CN109719315B - 一种复合型展刀头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机加工设备领域，具体涉及一种复合型展刀头，包括沿轴线从前往后依次设置的刀盘、箱体、传动箱和进给机构；主轴穿过箱体和传动箱，刀盘固定在主轴前端，刀盘上设有径向进给的刀座，所述主轴内设有推杆，推杆前端设有用于安装刀具的刀夹杆，刀夹杆穿过刀盘中心；所述主轴上还设有带动刀座进给的传动带；所述推杆由进给机构驱动进行轴向移动，所述传动带通过开和机构与推杆连接，由开合机构控制刀座的开合半径和刀夹杆的行程。本发明传动带采用了柔性钢带，可实现大行程无间隙传动，可用于管料内孔、沟槽,特别是较大直径坯料的端面和调头用夹持圆面的首次加工，解决了现有技术展刀头行程小和被加工零件类型范围窄的问题。

Description

一种复合型展刀头

技术领域

本发明属于工业零部件加工领域，具体地说涉及一种主要用于坯料端面、外圆、内孔和沟槽的加工装备；特别适合在一道工序内完成较大直径坯料的端面、外圆和中心孔的初次加工的复合型展刀头。

背景技术

目前，在机械制造加工行业中，面对批量生产时，对于坯料的端面、外圆和中心孔的加工，传统的做法通常要分两三道工序，费时耗力；数控机床，虽然劳动强度低，但成本高，效率也不理想。

现行展刀头，根据其结构分，主要有两种：齿轮齿条式和斜块式。而这两种展刀头也因结构所限，不仅展开幅度偏小（通常展开半径30mm左右），适应范围窄；更重要的是现行展刀头功能单一，无法在一道工序内完成零件端面、外圆和中心孔的加工。

本发明是对大行程展刀头功能的进一步拓展，是一种高效率复合型展刀头，能够更好地满足机械加工行业的需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种加工效率高，适应能力宽，能够在工件静止不旋转、一次装夹的情况下，在一道工序内完成零件端面、外圆和中心孔的加工，劳动强度低、能降低生产成本的复合型展刀头。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种复合型展刀头，包括沿轴线从前往后依次设置的刀盘、箱体、传动箱和进给机构；主轴穿过箱体和传动箱，刀盘固定在主轴前端，刀盘上设有径向进给的刀座，所述主轴内设有推杆，推杆前端设有刀夹杆，刀盘中心设有容刀夹杆穿出的孔；所述主轴上还设有带动刀座进给的传动带；所述推杆由进给机构驱动进行轴向移动，所述传动带通过开和机构与推杆连接，传动带将推杆传递过来的轴向运动转换为径向运动并传递给刀座，由开合机构控制刀座的开合半径和刀夹杆的行程。

所述开合机构有两种实现方式，第一种方式包括套装在推杆外的滑块，滑块内设有可上下移动的插销，滑块上铰接有撬杆，撬杆一端插入插销内；所述箱体上设有过桥，开合机构经过过桥时由过桥推动撬杆撬动实现插销拔起和落下；推杆上设有与插销匹配的限位槽，插销落入限位槽时，推杆和传动机构联动；插销拔出限位槽时，推杆和传动机构的联动分离。第二种方式包括套装在推杆外的滑块，滑块内设有可上下移动的插销，插销头部为半圆形或者加装回转滚子，插销外套装有弹簧，推杆上设有与插销匹配的限位槽，插销落入限位槽时，推杆和传动机构联动；当滑块前移被限时，推杆克服插销的弹簧力推开插销继续前移，实现推杆和传动机构的联动分离。

所述传动带的两端分别固定在刀座的两端，主轴上设有换向带轮，传动带中部绕过换向带轮；滑块与传动带固定连接，从而进给机构将轴向运动传递给传动带，传动带带动刀座做径向进给运动。

本发明的传动带可采用两种方案，第一种方案为：所述传动带为柔性钢带，所述柔性钢带为一条，两头分别固定在刀座的两端，通过刀座两端的调节机构调整和拉紧；调节机构为螺丝，通过螺丝锁入螺孔的深度来拉紧传动带从而调节张紧。第二种方案为：所述传动带包括多节柔性钢带和连接相邻两节柔性钢带的调节机构；调节机构用于调节相邻两节柔性钢带的张紧度。所述调节机构包括分别固定在相邻两节柔性钢带连接端的调节螺母，以及连接调节螺母的调节螺杆，所述调节螺杆两端设有方向相反的螺纹。

