CN114535678B - 一种高集成度同轴双分度万能铣头装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高集成度同轴双分度万能铣头装置，该装置包括C轴分度调节模块、C轴输入模块、中间模块、A轴输出模块、A轴分度调节模块。其集合了多种现有铣头的优点，并且实现了较高的结构集成度，不会过度压缩车床加工空间，拓展了机床加工范围。工作时，机床主轴的动力通过输入轴锥齿轮与第一中间轴锥齿轮的啮合以及第二中间轴锥齿轮与输出轴锥齿轮的啮合传递到输出轴，通过鼠牙盘啮合实现C轴360°转位，并通过蜗轮蜗杆实现A轴250°转位。该装置输出轴与车床输出轴在同一轴线上，因此结构具备有更好的机械加工属性，同时使铣头的重心更加稳定，减少震动，提高加工精度和铣头使用寿命。

Description

一种高集成度同轴双分度万能铣头装置

技术领域：

本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种用于配合立式铣床的高结构集成度同轴双分度盘万能铣头装置。

背景技术：

随着我国制造业的迅速发展，机械结构产品的复杂程度越来越高，对机床的功能提出了更多要求，而普通机床无法实现对复杂零件的多角度灵活切削加工。为解决该问题，大部分工厂选择通过在机床主轴安装万能铣头的方法。

目前，应用于立式铣床的万能铣头有多种结构，如中国发明专利CN 111659937A《一种数控偏置万向铣头》公布的偏置式的万向铣头，其A轴、C 轴不在同一平面内，万向加工的范围在一定程度上增大,并可以减少加工过程中的干涉现象，但由于A轴、C轴不在同一平面的偏置式结构会使得铣头工作过程中产生震动现象，重心不太稳定，并且结构所占空间较大。如中国发明专利CN 107138785A《一种全自动万能铣头》公布的可实现A/C轴的自动松夹、自动转位及自动抓刀、松刀、打刀功能的全自动万能铣头，在一定程度上代替了手动转位需要拆装的问题，但由于此种万能铣头结构复杂，加工和装配较难并且全部依赖于进口，价格昂贵，维修困难，导致加工性价比大大降低。而在数控机床上使用主轴电机在低速输出功率和扭矩小，容易发生“憋车”导致事故的发生。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种高结构集成度同轴万能铣头装置，其不仅集合了多种现有铣头的优点，并且实现了较高的结构集成度，不会过度压缩车床加工空间，拓展了机床加工范围，通过锥齿轮传递铣削动力，通过蜗轮蜗杆提供换向动力，铣头主轴与车床输出轴在同一轴线上的结构相对于主轴偏置式的设计有更好的机械加工属性，同时主轴和输出轴同轴的结构可以使铣头的重心更加稳定，减少震动，提高加工精度和铣头使用寿命。

本发明的技术方案如下：

一种高集成度同轴双分度万能铣头装置，包括C轴分度调节模块、C轴输入模块、中间模块、A轴输出模块、A轴分度调节模块；

所述的C轴分度调节模块包括C轴分度调节模块箱体、C轴分度调节模块上箱体锁紧法兰、固定鼠牙盘、活动鼠牙盘、C轴分度刻度盘；

所述的C轴输入模块包括输入箱体、输入轴、弹簧、输入轴轴套、第一输入轴角接触球轴承、第二输入轴角接触球轴承、输入轴角接触球轴承压盖、输入轴平键、输入轴锥齿轮、输入轴端盖、锥柄；

所述的中间模块包括中间轴、第一中间轴锥齿轮、第二中间轴锥齿轮、第一中间轴平键、第二中间轴平键、第一中间轴角接触球轴承、第二中间轴角接触球轴承、中间轴轴承端盖、中间轴端盖、第一中间轴轴套、第二中间轴轴套；

所述的A轴输出模块包括输出箱体、输出轴、输出轴锥齿轮、输出轴平键、第一输出轴轴套、第二输出轴轴套、第一输出轴角接触球轴承、第二输出轴角接触球轴承、第一输出轴轴承端盖、第二输出轴轴承端盖；

所述的A轴分度调节模块包括A轴分度调节模块箱体、A轴分度调节轴、第一A轴分度调节轴平键、第二A轴分度调节轴平键、A轴分度调节轴轴套、第一 A轴分度调节模块角接触球轴承、第二A轴分度调节模块角接触球轴承、第一A 轴分度调节模块轴承端盖、第二A轴分度调节模块轴承端盖、蜗轮、蜗杆、第一蜗杆端盖、第二蜗杆端盖、A轴分度调节模块箱体固定端盖。

进一步地，所述的C轴分度调节模块的C轴分度调节模块上箱体包括上壳体和下壳体；C轴分度调节模块上箱体1011由上壳体10111和下壳体10112组成；上壳体10111位于C轴分度调节模块上箱体锁紧法兰102正下方，并与C 轴分度调节模块上箱体锁紧法兰102同轴连接，下壳体10112位于上壳体10111 正下方，并与上壳体10111同轴连接；C轴分度刻度盘105与下壳体10112同轴，且覆盖在下壳体10112下层的上表面；C轴分度调节模块下箱体1012在C轴分度刻度盘105的正下方，并与C轴分度刻度盘105同轴连接；活动鼠牙盘104 位于下壳体10112下层的下表面下方，与下壳体10112定心连接，固定鼠牙盘 103位于C轴分度调节模块下箱体1012的上表面上方，与C轴分度调节模块下箱体1012定心连接；C轴分度刻度盘105与C轴分度调节模块下箱体1012定心连接，并与下壳体10112的配合控制固定鼠牙盘103和活动鼠牙盘104的啮合与脱离；上壳体10111与下壳体10112定心连接。

