CN102615513A - 一种机床立卧主轴头 - Google Patents

Abstract

一种机床立卧主轴头，属于金属切削机床附件装置。现有机床主轴头只能单一加工竖向面或横向面。本发明包括立式主轴头机构、卧式主轴头机构、箱体、第一传动机构、横向分度机构、连接机构和第二传动机构，第二传动机构在箱体内通过相互啮合的两个伞齿轮、两个斜齿轮连接立式主轴头机构的立主轴和卧式主轴头机构的卧主轴，实现可加工竖向面和横向面；立主轴下端和卧主轴两端分别通过轴承组、轴承座配合支撑安装于箱体上的竖向轴孔和横向轴孔；第一传动机构通过啮合的传动轴内传动齿和传动齿轮与立主轴连接，传递机床旋转动力；横向分度机构的分度油缸驱动上、下分度齿盘以及齿圈和传动轴外齿圈脱开啮合实现箱体带同卧主轴头机构分度旋转。

Description

一种机床立卧主轴头

技术领域

本发明属于金属切削机床附件装置，尤其与一种机床立卧主轴头有关。

背景技术

通用的机床主轴头机构主要包括主轴机构和松紧刀机构，主轴机构主要包括中空主轴和支撑主轴旋转的轴承组和轴承座，主轴前端设置锥孔用于装夹刀具，松紧刀机构包括油缸、蝶簧组、拉刀杆和拉刀爪，油缸设置于主轴后端，拉刀爪与拉刀杆前端连接，蝶簧组套装于拉刀杆，蝶簧组、拉刀爪和拉刀杆容置于主轴的中空内腔中，拉刀杆后端与油缸活塞连接，由油缸提供松刀力，蝶簧组提供紧刀力。现有机床的主轴头普遍只有一个主轴机构，只有一锥孔可用于装夹刀具，只能实现单刀具加工，在竖向面加工和横向面加工的转换时需要更换主轴头，操作繁复，影响生产效率和加工精度。

国内有厂家设计出了双主轴头结构，采用立式主轴头和卧式主轴头组合，但是这样的双主轴头是简单的将分离式的卧式主轴头装夹到立式主轴头的锥孔中，将立式主轴头主轴的旋转传递为卧式主轴头主轴的旋转，实现主轴轴线方向的变换，仍然只能单一加工竖向面或横向面，如要转换，还是需要装卸主轴头。

发明内容

本发明目的就是要克服现有机床主轴头只能单一加工竖向面或横向面的缺陷，提供一种既能加工竖向面又能加工横向面而无需更换主轴头的一种机床立卧主轴头。

为此，本发明采用以下技术方案：一种机床立卧主轴头，包括立式主轴头机构和卧式主轴头机构，其特征是，所述的机床立卧主轴头还包括箱体、第一传动机构、横向分度机构、连接机构以及连接立式主轴头机构和卧式主轴头机构的第二传动机构；所述的连接机构具有中空内腔；所述的箱体上设置有竖向轴孔、横向轴孔和传动轴孔，所述的立式主轴头机构的立主轴下端通过轴承组、轴承座配合支撑安装于箱体上的竖向轴孔，所述的卧式主轴头机构的卧主轴两端通过轴承组、轴承座配合支撑安装于箱体上的横向轴孔，第二传动机构包括相互啮合的第一伞齿轮和第二伞齿轮、相互啮合的第一斜齿轮和第二斜齿轮，第一伞齿轮轴部中空，第一伞齿轮固定套装于所述的立主轴，第二伞齿轮包括轴部和齿部，轴部通过轴承、轴承座支撑安装于所述箱体的传动轴孔中，第一斜齿轮套装于第二伞齿轮轴部，第二斜齿轮套装于所述的卧主轴；所述的第一传动机构包括传动轴和传动齿轮，传动齿轮固定安装于所述的立主轴，传动轴下端外套于传动齿轮，传动轴下端设置内传动齿与传动齿轮啮合；所述的横向分度机构包括分度油缸、传动套筒、上分度齿盘、下分度齿盘和齿圈，传动套筒通过轴承、轴承座支撑套装于所述的立主轴，传动套筒嵌置于所述连接机构的内腔，齿圈安装于传动套筒上端，所述的传动轴下端设置有外齿圈，齿圈外套于传动轴并与传动轴上的外齿圈对应，齿圈和外齿圈常态下不啮合，传动套筒下端与所述的箱体固定连接，所述的分度油缸缸体与所述连接机构固定连接，分度油缸活塞顶撑传动套筒，上分度齿盘固定安装于所述的连接机构，下分度齿盘固定安装于所述的箱体。

