CN111251041A - 一种大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘 - Google Patents

一种大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘，涉及数控平旋盘技术领域，具体为主轴箱和镗轴，所述主轴箱的一侧安装有支撑套，且支撑套的外侧安装有圆锥滚子轴承，所述圆锥滚子轴承的外侧套接有旋转体，且旋转体的内壁面、支撑套的端侧紧贴有压盖，所述旋转体的端侧装配有溜板，所述溜板的内侧设置有丝杠螺母，所述旋转体与溜板之间贴装有楔铁，所述镗轴从主轴箱、支撑套、旋转体和溜板的中心水平贯穿，所述镗轴的端部安装有气顶机构。该大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘，由主轴电机提供动力做旋转运动，而平旋盘进给运动则是通过进给电机、差动机构传递到滚珠丝杠并带动溜板做径向进给运动来加以实现的。

Description

一种大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘
技术领域
本发明涉及数控平旋盘技术领域，具体为一种大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘。
背景技术
平旋盘也叫U轴刀具，U轴一般是指平行于机床的X轴的轴，U轴刀具可在U轴方向实时数控变径使得在加工中心等机床上也能完成过去只能由车床完成的加工，采用数控平旋盘能够实现对孔和端面等的加工。
随着机械加工产品范围的不断扩大，加工要求的不断提高，传统的数控机床难以满足大型孔和端面的高精度、高效加工，还需要有辅助附件头来实现复合加工，但大部分附件头为可拆式，当用户需要用镗轴加工时必须将其拆下，使用时再将其安装上，这样给加工带来很多麻烦，同时附件头受结构影响，刚性不足造成加工效率下降。
基于此，现提出一种大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘，用来加工各种复杂的大型孔和端面，特点是在主切削运动时，数控平旋盘可实现径向进给，实现复合加工，且该平旋盘刚性高、不使用时不需拆卸。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘，解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘，包括主轴箱和镗轴，所述主轴箱的一侧安装有支撑套，且支撑套的外侧安装有圆锥滚子轴承，所述圆锥滚子轴承的外侧套接有旋转体，且旋转体的内壁面、支撑套的端侧紧贴有压盖，所述旋转体的端侧装配有溜板，且溜板的外侧安装有压板，所述溜板的内侧设置有丝杠螺母，且丝杠螺母的端部连接有滚珠丝杠，所述旋转体与溜板之间贴装有楔铁，所述镗轴从主轴箱、支撑套、旋转体和溜板的中心水平贯穿，且镗轴的外壁套设有轴套，所述镗轴的端部安装有气顶机构。
可选的，所述主轴箱的内部分别设置有主轴电机和进给电机，且主轴电机的轴端连接有第一轴，所述第一轴的轴端安装有同步齿形皮带，且同步齿形皮带的另一端连接有第二轴。
可选的，所述第二轴上分别套接有小滑动齿轮和大滑动齿轮，且小滑动齿轮和大滑动齿轮之间相连设置。
可选的，所述大滑动齿轮的外圈啮合连接有第一固定齿轮，且第一固定齿轮的一侧安置有油缸推移齿轮，所述油缸推移齿轮的外侧啮合连接有配套齿轮，所述第一固定齿轮的另一侧安装有第二固定齿轮，且第二固定齿轮远离第一固定齿轮的一侧设置有第一传动齿轮。
可选的，所述第一固定齿轮、油缸推移齿轮、配套齿轮、第二固定齿轮和第一传动齿轮的内部中心均贯穿有第三轴，且第一传动齿轮的外侧啮合连接有第二传动齿轮，所述第二传动齿轮的中心贯穿有主轴，且主轴通过第一传动齿轮与第二传动齿轮之间的啮合与第三轴构成传动结构。
可选的，所述进给电机的轴端连接有第四轴，且第四轴上安装有蜗杆，并且蜗杆的外部套接有蜗轮。
可选的，所述蜗轮的外侧配合连接有第五轴，且第五轴的轴端连接有差动机构，所述差动机构的端侧安装有行动齿轮，且行动齿轮的外侧设置有空套齿轮。
可选的，所述行动齿轮与空套齿轮之间相啮合连接，且空套齿轮的外壁设置有随动齿轮。
可选的，所述气顶机构包括气缸、气动推杆和伸缩套筒，所述镗轴的轴端中心固定有伸缩套筒，且伸缩套筒的末端连接有气缸，所述伸缩套筒的周围均匀设置有气动推杆，且气动推杆均与气缸相连接。