进一步地，所述的C轴输入模块的输入箱体201是由垂直方向箱体与水平方向箱体构成的“倒L”形中空箱体，箱体沿α平面分为前后两半，箱体前后两半固定连接，输入箱体201的垂直方向箱体开有水平通孔，用于安装中间轴 301，水平方向箱体外壁上开有垂直孔，用于安装输入轴202；输入轴202为由输入轴第一轴段2021、输入轴第二轴段2022、输入轴第三轴段2023、输入轴第四轴段2024、输入轴第五轴段2025、输入轴第六轴段2026、输入轴第七轴段 2027、输入轴第八 轴段2028八个轴段依次构成的阶梯轴；输入轴202依次穿过C轴分度调节模块箱体101、输入箱体201后，分别通过第一输入轴角接触球轴承205、第二输入轴角接触球轴承206与C轴分度调节模块箱体101的C轴分度调节模块下箱体1012、输入箱体201相连；第一输入轴角接触球轴承205与输入轴第三轴段2023过盈配合并通过输入轴角接触球轴承压盖207和输入轴第四轴段2024限位，第二输入轴角接触球轴承206与输入轴第六轴段2026过盈配合且位于输入箱体201的上开孔内，第二输入轴角接触球轴承206通过输入轴第五轴段2025和输入轴轴套204限位；C轴分度调节模块上箱体锁紧法兰102 中心开有通孔，锥柄211从C轴分度调节模块上箱体锁紧法兰102的通孔下方穿入，并且C轴分度调节模块上箱体锁紧法兰102的通孔边缘压在锥柄211边沿上方；输入轴第一轴段2021与锥柄211花键连接且二者之间设置有弹簧203 以提供锥柄211与C轴分度调节模块上箱体锁紧法兰102间的自锁压力；输入轴锥齿轮209与输入轴第八轴段2028通过输入轴平键208键槽连接并通过输入轴轴套204与输入轴端盖210限位；输入轴端盖210与输入轴202的输入轴第八轴段2028定心连接；C轴分度调节模块箱体101与输入箱体201的水平方向箱体通过定心连接。

进一步地，所述的中间轴301通过第一中间轴角接触球轴承306和第二中间轴角接触球轴承307与C轴输入模块的输入箱体201的垂直方向箱体的水平通孔相连；第一中间轴锥齿轮302位于输入箱体201的垂直方向箱体内，第一中间轴锥齿轮302与位于输入箱体201的水平方向箱体内的输入轴锥齿轮209 成90°角度啮合在一起；第二中间轴锥齿轮303位于输出箱体401内；第一中间轴轴套310位于第二中间轴角接触球轴承307和第一中间轴锥齿轮302之间，第二中间轴轴套311位于第二中间轴角接触球轴承307和第二中间轴锥齿轮303之间；第二中间轴角接触球轴承307通过第一中间轴轴套310和第二中间轴轴套311夹紧并限位；第二中间轴锥齿轮303与中间轴301的中间轴第一轴段3011 通过第二中间轴平键305键槽连接并通过第二中间轴轴套311和中间轴端盖309 限位；中间轴端盖309位于第二中间轴锥齿轮303右侧并与中间轴301的中间轴第一轴段3011定心连接。

进一步地，所述中间轴301为由中间轴第一轴段3011、中间轴第二轴段 3012、中间轴第三轴段3013、中间轴第四轴段3014、中间轴第五轴段3015、中间轴第六轴段3016六个不同直径轴段依次构成的阶梯轴；

第一中间轴角接触球轴承306与中间轴第六轴段3016过盈配合且位于输入箱体201的垂直方向箱体的左开孔内，中间轴轴承端盖308固定在输入箱体201 的垂直方向箱体的左开孔左侧并起到对中间轴第六轴段3016左端的限位作用；第二中间轴角接触球轴承307与中间轴第二轴段3012过盈配合；第一中间轴锥齿轮302与中间轴第三轴段3013通过第一中间轴平键304键槽连接并通过中间轴第四轴段3014和第一中间轴轴套310限位。

进一步地，输出箱体401是左侧具有圆柱凸台的矩形中空箱体，在箱体左侧凸台上开同心通孔即为左开孔，左开孔用于安装中间轴301，箱体上、下开孔用于安装输出轴402；所述的输出轴402垂直穿过输出箱体401并通过第一输出轴角接触球轴承407和第二输出轴角接触球轴承408与输出箱体401的上、下开孔相连；第一输出轴角接触球轴承407通过第一输出轴轴承端盖409和第一输出轴轴套405限位；第一输出轴轴承端盖409固定在输出箱体401的上开孔上侧并起到对输出轴402的上端的限位作用；第二输出轴轴承端盖410固定在输出箱体401的下开孔下侧并起到对输出轴402下端的限位作用；输出轴锥齿轮403位于输出箱体401内，输出轴锥齿轮403与第二中间轴锥齿轮303成90°角度啮合在一起，输出轴锥齿轮403通过第一输出轴轴套405与输出轴第二轴段4022限位。

