CN101391314B - 一种球面内孔镗铣机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种球面内孔镗铣机构，包括主轴，主轴外部套有主轴连接套，主轴前端设有刀架盘，刀架盘内转接有刀架，刀架尾端转接有连杆机构，连杆机构另一端固接有圆环套，圆环套后端连接进给机构，所述圆环套轴向滑动套设在主轴连接套上，并与主轴连接套联动旋转。本发明球面内孔镗铣机构可安装在普通的落地镗铣床和龙门铣床的滑枕和主轴上，进行单轴同直径走刀，刀具轨迹误差小，从而球面轮廓误差相对减小；本发明球主轴旋转为主运动，进给机构实现辅助运动，二者结合提高了提高镗削效率，球形表面精度达到标准，扩大机床利用率，缓解高精度机床的生产负荷，大大节约设备投入成本。

Description

一种球面内孔镗铣机构
技术领域
本发明涉及一种机械加工装置，尤其是安装铣床上的一种球面内孔镗铣机构。
背景技术
现有技术中，对球面内孔的镗铣加工都采用专用机床，因球面加工要求精度高，走刀准确及切削量的控制，这些对于普通机床很难做到，同时要求操作人员有很好的操作技术及经验，但采用专用机床加工，投入大，产品成本提高，不利企业的发展。还有一种是采用数控机床加工，例如，在加工300MW发电机机组，型号H165低压外缸上的电机端、调阀端主轴轴承内球面轴瓦孔，球面直径为φ985mm ，粗糙度0.8um的过程中，目前采用的是意大利INNSA公司制造的FA-C221型3轴联动数控镗铣床加工，虽然采用数控机床，但多轴数控伺服电机复合成形的刀具轨迹误差会造成球面轮廓误差，导致产品加工效率及质量降低。
发明内容
本发明所要解决的问题就是一种球面内孔镗铣机构，能大幅提高镗削精度和产品生产效率，降低产品生产成本。
为了解决上述问题，本发明是这样来实现的：一种球面内孔镗铣机构，包括主轴，主轴外部套有主轴连接套，主轴前端设有刀架盘，刀架盘内转接有刀架，刀架尾端转接有连杆机构，连杆机构另一端固接有圆环套，圆环套后端连接进给机构，所述圆环套轴向滑动套设在主轴连接套上，并与主轴连接套联动旋转，所述的进给机构为手动驱动螺母副，包括手动内螺母和固定外螺母，固定外螺母后端连接铣床滑枕，手动内螺母前端面与圆环套后端面之间安装有平面轴承，手动内螺母通过其前端设有的连接机构与圆环套相连接，并控制圆环套的轴向运动。
更进一步的，所述连接机构为倒置的“L”形圆环状连接块，所述连接块与手动内螺母前端螺纹连接，圆环套后端设有凸起部，凸起部嵌设在手动内螺母与连接块之间，并与手动内螺母和连接块端面之间留面旋转空间。
进一步的，连接块与凸起部之间设有耐磨块，所述耐磨块与连接块螺钉连接。
作为优选的，连接块与手动内螺母连接处设有紧固螺钉，在紧固螺钉前端设有垫片。
作为优选的，所述手动内螺母上装有手动转轮。
进一步的，主轴连接套外圆面与圆环套内圆面上轴向开设有多条相互对应的导向键槽，导向键槽内放置滑键，滑键与圆环套固接。
进一步的，所述刀架中部设有销轴，销轴与刀架为一体结构并转接在刀架盘上，刀架前端安装刀具并配设有刀具微调螺母和刀具锁紧螺母。
采用上述技术方案后，本发明具有以下优点：本发明球面内孔镗铣机构可安装在普通的落地镗铣床和龙门铣床的滑枕和主轴上，进行单轴同直径走刀，刀具轨迹误差小，从而球面轮廓误差相对减小；进给机构采用驱动螺母副，操作方便，且精度高，大大提高了镗铣的效率；本发明安装方便，适用范围广，提高了普通机床的利用率，缓解高精度机床的生产负荷，节约了设备投入成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明:
图1为本发明球面内孔镗铣机构的立体结构示意图；
图2为本发明球面内孔镗铣机构的内部结构示意图；
图3为图2中A部分的放大图；
图4为本发明球面内孔镗铣机构球面成形的原理图；
图5为本发明球面内孔镗铣机构完成二维圆弧球面的驱动原理图。
具体实施方式
如图1、图2所示本发明球面内孔镗铣机构，包括主轴81，主轴81外部套有主轴连接套1，主轴81前端设有刀架盘2，刀架盘2内安装刀架21，刀架21上设有一个与刀架21一体结构的销轴22，刀架21转接在刀架盘2上，刀架21前端安装刀具211并配设有刀具微调螺母212和刀具锁紧螺母213，刀具微调螺母212尾部与刀具尾部设置为互相配合的斜面，刀具微调螺母212的旋转控制刀具211的伸缩，刀具锁紧螺母213用来固定刀具211。刀架21尾端转接有连杆机构3，连杆机构3的另一端固接在一个圆环套4上，圆环套4轴向滑动套设在主轴连接套1上，主轴连接套1外圆面与圆环套4内圆面上轴向开设有多条相互对应的导向键槽11，导向键槽11内放置滑键41并与圆环套4螺钉连接，通过滑键41，使主轴连接套1可与圆环套4联动旋转。
如图3所示，本发明在圆环套4后端设置了一个进给机构，优选采用手动驱动螺母副，包括手动内螺母5和固定外螺母6，固定外螺母6后端与铣床的滑枕8连接，手动内螺母5前端设有连接机构与圆环套4连接，所述的连接机构为倒置的“L”形圆环状连接块7，并与手动内螺母5前端螺纹连接，为了防止在旋转中连接块7松动与螺纹损坏，在连接块7与手动内螺母5连接处还设有紧固螺钉72，并在紧固螺钉72前端垫有垫片73，圆环套4后端设置凸起部42，凸起部42嵌设在手动内螺母5与连接块7之间，并与手动内螺母5与连接块7端面之间留出旋转空间。为了降低圆环套4与连接块7之间的摩擦损坏，在连接块7与凸起部42之间安装耐磨块71，耐磨块71与连接块7连接，耐磨块的外形与连接块7对应为圆环状或者为块状。
如图4所示本发明球面内孔镗铣机构球面成形的原理图，刀架21绕销轴22完成二维圆弧，而刀架21与销轴21为一体转接在轴线与销轴21轴线相交的主轴81的中轴线上,刀架21在做划弧运动同时完成绕主轴81的旋转，从而形成刀架21上切削刀具211的球面轨迹。
如图5为本发明球面内孔镗铣机构完成二维圆弧球面的驱动原理图，上述刀架21的划弧运动是依靠安装在刀架21尾部的连杆机构完成的，连杆机构3另一端连接圆环套4，而圆环套4又与进给机构相连接，在运动过程中，转动手动内螺母5上的手动转轮51，手动内螺母5与固定外螺母6产生相对运动，因固定外螺母6固接在铣床滑枕上，因此手动内螺母5向前运动，推动圆环套实现进给，为了使进给机构的输出速率与住主轴81的旋转速率相互不干涉，在圆环套4与手动内螺母5之间设有平面轴承9，圆环套4的运动带动连杆机构3运动，使刀架21向逆时针方向旋转，配合主轴的旋转完成球面的切削运动。回旋手动内螺母5，位于手动内螺母5前端连接机构内的连接块7带动圆环套4向后运动，圆环套4的运动带动连杆机构3使刀架顺时针转动，配合主轴的旋转完成剩余一部分球面的切削运动，上述的主轴旋转，为主轴81带动刀架盘2旋转，与刀架盘2依次连接的刀架21、连杆机构3和圆环套4相应旋转，继而带动主轴连接套1旋转，主轴旋转为本发明球面内孔镗铣机构的主运动，而进给机构的旋转为辅助运动，二者结合可有效提高镗削效率，球形表面精度达到标准，扩大机床利用率，缓解高精度机床的生产负荷，大大节约设备投入成本。