本发明提供了一种大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘，具备以下有益效果：
1.该大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘，由主轴电机提供动力做旋转运动，而平旋盘进给运动则是通过进给电机、差动机构传递到滚珠丝杠并带动溜板做径向进给运动来加以实现的，支撑套用螺栓与主轴箱连在一体，旋转体通过一对圆锥滚子轴承安装在支撑套上，溜板与丝杠螺母用螺栓连接沿旋转体可做径向移动，压板与溜板滑动面保持均匀的滑动间隙以形成润滑油膜，楔铁用来调整溜板的松紧，压盖用来调整旋转体与镗轴的同轴，镗轴穿过溜板可轴向移动。
2.该大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘，主轴电机通过同步齿形皮带将驱使平旋盘径的旋转运动动力传至第二轴，装在第二轴上小滑动齿轮和大滑动齿轮，通过油缸的推移分别将运动传到第三轴上的第一固定齿轮和第二固定齿轮两个固定齿轮，最后经过第一传动齿轮和第二传动齿轮将运动传至主轴，(当大滑动齿轮与第一固定齿轮啮合时，实现主轴的高速运转；当小滑动齿轮与第二固定齿轮啮合时，主轴实现低速挡的旋转)，此时油缸推移齿轮和配套齿轮处于断开位置，当油缸推移齿轮和配套齿轮啮合时则可将运动传至平旋盘，这样主轴的旋转就不受平旋盘的限制。
3.该大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘，通过进给电机将驱使平旋盘径向刀架的机动进给运动的动力，通过蜗杆和蜗轮相互间的啮合，传给第五轴，再经过差动机构将动力传给行动齿轮，行动齿轮与空套齿轮啮合经随动齿轮，把动力传递到滚珠丝杠，滚珠丝杠的旋转通过丝杠螺母使溜板做径向进给，如此，该平旋盘的进给和镗轴的进给便分别是独立控制的，在满足一定条件下互不干扰但不能同时进行，这样在不拆卸平旋盘时镗轴也能伸缩自如。
4.该大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘，通过气顶机构来实现对镗轴上安装刀具的快速松刀快速顶出目的，伸缩套筒使得镗轴与气缸之间相互靠近或相互远离时，结构衔接稳定，且各个气动推杆在进行气动伸缩动作时，不会承受镗轴的主要重力，能够完美地将镗轴安装刀具的快速松刀气动顶出。
附图说明
图1为本发明数控平旋盘的组成结构示意图；
图2为本发明数控平旋盘的旋转运动及机动进给运动结构示意图；
图3为本发明镗轴与气顶机构连接结构示意图。
图中：1、主轴箱；2、支撑套；3、旋转体；4、圆锥滚子轴承；5、压盖；6、压板；7、溜板；8、丝杠螺母；9、镗轴；10、楔铁；11、轴套；12、主轴电机；1201、第一轴；13、同步齿形皮带；14、第二轴；15、小滑动齿轮；16、大滑动齿轮；17、第一固定齿轮；18、油缸推移齿轮；19、配套齿轮；20、第二固定齿轮；21、第一传动齿轮；22、第二传动齿轮；23、第三轴；24、主轴；25、进给电机；26、第四轴；27、蜗杆；28、蜗轮；29、第五轴；30、差动机构；31、行动齿轮；32、空套齿轮；33、随动齿轮；34、滚珠丝杠；35、气顶机构；36、气缸；37、气动推杆；38、伸缩套筒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：一种大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘，包括主轴箱1和镗轴9，主轴箱1的一侧安装有支撑套2，且支撑套2的外侧安装有圆锥滚子轴承4，圆锥滚子轴承4的外侧套接有旋转体3，且旋转体3的内壁面、支撑套2的端侧紧贴有压盖5，旋转体3的端侧装配有溜板7，且溜板7的外侧安装有压板6，溜板7的内侧设置有丝杠螺母8，且丝杠螺母8的端部连接有滚珠丝杠34，旋转体3与溜板7之间贴装有楔铁10，镗轴9从主轴箱1、支撑套2、旋转体3和溜板7的中心水平贯穿，且镗轴9的外壁套设有轴套11，镗轴9的端部安装有气顶机构35；
主轴箱1的内部分别设置有主轴电机12和进给电机25，且主轴电机12的轴端连接有第一轴1201，第一轴1201的轴端安装有同步齿形皮带13，且同步齿形皮带13的另一端连接有第二轴14，主轴电机12通过同步齿形皮带13将驱使平旋盘径的旋转运动动力传至第二轴14，第二轴14上分别套接有小滑动齿轮15和大滑动齿轮16，且小滑动齿轮15和大滑动齿轮16之间相连设置，大滑动齿轮16的外圈啮合连接有第一固定齿轮17，且第一固定齿轮17的一侧安置有油缸推移齿轮18，油缸推移齿轮18的外侧啮合连接有配套齿轮19，第一固定齿轮17的另一侧安装有第二固定齿轮20，且第二固定齿轮20远离第一固定齿轮17的一侧设置有第一传动齿轮21，第一固定齿轮17、油缸推移齿轮18、配套齿轮19、第二固定齿轮20和第一传动齿轮21的内部中心均贯穿有第三轴23，且第一传动齿轮21的外侧啮合连接有第二传动齿轮22，第二传动齿轮22的中心贯穿有主轴24，且主轴24通过第一传动齿轮21与第二传动齿轮22之间的啮合与第三轴23构成传动结构；