进一步地，输出轴402为由输出轴第一轴段4021、输出轴第二轴段4022、输出轴第三轴段4023、输出轴第四轴段4024四个轴段依次构成的阶梯轴，输出轴第一轴段4021与第一输出轴角接触球轴承407过盈配合，输出轴第三轴段 4023与第二输出轴角接触球轴承408过盈配合并通过第二输出轴轴承端盖410 和第二输出轴轴套406限位；第一输出轴轴承端盖409通过四个紧固螺栓固定在输出箱体401的上开孔上侧并起到对输出轴第一轴段4021上端的限位作用，第二输出轴轴承端盖410通过四个紧固螺栓固定在输出箱体401的下开孔下侧并起到对输出轴第四轴段4024下端的限位作用，输出轴锥齿轮403与输出轴第一轴段4021通过输出轴平键404键槽连接，输出轴锥齿轮403的内孔与输出轴 402的输出轴第一轴段4021外圆定心连接，输出轴锥齿轮403通过第一输出轴轴套405与输出轴第二轴段4022限位。

进一步地，A轴分度调节模块箱体501是矩形中空箱体，箱体左、右开孔用于安装A轴分度调节轴502，箱体前、后开孔用于连接蜗轮510和蜗杆511；A 轴分度调节轴502水平穿过A轴分度调节模块箱体501并通过第二A轴分度调节模块角接触球轴承507、第一A轴分度调节模块角接触球轴承506与A轴分度调节模块箱体501的左、右开孔相连；第一A轴分度调节模块轴承端盖508固定在A轴分度调节模块箱体501的左开孔左侧并起到对A轴分度调节轴502左侧的限位作用，第二A轴分度调节模块轴承端盖509固定在A轴分度调节模块箱体501的右开孔右侧并起到对A轴分度调节轴502右侧的限位作用；

蜗轮510穿过A轴分度调节模块箱体501的前、后开孔，与A轴分度调节轴第二轴段5022通过第一A轴分度调节轴平键503键槽连接，并通过A轴分度调节轴轴套505与A轴分度调节轴第三轴段5023限位；蜗杆511穿过A轴分度调节模块箱体501前、后开孔且与铣床Y轴平行，蜗杆511位于蜗轮510正下方，蜗轮510与蜗杆511相啮合，蜗杆511两端通过第一蜗杆端盖512和第二蜗杆端盖513与A轴分度调节模块箱体501前、后开孔相连并固定，第一蜗杆端盖512固定在A轴分度调节模块箱体501的前开孔前侧并起到对蜗杆511前端的限位作用，第二蜗杆端盖513固定在A轴分度调节模块箱体501的后开孔后侧并起到对蜗杆511后端的限位作用；

A轴分度调节轴502的A轴分度调节轴第六轴段5026的一端与A轴分度调节模块箱体固定端盖514固定，A轴分度调节模块箱体固定端盖514固定在输出箱体401右侧面，并与A轴分度调节轴第六轴段5026通过第二A轴分度调节轴平键504键槽连接。

进一步地，A轴分度调节轴为A轴分度调节轴第一轴段5021、A轴分度调节轴第二轴段5022、A轴分度调节轴第三轴段5023、A轴分度调节轴第四轴段5024、 A轴分度调节轴第五轴段5025、A轴分度调节轴第六轴段5026六个轴段依次构成的阶梯轴，

A轴分度调节轴第一轴段5021与第一A轴分度调节模块角接触球轴承506 过盈配合并通过A轴分度调节轴轴套505和第一A轴分度调节模块轴承端盖508 限位；A轴分度调节轴第二轴段5022与蜗轮510通过第一A轴分度调节轴平键 503键槽连接，并通过A轴分度调节轴轴套505与A轴分度调节轴第三轴段5023 限位；A轴分度调节轴第五轴段5025与第二A轴分度调节模块角接触球轴承507 过盈配合并通过A轴分度调节轴第四轴段5024和第二A轴分度调节模块轴承端盖509限位；A轴分度调节轴第六轴段5026与A轴分度调节模块箱体固定端盖 514通过第二A轴分度调节轴平键504键槽连接。

进一步地，A轴分度调节轴第一轴段5021与A轴分度调节轴第五轴段5025 的直径相同。

本发明一种高结构集成度同轴万能铣头装置在结构简单、机械强度高的基础上，可以实现C轴360°及A轴250°的旋转，仅通过两对锥齿轮啮合实现了铣削动力的传递，并通过蜗轮蜗杆和鼠牙盘啮合实现了两轴的大角度换向。