本发明使用时，连接机构与机床主轴箱固定连接，传动轴通过花键套与机床主轴连接，由机床主轴向立卧主轴头输入旋转动力，分度油缸内充满压力油，活塞在压力油作用下处于高位，顶撑传统套筒处于高位，上分度齿盘和下分度齿盘啮合，在立主轴和卧主轴锥孔中都安装刀具。传动轴带动立主轴旋转，立主轴通过第一伞齿轮、第二伞齿轮、第一斜齿轮和第二斜齿轮带动卧主轴同时旋转，既可以加工竖向面又可以加工横向面。当需要加工另一方向的竖向面时，只要将卧式主轴头机构进行分度旋转，使卧主轴轴向在横向平面内换向即可。卧式主轴头机构分度旋转时，分度油缸放出压力油，活塞下落，传动套筒在重力作用下下降，下分度齿盘和上分度齿盘脱开，传动套筒上端的内齿圈和传动轴下端的外齿圈啮合，传动轴带动传动套筒旋转设定的角度，传动套筒带动箱体旋转同样的角度，实现卧主轴以立主轴轴线为中心在横向平面内转过设定的角度，然后分度油缸注入压力油，驱使活塞上升，顶撑着传动套筒上升，传动套筒上端的内齿圈和传动轴下端的外齿圈脱开，失去旋转动力，不再旋转，下分度齿盘和上风度齿盘重新啮合，箱体定位，卧主轴也实现定位，完成分度。 

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下技术特征。

所述的传动套筒外圆面上固定连接有环形压板，所述分度油缸的活塞上设置端面靠肩，环形压板压靠于该端面靠肩，实现活塞对传动套筒的顶撑。

所述的第一伞齿轮和第二伞齿轮为螺旋伞齿轮。

使用本发明可以达到以下有益效果：采用传动机构连接立式主轴头机构和卧式主轴头机构的结构，并使用分度机构实现卧式主轴头机构分度旋转，实现既可以进行不同方向的竖向面加工，又可以进行横向面加工，并且可以同时加工，减少了换头操作，提高了效率，也能提高加工精度。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B剖视图。

图中，1－第一传动机构，2－立式主轴头机构，3－连接机构，4－卧式主轴头机构，5－箱体，6－传动轴，7－立轴油缸，8－传动齿轮，9－外套筒，10－立主轴，11－立轴蝶簧组，12－立轴拉刀杆，13－传动套筒，14－分度油缸活塞，15－分度油缸缸体，16－第一斜齿轮，17－第二伞齿轮，18－盖板，19－立轴拉刀爪，20－第一伞齿轮，21－下齿盘，22－上齿盘，23－接油盒，24－环形压板，25－卧轴拉刀爪，26－卧轴油缸，27－第二斜齿轮，28－卧轴蝶簧组，29－卧轴拉刀杆，30－卧主轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。

如图1～图3所示，本发明包括立式主轴头机构2和卧式主轴头机构4、箱体5、第一传动机构1、横向分度机构、连接机构3以及连接立式主轴头机构和卧式主轴头机构的第二传动机构。

连接机构3包括中空接油盒23和外套筒9，接油盒23和外套筒9的中空内腔组合成连接机构的内腔。第一传动机构1包括传动轴6和传动齿轮8，传动轴6下端设置内传动齿，传动轴6下端外套于传动齿轮8并相互啮合。

箱体5由中间壁分割成大内腔和小内腔，与中间壁相对的小内腔侧壁开口，开口上盖装盖板18，大内腔的上侧壁和下侧壁上分别设置有竖向轴孔，中间壁及其相对的大内腔侧壁上分别设置横向轴孔，中间壁上还设置传动轴孔。

