CN101362221A - 数控机床镗锥孔装置及镗锥孔方法 - Google Patents

数控机床镗锥孔装置及镗锥孔方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数控机床镗锥孔装置及镗锥孔方法，包括锥柄轴、内齿圈、行星齿轮、主齿轮和刀杆，其特征在于：还包括主锥齿轮、副锥齿轮、减速器和座体；所述座体中设置有镗刀径向传动机构；并通过输入数控螺纹指令的螺距值实现了锥孔的自动镗削；本发明的优点是结构简单，生产效率高，缩短了锥孔的加工时间，保证了锥孔的加工精度和表面粗糙度，降低了生产成本。

Description

数控机床镗锥孔装置及镗锥孔方法
技术领域
本发明涉及一种数控机床镗锥孔装置，用于数控镗铣床镗锥孔的装置。
背景技术
目前，生产厂家在加工大型锥孔时，一般采用以下三种方式：一是采用大型锥度铰刀铰锥孔方式，这种方式加工锥孔的时间长，生产效率低，铰刀稍有磨损就会影响锥孔的加工精度，且铰刀是一次性的，价格也比较昂贵；二是采用平旋盘镗锥孔方式，此方式受限于平旋盘昂贵的价格；三是采用圆弧刀以螺旋线差补走刀线逼近的加工方式，由于这种加工方式加工的锥孔表面是由线逼近而成，铣刀每圆弧插补一周，使得孔精度和表面粗糙度难以保证，同时锥孔加工的时间长，生产成本高，采用圆弧刀以螺旋线差补走刀线逼近的加工方式加工大径Φ105.86、小径Φ95、深536.4、表面粗糙度Ra6.3、锥度1/50的锥孔，加工每孔约需16小时。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有锥孔加工方式的缺点和不足，提供了一种数控机床镗锥孔装置，该装置的镗刀径向移动和主轴的轴向进给形成可调的线性比例关系，实现了锥孔的镗削，从而保证了锥孔的精度和表面粗糙度；提高了生产效率，同时缩短了加工锥孔时间，降低了生产成本。
本发明的技术解决方案是这样实现的：
一种数控机床镗锥孔装置，包括锥柄轴、内齿圈、行星齿轮、主齿轮和刀杆，其特征在于：还包括主锥齿轮、副锥齿轮、减速器和座体；锥柄轴插入上壳体与上套花键连接，内齿圈固定在下壳体上，行星齿轮分别与内齿圈和主齿轮啮合；行星齿轮由轴承II分别支撑在上套和下套中，减速器安装在下套中，主齿轮固装在减速器输入轴上，上套和下套由轴承I分别支撑在上壳休和下壳体中，上壳体与下壳体固定连接，接杆与下套固定连接，减速器输出轴由轴承III支撑在接杆中，所述座体中设置有镗刀径向传动机构。
所述的座体中设置的镗刀径向传动机构是由主锥齿轮、副锥齿轮、刀杆、刀杆尾部设置的丝杠和副锥齿轮内孔设置的螺母构成；主锥齿轮固装在减速器输出轴末端，主锥齿轮与副锥齿轮啮合，副锥齿轮由轴承IV支撑在座体中，刀杆尾部的丝杠旋入副锥齿轮内孔设置的螺纹中，刀杆由轴承V支撑在座体中，刀杆设有销槽，座体设有销孔，刀杆由止动销径向定位，座体与接杆固定连接，镗刀固定在刀杆上。
所述的座体的副锥齿轮端装有轴承端盖。
所述的轴承V为直线轴承。
一种如权利要求1所述的数控机床镗锥孔装置的镗锥孔方法，包括在数控机床主轴上按装镗锥孔装置，其特征在于：所述的数控机床镗锥孔装置的镗锥孔方法还包括下述步骤：
a、确定数控机床主轴转一转镗刀径向移动量M径；
b、确定数控机床主轴转一转镗刀轴向移动量M轴；
c、输入数控螺纹指令的螺距值L＝M轴。
所述的数控机床主轴转一转镗刀径向移动量M径＝P×I1×I2×I3；在式中：P为刀杆尾部丝杠的螺距；I1为由内齿圈、行星齿轮和主齿轮构成的行星传动传动比，I1＝Zb：Za，其中：Za为内齿圈齿数，Zb为主齿轮齿数；I2为减速器传动比；I3为由主锥齿轮和副锥齿轮构成的锥齿传动传动比，I3＝Z13：Z12，式中：Z12为主锥齿轮齿数，Z13为副锥齿轮齿数。