所述主轴上还设有带轮组，连接刀座的柔性钢带绕过带轮组弯折成轴向方向和径向方向。

所述主轴是空心形状，推杆位于主轴内；主轴中部开有方腔，滑块穿过方腔连接推杆和传动带。

所述进给机构包括电机、丝杆，以及联接电机传动轴和丝杆、并具有一定行程的花键套组件。

所述传动箱上设有固定的螺母座，丝杆与螺母座螺纹连接；所述丝杆前端设有轴承，丝杆固定于轴承内圈，轴承外圈通过过渡滑套与推杆固定连接。在本发明中，轴承采用推力轴承。

本发明复合型展刀头灵活运用了带传动，通过进给机构的花键套组件依次驱动丝杆、推力轴承、推杆、直到刀夹杆，实现零件中心孔的加工；或是推杆经开合机构，驱动所述传动机构的两条传动带，牵引刀座顺着刀盘内导轨滑动，实现展刀功能，从而进行零件的端面和外圆切削。开合机构的动作决定刀座的开合半径和刀夹杆的行程：开合机构中，在插销落下时，插销端部插入限位槽内，滑块跟推杆一起移动，推杆和传动带联动，从而控制刀座开合；在插销拔起时，滑块和推杆的联动关系分离，推杆与传动带不再联动，推杆继续带动刀夹杆沿轴向前后移动，实现钻刀进退。

附图说明

图1是本发明立体结构示意图；

图2是本发明沿主轴中心的剖视图；

图3是传动带部位剖视图；

图4是主轴结构示意图。

图中，1-刀盘，2-箱体，3-传动箱，4-主轴，41-方腔，5-刀座，6-传动带，7-换向带轮，8-电机，9-丝杆，10-花键套组件，101-花键轴A，102-花键轴B，103-花键套，11-轴承，12-推杆，121-限位槽，13-滑块，131-插销，132-撬杆，133-过桥， 14-调节机构，141-调节螺杆，142-调节螺母，15-带轮组，16-刀夹杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1-4所示，一种复合型展刀头，集成了车和钻的功能，展刀头沿主轴4轴线从前到后依次设置有刀盘1、箱体2、传动箱3和进给机构，刀盘1上滑动设置刀座5，刀座5的进给方向为主轴4的径向方向，刀座5可以为一个、两个或者多个，两个或多个刀座5进刀时为同步进给，由无间隙的传动带6传动。多个刀座5一起车削，可成倍的提高车削效率。刀盘1固定在主轴4前端，主轴4穿过箱体2和传动箱3，主轴4主要用于带动刀座5旋转，主轴4的转动动力在附图中未标识，由于主轴4驱动是现有技术，本发明也不详细展开说明。主轴4内设有推杆12，推杆12前端设有刀夹杆16，刀盘1中心设有容刀夹杆16穿出的孔，在刀座5展开进行车削时，刀夹杆16缩入主轴内；刀座5退刀到安全位置后，刀夹杆16从刀盘1中心伸出，对圆柱形工件的中心残余料进行铣平，此处说铣平，是因为采用平头钻，相当于铣平工件端面，也可采用麻花钻进行钻孔。

传动带6采用柔性钢带，两端固定在刀座5两端，本发明的传动带6可以有两种实施方式，第一种是采用一整条的柔性钢带，传动带6两端固定部位做可调模式，比如用螺丝锁住传动带6，传动带6需要拉得更紧，就把螺丝拧更深，也可采用其他方式来调节张紧，就不一一举例说明，该实施例未用附图说明。传动带6的另一种实施方式如附图3所示，传动带6为多节连接在一起，同样的，传动带6两端固定在刀座5上，固定部位不可调张紧，连接相邻两节传动带的连接部位设置调节机构14，在本实施例中的调节机构14就是，传动带6连接端设置调节螺母142，通过两端为方向相反的调节螺杆141（即为双头螺杆）连接固定，调整张紧度时旋转双头螺杆即可。本发明采用传动带6进行传动，可解决现有的机械传动的弊端，比如说，刀盘1是圆盘，转动时会产生离心力，刀座5整体（加上车刀）的重心在越过滑动轨道的中心点时，离心力的方向是不一样的，若是机械传动，比如齿轮齿条、契块等，都会有间隙，在刀座5整体越过中心点产生相反离心力时会出现如下情况，比如进刀过程，已经进给了一段距离了，这时候越过中心点，切削点就会因为离心力往前冲或者往后退，难以控制加工误差，而传动带6采用柔性钢带，一条完整的传动带不存在间隙，或者双头螺杆连接的部位拉紧力始终相反，也不会产生间隙，就能保证加工精度，不受离心力影响。