附图说明：

图1为本实施例高集成度同轴双分度万能铣头装置的结构示意图；

图2为本实施例立体示意图；

图3为本实施例中C轴分度调节模块箱体101的立体示意图；

图4为本实施例中输入轴的立体示意图；

图5为本实施例中间轴的立体示意图；

图6为本实施例中输出轴的立体示意图；

图7为本实施例中A轴分度调节轴的立体示意图；

图8为本实施例中蜗轮蜗杆的立体示意图；

图中：1C轴分度调节模块，101C轴分度调节模块箱体，1011上箱体，1012 分度调节刻度盘，1012下箱体，10111上壳体，10112下壳体，102C轴分度调节模块上箱体锁紧法兰，103固定鼠牙盘，104活动鼠牙盘，105C轴分度刻度盘，2C轴输入模块，201输入箱体，202输入轴，2021输入轴第一轴段， 2022输入轴第二轴段，2023输入轴第三轴段，2024输入轴第四轴段，2025输入轴第五轴段，2026输入轴第六轴段，2027输入轴第七轴段，2028输入轴第八轴段，203弹簧，204输入轴轴套，205第一输入轴角接触球轴承，206第二输入轴角接触球轴承，207输入轴角接触球轴承压盖，208输入轴平键，209 输入轴锥齿轮，210输入轴端盖，211锥柄，3中间模块，301中间轴，3011中间轴第一轴段，3012中间轴第二轴段，3013中间轴第三轴段，3014中间轴第四轴段，3015中间轴第五轴段，3016中间轴第六轴段，302第一中间轴锥齿轮，303第二中间轴锥齿轮，304第一中间轴平键，305第二中间轴平键，306 第一中间轴角接触球轴承，307第二中间轴角接触球轴承，308中间轴轴承端盖，309中间轴端盖，310第一中间轴轴套，311第二中间轴轴套，4A轴输出模块，401输出箱体，402输出轴，4021输出轴第一轴段，4022输出轴第二轴段，4023输出轴第三轴段，4024输出轴第四轴段，403输出轴锥齿轮，404 输出轴平键，405第一输出轴轴套，406第二输出轴轴套，407第一输出轴角接触球轴承，408第二输出轴角接触球轴承，409第一输出轴轴承端盖，410第二输出轴轴承端盖，5A轴分度调节模块，501A轴分度调节模块箱体，502A 轴分度调节轴，5021A轴分度调节轴第一轴段，5022A轴分度调节轴第二轴段， 5023A轴分度调节轴第三轴段，5024A轴分度调节轴第四轴段，5025A轴分度调节轴第五轴段，5026A轴分度调节轴第六轴段，503第一A轴分度调节轴平键，504第二A轴分度调节轴平键，505A轴分度调节轴轴套，506第一A轴分度调节模块角接触球轴承，507第二A轴分度调节模块角接触球轴承，508第一A轴分度调节模块轴承端盖，509第二A轴分度调节模块轴承端盖，510蜗轮，511蜗杆，512第一蜗杆端盖，513第二蜗杆端盖，514A轴分度调节模块箱体固定端盖。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

定义垂直于纸面向外的方向为前，垂直于纸面向内的方向为后，平行于纸面向左的方向为左，平行于纸面向右的方向为右，平行于纸面向上的方向为上，平行于纸面向下的方向为下，输入轴202的中轴线与中间轴301的中轴线所确定的平面定义为平面α。

如图1和图2所示，本发明一种高结构集成度同轴万能铣头装置包括C轴分度调节模块1、C轴输入模块2、中间模块3、A轴输出模块4、A轴分度调节模块5，其中：

C轴分度调节模块1包括C轴分度调节模块箱体101、C轴分度调节模块上箱体锁紧法兰102、固定鼠牙盘103、活动鼠牙盘104、C轴分度刻度盘105。如图3所示，C轴分度调节模块箱体101包括C轴分度调节模块上箱体1011和C 轴分度调节模块下箱体1012。C轴分度调节模块上箱体1011由上壳体10111和下壳体10112组成，上壳体10111位于C轴分度调节模块上箱体锁紧法兰102 正下方，并通过六个螺栓与C轴分度调节模块上箱体锁紧法兰102同轴连接，下壳体10112位于上壳体10111正下方，并通过六个螺栓与上壳体10111同轴连接。

C轴分度刻度盘105与下壳体10112同轴，且覆盖在下壳体10112下层的上表面。 C轴分度调节模块下箱体1012在C轴分度刻度盘105的正下方，并通过六个螺栓与C轴分度刻度盘105同轴连接。活动鼠牙盘104位于下壳体10112下层的下表面下方，通过紧固螺钉与下壳体10112定心连接，固定鼠牙盘103位于C 轴分度调节模块下箱体1012的上表面上方，通过紧固螺钉与C轴分度调节模块下箱体1012定心连接。C轴分度刻度盘105与C轴分度调节模块下箱体1012通过六个外六角紧固螺栓定心连接，并通过四个外六角紧固螺栓与下壳体10112 的配合控制固定鼠牙盘103和活动鼠牙盘104的啮合与脱离。上壳体10111与下壳体10112通过六个外六角螺栓定心连接。

C轴输入模块2包括输入箱体201、输入轴202、弹簧203、输入轴轴套204、第一输入轴角接触球轴承205、第二输入轴角接触球轴承206、输入轴角接触球轴承压盖207、输入轴平键208、输入轴锥齿轮209、输入轴端盖210、锥柄211。输入箱体201是由垂直方向箱体与水平方向箱体构成的“倒L”形中空箱体，箱体沿α平面分为前后两半，箱体前后两半通过螺栓固定连接，输入箱体201的垂直方向箱体开有水平通孔，用于安装中间轴301，水平方向箱体外壁上开有垂直孔，用于安装输入轴202。如图4所示，输入轴202为由输入轴第一轴段2021、输入轴第二轴段2022、输入轴第三轴段2023、输入轴第四轴段2024、输入轴第五轴段2025、输入轴第六轴段2026、输入轴第七轴段2027、输入轴第八 轴段 2028八个不同直径轴段依次构成的阶梯轴。输入轴202依次穿过C轴分度调节模块箱体101、输入箱体201后，分别通过第一输入轴角接触球轴承205、第二输入轴角接触球轴承206与C轴分度调节模块箱体101的C轴分度调节模块下箱体1012、输入箱体201相连。第一输入轴角接触球轴承205与输入轴第三轴段2023过盈配合并通过输入轴角接触球轴承压盖207和输入轴第四轴段2024 限位，第二输入轴角接触球轴承206与输入轴第六轴段2026过盈配合且位于输入箱体201的上开孔内，第二输入轴角接触球轴承206通过输入轴第五轴段2025 和输入轴轴套204限位。C轴分度调节模块上箱体锁紧法兰102中心开有通孔，锥柄211从C轴分度调节模块上箱体锁紧法兰102的通孔下方穿入，并且C轴分度调节模块上箱体锁紧法兰102的通孔边缘压在锥柄211边沿上方。输入轴第一轴段2021与锥柄211花键连接且二者之间设置有弹簧203以提供锥柄211 与C轴分度调节模块上箱体锁紧法兰102间的自锁压力。输入轴锥齿轮209与输入轴第八轴段2028通过输入轴平键208键槽连接并通过输入轴轴套204与输入轴端盖210限位。输入轴端盖210通过外六角螺栓与输入轴202的输入轴第八 轴段2028定心连接。C轴分度调节模块箱体101与输入箱体201的水平方向箱体通过四个外六角螺栓定心连接。

