CN107234287A - 快换分度铣头装置 - Google Patents
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Abstract
一种快换分度铣头装置，具有：安装基座，其具有用于连接动力源的动力轴；夹持机构，其固定于安装基座上，并具有沿动力轴的旋转圆周分布的复数个夹紧部，夹紧部可沿动力轴的径向移动；铣头，其具有铣头基座与可旋转地保持于铣头基座上的驱动轴，驱动轴具有用于连接动力轴的第一输入端；分度机构，其具有固定齿盘与旋转齿盘，固定齿盘设于安装基座上，旋转齿盘设于铣头基座上，固定齿盘与旋转齿盘具有端齿盘啮合结构；铣头基座可沿驱动轴的轴向线性运动地使旋转齿盘与固定齿盘暂时分离/逐渐啮合，同时使铣头基座与驱动轴一体旋转/相对运动。本发明提供了一种具有快速更换的结构与精密分度控制的快换分度铣头装置。
Description
技术领域
本发明属于机械制造技术领域，具体地来说，是一种快换分度铣头装置。
背景技术
随着国民经济的迅速发展，机械制造需求越来越多，对机床整机及其部件提出了新的发展要求。在我国，工业4.0与中国制造2025的远景规划的实施，为现代制造业提供了重要的推动作用。
在机械加工中，铣头是一种不可或缺的部件。铣头安装在铣床上并与主轴连接，用于带动铣刀旋转的机床附件之一，是机床附件的重要组成部分。
在常用的加工机床中，多仅具备一个铣头。面临不同的加工要求时，需要更换铣刀，特别是复杂加工中，铣刀的更换更为频繁，十分不便。同时，一个铣头对应多种铣刀的结构，容易导致铣头与铣刀的匹配程度较低，造成加工质量不佳，严重时还会出现寿命折损或其他故障。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种快换分度铣头装置，具有快速更换的结构与精密分度控制。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种快换分度铣头装置，具有：
安装基座，所述安装基座具有用于连接动力源的动力轴；
夹持机构，所述夹持机构固定于所述安装基座上，并具有沿所述动力轴的旋转圆周分布的复数个夹紧部，所述夹紧部可沿所述动力轴的径向移动；
铣头，所述铣头具有铣头基座与可旋转地保持于所述铣头基座上的驱动轴，所述驱动轴具有用于连接所述动力轴的第一输入端；
分度机构，所述分度机构具有固定齿盘与旋转齿盘，所述固定齿盘设于所述安装基座上，所述旋转齿盘设于所述铣头基座上，所述固定齿盘与所述旋转齿盘具有端齿盘啮合结构；
所述铣头基座可沿所述驱动轴的轴向线性运动地使所述旋转齿盘与所述固定齿盘暂时分离/逐渐啮合，同时使所述铣头基座与所述驱动轴一体旋转/相对运动。
作为上述技术方案的改进，所述动力轴具有用于紧固所述第一输入端的紧固孔，所述夹持机构用于夹持所述铣头基座。
作为上述技术方案的进一步改进，所述铣头基座具有第一键，所述驱动轴具有第一键槽，所述铣头基座可沿所述驱动轴的轴向线性运动地使所述第一键与所述第一键槽暂时分离/逐渐接合。
作为上述技术方案的进一步改进，当所述第一键与所述第一键槽接合而成键连接时，所述铣头基座与所述驱动轴一体旋转，所述旋转齿盘与所述固定齿盘保持分离；
当所述第一键与所述第一键槽分离时，所述铣头基座与所述驱动轴相对运动，所述旋转齿盘与所述固定齿盘逐渐啮合。
作为上述技术方案的进一步改进，所述驱动轴具有驱动轴壳体与可旋转地保持于所述驱动轴壳体上的主旋转轴，所述驱动轴壳体固定于所述铣头基座上，所述主旋转轴具有所述第一输入端。
作为上述技术方案的进一步改进，所述铣头具有第一主轴，所述第一主轴可旋转地保持于所述铣头基座上并具有用于连接刀具的第一输出端，所述第一主轴与所述驱动轴平行，所述驱动轴与所述第一主轴之间具有用于传动的第一传动部。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一传动部具有相互啮合的主动圆柱齿轮与从动圆柱齿轮，所述主动圆柱齿轮套设于所述驱动轴上，所述从动圆柱齿轮套设于所述第一主轴上。
作为上述技术方案的进一步改进，所述铣头具有第二主轴，所述第二主轴可旋转地保持于所述铣头基座并具有用于连接刀具的第二输出端，所述第二主轴与所述驱动轴垂直，所述驱动轴与所述第二主轴之间具有用于传动的第二传动部。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第二传动部具有相互啮合的主动圆锥齿轮与从动圆锥齿轮，所述主动圆锥齿轮套设于所述驱动轴上，所述从动圆锥齿轮套设于所述第二主轴上。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第二主轴具有第二主轴壳体与第二旋转轴，所述第二主轴壳体固定于所述铣头基座上。