所述的数控机床主轴转一转镗刀轴向移动量M轴＝M径×2÷K，其中：K为锥孔的锥度。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
1本发明的镗刀径向移动和主轴给锥柄轴的轴向进给形成可调的线性比例关系，保证了镗刀径向移动和轴向进给的耦合，实现了锥孔的自动镗削，从而保证了锥孔的精度和表面粗糙度，同时缩短了加工锥孔的时间，使用本发明加工大径Φ105.86、小径Φ95、深536.4、表面粗糙度Ra6.3、锥度1/50的锥孔，加工每孔约需1小时，比现有技术缩短了15小时；
2本发明通过数控螺纹指令中的螺距值很方便地加工不同规格的锥孔。
3本发明的特点是结构简单，生产效率高，降低了生产成本。
附图说明
本发明有附图三幅，其中：
图1是本发明的主视图；
图2是图1的放大图；
图3是图1的放大图。
在图中：1、锥柄轴，2、上套，3、下套，4.减速器输出轴，5、接杆，6、减速器，7、下壳体，8、上壳体，9、内齿圈，10、行星齿轮，11、主齿轮，12、主锥齿轮，13、副锥齿轮，14、止动销，15、刀杆，16、轴承端盖，17、座体，18、轴承I，19、轴承II，20、轴承III，21、轴承IV，22、轴承V，23、减速器输入轴，24、镗刀。
具体实施方式
如图1～图3所示的一种数控机床镗锥孔装置，包括锥柄轴1、上套2、下套3、减速器输出轴4、接杆5、减速器6、下壳体7、上壳体8、内齿圈9、行星齿轮10、主齿轮11、主锥齿轮12、副锥齿轮13、止动销14、刀杆15、轴承端盖16、座体17、轴承I18、轴承II19、轴承III20、轴承IV21、轴承V22、减速器输入轴23、镗刀24，锥柄轴1插入上壳体8与上套2内孔花键连接，内齿圈9由螺栓固定在下壳体7上，行星齿轮10分别与内齿圈9和主齿轮11啮合；行星齿轮10由轴承II19分别支撑在上套2和下套3中，减速器6由螺栓固定在下套3中，主齿轮11与减速器输入轴23键连接，并由螺母固定，上套2和下套3由轴承I18分别支撑在上壳体8和下壳体7中，上壳体8与下壳体7螺栓连接，接杆5与下套3螺栓连接，减速器输出轴4由轴承III20支撑在接杆5中，主锥齿轮12减速器输出轴4键连接并，由卡簧固定；主锥齿轮12与副锥齿轮13啮合，副锥齿轮13由轴承IV21支撑在座体17中，座体17的副锥齿轮13端装有轴承端盖16，轴承端盖16由螺栓固定在座体17上，刀杆15尾部设置有丝杠，副锥齿轮13内孔设置为螺母，刀杆15尾部的丝杠旋入副锥齿轮13内孔设置的螺纹中，刀杆15由直线轴承V22支撑在座体17中，刀杆15设有销槽，座体17设有销孔，刀杆15由止动销14径向定位，接杆5由螺栓固定在座体17上，镗刀24由螺栓固定在刀杆15上。
本发明所述的镗锥孔方法是将数控机床镗锥孔装置安装在数控机床主轴上实现的，其镗锥孔方法还包括下述步骤：
1确定数控机床主轴转一转镗刀24径向移动量M径；
数控机床主轴转一转镗刀24径向移动量M径＝P×I1×I2×I3；在式中：P为刀杆15尾部丝杠的螺距；I1为由内齿圈9、行星齿轮10和主齿轮11构成的行星传动传动比，I1＝Zb：Za，其中：Za为内齿圈齿数，Zb为主齿轮齿数；I2为减速器6传动比；I3为由主锥齿轮12和副锥齿轮13构成的锥齿传动传动比，I3＝Z13：Z12，为式中：Z12为主锥齿轮齿数，Z13为副锥齿轮齿数；
2确定数控机床主轴转一转镗刀24轴向移动量M轴；
数控机床主轴转一转镗刀24轴向移动量M轴＝M径×2÷K，其中：K为锥孔的锥度；
3输入数控螺纹指令的螺距值L＝M轴。