所述的横向分度机构包括分度油缸、传动套筒13、上分度齿盘22、下分度齿盘21和齿圈25，传动套筒13嵌置于所述的外套筒9中空内腔，齿圈25安装于传动套筒13上端，所述的传动轴6下端设置有外齿圈，齿圈25外套于传动轴6并与传动轴上的外齿圈对应，齿圈和外齿圈常态下不啮合，传动套筒13下端与所述的箱体5固定连接，传动套筒13的中空内腔与箱体大内腔上侧壁上的竖向轴孔连通；所述的分度油缸的缸体15和活塞14都为筒形，缸体15位于连接机构的内腔并与连接机构的接油盒23用螺钉固定连接，传动套筒13外壁上固定安装环形压板24，活塞14设置有端面靠肩，活塞14外套于传动套筒13，活塞14端面靠肩顶撑于环形压板24下方，上分度齿盘22固定安装于连接机构的接油盘23，下分度齿盘21固定安装于所述的箱体5。

立式主轴头机构2包括立主轴机构和立轴松紧刀机构，立轴机构主要包括中空立主轴10和支撑立主轴旋转的轴承组和轴承座，立主轴10下端设置锥孔用于装夹刀具，所述的传动齿轮8使用螺钉固定安装于立主轴10的上端面，立主轴10的中空内腔和所述传动轴6的中空内腔连通；立轴松紧刀机构包括立轴油缸7、立轴蝶簧组11、立轴拉刀杆12和立轴拉刀爪19，立轴拉刀爪19与立轴拉刀杆12下端连接，立轴蝶簧组11套装于立轴拉刀杆12，立轴蝶簧组11、立轴拉刀杆12和立轴拉刀爪19容置于立主轴10的中空内腔中，立轴油缸7的缸体和活塞都成筒形，立轴油缸7套装于所述的传动轴6，传动轴6设置有长槽孔，立轴油缸活塞通过连接件穿过长槽孔与立轴拉刀杆12上端连接，由油缸提供松刀力，蝶簧组提供紧刀力；立主轴10下端通过轴承组、轴承座配合支撑安装于箱体5大内腔下侧壁上的竖向轴孔，中间通过轴承组、轴承座配合支撑安装于传动套筒13下端中空内腔，上端通过轴承支撑安装于传动套筒13的中空内腔。轴承组采用角接触球轴承成组。

卧式主轴头机构2包括卧轴机构和卧轴松紧刀机构，卧轴机构主要包括中空卧主轴30和支撑卧主轴旋转的轴承组和轴承座，卧主轴30前端设置锥孔用于装夹刀具，卧轴松紧刀机构包括卧轴油缸26、卧轴蝶簧组28、卧轴拉刀杆29和卧轴拉刀爪31，卧轴拉刀杆29前端与卧轴拉刀爪31连接，卧轴蝶簧组28套装于卧轴拉刀杆29，卧轴蝶簧组28、卧轴拉刀爪31和卧轴拉刀杆29容置于卧主轴30的中空内腔中，卧轴油缸26设置于卧主轴30后端并固定安装于箱体5的盖板18上，卧轴拉刀杆29后端与卧轴油缸活塞连接，由油缸提供松刀力，蝶簧组提供紧刀力。卧式主轴头机构的卧主轴30两端通过轴承组、轴承座配合支撑安装于箱体5中间壁和大内腔侧壁上的横向轴孔，轴承组都是采用角接触球轴承成组。

第二传动机构包括第一伞齿轮20、第二伞齿轮17、第一斜齿轮16和第二斜齿轮27，第一伞齿轮20轴部中空，第一伞齿轮20固定套装于立主轴10，第二伞齿轮轴部通过轴承、轴承座支撑安装于箱体5中间壁上的传动轴孔中，第一斜齿轮16套装于第二伞齿轮轴部后端并用锁紧螺母轴向锁紧定位，第二斜齿轮16套装于卧主轴30后端，第一伞齿轮20和第二伞齿轮17都是螺旋伞齿轮并在箱体5大内腔中啮合，卧主轴后端和第二伞齿轮轴部后端都位于箱体5小内腔中，使第一斜齿轮16和第二斜齿轮27在小内腔中啮合。

