CN103769661A - 铣插共用切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种铣插共用切换装置。该装置通过连接板（1）和锥柄（5）与铣床主轴（19）相连接，利用两个短锥齿轮（7）和长锥齿轮（11）的组合，以及设置于两组锥齿轮中间的齿轮传动轴（12），转换铣床主轴力矩，改变铣刀安装位置和旋转方向，齿轮传动轴垂直通过支架（13）杆体装配孔与下端短锥齿轮和长锥齿轮组合相同的圆锥齿轮传动机构相连；铣床主轴带动传动轴（6）在水平方向旋转，通过上部短锥齿轮（7）和长锥齿轮组合传动机构，将扭矩传递给齿轮传动轴，带动支架下部的另一组短锥齿轮和长锥齿轮的圆锥齿轮组合传动机构旋转，完成两次换向，通过刀套（14）带动铣刀（15），将铣刀由原来的垂直安装转换成水平安装，实现铣刀像插床一样加工直槽。

Description

铣插共用切换装置

技术领域

本发明涉及一种铣床主轴带动的铣插共用切换装置，尤其是一种可以与普通铣床X8132和X8126主轴相连接并实现铣刀水平安装的换向装置。

背景技术

现有X8132、X8126普通铣床，其铣刀与主轴是成90°的，加工零件时主轴在水平方向旋转，并依靠铣头中的刀杆和铣刀在垂直方向旋转，铣刀是竖直装在铣头里的，工作台靠上下和左右运动来实现加工要求。但由于铣刀是圆形的，在上下方向加工零件内部凹槽时根部始终会形成圆角，该圆角大小即是铣刀的半径，也就是槽底无法清根，使得要加工某些根部不允许有圆角的箱体零件内部的直槽时就无法实现，而且在加工过程中还要频繁换刀。遇到这种情况，现有的加工方法大多都是采用插床来插槽来加工直槽，但插床的加工进给速度较慢、效率太低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处，提供一种安装快捷、方便，定位准确，能够减少加工过程中换刀时间，并能一次性完成箱体类零件内腔直槽无圆角根部槽底，由铣床主轴带动的机械传动换向装置。

为实现上述目的，本发明提供的一种铣床主轴带动的铣插共用切换装置，包括固联在连接板1上的支架13，配合铣床主轴19并输出扭矩的锥柄5，其特征在于：在连接板1与支架13的固联端,制有垂直支架13端面的沉孔，支架13两端分别装配有角接触滚动轴承10，横向通过沉孔由内六方螺钉20将支架13装配在连接板1的固联端；短锥齿轮7通过轴套9一端的角接触滚动轴承10与长锥齿轮11呈90°夹角，长锥齿轮11通过键8和深沟球滚动轴承18固联在齿轮传动轴12上；锥柄5垂直通过横向孔与装配在轴套9中的传动轴6耦合连接，齿轮传动轴12垂直通过支架13杆体装配孔与下端短锥齿轮7和长锥齿轮11组合相同的圆锥齿轮传动机构相连；铣床主轴19通过锥柄5输出扭矩，带动传动轴6在水平方向旋转，通过上部短锥齿轮7和长锥齿轮11组合传动机构，将扭矩传递给齿轮传动轴12，带动支架13下部的另一组短锥齿轮7和长锥齿轮11的圆锥齿轮组合传动机构旋转，从而将铣床主轴在水平方向的旋转，转换成齿轮传动轴12在垂直方向的旋转，即完成铣床主轴由水平方向转换成垂直方向旋转的第一次换向；齿轮传动轴12垂直方向旋转带动安装于支架13下部的另一个长锥齿轮11在垂直方向旋转，短锥齿轮7配合长锥齿轮11在水平方向旋转，进而将齿轮传动轴12在垂直方向的旋转转换成了短锥齿轮7的水平方向旋转，完成铣床主轴由垂直方向转换成水平方向旋转的第二次换向，此时，两端通过角接触轴承10支撑固定的刀套14通过传动销17相连短锥齿轮7，短锥齿轮7将水平方向的旋转传递给装入刀套14中的铣刀15，并通过刀套14带动铣刀15旋转，实现铣刀15像插床一样加工箱体类零件内腔的直槽。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