Claims (7)

1、一种数控机床镗锥孔装置，包括锥柄轴(1)、内齿圈(9)、行星齿轮(10)、主齿轮(11)和刀杆(15)，其特征在于：还包括主锥齿轮(12)、副锥齿轮(13)、减速器(6)和座体(17)；锥柄轴(1)插入上壳体(8)与上套(2)花键连接，内齿圈(9)固定在下壳体(7)上，行星齿轮(10)分别与内齿圈(9)和主齿轮(11)啮合；行星齿轮(10)由轴承II(19)分别支撑在上套(2)和下套(3)中，减速器(6)安装在下套(3)中，主齿轮(11)固装在减速器输入轴(23)上，上套(2)和下套(3)由轴承I(18)分别支撑在上壳体(8)和下壳体(7)中，上壳体(8)与下壳体(7)固定连接，接杆(5)与下套(3)固定连接，减速器输出轴(4)由轴承III(20)支撑在接杆(5)中，所述座体(17)中设置有镗刀(24)径向传动机构。
2、根据权利要求1所述的数控机床镗锥孔装置，其特征在于所述的座体(17)中设置的镗刀(24)径向传动机构是由主锥齿轮(12)、副锥齿轮(13)、刀杆(15)、刀杆(15)尾部设置的丝杠和副锥齿轮(13)内孔设置的螺母构成；主锥齿轮(12)固装在减速器输出轴(4)末端，主锥齿轮(12)与副锥齿轮(13)啮合，副锥齿轮(13)由轴承IV(21)支撑在座体(17)中，刀杆(15)尾部的丝杠旋入副锥齿轮(13)内孔设置的螺纹中，刀杆(15)由轴承V(22)支撑在座体(17)中，刀杆(15)设有销槽，座体(17)设有销孔，刀杆(15)由止动销(14)径向定位，座体(17)与接杆(5)固定连接，镗刀(24)固定在刀杆(15)上。
3、根据权利要求2所述的数控机床镗锥孔装置，其特征在于所述的座体(17)的副锥齿轮(13)端装有轴承端盖(16)。
4、根据权利要求2所述的数控机床镗锥孔装置，其特征在于所述的轴承V(22)为直线轴承。
5、一种如权利要求1所述的数控机床镗锥孔装置的镗锥孔方法，包括在数控机床主轴上按装镗锥孔装置，其特征在于：所述的数控机床镗锥孔装置的镗锥孔方法还包括下述步骤：
a、确定数控机床主轴转一转镗刀(24)径向移动量M径；
b、确定数控机床主轴转一转镗刀(24)轴向移动量M轴；
c、输入数控螺纹指令的螺距值L＝M轴。
6、根据权利要求5所述的数控机床镗锥孔装置的镗锥孔方法，其特征在于：所述的数控机床主轴转一转镗刀(24)径向移动量M径＝P×I1×I2×I3；在式中：P为刀杆(15)尾部丝杠的螺距；I1为由内齿圈(9)、行星齿轮(10)和主齿轮(11)构成的行星传动传动比，I1＝Zb：Za，其中：Za为内齿圈齿数，Zb为主齿轮齿数；I2为减速器(6)传动比；I3为由主锥齿轮(12)和副锥齿轮(13)构成的锥齿传动传动比，I3＝Z13：Z12，式中：Z12为主锥齿轮齿数，Z13为副锥齿轮齿数。
7、根据权利要求5所述的数控机床镗锥孔装置的镗锥孔方法，其特征在于：所述的数控机床主轴转一转镗刀(24)轴向移动量M轴＝M径×2÷K，其中：K为锥孔的锥度。
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