中间模块3包括中间轴301、第一中间轴锥齿轮302、第二中间轴锥齿轮303、第一中间轴平键304、第二中间轴平键305、第一中间轴角接触球轴承306、第二中间轴角接触球轴承307、中间轴轴承端盖308、中间轴端盖309、第一中间轴轴套310、第二中间轴轴套311。如图5所示，中间轴301为由中间轴第一轴段3011、中间轴第二轴段3012、中间轴第三轴段3013、中间轴第四轴段3014、中间轴第五轴段3015、中间轴第六轴段3016六个不同直径轴段依次构成的阶梯轴。第一中间轴角接触球轴承306与中间轴第六轴段3016过盈配合且位于输入箱体201的垂直方向箱体的左开孔内，中间轴轴承端盖308通过四个紧固螺栓固定在输入箱体201的垂直方向箱体的左开孔左侧并起到对中间轴第六轴段 3016左端的限位作用。第二中间轴角接触球轴承307与中间轴第二轴段3012过盈配合。第一中间轴轴套310位于第二中间轴角接触球轴承307和第一中间轴锥齿轮302之间，第二中间轴轴套311位于第二中间轴角接触球轴承307和第二中间轴锥齿轮303之间。第二中间轴角接触球轴承307通过第一中间轴轴套 310和第二中间轴轴套311夹紧并限位。第一中间轴锥齿轮302位于输入箱体201的垂直方向箱体内，与中间轴第三轴段3013通过第一中间轴平键304键槽连接并通过中间轴第四轴段3014和第一中间轴轴套310限位。输入轴锥齿轮209 位于输入箱体201的水平方向箱体内，与第一中间轴锥齿轮302成90°角度啮合在一起。第二中间轴锥齿轮303位于输出箱体401内，与中间轴第一轴段3011 通过第二中间轴平键305键槽连接并通过第二中间轴轴套311和中间轴端盖309 限位。中间轴端盖309位于第二中间轴锥齿轮303右侧并通过一个外六角螺栓与中间轴第一轴段3011定心连接。

A轴输出模块4包括输出箱体401、输出轴402、输出轴锥齿轮403、输出轴平键404、第一输出轴轴套405、第二输出轴轴套406、第一输出轴角接触球轴承407、第二输出轴角接触球轴承408、第一输出轴轴承端盖409、第二输出轴轴承端盖410。输出箱体401是左侧具有圆柱凸台的矩形中空箱体，箱体沿α平面分为前后两半，箱体前后两半通过螺栓固定连接，在箱体左侧凸台上开同心通孔即为左开孔，左开孔用于安装中间轴301，箱体上、下开孔用于安装输出轴402。如图6所示，输出轴402为由输出轴第一轴段4021、输出轴第二轴段4022、输出轴第三轴段4023、输出轴第四轴段4024四个轴段依次构成的阶梯轴，所述的输出轴402垂直穿过输出箱体401并通过第一输出轴角接触球轴承407 和第二输出轴角接触球轴承408与输出箱体401的上、下开孔相连。第一输出轴角接触球轴承407与输出轴第一轴段4021过盈配合，第一输出轴角接触球轴承407通过第一输出轴轴承端盖409和第一输出轴轴套405限位，第二输出轴角接触球轴承408与输出轴第三轴段4023过盈配合并通过第二输出轴轴承端盖 410和第二输出轴轴套406限位。第一输出轴轴承端盖409通过四个紧固螺栓固定在输出箱体401的上开孔上侧并起到对输出轴第一轴段4021上端的限位作用，第二输出轴轴承端盖410通过四个紧固螺栓固定在输出箱体401的下开孔下侧并起到对输出轴第四轴段4024下端的限位作用，输出轴锥齿轮403位于输出箱体401内，与输出轴第一轴段4021通过输出轴平键404键槽连接，输出轴锥齿轮403的内孔与输出轴402的输出轴第一轴段4021外圆定心连接，输出轴锥齿轮403与第二中间轴锥齿轮303成90°角度啮合在一起。输出轴锥齿轮403 通过第一输出轴轴套405与输出轴第二轴段4022限位。

