CN103949887A - 一种多功能钻铣机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能钻铣机构，包括主轴头和主轴箱；主轴头包括四个钻削动力头、主轴箱壳体、两个铣削动力头、鼠牙盘和刀盘齿轮，其中，四个钻削动力头和两个铣削动力头沿主轴箱壳体的圆柱轮廓面周向均匀布置，并通过滚动轴承安装在主轴箱壳体上；鼠牙盘安装在主轴箱壳体一侧的端面上，刀盘齿轮安装在主轴箱壳体的中心上；主轴头通过鼠牙盘连接在主轴箱的一端上；主轴箱包括以主轴箱体为支撑的Ⅷ轴、Ⅱ轴、分度主轴、主传动轴、Ⅹ轴、Ⅲ轴、Ⅳ轴、Ⅸ轴、蜗杆轴Ⅵ、Ⅶ轴和涡轮轴，以及丝杠支座、连杆机构和主驱动离合装置。本发明应用于机床上，实现工件在一次装夹情况下的钻铣加工，从而保证孔或键槽的形状和位置精度，并实现了环保节能。
Description
【技术领域】
本发明属于机械制造装备技术领域，具体涉及一种多功能钻铣机构。
【背景技术】
在零件加工过程中，经常会遇到加工大型深孔及复杂曲、平面的情况，以满足零件的功能和工艺要求。传统的加工工艺是先将坯料放在钻床上钻削，再换到铣床上铣削。由于这种工艺需要进行反复装夹，这样很难保证零件的位置精度和形状精度，而且生产效率低，增加了生产者的劳动强度，不利于大批量生产。另外，传统的机床至少需使用三个伺服电机，这样增加了能耗，不利于环保。
【发明内容】
本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供了一种多功能钻铣机构，其能够实现多种加工方式。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种多功能钻铣机构，包括主轴头和主轴箱；主轴头包括四个钻削动力头、主轴箱壳体、两个铣削动力头、鼠牙盘和刀盘齿轮，其中，四个钻削动力头和两个铣削动力头沿主轴箱壳体的圆柱轮廓面均匀布置，并通过轴承支座安装在主轴箱壳体上；鼠牙盘安装在主轴箱壳体一侧的端面上，刀盘齿轮安装在主轴箱壳体的中心上；主轴头通过鼠牙盘连接在主轴箱的一端上；
主轴箱包括以主轴箱体为支撑的Ⅷ轴、Ⅱ轴、分度主轴、主传动轴、Ⅹ轴、Ⅲ轴、Ⅳ轴、Ⅸ轴、蜗杆轴Ⅵ、Ⅶ轴和涡轮轴，以及丝杠支座；其中，丝杠支座通过螺栓安装在主轴箱相对主轴头的一端上；Ⅳ轴与第一压杆的一端接触，Ⅸ轴的上部与连杆机构连接，其下部与第一压杆连接，连杆机构的拨叉下表面与蜗杆轴Ⅵ的齿轮上端面接触，蜗杆轴Ⅵ与涡轮轴啮合，涡轮轴上的齿轮与刀盘齿轮啮合，Ⅶ轴与第一压杆的另一端插接，其下端位于分度主轴上的一个沟槽内，起到固定主轴头的作用，Ⅹ轴上端与第二压杆相接触，其下端与主驱动离合装置的拨叉一端相接触，主驱动离合装置的拨叉另一端与Ⅷ轴的花键齿通过螺栓相连接，Ⅱ轴上有两个齿轮，其分别与主传动轴和Ⅷ轴上的花键齿轮啮合。
本发明进一步改进在于，两个铣削动力头沿主轴箱壳体的圆柱轮廓面相邻布置。
本发明进一步改进在于，四个钻削动力头1和两个铣削动力头3通过滚动轴承座安装在主轴箱壳体2上。
本发明进一步改进在于，工作时，主轴头体通过所连接的丝杠支座由机床丝杠带动其向上运动，上升到立柱顶端，Ⅳ轴受压向下运动，这里带动两个部件运动，一是第一压杆和第二压杆绕着支撑点旋转，第一压杆的旋转，使Ⅶ轴向上运动，使主轴头可以沿分度主轴的轴向运动，通过X轴将运动传递给主驱动离合装置，通过主驱动离合装置使Ⅷ轴上的花键齿轮向上运动，实现Ⅷ轴上的花键齿轮与动力头上齿轮的分离；第二压杆的旋转，使得分度主轴以及其上的蝶形弹簧受压，迫使鼠牙盘咬合脱离，为实现主轴头的旋转做准备；二是Ⅸ轴向下运动，Ⅸ轴的向下运动通过连杆机构使得拨叉向下运动，拉伸弹簧，使得蜗杆轴Ⅵ上的滑移齿轮向下运动与伺服电机轴上的齿轮相啮合，通过蜗杆涡轮机构将动力传递给刀盘齿轮，实现主轴头的旋转，从而实现换刀；换刀结束以后，主轴头体沿丝杠向下运动，Ⅳ轴被释放，受压体通过弹簧自动复位，从而实现Ⅷ轴上的花键齿轮与动力头上齿轮的啮合。