本发明的有益效果是：
具有夹持机构、铣头与分度机构，夹持机构用于夹持铣头而实现铣头的快速更换，并利用夹持机构一并实现分度机构的离合控制，通过夹持机构对铣头的作用力变化而使铣头具有线性运动能力，进而驱动分度机构的离合而实现分度调节，提供了一种具有快速更换的结构与精密分度控制的快换分度铣头装置。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例1提供的快换分度铣头装置的第一示意图；
图2是本发明实施例1提供的快换分度铣头装置的第二示意图；
图3是图2中快换分度铣头装置的A-A剖视结构示意图；
图4是图3中快换分度铣头装置的C-C剖视结构示意图；
图5是图3中快换分度铣头装置的M处放大示意图；
图6是图2中快换分度铣头装置的B-B剖视结构示意图。
主要元件符号说明：
1000-快换分度铣头装置，0100-安装基座，0110-动力轴，0111-紧固孔，0200-夹持机构，0210-夹紧部，0300-铣头，0310-铣头基座，0311-法兰部，0312-第一键，0320-驱动轴，0321-驱动轴壳体，0322-主旋转轴，0322a-第一输入端，0322b-连接孔，0322c-第一键槽，0330-第一主轴，0331-第一主轴壳体，0332-第一旋转轴，0333-第一输出端，0340-第一传动部，0341-主动圆柱齿轮，0342-从动圆柱齿轮，0350-第二主轴，0351-第二主轴壳体，0352-第二旋转轴，0353-第二输出端，0360-第二传动部，0361-主动圆锥齿轮，0362-从动圆锥齿轮，0400-分度机构，0410-固定齿盘，0411-啮合齿，0420-旋转齿盘。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对快换分度铣头装置进行更全面的描述。附图中给出了快换分度铣头装置的优选实施例。但是，快换分度铣头装置可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对快换分度铣头装置的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在快换分度铣头装置的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
请结合参阅图1与图4，快换分度铣头装置1000具有安装基座0100、夹持机构0200、铣头0300与分度机构0400，用于提供一种可于各类机床上快速更换、并具有精密分度控制的铣头装置。其各部结构详述如下。
快换分度铣头装置1000具有安装基座0100，安装基座0100具有用于连接动力源的动力轴0110。具体地，安装基座0100一端固连于机床上，另一端用于紧固安装铣头0300。同时动力轴0110连接动力源，将动力源输出的动力传递于铣头0300，而驱动铣头0300进行铣削加工。其中，动力源用于输出动力，其形式可以是旋转电机、液压马达等。
请结合参阅图3，优选地，动力轴0110具有紧固孔0111，用于卡接紧固铣头0300，实现铣头0300的快速插拔更换。
快换分度铣头装置1000还具有夹持机构0200，夹持机构0200固定于安装基座0100上，并具有沿动力轴0110的旋转圆周分布的复数个夹紧部0210，夹紧部0210可沿动力轴0110的径向移动。
具体地，复数个夹紧部0210沿动力轴0110的径向移动，而共同作用于铣头0300，以多向作用力而实现对铣头0300的夹紧。其中，夹紧部0210可采用多种结构形式。在一个示范性的实施例中，夹紧部0210采用活塞缸结构，包括液压缸、气压缸等。进一步，夹紧部0210的数量至少为3个，优选为4个，取得更佳的夹持力平衡状态。在另一个实施例中，夹紧部0210可采用活动卡爪结构，其数量至少为3个，而以三爪卡盘的形式实现夹紧。
请结合参阅图3～6，快换分度铣头装置1000还具有铣头0300，铣头0300具有铣头基座0310与可旋转地保持于铣头基座0310上的驱动轴0320，驱动轴0320具有用于连接动力轴0110的第一输入端0322a。并且，铣头基座0310可沿驱动轴0320的旋转轴向线性运动地使铣头基座0310与驱动轴0320一体旋转或相对运动。优选地，夹持机构0200用于夹持铣头基座0310。