本发明使用时，连接机构与机床主轴箱固定连接，传动轴通过花键套与机床主轴连接，由机床主轴向立卧主轴头输入旋转动力，分度油缸内充满压力油，活塞在压力油作用下处于高位，顶撑传统套筒处于高位，上分度齿盘和下分度齿盘啮合，在立主轴和卧主轴锥孔中都安装刀具。传动轴带动立主轴旋转，立主轴通过第一伞齿轮、第二伞齿轮、第一斜齿轮和第二斜齿轮带动卧主轴同时旋转，既可以加工竖向面又可以加工横向面。当需要加工另一方向的竖向面时，只要将卧式主轴头机构进行分度旋转，使卧主轴轴向在横向平面内换向即可。卧式主轴头机构分度旋转时，分度油缸放出压力油，活塞下落，传动套筒在重力作用下下降，下分度齿盘和上分度齿盘脱开，传动套筒上端的内齿圈和传动轴下端的外齿圈啮合，传动轴带动传动套筒旋转设定的角度，传动套筒带动箱体旋转同样的角度，实现卧主轴以立主轴轴线为中心在横向平面内转过设定的角度，然后分度油缸注入压力油，驱使活塞上升，顶撑着传动套筒上升，传动套筒上端的内齿圈和传动轴下端的外齿圈脱开，失去旋转动力，不再旋转，下分度齿盘和上风度齿盘重新啮合，箱体定位，卧主轴也实现定位，完成分度。

Claims (3)

1. 一种机床立卧主轴头，包括立式主轴头机构（2）和卧式主轴头机构（4），其特征在于：所述的机床立卧主轴头还包括箱体（5）、第一传动机构（1）、横向分度机构、连接机构（3）以及连接立式主轴头机构和卧式主轴头机构的第二传动机构；所述的连接机构（3）具有中空内腔；所述的箱体（5）上设置有竖向轴孔、横向轴孔和传动轴孔，所述的立式主轴头机构的立主轴（10）下端通过轴承组、轴承座配合支撑安装于箱体（5）上的竖向轴孔，所述的卧式主轴头机构的卧主轴（30）两端通过轴承组、轴承座配合支撑安装于箱体（5）上的横向轴孔，第二传动机构包括相互啮合的第一伞齿轮（20）和第二伞齿轮（17）、相互啮合的第一斜齿轮（16）和第二斜齿轮（27），第一伞齿轮（20）中空，第一伞齿轮（20）固定套装于所述的立主轴（10），第二伞齿轮（17）包括轴部和齿部，轴部通过轴承、轴承座支撑安装于所述箱体（5）的传动轴孔中，第一斜齿轮（16）套装于第二伞齿轮（17）的轴部，第二斜齿轮（27）套装于所述的卧主轴（30）；所述的第一传动机构包括传动轴（6）和传动齿轮（8），传动齿轮（8）固定安装于所述的立主轴（10），传动轴（6）下端外套于传动齿轮（8），传动轴（6）下端设置内传动齿与传动齿轮（8）啮合；所述的横向分度机构包括分度油缸、传动套筒（13）、上分度齿盘（22）、下分度齿盘（21）和齿圈（25），传动套筒（13）通过轴承、轴承座支撑套装于所述的立主轴（10），传动套筒（13）嵌置于所述连接机构的内腔，齿圈（25）安装于传动套筒（13）上端，所述的传动轴（6）下端设置有外齿圈，齿圈（25）外套于传动轴（6）并与传动轴（6）上的外齿圈对应，齿圈（25）和外齿圈常态下不啮合，传动套筒（13）下端与所述的箱体（5）固定连接，所述的分度油缸的缸体（15）与所述连接机构固定连接，分度油缸的活塞（14）顶撑传动套筒（13），上分度齿盘（22）固定安装于所述的连接机构，下分度齿盘（21）固定安装于所述的箱体（5）。

2.根据权利要求1所述的一种机床立卧主轴头，其特征在于：所述的传动套筒（13）外圆面上固定连接有环形压板（24），所述分度油缸的活塞（14）上设置端面靠肩，环形压板（24）压靠于该端面靠肩。

3.根据权利要求2所述的一种机床立卧主轴头，其特征在于：所述的第一伞齿轮（20）和第二伞齿轮（17）为螺旋伞齿轮。

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