CN105642979A - 一种用于端面单轴铣床加工内圆锥面的工装 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种用于端面单轴铣床加工内圆锥面的工装，包括水平设置的主轴，主轴的伸出端设有刀具进给机构和与刀具进给机构抵靠的横向推进机构，刀具进给机构包括与主轴固定并垂直设置的中空的长杆，长杆上侧内部滑动配合套装有导套，导套上端伸出长杆上端并固定设置有刀座，长杆内转动安装有丝杠，丝杠与导套螺旋配合，丝杠下端固定连接有锥齿轮一；横向推进机构包括沿主轴中心线方向水平抵靠长杆的滑块，滑块与水平设置的燕尾滑轨滑动配合，滑块的水平抵靠端外周固定安装有与锥齿轮一啮合的锥齿轮二，锥齿轮二的安装轴线与主轴的中心线同轴设置，滑块背向抵靠端的另一侧设有压缩弹簧，所述压缩弹簧通过挡块抵靠。

Description

一种用于端面单轴铣床加工内圆锥面的工装
技术领域
本发明涉及机械加工装备技术领域，特别涉及一种用于端面单轴铣床加工内圆锥面的工装。
背景技术
通常，端面单轴铣床只能完成直面的铣削及柱形内圆面的镗削功能，无法进行内圆锥面的镗销加工。而要实现内圆锥面的加工，对于大型回转铸钢件，一般由铲磨工根据技术图样修磨出来，此修磨过程效率低、质量差，最终的锥面精度无法保证，严重影响工件的尺寸精度及外观质量。另外，也可以采用数控机床进行精确加工，但设备投资成本高。
发明内容
本发明针对现有技术中利用端面单轴铣床无法加工内圆锥面的问题，提供一种用于端面单轴铣床加工内圆锥面的工装，以便于利用现有的端面单轴铣床进行内圆锥面的加工。
本发明的目的是这样实现的，一种用于端面单轴铣床加工内圆锥面的工装，包括从主轴箱伸出的水平设置的主轴，所述主轴的伸出端设有刀具进给机构和与刀具进给机构抵靠的横向推进机构，所述刀具进给机构包括与主轴固定并垂直设置的中空的长杆，所述长杆上侧内部滑动配合套装有导套，所述导套上端伸出长杆上端并固定设置有刀座，所述长杆内转动安装有丝杠，所述丝杠与导套螺旋配合，所述丝杠下端固定连接有锥齿轮一；所述横向推进机构包括沿主轴中心线方向水平抵靠长杆的滑块，所述滑块与水平设置的燕尾滑轨滑动配合，所述滑块的水平抵靠端外周固定安装有与锥齿轮一啮合的锥齿轮二，所述锥齿轮二的安装轴线与主轴的中心线同轴设置，所述滑块背向抵靠端的另一侧设有压缩弹簧，所述压缩弹簧通过挡块抵靠；所述主轴转动时，长杆带动锥齿轮一绕锥齿轮二公转的同时自转，自转时丝杠转动实现导套及刀座的轴向伸或缩运动。
本发明的工装结构，主轴箱工作时，主轴横向进给运动同时带动刀具进给机构转动，实现刀具的转动切削运动。主轴转动时，带动长杆以主轴中心线为旋转中心转动，因锥齿轮二是固定不动的，长杆转动时，长杆上的锥齿轮一随长杆沿锥齿轮二的周向转动同时也进行自转，锥齿轮二自转时带动丝杠自转，丝杠带动导套轴向移动实现刀具的纵向进给运动，刀具在长杆的带动下沿主轴中心转动时实现切削运动。刀具转动切削运动时，在丝杠带动下沿丝杠轴向移动，也同时在主轴的进给机构带动下沿主轴进行轴向进给运动，从而实现刀头在绕主轴转动的同时沿一定的锥度移动，进行内圆锥面的切削运动。针对切削的内圆锥面的锥度要求，在同一固定的装置中，根据丝杠运动和齿轮运动的传动比，主轴每转动一转，换算成导套的直线运动的距离是固定的，只要根据待加工的内圆锥面的锥度要求计算出主轴的进给量，工作时只要按该规定的进给量和设置的转速驱动刀具进行切削运动即可加工出要求的内圆锥面。因此通过本发明的工装结构，采用现有的端面单轴铣床即可实现大型工件内圆锥面的加工，不但扩大了现有设备的使用范围，而且提高内圆锥面的机械加工效率和加工质量。
