CN102837226B - 一种万能铣头微分机构及机床 - Google Patents

Abstract

本技术方案公开了一种万能铣头微分机构及机床，属于机床用铣头领域，包括主轴、套设于主轴上的第一轴套、套设于第一轴套上的第二轴套以及包括一端设有第一台阶孔的盲孔的第三轴套，第三轴套以第一台阶孔区段部分套设于第二轴套外，并以盲孔区段套设于第一轴套外，第二轴套背向第三轴套的一端设有径向环状的第一突起，第一突起朝向第三轴套的一面边沿环设有第一端齿盘，第三轴套朝向第二轴套的一端的端面连接有环形的转动盘，转动盘朝向第二轴套的一面边沿环设有第二端齿盘，第一端齿盘与第二端齿盘相向并于第二轴套沿第三轴套滑移至最大行程处啮合。本技术方案的有益效果是，可以使铣头的精度大大提高，最小分度达到小数级，甚至微分级。

Description

一种万能铣头微分机构及机床

技术领域

本发明涉及一种万能铣头，尤其涉及一种万能铣头微分机构及机床。

背景技术

万能铣头作为机床重要的功能部件，被广泛应用于龙门、镗铣等各类机床中。其中，能否根据加工需求完成不同角度的分度加工则是衡量万能铣头最为重要的一项技术指标。依据现有技术，万能铣头的多角度加工普遍采用端齿盘来达到精确分度的目的，由此可见，万能铣头设计中必须首要解决的一个问题即为如何使用端齿盘进行高效率高可靠性的分度。目前，国内附件头生产厂家在万能头方面所作的研究尚少，已研制成功的万能头分度精度一般为1°、2.5°或5°一分，直接影响最终主轴输出角度与理论所需角度存在一定误差，无法精确定位，且无法进行调整，这样就会影响后续的加工生产。

发明内容

为了解决现有的机床用万能铣头存在的上述问题，本发明实施例提供了一种万能铣头微分机构及机床。

具体技术方案如下：

一种万能铣头微分机构，其中，包括主轴、套设于所述主轴上的第一轴套、套设于所述第一轴套上的第二轴套以及包括一端设有第一台阶孔的盲孔的第三轴套，所述第三轴套以所述第一台阶孔区段部分套设于所述第二轴套外，并以所述盲孔区段套设于所述第一轴套外，所述第二轴套背向所述第三轴套的一端设有径向环状的第一突起，所述第一突起朝向所述第三轴套的一面边沿环设有第一端齿盘，所述第三轴套朝向所述第二轴套的一端的端面连接有环形的转动盘，所述转动盘朝向所述第二轴套的一面边沿环设有第二端齿盘，所述第一端齿盘与所述第二端齿盘相向并于所述第二轴套沿所述第三轴套滑移至最大行程处啮合；所述万能洗头包括驱动装置，所述驱动装置驱动所述转动盘转动；所述第二轴套与所述第三轴套之间设有液压驱动装置，所述液压驱动装置与所述第二轴套连接，并驱动所述第二轴套沿所述第三轴套轴向滑动。

上述的万能铣头微分机构，其中，所述第二轴套与所述转动盘相对的一侧设有突起高度低于所述第一突起的径向环状第二突起和突起高度低于所述第二突起的径向环状第三突起，所述第二轴套贴近所述第三突起且朝向所述第三轴套的一侧套设有挡环，所述第三突起上套设有压紧盘，所述挡环与所述第二突起朝向所述压紧盘的端面限制所述压紧盘的轴向滑动范围；所述第二轴套与所转动盘相对的一面，于贴近所述第一端齿盘的圆周上均布有多个第一空槽，所述压紧盘上设有与多个所述第一空槽一一对应的多个第二空槽，所述第一空槽与对应的所述第二空槽形成空腔，所述空腔内设有矩形弹簧。

上述的万能铣头微分机构，其中，所述压紧盘朝向所述转动盘的一面，于所述压紧盘的同心圆周上均布有多个顶杆装置，所述顶杆装置包括截面呈T型的顶杆，所述顶杆窄截面的一端与压块螺钉连接，所述顶杆宽截面的一端与所述转动盘的端面接触。