A轴分度调节模块5包括A轴分度调节模块箱体501、A轴分度调节轴502、第一A轴分度调节轴平键503、第二A轴分度调节轴平键504、A轴分度调节轴轴套505、第一A轴分度调节模块角接触球轴承506、第二A轴分度调节模块角接触球轴承507、第一A轴分度调节模块轴承端盖508、第二A轴分度调节模块轴承端盖509、蜗轮510、蜗杆511、第一蜗杆端盖512、第二蜗杆端盖513、A 轴分度调节模块箱体固定端盖514。A轴分度调节模块箱体501是矩形中空箱体，箱体沿α平面分为前后两半，箱体前后两半通过螺栓固定连接，箱体左、右开孔用于安装A轴分度调节轴502，箱体前、后开孔用于连接蜗轮510和蜗杆511，如图7所示，A轴分度调节轴为A轴分度调节轴第一轴段5021、A轴分度调节轴第二轴段5022、A轴分度调节轴第三轴段5023、A轴分度调节轴第四轴段5024、 A轴分度调节轴第五轴段5025、A轴分度调节轴第六轴段5026六个轴段依次构成的阶梯轴，A轴分度调节轴第一轴段5021与A轴分度调节轴第五轴段5025的直径相同。A轴分度调节轴502水平穿过A轴分度调节模块箱体501并通过第二 A轴分度调节模块角接触球轴承507、第一A轴分度调节模块角接触球轴承506 与A轴分度调节模块箱体501的左、右开孔相连。第一A轴分度调节模块角接触球轴承506与A轴分度调节轴第一轴段5021过盈配合并通过A轴分度调节轴轴套505和第一A轴分度调节模块轴承端盖508限位，第二A轴分度调节模块角接触球轴承507与A轴分度调节轴第五轴段5025过盈配合并通过A轴分度调节轴第四轴段5024和第二A轴分度调节模块轴承端盖509限位。第一A轴分度调节模块轴承端盖508通过四个紧固螺栓固定在A轴分度调节模块箱体501的左开孔左侧并起到对A轴分度调节轴第五轴段5025左侧的限位作用，第二A轴分度调节模块轴承端盖509通过四个紧固螺栓固定在A轴分度调节模块箱体501 的右开孔右侧并起到对A轴分度调节轴第一轴段5021右侧的限位作用。蜗轮510 穿过A轴分度调节模块箱体501的前、后开孔，与A轴分度调节轴第二轴段5022 通过第一A轴分度调节轴平键503键槽连接，并通过A轴分度调节轴轴套505 与A轴分度调节轴第三轴段5023限位。如图8所示，蜗杆511穿过A轴分度调节模块箱体501前、后开孔且与铣床Y轴平行，蜗杆511位于蜗轮510正下方，蜗轮510与蜗杆511相啮合，蜗杆511两端通过第一蜗杆端盖512和第二蜗杆端盖513与A轴分度调节模块箱体501前、后开孔相连并固定，第一蜗杆端盖 512通过四个紧固螺栓固定在A轴分度调节模块箱体501的前开孔前侧并起到对蜗杆511前端的限位作用，第二蜗杆端盖513通过四个紧固螺栓固定在A轴分度调节模块箱体501的后开孔后侧并起到对蜗杆511后端的限位作用；A轴分度调节轴502的A轴分度调节轴第六轴段5026的一端与A轴分度调节模块箱体固定端盖514固定，A轴分度调节模块箱体固定端盖514通过四个紧固螺栓固定在输出箱体401右侧面，并与A轴分度调节轴第六轴段5026通过第二A轴分度调节轴平键504键槽连接。

C轴分度调节模块下箱体1012下表面和输入箱体201上表面通过六个外六角螺栓定心连接，从而实现C轴分度调节模块1与C轴输入模块2的连接。输出箱体401的凸台插入输入箱体201的右开孔内。A轴分度调节模块箱体501通过四个外六角螺栓与输入箱体201“倒L”形上箱体右端的下表面固定连接。

综上所述，本发明公开了一种高集成度同轴双分度万能铣头装置，实现了较高的结构集成度，不会过度压缩车床加工空间，拓展了机床加工范围。工作时，机床主轴的动力通过输入轴锥齿轮与第一中间轴锥齿轮的啮合以及第二中间轴锥齿轮与输出轴锥齿轮的啮合传递到输出轴，通过鼠牙盘啮合实现C轴 360°转位，并通过蜗轮蜗杆实现A轴250°转位。该装置输出轴与车床输出轴在同一轴线上，因此结构具备有更好的机械加工属性，同时使铣头的重心更加稳定，减少震动，提高加工精度和铣头使用寿命。

Claims (2)