为减小齿轮传动时齿轮的啮合部位因压缩弹簧的轴向力作用而过早磨损，所述滑块的抵靠端与长杆的抵靠部位之间分别对应设有相互抵靠的球头一和球头二。
为便于滑块和燕尾滑轨的配合安装，所述燕尾滑轨固定设置在滑轨支座上，所述滑轨支座固定设置在工作台上；所述挡块固定设置在燕尾滑轨端部的滑轨支座上。
为便于丝杠与长杆的转动连接，所述丝杠下端与长杆之间通过轴承转动连接。
为便于刀具的固定安装，所述刀座上设有用于插装刀具的刀槽，所述刀槽侧向设有用于固定刀具的压紧螺栓。
附图说明
图1为本发明的用于端面单轴铣床加工内圆锥面的工装结构示意图。
图2为刀具进给机构的局部大放图。
图3为图1沿A—A向的剖面图。
图4为图1在B处的局部放大图。
其中，1主轴箱；2主轴；3刀具进给机构；301长杆；301A球头一；302丝杆；303刀座；304压紧螺栓；305轴承；306锥齿轮一；4刀具；5锥齿轮二；6工件；7滑块；7A球头二；8压缩弹簧；9挡块；10工件安装座；11滑轨支座；12工作台；13燕尾滑轨。
具体实施方式
如图1—图4所示，为本发明的用于端面单轴铣床加工内圆锥面的工装，
包括从主轴箱1伸出的水平设置的主轴2，主轴2的伸出端设有刀具进给机构3和与该刀具进给机构3抵靠的横向推进机构，刀具进给机构3包括与主轴2的端部固定并垂直设置的中空的长杆301，长杆301上侧内部滑动配合套装有导套，导套上端伸出长杆301上端并固定设置有刀座303，长杆301内通过轴承305转动安装有丝杠302，丝杠302与导套螺旋配合，以便于实现丝杠302转动时推动导套及刀座303轴向移动，丝杠302下端通过连接键固定连接有锥齿轮一306；本发明的横向推进机构包括沿主轴2中心线方向水平抵靠长杆301的滑块7，该滑块7与水平设置的燕尾滑轨13滑动配合，本发明的滑块结构为直角形，其中一直角边呈竖直设置下部与燕尾滑轨13滑动配合，另一直角边呈水平设置作为滑块7的水平抵靠端，该水平抵靠端外周固定安装有与锥齿轮一306啮合的锥齿轮二5，锥齿轮二5的安装轴线与主轴2的中心线同轴设置，滑块7背向抵靠端的另一侧设有压缩弹簧8，压缩弹簧8通过挡块9抵靠；主轴2转动时，长杆301带动锥齿轮一306绕锥齿轮二5公转的同时自转，自转时丝杠302转动实现导套及刀座的轴向伸或缩运动。
本发明的工装结构，主轴箱1工作时，主轴2横向进给运动同时带动刀具进给机构3动，实现刀具的转动切削运动。主轴2转动时，带动长杆301以主轴2中心线为旋转中心转动，因锥齿轮二5是固定不动的，长杆301转动时，长杆301上的锥齿轮一306随长杆301沿锥齿轮二5的周向转动同时也进行自转，锥齿轮二5自转时带动丝杠302自转，丝杠302带动导套轴向移动实现刀具的纵向进给运动，刀具在长杆301的带动下沿主轴2中心转动时实现切削运动。刀具转动切削运动时，在丝杠302带动下沿丝杠302轴向移动，也同时在主轴2的进给机构带动下沿主轴2进行轴向进给运动，从而实现刀头在绕主轴2转动的同时沿一定的锥度移动，进行内圆锥面的切削运动。