如附图3，传动带6绕过一个换向带轮7在主轴4的轴向上掉头，并且通过带轮组15（两个对称设置的带轮）弯折成轴向段和径向段，从而将轴向运动转换成径向运动。

如附图2，传动带6和推杆12之间通过开合机构相连接，开合机构可采用两种方式实现，第一种方式，开合机构包括套装在推杆12外的滑块13，滑块13内设有可上下移动的插销131，滑块13上铰接有撬杆132，撬杆132一端插入插销131内，另一端翘起；箱体2上设有过桥133，开合机构经过过桥133时由过桥推动撬杆132翘起的一端，撬动插销131拔起，退回后撬杆132回位，插销131落下；推杆12上设有与插销131匹配的限位槽121，在插销131落下时，插销131端部插入限位槽121内，滑块13跟推杆12一起移动，推杆12和传动带6联动，从而控制刀座5开合；在插销131拔起时，滑块13和推杆12的联动关系分离，推杆12与传动带6不再联动，推杆12继续带动刀夹杆16沿轴向前后移动，实现钻刀进退。第二种方式，该种方式就未使用附图说明，但是文字说明就足以让本技术领域人员理解，该方式开合机构包括套装在推杆12外的滑块13，滑块13内设有可上下移动的插销，插销头部为半圆形或者加装回转滚子，插销外套装有弹簧，推杆上设有与插销匹配的限位槽，限位槽为凹圆弧形，插销落入限位槽时，推杆和传动机构联动；当滑块前移被限时，推杆继续往前推，便克服插销的弹簧力、插销端部滑出限位槽，继续前移，实现推杆和传动机构的联动分离。滑块13还与传动带6固定连接，推杆12前进和后退通过滑块13带动柔性钢带运动，牵引刀座5顺着刀盘1内导轨滑动，从而将轴向运动传递给传动带6，传动带6通过换向带轮7和带轮组15的导向带动刀座5做径向运动，实现大行程进给。综上，开合机构的动作决定刀座5的开合半径和刀夹杆16的行程。

如附图4，本发明主轴4是一个组合件，主轴4呈空心形状，推杆12位于主轴4内，主轴4中部开有方腔41，滑块13穿过方腔41连接推杆12和传动带6，方腔41的长度可根据刀座5进给行程大小来确定。

本发明推杆12的进退由进给机构控制，进给机构包括电机8、丝杆9，以及联接电机8传动轴和丝杆9、并具有一定行程的花键套组件10，花键套组件10包括花键轴A 101、花键轴B 102和花键套103，花键轴B102与电机传动轴固定，花键轴B102还与花键套103固定，花键轴A101与花键套103配装，花键轴A101可在花键套103内滑动，因此，花键套组件10可用于转动传动和转动的同时能进行轴向移动。传动箱3上设有固定的螺母座，丝杆9与螺母座螺纹连接，电机带动丝杆9转动的时候，螺母座不动，因此丝杆9便前后移动；丝杆9前端设有轴承11，丝杆9固定于轴承11内圈，轴承11外圈通过过渡滑套与推杆12固定连接。此处轴承采用推力轴承，丝杆9的轴向运动通过轴承11传递给推杆12，阻隔了转动运动的传动。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种复合型展刀头，包括沿轴线从前往后依次设置的刀盘、箱体、传动箱和进给机构；主轴穿过箱体和传动箱，刀盘固定在主轴前端，刀盘上设有径向进给的刀座，其特征在于：所述主轴内设有推杆，推杆前端设有刀夹杆，刀盘中心设有容刀夹杆穿出的孔；所述主轴上还设有带动刀座进给的传动带；所述推杆由进给机构驱动进行轴向移动，所述传动带通过开和机构与推杆连接，传动带将推杆传递过来的轴向运动转换为径向运动并传递给刀座，由开合机构控制刀座的开合半径和刀夹杆的行程；