1.一种高集成度同轴双分度万能铣头装置，包括C轴分度调节模块（1）、C轴输入模块（2）、中间模块（3）、A轴输出模块（4）、A轴分度调节模块（5）；其特征在于：所述的C轴分度调节模块（1）包括C轴分度调节模块箱体（101）、C轴分度调节模块上箱体锁紧法兰（102）、固定鼠牙盘（103）、活动鼠牙盘（104）、C轴分度刻度盘（105）；C轴分度调节模块箱体（101）包括C轴分度调节模块上箱体（1011）和C轴分度调节模块下箱体（1012）；C轴分度调节模块上箱体（1011）由上壳体（10111）和下壳体（10112）组成；上壳体（10111）位于C轴分度调节模块上箱体锁紧法兰（102）正下方，并与C轴分度调节模块上箱体锁紧法兰（102）同轴连接，下壳体（10112）位于上壳体（10111）正下方，并与上壳体（10111）同轴连接；C轴分度刻度盘（105）与下壳体（10112）同轴，且覆盖在下壳体（10112）下层的上表面；C轴分度调节模块下箱体（1012）在C轴分度刻度盘（105）的正下方，并与C轴分度刻度盘（105）同轴连接；活动鼠牙盘（104）位于下壳体（10112）下层的下表面下方，与下壳体（10112）定心连接，固定鼠牙盘（103）位于C轴分度调节模块下箱体（1012）的上表面上方，与C轴分度调节模块下箱体（1012）定心连接；C轴分度刻度盘（105）与C轴分度调节模块下箱体（1012）定心连接，并与下壳体（10112）的配合控制固定鼠牙盘（103）和活动鼠牙盘（104）的啮合与脱离；上壳体（10111）与下壳体（10112）定心连接；所述的C轴输入模块（2）包括输入箱体（201）、输入轴（202）、弹簧（203）、输入轴轴套（204）、第一输入轴角接触球轴承（205）、第二输入轴角接触球轴承（206）、输入轴角接触球轴承压盖（207）、输入轴平键（208）、输入轴锥齿轮（209）、输入轴端盖（210）、锥柄（211）；所述输入箱体（201）是由垂直方向箱体与水平方向箱体构成的“倒L”形中空箱体，输入箱体（201）的垂直方向箱体开有水平通孔，用于安装中间轴（301），水平方向箱体外壁上开有垂直孔，用于安装输入轴（202）；输入轴（202）为由输入轴第一轴段（2021）、输入轴第二轴段（2022）、输入轴第三轴段（2023）、输入轴第四轴段（2024）、输入轴第五轴段（2025）、输入轴第六轴段（2026）、输入轴第七轴段（2027）、输入轴第八 轴段（2028）八个轴段依次构成的阶梯轴；输入轴（202）依次穿过C轴分度调节模块箱体（101）、输入箱体（201）后，分别通过第一输入轴角接触球轴承（205）、第二输入轴角接触球轴承（206）与C轴分度调节模块箱体（101）的C轴分度调节模块下箱体（1012）、输入箱体（201）相连；第一输入轴角接触球轴承（205）与输入轴第三轴段（2023）过盈配合并通过输入轴角接触球轴承压盖（207）和输入轴第四轴段（2024）限位，第二输入轴角接触球轴承（206）与输入轴第六轴段（2026）过盈配合且位于输入箱体（201）的上开孔内，第二输入轴角接触球轴承（206）通过输入轴第五轴段（2025）和输入轴轴套（204）限位；C轴分度调节模块上箱体锁紧法兰（102）中心开有通孔，锥柄（211）从C轴分度调节模块上箱体锁紧法兰（102）的通孔下方穿入，并且C轴分度调节模块上箱体锁紧法兰（102）的通孔边缘压在锥柄（211）边沿上方；输入轴（202）的输入轴第一轴段（2021）与锥柄（211）花键连接且二者之间设置有弹簧（203）以提供锥柄（211）与C轴分度调节模块上箱体锁紧法兰（102）间的自锁压力；输入轴锥齿轮（209）与输入轴第八轴段（2028）通过输入轴平键（208）键槽连接并通过输入轴轴套（204）与输入轴端盖（210）限位；输入轴端盖（210）与输入轴（202）的输入轴第八 轴段（2028）定心连接；C轴分度调节模块箱体（101）与输入箱体（201）的水平方向箱体通过定心连接；所述的中间模块（3）包括中间轴（301）、第一中间轴锥齿轮（302）、第二中间轴锥齿轮（303）、第一中间轴平键（304）、第二中间轴平键（305）、第一中间轴角接触球轴承（306）、第二中间轴角接触球轴承（307）、中间轴轴承端盖（308）、中间轴端盖（309）、第一中间轴轴套（310）、第二中间轴轴套（311）；所述中间轴（301）为由中间轴第一轴段（3011）、中间轴第二轴段（3012）、中间轴第三轴段（3013）、中间轴第四轴段（3014）、中间轴第五轴段（3015）、中间轴第六轴段（3016）六个不同直径轴段依次构成的阶梯轴；第一中间轴角接触球轴承（306）与中间轴第六轴段（3016）过盈配合且位于输入箱体（201）的垂直方向箱体的左开孔内，中间轴轴承端盖（308）固定在输入箱体（201）的垂直方向箱体的左开孔左侧并起到对中间轴第六轴段（3016）左端的限位作用；第二中间轴角接触球轴承（307）与中间轴第二轴段（3012）过盈配合；所述的中间轴（301）通过第一中间轴角接触球轴承（306）和第二中间轴角接触球轴承（307）与C轴输入模块的输入箱体（201）的垂直方向箱体的水平通孔相连；第一中间轴锥齿轮（302）位于输入箱体（201）的垂直方向箱体内，第一中间轴锥齿轮（302）与位于输入箱体（201）的水平方向箱体内的输入轴锥齿轮（209）成90°角度啮合在一起；第二中间轴锥齿轮（303）位于输出箱体（401）内；第一中间轴轴套（310）位于第二中间轴角接触球轴承（307）和第一中间轴锥齿轮（302）之间，第二中间轴轴套（311）位于第二中间轴角接触球轴承（307）和第二中间轴锥齿轮（303）之间；第二中间轴角接触球轴承（307）通过第一中间轴轴套（310）和第二中间轴轴套（311）夹紧并限位；第一中间轴锥齿轮（302）一中间轴锥齿轮302位于输入箱体201的垂直方向箱体内，与中间轴