本发明通过在齿轮传动轴12的两端安装两个深沟球滚动轴承18，防止长锥齿轮11和齿轮传动轴12在竖直方向窜动，通过在支架13上下部安装两个角接触轴承10和轴承套4，防止传动轴6和刀套14的在水平方向窜动，从而减少摩擦，提高该装置的使用寿命。通过两组互成90°夹角的锥齿轮，将铣床主轴输出的扭矩转换两次后，再沿水平方向输出。普通铣床加装本换向装置以后，就可以将铣刀由原来的垂直安装转换成水平安装，使得铣刀与铣床主轴平行，通过工作台上下移动来达到加工箱体类零件内腔直槽的目的。从而实现：

    1.普通铣床在不改变其总体结构的情况下，安装本换向装置后就可扩展加工功能，确保加工直槽时槽的根部没有圆角，部分实现了插床插槽的功能；

    2.在普通铣床上加工零件时，本换向装置吃倒深度最大能达到7mm，侧刃吃刀2mm，相比插床的吃刀深度0.3mm和侧刃吃刀深度0.5，其加工效率得到提高。由于本装置的刀套14上安装铣刀15的孔是通孔，因此铣刀15可以同时从刀套14两端安装2把铣刀，实现同时旋转加工，进而减少了加工过程中的换刀时间；

    3.本换向装置在普通铣床上加工零件时，粗糙度可达到Ra1.6，在200mm范围内垂直度可达到0.02，相比插床的粗糙度Ra3.2和在200mm范围内垂直度0.1来说，其加工精度高于插床；

    4.本换向装置直接依靠锥柄与铣床主轴相连，辅之以连接板固定在铣床上，安装时只需将铣床的铣头部分拆下即可，所以安装快捷、方便，定位准确；

    5.本装置采用两组互成90°夹角的锥齿轮来进行两次换向，使得铣刀的旋转方向与铣床主轴的旋转方向一致，结构巧妙。并且所用锥齿轮均是标准件，可直接购买，降低了本换向装置的制造成本；

    6.本换向装置的另一特别之处就在于整个支架13包裹住的传动系统体积小，所以能够深入到箱体零件的内腔进行加工。

本发明利用两个短锥齿轮7和长锥齿轮11的组合，以及设置于两组锥齿轮中间的齿轮传动轴12，转换铣床主轴19力矩，使铣刀改变安装位置和旋转方向，实现在水平位置安装铣刀并加工零件直槽的功能。并且该装置通过在传动轴6和刀套14各安装两个角接触滚动轴承10承载力矩传递过程中径向和轴向载荷，防止短锥齿轮7、长锥齿轮11和齿轮传动轴12窜动，通过在齿轮传动轴12安装两个深沟球滚动轴承18，传递主轴载荷，减少摩擦，提高该装置的使用寿命。该换向装置还能同时安装两把铣刀，提高铣床加工直槽的精度和效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。其中：

    图1是本发明铣床主轴带动的铣插共用切换装置的剖视图；

    图2是图1的左视图；

    图3是本发明上部圆锥齿轮传动机构部分的局部放大图；

    图4是本发明下部圆锥齿轮传动机构部分的局部放大图。

图中：1连接板，2一字槽螺钉，3遮尘板，4轴承套，5锥柄，6传动轴，7短锥齿轮，8键，9轴套，10角接触滚动轴承，11长锥齿轮， 12齿轮传动轴，13支架，14刀套，15铣刀，16螺帽，17销，18深沟球滚动轴承，19铣床主轴，20内六方螺钉。

具体实施方式

参阅图1-图4。铣床主轴带动的铣插共用切换装置包括固联在连接板1上的支架13，配合铣床主轴19并输出扭矩的锥柄5。共有两组安装于齿轮传动轴12两端且互成90°夹角的齿轮组合。连接板1通过六个内六方螺钉20与铣床主轴头的端盖相连，通过锥柄5与铣床主轴19配合并输出扭矩，锥柄5是沿水平方向旋转的。传动轴6通过矩形槽与锥柄5相连，实现两者同步旋转。在传动轴6和刀套14各采用两个角接触滚动轴承10及轴承套4承载力矩传递过程中径向和轴向载荷，防止短锥齿轮7和齿轮传动轴12在水平方向窜动。铣刀15的安装位置在铣床主轴的下方，并且铣刀平行于铣床主轴，旋转方向与铣床主轴一致。刀套14的两端均制有能够同时安装两把铣刀的十字形的弹性卡口。该十字形的弹性卡口可以将铣刀15的刀柄装入刀套14的任意一端后用螺帽16背紧固定。铣刀15的安装长度可以根据箱体类零件的尺寸进行调整，或者用同样的安装方式在刀套14的两端同时安装两把铣刀，实现同步加工。