具体地，夹持机构0200对铣头0300的夹紧力施加于铣头基座0310上，驱动轴0320由动力轴0110驱动而旋转。在一个示范性的实施例中，驱动轴0320的旋转轴与竖直方向平行，铣头基座0310套设于驱动轴0320上。优选地，铣头基座0310具有法兰部0311，夹紧部0210通过夹紧或松开法兰部0311，而使铣头基座0310具有线性运动能力。
优选地，铣头基座0310具有第一键0312，驱动轴0320具有第一键槽0322c，铣头基座0310可沿驱动轴0320的轴向线性运动地使第一键0312与第一键槽0322c暂时分离/逐渐接合。其中，第一键0312与第一键槽0322c的数量依实际载荷而决定，并具有一一对应关系。在一个示范性的实施例中，第一键0312与第一键槽0322c至少各为3个，并均匀分布于驱动轴0320的旋转圆周上。
进一步优选，当第一键0312与第一键槽0322c接合而成键连接时，铣头基座0310与驱动轴0320一体旋转；当第一键0312与第一键槽0322c分离时，铣头基座0310与驱动轴0320相对运动。
具体地，根据夹持机构0200与铣头基座0310的不同作用，具有以下状态：
当夹持机构0200夹紧铣头基座0310时，铣头基座0310与安装基座0100固定连接。此时，第一键0312与第一键槽0322c保持分离，二者之间不发生力的作用。换言之，驱动轴0320可旋转地保持于铣头基座0310上。铣头基座0310与驱动轴0320之间具有相对运动，相对运动的形式表现为驱动轴0320的旋转。
当夹持机构0200松开铣头基座0310时，铣头基座0310在自重作用下竖直下移而远离安装基座0100。随之，设于铣头基座0310上的第一键0312逐渐接近并进入第一键槽0322c内，使第一键0312与第一键槽0322c形成键连接关系。此时，铣头基座0310与驱动轴0320由于键连接而具有一体旋转的特性。
优选地，驱动轴0320具有驱动轴壳体0321与可旋转地保持于驱动轴壳体0321上的主旋转轴0322，驱动轴壳体0321固定于铣头基座0310上，主旋转轴0322具有第一输入端0322a。
在一个示范性的实施例中，第一输入端0322a突出于驱动轴壳体0321外，并设有第一键槽0322c。进一步优选，第一输入端0322a具有圆台外形，动力轴0110的紧固孔0111相应具有圆台孔结构，第一输入端0322a可快递地与紧固孔0111实现插拔连接。进一步优选，第一输入端0322a上还设有连接孔0322b，连接孔0322b为螺纹孔，而可与动力轴0110通过螺纹连接加强连接强度。
优选地，铣头0300具有第一主轴0330，第一主轴0330可旋转地保持于铣头基座0310上并具有用于连接刀具的第一输出端0333，第一主轴0330与驱动轴0320平行，驱动轴0320与第一主轴0330之间具有用于传动的第一传动部0340。
进一步优选，第一主轴0330具有第一主轴壳体0331与第一旋转轴0332，第一主轴壳体0331固定于铣头基座0310上。
优选地，第一传动部0340具有相互啮合的主动圆柱齿轮0341与从动圆柱齿轮0342，主动圆柱齿轮0341套设于驱动轴0320上，从动圆柱齿轮0342套设于第一主轴0330上。
具体地，主动圆柱齿轮0341套设于主旋转轴0322上，从动圆柱齿轮0342套设于第一主轴壳体0331，驱动第一主轴壳体0331与第一旋转轴0332旋转。
优选地，铣头0300具有第二主轴0350，第二主轴0350可旋转地保持于铣头基座0310并具有用于连接刀具的第二输出端0353，第二主轴0350与驱动轴0320垂直，驱动轴0320与第二主轴0350之间具有用于传动的第二传动部0360。
优选地，第二主轴0350具有第二主轴壳体0351与第二旋转轴0352，第二主轴壳体0351固定于铣头基座0310上。
优选地，第二传动部0360具有相互啮合的主动圆锥齿轮0361与从动圆锥齿轮0362，主动圆锥齿轮0361套设于驱动轴0320上，从动圆锥齿轮0362套设于第二主轴0350上。
具体地，主动圆锥齿轮0361套设于主旋转轴0322上，从动圆锥齿轮0362套设于第二主轴壳体0351上，驱动第二主轴壳体0351与第二旋转轴0352旋转。
快换分度铣头装置1000还具有分度机构0400，分度机构0400具有固定齿盘0410与旋转齿盘0420，固定齿盘0410设于安装基座0100上，旋转齿盘0420设于铣头基座0310上，固定齿盘0410与旋转齿盘0420具有端齿盘啮合结构。具体地，旋转齿盘0420与固定齿盘0410上分别设有啮合齿0411，通过齿形啮合而实现连接。