与现有技术相比，本发明一种多功能钻铣机构，其应用于机床上，可以方便地实现工件在一次装夹情况下的大规格深孔加工及外形轮廓平面曲面的重切削钻铣加工，保证加工精度，并且只需使用一个伺服电机，从而实现了绿色环保节能；相比数控钻铣加工中心，本发明的制造成本较低，且结构稳定，刚性大，加工效率高，加工尺寸稳定以及精度高。
【附图说明】
图1为本发明多功能钻铣机构的立体图。
图2为本发明多功能钻铣机构去除主轴箱体后的立体图。
图3为本发明主轴头的总装配图。
图4为本发明多功能钻铣机构的俯视图。
图5为图4的A-A向视图。
图6为图4的B-B向视图。
图7为图4的C-C向视图。
图8为本发明钻削动力头的结构示意图。
图9为本发明铣削动力头的结构示意图。
图10为本发明鼠牙盘的结构示意图。
图11为图10的A-A向视图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
参见图1至图11，本发明一种多功能钻铣机构，包括主轴头和主轴箱；主轴头包括四个钻削动力头1、主轴箱壳体2、两个铣削动力头3、鼠牙盘4和刀盘齿轮5，其中，四个钻削动力头1和两个铣削动力头3沿主轴箱壳体2的圆柱轮廓面周向均匀布置，并通过轴承支座安装在主轴箱壳体2上，且两个铣削动力头3沿主轴箱壳体2的圆柱轮廓面相邻布置；鼠牙盘4安装在主轴箱壳体2一侧的端面上，刀盘齿轮5安装在主轴箱壳体2的中心上；主轴头通过鼠牙盘4连接在主轴箱的一端上。
进一步地，四个钻削动力头1轴承位置布置结构及选用的设计：其采用四盘轴承，其中前端的双列圆柱向心滚子轴承承受较大的径向力，中间则采用两盘平面推力球轴承，且轴距很大。此结构能承较很大的径向力，保证钻削可靠性。两个铣削动力头3轴承位置布置结构及选用的设计：两个铣削动力头3其采用四盘轴承，其中前端的双列圆柱向心滚子轴承承受很大的径向力，中间则采用两盘平面推力球轴承，与钻销主轴不同的是两盘平面推力球轴承轴距小从而增可提高转速增加径向受力提高铣削稳定性。
主轴箱包括以主轴箱体20为支撑的Ⅷ轴6、Ⅱ轴7、分度主轴8、主传动轴9、Ⅹ轴11、Ⅲ轴12、Ⅳ轴14、Ⅸ轴15、蜗杆轴Ⅵ17、Ⅶ轴18和涡轮轴19，以及丝杠支座13；其中，丝杠支座13通过螺栓安装在主轴箱相对主轴头的一端上；Ⅳ轴14与第一压杆21的一端接触，Ⅸ轴15的上部与连杆机构16连接，其下部与第一压杆21连接，连杆机构16的拨叉下表面与蜗杆轴Ⅵ17的齿轮上端面接触，蜗杆轴Ⅵ17与涡轮轴19啮合，涡轮轴19上的齿轮与刀盘齿轮5啮合，Ⅶ轴18与第一压杆21的另一端插接，其下端位于分度主轴上8的一个沟槽内，起到固定主轴头的作用，Ⅹ轴11上端与第二压杆22相接触，其下端与主驱动离合装置10的拨叉一端相接触，主驱动离合装置10的拨叉另一端与Ⅷ轴6的花键齿通过螺栓相连接，Ⅱ轴7上有两个齿轮，其分别与主传动轴9和Ⅷ轴6上的花键齿轮啮合。
为了对本发明进一步了解，现对其工作过程做一说明。
主轴箱的工作过程可以分为两部分，其一使主轴头旋转，实现四个钻削动力头1和两个铣削动力头3换下一道工序；另外，实现各个动力头的旋转，完成切削工作。以上两个工作过程公用一个伺服电机，具体其工作过程如下：主轴头体通过所连接的丝杠支座13由机床丝杠带动其向上运动，上升到立柱顶端，Ⅳ轴14受压向下运动，这里带动两个部件运动，一是第一压杆21和第二压杆22绕着支撑点旋转，第一压杆21的旋转，使Ⅶ轴18向上运动，使主轴头可以沿分度主轴8的轴向运动，通过X轴11将运动传递给主驱动离合装置10，通过主驱动离合装置10使Ⅷ轴18上的花键齿轮向上运动，实现Ⅷ轴18上的花键齿轮与动力头上齿轮的分离；第二压杆22的旋转，使得分度主轴8以及其上的蝶形弹簧受压，迫使鼠牙盘4咬合脱离，为实现主轴头的旋转做准备。二是Ⅸ轴15向下运动，Ⅸ轴15的向下运动通过连杆机构16使得拨叉向下运动，拉伸弹簧，使得蜗杆轴Ⅵ17上的滑移齿轮向下运动与伺服电机轴上的齿轮相啮合，通过蜗杆涡轮机构将动力传递给刀盘齿轮，实现主轴头的旋转，从而实现换刀。换刀结束以后，主轴头体沿丝杠向下运动，Ⅳ轴14被释放，受压体通过弹簧自动复位，从而实现Ⅷ轴6上的花键齿轮与动力头上齿轮的啮合。
