳体6，所述定位销壳体6内沿轴向滑动配合有定位销4，所述定位销壳体6上沿径向螺纹配合有机米螺丝7，用于锁定定位销4的轴向位置，所述定位销4的至少一端伸出定位销壳体6，定位销4的伸出端设有调节套5。定位销可以配合定位块辅助铣刀的定位安装。在主轴传动转矩的时候，对铣头壳体进行限位，防止壳体转动。调节套5是螺母结构，主要作用是可以调整定位销伸进定位块的长度，可以适应多种定位块。

该数控偏置万向铣头通过锥齿轮以及直齿轮进行传动，再通过bt40刀柄以及c轴与机床主轴进行连接，a、b轴通过伺服电机的正反转和锥齿轮传动进行数控分度，最终实现了数控可调的万向加工要求。详细传动路线：

a轴旋转：通过第一伺服电机3连接第二直齿轮9，第二直齿轮9与第三直齿轮29啮合，第三直齿轮29与a轴传动壳体25通过螺钉连接，a轴传动壳体25与第一壳体端盖10和a轴腕部11通过螺栓连接。第一伺服电机3的正反转即可控制a轴的旋转。

b轴旋转：通过第二伺服电机31连接第四直齿轮30，第三直齿轮30与第一直齿轮8啮合，第一直齿轮8与b轴传动壳体28通过螺钉连接，b轴传动壳体28与第一空心锥齿轮轴12通过螺钉连接，第一空心锥齿轮轴12与第四空心锥齿轮轴15啮合，第四空心锥齿轮轴15与b轴腕部18通过螺钉连接。第二伺服电机31的正反转即可控制b轴的旋转。

c轴旋转：通过拉头1和bt40刀柄2与机床主轴连接bt40刀柄2，与c轴传动主轴32通过螺纹连接，c轴传动主轴32与第二空心锥齿轮轴13通过螺钉连接，第二空心锥齿轮轴13与第三空心锥齿轮14轴啮合，第三空心锥齿轮轴14与第五空心锥齿轮轴24通过螺钉连接，第五空心锥齿轮轴24与锥齿轮轴啮合23。机床主轴的正反转即可控制c轴的旋转。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。