上述的万能铣头微分机构，其中，所述驱动装置为设于所述万能铣头内的电机，所述电机通过固定连接于所述转动盘的扇型齿驱动转动盘。

上述的万能铣头微分机构，其中，所述第三轴套朝向所述第二轴套的端面上，贴近所述转动盘的圆周上均布有多个与所述转动盘内圈形成滚动摩擦关系的凸轮从动轴承。

上述的万能铣头微分机构，其中，包括一松开油腔，所述松开油腔主要由所述第二轴套伸入所述第三轴套的端面、所述第一台阶孔的底面和壁面以及所述第一轴套的外表面所形成；所述第一轴套背向所述第三轴套的一端设有径向的突出环，所述第二轴套设有与所述突出环适配的第二台阶孔，所述突出环套设于所述第二台阶孔内；还包括一锁紧油腔，所述锁紧油腔主要由所述突出环朝向所述第二台阶孔底面的端面、所述第二台阶孔的底面和壁面以及所述第一轴套的外表面所形成；所述松开油腔和所述锁紧油腔分别和液压源连接；所述万能铣头通过所述锁紧油腔和所述松开油腔的注油和泄油，驱动所述第二轴套沿所述第三轴套的轴向滑动。

上述的万能铣头微分机构，其中，所述压紧盘在与所述第三突起的接触面上固定连接有导向环。

上述的万能铣头微分机构，其中，所述顶杆与所述转动盘接触面的后侧设有碟簧，所述碟簧卡制于所述压紧盘与所述顶杆之间。

一种机床，其中，包括上述的万能铣头微分机构。

本技术方案的有益效果是：

通过在一对端齿盘的基础上，增加一个过渡转动盘，并将一个定位端齿盘安装在转动盘上，实现了定位端齿盘相对于壳体的转动，改变了定位端齿盘之前固装在壳体上的方式，改为间接固定在转动盘上，因此释放了转动方向上的自由度，在分度时，克服了目前端齿盘最高精度1°一分的限制，可以使铣头最小分度达到小数级，甚至微分级，大大提高了分度性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本技术方案一种万能铣头微分机构的实施例在45度万能铣头中的结构示意图；

图2为本技术方案一种万能铣头微分机构的实施例在45度万能铣头中的图1中A的局部放大结构示意图在端齿盘脱开时的结构示意图；

图3为本技术方案一种万能铣头微分机构的实施例在45度万能铣头中的图1中A的局部放大结构示意图在端齿盘啮合时的结构示意图；

图4为本技术方案一种万能铣头微分机构的实施例在端齿盘脱开状态下的顶杆装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本技术方案作进一步说明，但不作为本技术方案的限定。

如图1所示，本技术方案一种万能铣头微分机构及机床的实施例在45度万能铣头结构示意图，图圆圈位置A为万能铣头微分机构在万能铣头的结构示意图。

结合图2和图3所示，本技术方案一种万能铣头微分机构的实施例在45度万能铣头的图1中A的局部放大结构示意图在端齿盘脱开和啮合时的结构示意图，包括主轴（图中未示出）、套设于主轴上的第一轴套（图中未示出）、套设于第一轴套上的第二轴套6以及包括一端设有第一台阶孔的盲孔的第三轴套1，第三轴套以第一台阶孔区段部分套设于第二轴套外，并以盲孔区段套设于第一轴套外，第二轴套6背向第三轴套1的一端设有径向环状的第一突起15，第一突起15朝向第三轴套1的一面边沿环设有第一端齿盘5。

第三轴套1朝向第二轴套6的一端设有径向环状突起，第三轴套1上的突起朝向第二轴套6的一面连接有环形的转动盘2，转动盘2朝向第二轴套6的一面边沿环设有第二端齿盘4，第一端齿盘5与第二端齿盘4相向并于第二轴套6沿第三轴套1滑移至最大行程处啮合。

万能铣头包括驱动装置，驱动装置驱动转动盘2转动。第二轴套6与第三轴套1之间设有液压驱动装置，液压驱动装置与第二轴套6连接，并驱动第二轴套6沿第三轴套1轴向滑动。在具体实施例中，万能铣头包括一松开油腔18，松开油腔18主要由第二轴套6伸入第三轴套1的端面、第一台阶孔的底面和壁面以及第一轴套的外表面所形成；第一轴套背向第三轴套1的一端设有径向的突出环，第二轴套6设有与突出环适配的第二台阶孔，突出环套设于第二台阶孔内；还包括一锁紧油腔19，锁紧油腔19主要由突出环朝向第二台阶孔底面的端面、第二台阶孔的底面和壁面以及第一轴套的外表面所形成；松开油腔18和锁紧油腔19分别和液压源连接；万能铣头通过锁紧油腔19和松开油腔18的注油和泄油，驱动第二轴套6沿第三轴套1的轴向滑动。