进一步地说，伺服电机启动，将外加动力输入给主传动轴9使之绕自身轴线旋转。主传动轴9通过轴上连接的齿轮，将动力传递给Ⅱ轴7使之旋转，同时用一个安装在轴上的旋转油缸来提供扭矩保障，并通过Ⅱ轴7上的齿轮将动力传递给Ⅷ轴18。Ⅷ轴18的旋转带动与轴上齿轮端面相接触的主驱动离合装置10相对X轴11向后运动，同时抬高X轴11。X轴11将Ⅲ轴12向上顶起，进而顶起Ⅳ轴14，此时压紧机构下端突起与分度主轴8分离。Ⅸ轴15在压紧机构和Ⅳ轴14的共同作用下，带动连杆机构16将蜗杆轴Ⅵ17下压，进而下压Ⅶ轴18，Ⅶ轴18与分度主轴8接触，将分度主轴8锁紧。Ⅱ轴7在旋转的同时受到主驱动分离装置10的压力向下运动，是轴上齿轮与钻削动力头1轴上齿轮啮合，是钻削动力头1旋转。
换刀时，上述蜗杆轴Ⅵ17在弹簧作用下向上运动，通过蜗杆与涡轮的啮合使蜗杆轴Ⅵ17转动，蜗杆轴Ⅵ17上的齿轮与大齿轮啮合使大齿轮转动，由于大齿轮与固接在分度主轴8上的极限开关座用螺钉连接，大齿轮在旋转的同时带动分度主轴8旋转，在鼠牙盘4的配合下，主轴头每旋转60°，钻削动力头1或铣削动力头3换一次，完成一次换刀。
Claims (4)
1.一种多功能钻铣机构，其特征在于，包括主轴头和主轴箱；主轴头包括四个钻削动力头（1）、主轴箱壳体（2）、两个铣削动力头（3）、鼠牙盘（4）和刀盘齿轮（5），其中，四个钻削动力头（1）和两个铣削动力头（3）沿主轴箱壳体（2）的圆柱轮廓面均匀布置，并通过轴承支座安装在主轴箱壳体（2）上；鼠牙盘（4）安装在主轴箱壳体（2）一侧的端面上，刀盘齿轮（5）安装在主轴箱壳体（2）的中心上；主轴头通过鼠牙盘（4）连接在主轴箱的一端上；
主轴箱包括以主轴箱体（20）为支撑的Ⅷ轴（6）、Ⅱ轴（7）、分度主轴（8）、主传动轴（9）、Ⅹ轴（11）、Ⅲ轴（12）、Ⅳ轴（14）、Ⅸ轴（15）、蜗杆轴Ⅵ（17）、Ⅶ轴（18）和涡轮轴（19），以及丝杠支座（13）；其中，丝杠支座（13）通过螺栓安装在主轴箱相对主轴头的一端上；Ⅳ轴（14）与第一压杆（21）的一端接触，Ⅸ轴（15）的上部与连杆机构（16）连接，其下部与第一压杆（21）连接，连杆机构（16）的拨叉下表面与蜗杆轴Ⅵ（17）的齿轮上端面接触，蜗杆轴Ⅵ（17）与涡轮轴（19）啮合，涡轮轴（19）上的齿轮与刀盘齿轮（5）啮合，Ⅶ轴（18）与第一压杆（21）的另一端插接，其下端位于分度主轴上（8）的一个沟槽内，起到固定主轴头的作用，Ⅹ轴（11）上端与第二压杆（22）相接触，其下端与主驱动离合装置（10）的拨叉一端相接触，主驱动离合装置（10）的拨叉另一端与Ⅷ轴（6）的花键齿通过螺栓相连接，Ⅱ轴（7）上有两个齿轮，其分别与主传动轴（9）和Ⅷ轴（6）上的花键齿轮啮合。
2.根据权利要求1所述的一种多功能钻铣机构，其特征在于，两个铣削动力头（3）沿主轴箱壳体（2）的圆柱轮廓面相邻布置。
3.根据权利要求1所述的一种多功能钻铣机构，其特征在于，四个钻削动力头（1）和两个铣削动力头（3）通过滚动轴承座安装在主轴箱壳体（2）上。