装在第二轴14上的两联滑动齿轮，即小滑动齿轮15和大滑动齿轮16，通过油缸的推移分别将运动传到第三轴23上的第一固定齿轮17和第二固定齿轮20两个固定齿轮，最后经过第一传动齿轮21和第二传动齿轮22将运动传至主轴24，(当大滑动齿轮16与第一固定齿轮17啮合时，实现主轴24的高速运转；当小滑动齿轮15与第二固定齿轮20啮合时，主轴24实现低速挡的旋转)，此时油缸推移齿轮18和配套齿轮19处于断开位置，当油缸推移齿轮18和配套齿轮19啮合时则可将运动传至平旋盘，这样主轴24的旋转就不受平旋盘的限制；
进给电机25的轴端连接有第四轴26，且第四轴26上安装有蜗杆27，并且蜗杆27的外部套接有蜗轮28，蜗轮28的外侧配合连接有第五轴29，且第五轴29的轴端连接有差动机构30，差动机构30的端侧安装有行动齿轮31，且行动齿轮31的外侧设置有空套齿轮32，行动齿轮31与空套齿轮32之间相啮合连接，且空套齿轮32的外壁设置有随动齿轮33；
通过进给电机25将驱使平旋盘径向刀架的机动进给运动的动力，通过蜗杆27和蜗轮28相互间的啮合，传给第五轴29，再经过差动机构30将动力传给行动齿轮31，行动齿轮31与空套齿轮32啮合经随动齿轮33，把动力传递到滚珠丝杠34，滚珠丝杠34的旋转通过丝杠螺母8使溜板7做径向进给，如此，该平旋盘的进给和镗轴9的进给便分别是独立控制的，在满足一定条件下互不干扰但不能同时进行，这样在不拆卸平旋盘时镗轴9也能伸缩自如；
气顶机构35包括气缸36、气动推杆37和伸缩套筒38，镗轴9的轴端中心固定有伸缩套筒38，且伸缩套筒38的末端连接有气缸36，伸缩套筒38的周围均匀设置有气动推杆37，且气动推杆37均与气缸36相连接，气顶机构35用于实现对镗轴9上安装刀具的快速松刀顶出目的，伸缩套筒38使得镗轴9与气缸36之间相互靠近或相互远离时，结构衔接稳定，且各个气动推杆37在进行气动伸缩动作时，不会承受镗轴9的主要重力，能够完美地将镗轴9安装刀具快速松刀气动顶出。
综上，该大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘，主要由支撑套2、旋转体3、溜板7、压板6等件组成，支撑套2用螺栓与主轴箱1连在一体，旋转体3通过一对圆锥滚子轴承4安装在支撑套2上，溜板7与丝杠螺母8用螺栓连接沿旋转体3可做径向移动，压板6与溜板7滑动面保持均匀的滑动间隙以形成润滑油膜，楔铁10用来调整溜板7的松紧，压盖5用来调整旋转体3与镗轴9的同轴，镗轴9穿过溜板7可轴向移动；
该大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘可进行两种运动，一种是平旋盘径的旋转运动，一种是平旋盘径向刀架的机动进给运动：
对于平旋盘径的旋转运动，该动力来自装在主轴箱1上的主轴电机12，主轴电机12通过同步齿形皮带13将该动力传至第二轴14，装在第二轴14上的两联滑动齿轮，即小滑动齿轮15和大滑动齿轮16，通过油缸的推移分别将运动传到第三轴23上的第一固定齿轮17和第二固定齿轮20两个固定齿轮，最后经过第一传动齿轮21和第二传动齿轮22将运动传至主轴24，(当大滑动齿轮16与第一固定齿轮17啮合时，实现主轴24的高速运转；当小滑动齿轮15与第二固定齿轮20啮合时，主轴24实现低速挡的旋转)，此时油缸推移齿轮18和配套齿轮19处于断开位置，当油缸推移齿轮18和配套齿轮19啮合时则可将运动传至平旋盘，这样主轴24的旋转就不受平旋盘的限制；
对于平旋盘径向刀架的机动进给运动，该机动进给来源于主轴箱1上的进给电机25，通过进给电机25将该动力通过蜗杆27和蜗轮28相互间的啮合，传给第五轴29，再经过差动机构30将动力传给行动齿轮31，行动齿轮31与空套齿轮32啮合经随动齿轮33，把动力传递到滚珠丝杠34，滚珠丝杠34的旋转通过丝杠螺母8使溜板7做径向进给，如此，该平旋盘的进给和镗轴9的进给便分别是独立控制的，在满足一定条件下互不干扰但不能同时进行，这样在不拆卸平旋盘时镗轴9也能伸缩自如；