在上述技术方案的基础上，第二轴套6与转动盘2相对的一侧设有突起高度低于第一突起15的径向环状第二突起17和突起高度低于第二突起的径向环状第三突起16，第二轴套6贴近第三突起16且朝向第三轴套的一侧套设有挡环9，第三突起16上套设有压紧盘10，挡环9与第二突起17朝向压紧盘10的端面限制压紧盘10的轴向滑动范围。

第二轴套6与转动盘2相对的一面，于贴近第一端齿盘5的圆周上均布有多个第一空槽，压紧盘10上设有与多个第一空槽一一对应的多个第二空槽，第一空槽与对应的第二空槽形成空腔，空腔内设有矩形弹簧7，矩形弹簧7始终处于压缩状态。压紧盘10在挡环9与第二突起17朝向压紧盘10端面之间的滑动范围同时也决定了矩形弹簧7在端齿盘分度时所能实现的压缩量。

本技术方案实现的技术原理是：当分度时，首先松开油腔18开始注油，第二轴套6开始向右运动，当到达右极限位置时，第二端齿盘4和第一端齿盘5处于脱开状态。在矩形弹簧7的作用下使压紧盘10压紧在限位槽内，此时，压紧盘10与转动盘2之间存在一定的间隙。当完成分度时，松开油腔18泄油、锁紧油腔19开始注油，第二轴套6开始向左运动，当到达左极限位置时，第二端齿盘4和第一端齿盘5啮合，完成锁紧。弹簧7处于最大压缩量状态，压紧盘10压紧在转动盘2的端面上，此时转动盘2同时受到了锁紧油腔19及矩形弹簧7产生的力，很好地实现了左端齿盘4固定在左壳体1上的要求，保证了铣头在切削时不发生转动。

    本发明一种万能铣头微分机构的具体实施例中，驱动装置为设于所述万能铣头内的电机（图中未示出），电机通过固定连接于转动盘2的扇型齿3驱动转动盘2。

本发明一种万能铣头微分机构的具体实施例中，所述第三轴套1朝向所述第二轴套6的端面上，贴近转动盘2的圆周上均布有多个与所述转动盘2内圈形成滚动摩擦关系的凸轮从动轴承11。

本发明一种万能铣头微分机构的具体实施例中，压紧盘10在与第三突起15的接触面上固定连接有导向环8，起到减缓压紧盘10和第二轴套6因直接接触和摩擦而产生磨损的作用。

如图4所示，为本技术方案一种万能铣头微分机构的实施例在端齿盘脱开状态下的顶杆装置结构示意图，为防止转动盘2在第三轴套1内的微小窜动，故压紧盘10朝向转动盘2的一面，于压紧盘10的同心圆周上均布有多个顶杆装置，顶杆装置包括截面呈T型的顶杆12，顶杆12窄截面的一端与压块14螺钉连接，顶杆12宽截面的一端与转动盘2的端面接触。顶杆12与转动盘2接触面的后侧设有碟簧13，碟簧13卡制于压紧盘10与顶杆12之间。这种情况下，转动盘2的端面只受碟簧的压缩力，载荷较小，不影响第二端齿盘4的转动，且较好地解决了第二端齿盘4轴向窜动问题。

本技术方案实施例通过在一对端齿盘的基础上，增加一个过渡转动盘，释放了定位端齿盘5在转动方向上的自由度，实现了铣头的高精度分度要求；在锁紧油腔19和矩形弹簧7的作用下，转动盘2和定位端齿盘5紧紧锁死在壳体上，保证了铣头切削中的整体刚性；同时，通过安装在转动盘周围的顶杆装置，较好地解决了端齿盘在脱开状态下的轴向窜动问题。该机构结构紧凑，所占空间小，保证了整体外观的美观，优化了结构布局，配合液压驱动及整体电机控制，能够很好地实现铣头分度的自动化过程，灵活性好适用性强，具有广阔的应用前景。

本技术方案实施例还公开了一种机床，该机床具有上述所述的万能铣头微分机构，该机床的其它部分可以参考现有技术，在此不做赘述。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种万能铣头微分机构，其特征在于，