所述开合机构包括套装在推杆外的滑块，滑块内设有可上下移动的插销，插销头部为半圆形或者加装回转滚子，插销外套装有弹簧，推杆上设有与插销匹配的限位槽，插销落入限位槽时，推杆和传动机构联动；当滑块前移被限时，推杆克服插销的弹簧力推开插销继续前移，实现推杆和传动机构的联动分离；

所述传动带的两端分别固定在刀座的两端，主轴上设有换向带轮，传动带中部绕过换向带轮；滑块与传动带固定连接，从而进给机构将轴向运动传递给传动带，传动带带动刀座做径向进给运动；

所述传动带为柔性钢带，所述柔性钢带为一条，两头分别固定在刀座的两端，通过刀座两端的调节机构调整和拉紧；调节机构为螺丝，通过锁入刀座两端螺孔的深度来拉紧传动带从而调节张紧；

所述主轴上还设有两个带轮，连接刀座的柔性钢带绕过两个带轮弯折成轴向方向和径向方向；

所述主轴是空心形状，推杆位于主轴内；主轴中部开有方腔，滑块穿过方腔连接推杆和传动带。

2.一种复合型展刀头，包括沿轴线从前往后依次设置的刀盘、箱体、传动箱和进给机构；主轴穿过箱体和传动箱，刀盘固定在主轴前端，刀盘上设有径向进给的刀座，其特征在于：所述主轴内设有推杆，推杆前端设有刀夹杆，刀盘中心设有容刀夹杆穿出的孔；所述主轴上还设有带动刀座进给的传动带；所述推杆由进给机构驱动进行轴向移动，所述传动带通过开合机构与推杆连接，传动带将推杆传递过来的轴向运动转换为径向运动并传递给刀座，由开合机构控制刀座的开合半径和刀夹杆的行程；

所述开合机构包括套装在推杆外的滑块，滑块内设有可上下移动的插销，插销头部为半圆形或者加装回转滚子，插销外套装有弹簧，推杆上设有与插销匹配的限位槽，插销落入限位槽时，推杆和传动机构联动；当滑块前移被限时，推杆克服插销的弹簧力推开插销继续前移，实现推杆和传动机构的联动分离；

所述传动带的两端分别固定在刀座的两端，主轴上设有换向带轮，传动带中部绕过换向带轮；滑块与传动带固定连接，从而进给机构将轴向运动传递给传动带，传动带带动刀座做径向进给运动；

所述传动带包括多节柔性钢带和连接相邻两节柔性钢带的调节机构，调节机构用于调节相邻两节柔性钢带的张紧度；所述调节机构包括分别固定在相邻两节柔性钢带连接端的调节螺母，以及连接调节螺母的调节螺杆；所述调节螺杆两端设有方向相反的螺纹；

所述主轴上还设有两个带轮，连接刀座的柔性钢带绕过两个带轮弯折成轴向方向和径向方向；

所述主轴是空心形状，推杆位于主轴内；主轴中部开有方腔，滑块穿过方腔连接推杆和传动带。

3.根据权利要求1或2所述的复合型展刀头，其特征在于：所述开合机构包括套装在推杆外的滑块，滑块内设有可上下移动的插销，滑块上铰接有撬杆，撬杆一端插入插销内；所述箱体上设有过桥，开合机构经过过桥时由过桥推动撬杆撬动实现插销拔起和落下；推杆上设有与插销匹配的限位槽，插销落入限位槽时，推杆和传动机构联动；插销拔出限位槽时，推杆和传动机构的联动分离。

4.根据权利要求3所述的复合型展刀头，其特征在于：所述进给机构包括电机、丝杆，以及联接电机传动轴和丝杆、并具有一定行程的花键套组件。

5.根据权利要求4所述的复合型展刀头，其特征在于：所述传动箱上设有固定的螺母座，丝杆与螺母座螺纹连接；所述丝杆前端设有轴承，丝杆固定于轴承内圈，轴承外圈通过过渡滑套与推杆固定连接。