在此，铣头基座0310可沿驱动轴0320的轴向线性运动地使旋转齿盘0420与固定齿盘0410暂时分离/逐渐啮合，实现分度调节控制。具体地，由于铣头基座0310具有线性运动能力，旋转齿盘0420可随铣头基座0310发生沿驱动轴0320的轴向的线性运动，使旋转齿盘0420远离或接近固定齿盘0410。由此，旋转齿盘0420与固定齿盘0410表面的啮合齿0411随之发生分离或啮合，从而实现分度控制。
优选地，当第一键0312与第一键槽0322c接合而成键连接时，旋转齿盘0420与固定齿盘0410保持分离；当第一键0312与第一键槽0322c分离时，旋转齿盘0420与固定齿盘0410逐渐啮合。如前所述，当第一键0312与第一键槽0322c接合而成键连接时，铣头基座0310与驱动轴0320一体旋转；当第一键0312与第一键槽0322c分离时，铣头基座0310与驱动轴0320相对运动。
换言之，当第一键0312与第一键槽0322c接合而成键连接时，旋转齿盘0420与固定齿盘0410保持分离，旋转齿盘0420可随铣头基座0310与驱动轴0320一体旋转，调节旋转齿盘0420至所需的角度，从而实现对驱动轴0320的分度调节；
当第一键0312与第一键槽0322c分离时，旋转齿盘0420与固定齿盘0410啮合，此时驱动轴0320的分度调节到位。由于铣头基座0310与驱动轴0320具有相对运动，旋转齿盘0420不发生旋转，而与固定齿盘0410保持静止啮合。
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种快换分度铣头装置，其特征在于，具有：
安装基座，所述安装基座具有用于连接动力源的动力轴；
夹持机构，所述夹持机构固定于所述安装基座上，并具有沿所述动力轴的旋转圆周分布的复数个夹紧部，所述夹紧部可沿所述动力轴的径向移动；
铣头，所述铣头具有铣头基座与可旋转地保持于所述铣头基座上的驱动轴，所述驱动轴具有用于连接所述动力轴的第一输入端；
分度机构，所述分度机构具有固定齿盘与旋转齿盘，所述固定齿盘设于所述安装基座上，所述旋转齿盘设于所述铣头基座上，所述固定齿盘与所述旋转齿盘具有端齿盘啮合结构；
所述铣头基座可沿所述驱动轴的轴向线性运动地使所述旋转齿盘与所述固定齿盘暂时分离/逐渐啮合，同时使所述铣头基座与所述驱动轴一体旋转/相对运动。
2.根据权利要求1所述的快换分度铣头装置，其特征在于，所述动力轴具有用于紧固所述第一输入端的紧固孔，所述夹持机构用于夹持所述铣头基座。
3.根据权利要求1所述的快换分度铣头装置，其特征在于，所述铣头基座具有第一键，所述驱动轴具有第一键槽，所述铣头基座可沿所述驱动轴的轴向线性运动地使所述第一键与所述第一键槽暂时分离/逐渐接合。
4.根据权利要求3所述的快换分度铣头装置，其特征在于，当所述第一键与所述第一键槽接合而成键连接时，所述铣头基座与所述驱动轴一体旋转，所述旋转齿盘与所述固定齿盘保持分离；当所述第一键与所述第一键槽分离时，所述铣头基座与所述驱动轴相对运动，所述旋转齿盘与所述固定齿盘逐渐啮合。
5.根据权利要求1所述的快换分度铣头装置，其特征在于，所述驱动轴具有驱动轴壳体与可旋转地保持于所述驱动轴壳体上的主旋转轴，所述驱动轴壳体固定于所述铣头基座上，所述主旋转轴具有所述第一输入端。
6.根据权利要求1所述的快换分度铣头装置，其特征在于，所述铣头具有第一主轴，所述第一主轴可旋转地保持于所述铣头基座上并具有用于连接刀具的第一输出端，所述第一主轴与所述驱动轴平行，所述驱动轴与所述第一主轴之间具有用于传动的第一传动部。
7.根据权利要求6所述的快换分度铣头装置，其特征在于，所述第一传动部具有相互啮合的主动圆柱齿轮与从动圆柱齿轮，所述主动圆柱齿轮套设于所述驱动轴上，所述从动圆柱齿轮套设于所述第一主轴上。
8.根据权利要求1所述的快换分度铣头装置，其特征在于，所述铣头具有第二主轴，所述第二主轴可旋转地保持于所述铣头基座并具有用于连接刀具的第二输出端，所述第二主轴与所述驱动轴垂直，所述驱动轴与所述第二主轴之间具有用于传动的第二传动部。
9.根据权利要求8所述的快换分度铣头装置，其特征在于，所述第二传动部具有相互啮合的主动圆锥齿轮与从动圆锥齿轮，所述主动圆锥齿轮套设于所述驱动轴上，所述从动圆锥齿轮套设于所述第二主轴上。
10.根据权利要求8所述的快换分度铣头装置，其特征在于，所述第二主轴具有第二主轴壳体与第二旋转轴，所述第二主轴壳体固定于所述铣头基座上。
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