包括主轴、套设于所述主轴上的第一轴套、套设于所述第一轴套上的第二轴套(6)以及包括一端设有第一台阶孔和盲孔的第三轴套(1)，所述第三轴套以所述第一台阶孔区段部分套设于所述第二轴套(6)外，并以所述盲孔区段套设于所述第一轴套外，所述第二轴套(6)背向所述第三轴套(1)的一端设有径向环状的第一突起(15)，所述第一突起朝向所述第三轴套的一面边沿环设有第一端齿盘(5)，所述第三轴套(1)朝向所述第二轴套(6)的一端的端面连接有环形的转动盘(2)，所述转动盘(2)朝向所述第二轴套的一面边沿环设有第二端齿盘(2)，所述第一端齿盘(5)与所述第二端齿盘(4)相向并于所述第二轴套沿所述第三轴套滑移至最大行程处啮合；

所述万能洗头包括驱动装置，所述驱动装置驱动所述转动盘(2)转动；

所述第二轴套(6)与所述第三轴套(1)之间设有液压驱动装置，所述液压驱动装置与所述第二轴套连接，并驱动所述第二轴套沿所述第三轴套轴向滑动。

2.如权利要求1所述的万能铣头微分机构，其特征在于，

所述第二轴套(6)与所述转动盘(2)相对的一侧设有突起高度低于所述第一突起(15)的径向环状第二突起(17)和突起高度低于所述第二突起的径向环状第三突起(16)，所述第二轴套(6)贴近所述第三突起且朝向所述第三轴套的一侧套设有挡环(9)，所述第三突起上套设有压紧盘(10)，所述挡环(9)与所述第二突起朝向所述压紧盘的端面限制所述压紧盘(10)的轴向滑动范围；

所述第二轴套(6)与所转动盘(2)相对的一面，于贴近所述第一端齿盘(5)的圆周上均布有多个第一空槽，所述压紧盘(10)上设有与多个所述第一空槽一一对应的多个第二空槽，所述第一空槽与对应的所述第二空槽形成空腔，所述空腔内设有矩形弹簧(7)。

3.如权利要求2所述的万能铣头微分机构，其特征在于，所述压紧盘(10)朝向所述转动盘(2)的一面，于所述压紧盘(10)的同心圆周上均布有多个顶杆装置，所述顶杆装置包括截面呈T型的顶杆(12)，所述顶杆(12)窄截面的一端与压块(14)螺钉连接，所述顶杆(12)宽截面的一端与所述转动盘(2)的端面接触。

4.如权利要求1所述的万能铣头微分机构，其特征在于，所述驱动装置为设于所述万能铣头内的电机，所述电机通过固定连接于所述转动盘的扇型齿驱动转动盘。

5.如权利要求1所述的万能铣头微分机构，其特征在于，所述第三轴套(1)朝向所述第二轴套的端面上，贴近所述转动盘的圆周上均布有多个与所述转动盘(2)内圈形成滚动摩擦关系的凸轮从动轴承(11)。

6.如权利要求1所述的万能铣头微分机构，其特征在于，

包括一松开油腔(18)，所述松开油腔(18)主要由所述第二轴套(6)伸入所述第三轴套(1)的端面、所述第一台阶孔的底面和壁面以及所述第一轴套的外表面所形成；

所述第一轴套背向所述第三轴套的一端设有径向的突出环，所述第二轴套(6)设有与所述突出环适配的第二台阶孔，所述突出环套设于所述第二台阶孔内；

还包括一锁紧油腔(19)，所述锁紧油腔(19)主要由所述突出环朝向所述第二台阶孔底面的端面、所述第二台阶孔的底面和壁面以及所述第一轴套的外表面所形成；

所述松开油腔(18)和所述锁紧油腔(19)分别和液压源连接；所述万能铣头通过所述锁紧油腔(18)和所述松开油腔(19)的注油和泄油，驱动所述第二轴套(6)沿所述第三轴套(1)的轴向滑动。

7.如权利要求2所述的万能铣头微分机构，其特征在于，所述压紧盘(10)在与所述第三突起(16)的接触面上固定连接有导向环(8)。

8.如权利要求3所述的万能铣头微分机构，其特征在于，所述顶杆(12)与所述转动盘(2)接触面的后侧设有碟簧(13)，所述碟簧(13)卡制于所述压紧盘(10)与所述顶杆(12)之间。

9.一种机床，其特征在于，包括如权利要求1～8中任意一项所述的万能铣头微分机构。