为使刀具切削运动的轨迹适应不同的内圆锥面要求，根据切削的内圆锥面的锥度要求，在同一固定的装置中，丝杠、锥齿轮一和锥齿轮二的传动参数是固定不变的，如果待加工的内圆锥面的锥度为α，丝杠的螺距为P，锥齿轮一的齿数为Z1，锥齿轮二的齿数为Z2，主轴的进给量为F，则根据丝杠302运动和齿轮运动的传动比，主轴2每转动一转，换算成导套的直线运动的距离是固定的，只要根据待加工的内圆锥面的锥度要求按下式计算出主轴的进给量:
tgα=(P· ,推出F=(P· 。
因此，根据上式，工作时只要按上式计算出主轴的进给量F值，按设置的转速驱动刀具进行切削运动即可加工出要求的内圆锥面。另外，根据上式，为扩大设备的调节范围，也可以通过更换锥齿轮一或锥齿轮二以改变锥齿轮的传动比，或更换丝杠以改变丝杠的传动比来扩大装备的设置范围，以适应更广泛锥度范围的内圆锥面的加工要求。因此通过本发明的工装结构，采用现有的端面单轴铣床即可实现大型工件内圆锥面的加工，不但扩大了现有设备的使用范围，而且提高内圆锥面的机械加工效率和加工质量。
本发明的结构中，为减小齿轮传动时齿轮的啮合部位因压缩弹簧8的轴向力作用而过早磨损，滑块7的抵靠端与长杆301的抵靠部位之间分别对应设有相互抵靠的球头一301A和球头二7A。
为便于滑块7和燕尾滑轨13的配合安装，燕尾滑轨13固定设置在滑轨支座11上，滑轨支座11固定设置在工作台12；挡块9固定设置在燕尾滑轨13端部的滑轨支座11上。
为便于丝杠302与长杆301的转动连接，丝杠302下端与长杆301之间通过轴承305转动连接。
为便于刀具的固定安装，刀座上设有用于插装刀具5的刀槽，刀槽侧向设有用于固定刀具5的压紧螺栓304。

Claims (5)

1.一种用于端面单轴铣床加工内圆锥面的工装，包括从主轴箱伸出的水平设置的主轴，其特征在于，所述主轴的伸出端设有刀具进给机构和与刀具进给机构抵靠的横向推进机构，所述刀具进给机构包括与主轴固定并垂直设置的中空的长杆，所述长杆上侧内部滑动配合套装有导套，所述导套上端伸出长杆上端并固定设置有刀座，所述长杆内转动安装有丝杠，所述丝杠与导套螺旋配合，所述丝杠下端固定连接有锥齿轮一；所述横向推进机构包括沿主轴中心线方向水平抵靠长杆的滑块，所述滑块与水平设置的燕尾滑轨滑动配合，所述滑块的水平抵靠端外周固定安装有与锥齿轮一啮合的锥齿轮二，所述锥齿轮二的安装轴线与主轴的中心线同轴设置，所述滑块背向抵靠端的另一侧设有压缩弹簧，所述压缩弹簧通过挡块抵靠；所述主轴转动时，长杆带动锥齿轮一绕锥齿轮二公转的同时自转，自转时丝杠转动实现导套及刀座的轴向伸或缩运动。
2.根据权利要求1所述的用于端面单轴铣床加工内圆锥面的工装，其特征在于，所述滑块的抵靠端与长杆的抵靠部位之间分别对应设有相互抵靠的球头一和球头二。
3.根据权利要求2所述的所述用于端面单轴铣床加工内圆锥面的工装，其特征在于，所述燕尾滑轨固定设置在滑轨支座上，所述滑轨支座固定设置在工作台上；所述挡块固定设置在燕尾滑轨端部的滑轨支座上。
4.根据权利要求1所述的用于端面单轴铣床加工内圆锥面的工装，其特征在于，所述丝杠下端与长杆之间通过轴承转动连接。
5.根据权利要求1所述的用于端面单轴铣床加工内圆锥面的工装，其特征在于，所述刀座上设有用于插装刀具的刀槽，所述刀槽侧向设有用于固定刀具的压紧螺栓。
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