最后，镗轴9上配备有气顶机构35，启动气缸36，即可使得各个气动推杆37伸缩，伸缩的气动推杆37即可带着镗轴9前进或后退，气动推杆37伸缩时，伸缩套筒38随之伸缩，以此实现该镗轴9上的安装刀具的快速松刀平稳顶出。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘，包括主轴箱(1)和镗轴(9)，其特征在于：所述主轴箱(1)的一侧安装有支撑套(2)，且支撑套(2)的外侧安装有圆锥滚子轴承(4)，所述圆锥滚子轴承(4)的外侧套接有旋转体(3)，且旋转体(3)的内壁面、支撑套(2)的端侧紧贴有压盖(5)，所述旋转体(3)的端侧装配有溜板(7)，且溜板(7)的外侧安装有压板(6)，所述溜板(7)的内侧设置有丝杠螺母(8)，且丝杠螺母(8)的端部连接有滚珠丝杠(34)，所述旋转体(3)与溜板(7)之间贴装有楔铁(10)，所述镗轴(9)从主轴箱(1)、支撑套(2)、旋转体(3)和溜板(7)的中心水平贯穿，且镗轴(9)的外壁套设有轴套(11)，所述镗轴(9)的端部安装有气顶机构(35)。
2.根据权利要求1所述的一种大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘，其特征在于：所述主轴箱(1)的内部分别设置有主轴电机(12)和进给电机(25)，且主轴电机(12)的轴端连接有第一轴(1201)，所述第一轴(1201)的轴端安装有同步齿形皮带(13)，且同步齿形皮带(13)的另一端连接有第二轴(14)。
3.根据权利要求2所述的一种大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘，其特征在于：所述第二轴(14)上分别套接有小滑动齿轮(15)和大滑动齿轮(16)，且小滑动齿轮(15)和大滑动齿轮(16)之间相连设置。
4.根据权利要求3所述的一种大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘，其特征在于：所述大滑动齿轮(16)的外圈啮合连接有第一固定齿轮(17)，且第一固定齿轮(17)的一侧安置有油缸推移齿轮(18)，所述油缸推移齿轮(18)的外侧啮合连接有配套齿轮(19)，所述第一固定齿轮(17)的另一侧安装有第二固定齿轮(20)，且第二固定齿轮(20)远离第一固定齿轮(17)的一侧设置有第一传动齿轮(21)。
5.根据权利要求4所述的一种大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘，其特征在于：所述第一固定齿轮(17)、油缸推移齿轮(18)、配套齿轮(19)、第二固定齿轮(20)和第一传动齿轮(21)的内部中心均贯穿有第三轴(23)，且第一传动齿轮(21)的外侧啮合连接有第二传动齿轮(22)，所述第二传动齿轮(22)的中心贯穿有主轴(24)，且主轴(24)通过第一传动齿轮(21)与第二传动齿轮(22)之间的啮合与第三轴(23)构成传动结构。
6.根据权利要求2所述的一种大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘，其特征在于：所述进给电机(25)的轴端连接有第四轴(26)，且第四轴(26)上安装有蜗杆(27)，并且蜗杆(27)的外部套接有蜗轮(28)。
7.根据权利要求6所述的一种大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘，其特征在于：所述蜗轮(28)的外侧配合连接有第五轴(29)，且第五轴(29)的轴端连接有差动机构(30)，所述差动机构(30)的端侧安装有行动齿轮(31)，且行动齿轮(31)的外侧设置有空套齿轮(32)。
8.根据权利要求7所述的一种大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘，其特征在于：所述行动齿轮(31)与空套齿轮(32)之间相啮合连接，且空套齿轮(32)的外壁设置有随动齿轮(33)。
9.根据权利要求1所述的一种大型孔和端面加工用带有气动顶出机构的数控平旋盘，其特征在于：所述气顶机构(35)包括气缸(36)、气动推杆(37)和伸缩套筒(38)，所述镗轴(9)的轴端中心固定有伸缩套筒(38)，且伸缩套筒(38)的末端连接有气缸(36)，所述伸缩套筒(38)的周围均匀设置有气动推杆(37)，且气动推杆(37)均与气缸(36)相连接。
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