Claims (7)

1.一种球面内孔镗铣机构，包括主轴(81)，主轴(81)外部套有主轴连接套(1)，主轴(81)前端设有刀架盘(2)，刀架盘(2)内转接有刀架(21)，刀架(21)尾端转接有连杆机构(3)，连杆机构(3)另一端固接有圆环套(4)，圆环套(4)后端连接进给机构，所述圆环套(4)轴向滑动套设在主轴连接套(1)上，并与主轴连接套(1)联动旋转，其特征在于：所述的进给机构为手动驱动螺母副，包括手动内螺母(5)和固定外螺母(6)，固定外螺母(6)后端连接铣床滑枕(8)，手动内螺母(5)前端面与圆环套(4)后端面之间安装有平面轴承(9)，手动内螺母(5)通过其前端设有的连接机构与圆环套(5)相连接，并控制圆环套(4)的轴向运动。
2.根据权利要求1所述的一种球面内孔镗铣机构，其特征在于：所述连接机构为倒置的“L”形圆环状连接块(7)，所述连接块(7)与手动内螺母(5)前端螺纹连接，圆环套后端设有凸起部(42)，凸起部(42)嵌设在手动内螺母(5)与连接块(7)之间，并与手动内螺母(5)和连接块(7)端面之间留出旋转空间。
3.根据权利要求2所述的一种球面内孔镗铣机构，其特征在于：连接块(7)与凸起部(42)之间设有耐磨块(71)，所述耐磨块(71)与连接块(7)螺钉连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种球面内孔镗铣机构，其特征在于：连接块(7)与手动内螺母(5)连接处设有紧固螺钉(72)，在紧固螺钉(72)前端设有垫片(73)。
5.根据权利要求1所述的一种球面内孔镗铣机构，其特征在于：所述手动内螺母(5)上装有手动转轮(51)。
6.根据权利要求1所述的一种球面内孔镗铣机构，其特征在于：主轴连接套(1)外圆面与圆环套(4)内圆面上轴向开设有多条相互对应的导向键槽(11)，导向键槽(11)内放置滑键(41)，滑键(41)与圆环套(4)固接。
7.根据权利要求1所述的一种球面内孔镗铣机构，其特征在于：所述刀架(21)中部设有销轴(22)，销轴(22)与刀架(21)为一体结构并转接在刀架盘(2)上，刀架(2)前端安装刀具(211)并设有刀具微调螺母(212)和锁紧螺母(213)。
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