第三轴段（3013）通过第一中间轴平键（304）键槽连接并通过中间轴第四轴段（3014）和第一中间轴轴套（310）限位；第二中间轴锥齿轮（303）与中间轴（301）的中间轴第一轴段（3011）通过第二中间轴平键（305）键槽连接并通过第二中间轴轴套（311）和中间轴端盖（309）限位；中间轴端盖（309）位于第二中间轴锥齿轮（303）右侧并与中间轴（301）的中间轴第一轴段（3011）定心连接；所述的A轴输出模块（4）包括输出箱体（401）、输出轴（402）、输出轴锥齿轮（403）、输出轴平键（404）、第一输出轴轴套（405）、第二输出轴轴套（406）、第一输出轴角接触球轴承（407）、第二输出轴角接触球轴承（408）、第一输出轴轴承端盖（409）、第二输出轴轴承端盖（410）；输出箱体（401）左侧凸台上开同心通孔即为左开孔，左开孔用于安装中间轴（301），箱体上、下开孔用于安装输出轴（402）；输出轴（402）为由输出轴第一轴段（4021）、输出轴第二轴段（4022）、输出轴第三轴段（4023）、输出轴第四轴段（4024）四个轴段依次构成的阶梯轴；输出轴第一轴段（4021）与第一输出轴角接触球轴承（407）过盈配合，输出轴第三轴段（4023）与第二输出轴角接触球轴承（408）过盈配合并通过第二输出轴轴承端盖（410）和第二输出轴轴套（406）限位；所述的输出轴（402）垂直穿过输出箱体（401）并通过第一输出轴角接触球轴承（407）和第二输出轴角接触球轴承（408）与输出箱体（401）的上、下开孔相连；第一输出轴角接触球轴承（407）通过第一输出轴轴承端盖（409）和第一输出轴轴套（405）限位；第一输出轴轴承端盖（409）固定在输出箱体（401）的上开孔上侧并起到对输出轴（402）的输出轴第一轴段（4021）的上端的限位作用；第二输出轴轴承端盖（410）固定在输出箱体（401）的下开孔下侧并起到对输出轴（402）的输出轴第四轴段（4024）下端的限位作用；输出轴锥齿轮（403）位于输出箱体（401）内，输出轴锥齿轮（403）与第二中间轴锥齿轮（303）成90°角度啮合在一起，输出轴锥齿轮（403）与输出轴第一轴段（4021）通过输出轴平键（404）键槽连接，输出轴锥齿轮（403）的内孔与输出轴（402）的输出轴第一轴段（4021）外圆定心连接，输出轴锥齿轮（403）通过第一输出轴轴套（405）与输出轴第二轴段（4022）限位；所述的A轴分度调节模块（5）包括A轴分度调节模块箱体（501）、A轴分度调节轴（502）、第一A轴分度调节轴平键（503）、第二A轴分度调节轴平键（504）、A轴分度调节轴轴套（505）、第一A轴分度调节模块角接触球轴承（506）、第二A轴分度调节模块角接触球轴承（507）、第一A轴分度调节模块轴承端盖（508）、第二A轴分度调节模块轴承端盖（509）、蜗轮（510）、蜗杆（511）、第一蜗杆端盖（512）、第二蜗杆端盖（513）、A轴分度调节模块箱体固定端盖（514）；A轴分度调节模块箱体（501）是矩形中空箱体，箱体左、右开孔用于安装A轴分度调节轴（502），箱体前、后开孔用于连接蜗轮（510）和蜗杆（511）；A轴分度调节轴为A轴分度调节轴第一轴段（5021）、A轴分度调节轴第二轴段（5022）、A轴分度调节轴第三轴段（5023）、A轴分度调节轴第四轴段（5024）、A轴分度调节轴第五轴段（5025）、A轴分度调节轴第六轴段（5026）六个轴段依次构成的阶梯轴；A轴分度调节轴（502）水平穿过A轴分度调节模块箱体（501）并通过第二A轴分度调节模块角接触球轴承（507）、第一A轴分度调节模块角接触球轴承（506）与A轴分度调节模块箱体（501）的左、右开孔相连；A轴分度调节轴第一轴段（5021）与第一A轴分度调节模块角接触球轴承（506）过盈配合并通过A轴分度调节轴轴套（505）和第一A轴分度调节模块轴承端盖（508）限位；A轴分度调节轴第五轴段（5025）与第二A轴分度调节模块角接触球轴承（507）过盈配合并通过A轴分度调节轴第四轴段（5024）和第二A轴分度调节模块轴承端盖（509）限位；第一A轴分度调节模块轴承端盖（508）固定在A轴分度调节模块箱体（501）的左开孔左侧并起到对A轴分度调节轴（502）左侧的限位作用，第二A轴分度调节模块轴承端盖（509）固定在A轴分度调节模块箱体（501）的右开孔右侧并起到对A轴分度调节轴（502）右侧的限位作用；蜗轮（510）穿过A轴分度调节模块箱体（501）的前、后开孔，与A轴分度调节轴第二轴段（5022）通过第一A轴分度调节轴平键（503）键槽连接，并通过A轴分度调节轴轴套（505）与A轴分度调节轴第三轴段（5023）限位；蜗杆（511）穿过A轴分度调节模块箱体（501）前、后开孔且与铣床Y轴平行，蜗杆（511）位于蜗轮（510）正下方，蜗轮（510）与蜗杆（511）相啮合，蜗杆（511）两端通过第一蜗杆端盖（512）和第二蜗杆端盖（513）与A轴分度调节模块箱体（501）前、后开孔相连并固定，第一蜗杆端盖（512）固定在A轴分度调节模块箱体（501）的前开孔前侧并起到对蜗杆（511）前端的限位作用，第二蜗杆端盖（513）固定在A轴分度调节模块箱体（501）的后开孔后侧并起到对蜗杆（511）后端的限位作用；A轴分度调节轴（502）的A轴分度调节轴第六轴段（5026）的一端与A轴分度调节模块箱体固定端盖（514）固定，A轴分度调节模块箱体固定端盖（514）固定在输出箱体（401）右侧面，并与A轴分度调节轴第六轴段（5026）通过第二A轴分度调节轴平键（504）键槽连接。

2.根据权利要求1所述的高集成度同轴双分度万能铣头装置，其特征在于：A轴分度调节轴第一轴段（5021）与A轴分度调节轴第五轴段（5025）的直径相同。

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