为了实现第一次换向，在传动轴6上设置一个短锥齿轮7，该短锥齿轮7是水平放置的；同时与之配合设置一个长锥齿轮11，短锥齿轮7和长锥齿轮11成90°夹角，长锥齿轮11用键8连接固定在齿轮传动轴12的顶端。这样就把传动轴6水平方向的旋转变成了齿轮传动轴12垂直方向的旋转。传动轴6由安装在支架13上端部的两个角接触滚动轴承10固定，为了防止其在水平方向窜动，设置轴套9和轴承套4限位固定。而齿轮传动轴12是垂直安装的。齿轮传动轴12轴向垂直于传动轴6安装，且两端由设置于支架13两端上的深沟球滚动轴承18固定。

为了实现第二次换向，在齿轮传动轴12的底部用键8连接一个长锥齿轮11，齿轮传动轴12沿垂直方向旋转时，即带动长短锥齿轮11旋转。同理，与该长锥齿轮11相配设置一个短锥齿轮7，两个锥齿轮成90°夹角，这样最终使得短锥齿轮7在水平方向旋转。

短锥齿轮7用销17内嵌于刀套14，并与角接触滚动轴承10安装固定，实现同步旋转。刀套14用于安装铣刀15，并用螺帽16固定铣刀。而支架13用六个内六方螺钉20固定在连接板1上。为了防尘和便于维护齿轮传动系统，在支架13的顶部和底部分别安装两块遮尘板3，遮尘板3用一字槽螺钉固定在支架13上。普通铣床上加装本换向装置以后，不只是用于加工航空机箱类零件；对于其它类似的箱体结构零件均可实现其内腔直槽的加工要求。

在连接板1与支架13的固联端，制有垂直支架13端面的沉孔，支架13两端分别装配有角接触滚动轴承10，横向通过沉孔用内六方螺钉20装配在连接板1的固联端；短锥齿轮7通过轴套9一端的角接触滚动轴承10与长锥齿轮11成90°夹角，长锥齿轮11通过键8和深沟球滚动轴承18固联在齿轮传动轴12上；锥柄5垂直通过横向孔与装配在的轴套9中的传动轴6耦合连接，齿轮传动轴12垂直通过支架13杆体装配孔与下端短锥齿轮7和长锥齿轮11组合相同的圆锥齿轮传动机构相连；铣床主轴19通过锥柄5输出扭矩，带动传动轴6在水平方向旋转，通过上部短锥齿轮7和长锥齿轮11组合传动机构，将扭矩传递给齿轮传动轴12，带动下部的另一组短锥齿轮7和长锥齿轮11的圆锥齿轮组合传动机构旋转，从而将铣床主轴在水平方向的旋转，转换成齿轮传动轴12在垂直方向的旋转，完成了铣床主轴由水平方向转换成垂直方向旋转的第一次换向；齿轮传动轴12在垂直方向的旋转带动了安装于其下部的另一个长锥齿轮11也在垂直方向旋转，由于长锥齿轮11和与之配合的短锥齿轮7成90°夹角安装，从而使得短锥齿轮7在水平方向旋转，最终实现了将齿轮传动轴12在垂直方向的旋转变成了短锥齿轮7的水平方向旋转，从而完成了铣床主轴由垂直方向转换成水平方向旋转的第二次换向；刀套14通过传动销17与短锥齿轮7相连，且两端通过角接触轴承10支撑固定，因此短锥齿轮7在水平方向的旋转传递给刀套14，铣刀15装入刀套14后，用螺帽16拧紧固定于刀套14上，并通过刀套14带动铣刀15旋转，从而实现了铣刀15在水平方向的安装旋转，实现了铣刀15像插床一样加工箱体类零件内腔的直槽。