4.根据权利要求1所述的一种多功能钻铣机构，其特征在于，工作时，主轴头体通过所连接的丝杠支座（13）由机床丝杠带动其向上运动，上升到立柱顶端，Ⅳ轴（14）受压向下运动，这里带动两个部件运动，一是第一压杆（21）和第二压杆（22）绕着支撑点旋转，第一压杆（21）的旋转，使Ⅶ轴（18）向上运动，使主轴头可以沿分度主轴（8）的轴向运动，通过X轴（11）将运动传递给主驱动离合装置（10），通过主驱动离合装置（10）使Ⅷ轴（18）上的花键齿轮向上运动，实现Ⅷ轴（18）上的花键齿轮与动力头上齿轮的分离；第二压杆（22）的旋转，使得分度主轴（8）以及其上的蝶形弹簧受压，迫使鼠牙盘（4）咬合脱离，为实现主轴头的旋转做准备；二是Ⅸ轴（15）向下运动，Ⅸ轴（15）的向下运动通过连杆机构（16）使得拨叉向下运动，拉伸弹簧，使得蜗杆轴Ⅵ（17）上的滑移齿轮向下运动与伺服电机轴上的齿轮相啮合，通过蜗杆涡轮机构将动力传递给刀盘齿轮，实现主轴头的旋转，从而实现换刀；换刀结束以后，主轴头体沿丝杠向下运动，Ⅳ轴（14）被释放，受压体通过弹簧自动复位，从而实现Ⅷ轴（6）上的花键齿轮与动力头上齿轮的啮合。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230421 Address after: No. 11506, 15th Floor, Unit 1, Building 1, Huadong Wanhecheng, Changying Road, Xincheng District, Xi'an City, Shaanxi Province, 710000 Patentee after: Shaanxi Litesima Motor Technology Co.,Ltd. Address before: No. 1, Weiyang District university garden, Xi'an, Shaanxi Province, Shaanxi Patentee before: SHAANXI University OF SCIENCE & TECHNOLOGY |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230518 Address after: 455000 Road 6, Zhongyuan high tech Zone, Anyang City, Henan Province (opposite Quanfeng aviation plant protection company) Patentee after: Anyang haizhida new building materials Co.,Ltd. Address before: No. 11506, 15th Floor, Unit 1, Building 1, Huadong Wanhecheng, Changying Road, Xincheng District, Xi'an City, Shaanxi Province, 710000 Patentee before: Shaanxi Litesima Motor Technology Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 455000 Road 6, Zhongyuan High tech Zone, Anyang City, Henan Province Patentee after: Henan Jinji Haida Technology Co.,Ltd. Address before: 455000 Road 6, Zhongyuan high tech Zone, Anyang City, Henan Province (opposite Quanfeng aviation plant protection company) Patentee before: Anyang haizhida new building materials Co.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address |