Claims (10)

1.一种铣床主轴带动的铣插共用切换装置，包括固联在连接板（1）上的支架（13），配合铣床主轴（19）并输出扭矩的锥柄（5），其特征在于：在连接板（1）与支架（13）的固联端,制有垂直支架（13）端面的沉孔，支架（13）两端分别装配有角接触滚动轴承（10），横向通过沉孔由内六方螺钉（20）将支架（13）装配在连接板（1）的固联端；短锥齿轮（7）通过轴套（9）一端的角接触滚动轴承（10）与长锥齿轮（11）呈90°夹角，长锥齿轮（11）通过键（8）和深沟球滚动轴承（18）固联在齿轮传动轴（12）上；锥柄（5）垂直通过横向孔与装配在轴套（9）中的传动轴（6）耦合连接，齿轮传动轴（12）垂直通过支架（13）杆体装配孔与下端短锥齿轮（7）和长锥齿轮（11）组合相同的圆锥齿轮传动机构相连；铣床主轴（19）通过锥柄（5）输出扭矩，带动传动轴（6）在水平方向旋转，通过上部短锥齿轮（7）和长锥齿轮（11）组合传动机构，将扭矩传递给齿轮传动轴（12），带动支架（13）下部的另一组短锥齿轮（7）和长锥齿轮（11）的圆锥齿轮组合传动机构旋转，从而将铣床主轴在水平方向的旋转，转换成齿轮传动轴12在垂直方向的旋转，即完成铣床主轴由水平方向转换成垂直方向旋转的第一次换向；齿轮传动轴（12）垂直方向旋转带动安装于支架（13）下部的另一个长锥齿轮（11）在垂直方向旋转，短锥齿轮（7）配合长锥齿轮（11）在水平方向旋转，进而将齿轮传动轴（12）在垂直方向的旋转转换成了短锥齿轮（7）的水平方向旋转，完成铣床主轴由垂直方向转换成水平方向旋转的第二次换向，此时，两端通过角接触轴承（10）支撑固定的刀套（14）通过传动销（17）相连短锥齿轮（7），短锥齿轮（7）将水平方向的旋转传递给装入刀套（14）中的铣刀（15），并通过刀套（14）带动铣刀（15）旋转，实现铣刀（15）像插床一样加工箱体类零件内腔的直槽。

2.根据权利要求1所述的铣床主轴带动的铣插共用切换装置，其特征在于：短锥齿轮（7）是水平放置的。

3.根据权利要求1所述的铣床主轴带动的铣插共用切换装置，其特征在于：传动轴（6）通过矩形槽与锥柄（5）相连，实现两者同步旋转。

4.根据权利要求1所述的铣床主轴带动的铣插共用切换装置，其特征在于：长锥齿轮（11）用键（8）连接固定在齿轮传动轴（12）的两个顶端。

5.根据权利要求1所述的铣床主轴带动的铣插共用切换装置，其特征在于：传动轴（6）由安装在支架（13）上端部的两个角接触滚动轴承（10）固定，并由轴套（9）和轴承套（4）限位固定。

6.根据权利要求1所述的铣床主轴带动的铣插共用切换装置，其特征在于：齿轮传动轴（12）轴向垂直于传动轴（6）安装，且两端由设置于支架（13）两端上的深沟球滚动轴承（18）固定。

7.根据权利要求1所述的铣床主轴带动的铣插共用切换装置，其特征在于：短锥齿轮（7）用销（17）内嵌于刀套（14），并与角接触滚动轴承（10）安装固定。

8.根据权利要求1所述的铣床主轴带动的铣插共用切换装置，其特征在于：刀套（14）用于安装铣刀（15），并用螺帽（16）固定铣刀，而支架（13）用六个内六方螺钉（20）固定在连接板（1）上。

9.根据权利要求1所述的铣床主轴带动的铣插共用切换装置，其特征在于：在支架（13）的顶部和底部分别安装有遮尘板（3），遮尘板3用螺钉固定在支架（13）上。

10.根据权利要求1所述的铣床主轴带动的铣插共用切换装置，其特征在于：刀套（14）的两端均制有同时安装两把铣刀的十字形的弹性卡口。

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