CN201720466U - 一种镗床多功能刀架 - Google Patents

Abstract

一种镗床多功能刀架，采用与机床独立的新型结构，它通过尾部的卡盘和锥轴与类似T68系列卧式镗床的主轴相联，该刀架的头部装有镗刀杆，在机床主轴不停的情况下可以完成镗刀杆的手动和自动径向进给，既可以切削平面、内外圆上的环形沟槽、内外圆上的锥面等，又可以简化机床结构，该刀架类似一个无级变速器，能在主轴不停的情况下任意调节镗刀杆的径向进给量，弥补了普通镗床径向进刀这方面的缺陷，镗刀杆径向进给运动所需的动力来自主轴本身，无需外加电气或机械等动力源。设计时通过合理选择两组NW型行星轮系中齿轮的齿数，可获得一个小于1/1000的传动比，实现大锥齿轮与平旋盘间的微小转速差。

Description

一种镗床多功能刀架

技术领域

本实用新型涉及一种镗床多功能刀架，属于机械加工行业机床附件技术领域。

背景技术

普通镗床在加工过程中，当需要扩孔时需停车后，再调节镗刀的径向进给量，机床内部的平旋盘径向进给传动链很复杂，采用数控平旋盘则大大增加了生产成本，多年来，我国一直生产没有平旋盘的镗床，近年又进口了大量无平旋盘的旧镗床，但根据加工工艺技术进步的需要，现在的机械加工必须使用平旋盘，在现有的或旧的镗床上改造加装平旋盘非常困难，因此采用新的方式制作类似于平旋盘功能的镗床附件成为业内必要，中国发明专利《自进给差动行星平旋盘》(申请号：200810049865.1)公开的是一种可有效解决镗床径向进给的精度、提高机械加工质量的平旋盘，平旋盘与镗铣轴同时旋转，平旋盘上有驱动滑板，还有蜗条，蜗杆与蜗条相连，蜗轮带动蜗杆旋转，驱动滑板上的蜗条做径向直线运动，从而带动刀头径向运动，本发明不足之处为径向进给速度的改变不方便；实用新型专利《镗刀架》(申请号：94237587.4)是由本体、蜗杆、内齿圈、上盖板、滑块、镶块、丝杆、离合器、调节螺钉和拨叉组成，自动进给切削时能改变进给量和进刀方向，可镗切内槽、外圆、切外槽、内外锥面和台阶孔端面，其不足之处为：需要准备多个不同齿数的内齿圈才能满足改变滑块的单位时间移动值要求；发明专利《机械平旋盘》(申请号：200910094665.2)包括安装于主轴箱内的水平主轴、法兰盘、固定齿轮、行星齿轮、丝杆副(13)，在传动轴上连接有蜗轮蜗杆、被动齿轮、主动齿轮和离合器，操作简单，其不足之处是：加工时进给量不可调，平旋盘内还附带有电气控制设备，不利于安全操作。

发明内容

本实用新型目的是针对背景技术所述的不足，提出一种镗床多功能刀架，采用与机床独立的新型结构，它通过尾部的卡盘和锥轴与类似T68系列卧式镗床的主轴相联，该刀架的头部装有镗刀杆，在机床主轴不停的情况下可以完成镗刀杆的手动和自动径向进给，既可以切削平面、内外圆上的环形沟槽、内外圆上的锥面等，又可以简化机床结构，该刀架类似一个无级变速器，能在主轴不停的情况下任意调节镗刀杆的径向进给量，弥补了普通镗床径向进刀这方面的缺陷，镗刀杆径向进给运动所需的动力来自主轴本身，无需外加电气或机械等动力源。

本实用新型的技术方案是：一种镗床多功能刀架，为一独立的刀架体结构，刀架体内由刀架主轴、两组NW型行星轮系、手动——自动转换装置、计数装置及定轴轮系等组成，刀架体由其外部的卡盘固联在机床上，刀架主轴穿过刀架体，其轴一端为与机床主轴联接的锥轴，另一端固联有平旋盘，机床主轴的转动通过刀架主轴传至平旋盘，平旋盘转速与机床主轴转速相同，其特征在于：两组NW型行星轮系安装在刀架体内，其输入端为刀架主轴上的主动齿轮，输出端为齿轮d，在安装平旋盘一侧为定轴轮系，其输入端为齿轮a，输出端为内齿轮a，手动——自动转换装置和计数装置安装在两组NW型行星轮系与定轴轮系之间，当径向进刀处于手动挡位置时，啮合套上的内齿轮d与两组NW型行星轮系的输出齿轮d脱离啮合，啮合套上的内花键与刀架主轴上一段外花键相连接，啮合套上的外齿轮和齿轮a与齿轮b和内齿轮a的传动比乘积为1；主轴停止转动时，通过拨动拨叉使啮合套上的内齿轮d与两组NW型行星轮系的输出齿轮d啮合，刀架主轴上的外花键与啮合套上的内花键分离，齿轮c和齿轮a与齿轮b和内齿轮a的传动比乘积不等于1；计数装置由计数表盘、计数蜗轮、蜗杆、蜗杆轴挡盖、手动蜗杆摇柄组成，计数表盘与计数蜗轮同轴，计数蜗轮与蜗杆啮合，蜗杆又与定轴轮系的大蜗轮啮合，其有益效果是：当径向进刀处于手动进给挡位置时，啮合套上的内齿轮与两组NW型行星轮系的输出齿轮d脱离啮合，镗刀杆的径向进给通过手动蜗轮摇柄实现，蜗杆每转一圈，镗刀杆的径向进给量为0.267mm；当径向进刀处于自动进给挡位置时，啮合套上的内齿轮d与两组NW型行星轮系的输出齿轮d啮合，镗刀杆的径向进给通过两组NW型行星轮系的输出齿轮d带动，主轴每旋转一圈，镗刀杆的径向进给量为0.03623mm。

如上所述的一种镗床多功能刀架，其特征在于：定轴轮系的输出端的大锥齿轮与控制径向进给的螺纹杆上的小锥齿轮啮合，小锥齿轮与螺纹杆同轴，螺母杆套在螺纹杆上，平旋盘燕尾导轨滑块与螺母杆固联，其有益效果是：燕尾导轨滑块上的镗刀杆随着螺纹杆的转动而做精确的径向直线运动，在机床主轴不停的情况下完成镗刀杆的手动或自动径向进给，设计时通过合理选择两组NW型行星轮系中齿轮的齿数，可获得一个小于1/1000的传动比，实现大锥齿轮与平旋盘间的微小转速差。

本实用新型镗床多功能刀架传动比的计算如下：

根据整体传动方案简图确定出各齿轮的最终齿数，并计算出传动比(注：Z的下标为齿轮编号)：

Z₄＝15 Z₅＝21 Z₇＝7 Z₈＝24 Z₉＝72 Z₁₀＝15 Z₁₄＝78 Z₁₅＝91 Z₁₆＝45 Z₁₈＝27

Z₁₉＝27 Z₂₀＝18 Z₂₁＝29 Z₂₂＝18 Z₂₃＝68 Z₂₄＝66 Z₂₅＝18 Z₂₆＝30 Z₂₇＝18

由上可知，当该刀架运动处于空挡或手动挡时，平旋盘上镗刀杆的径向进给量为：

$S_1=\frac{Z_{16}}{Z_4}\×\frac{Z_8}{Z_9}-1=\frac{45}{15}\×\frac{24}{72}-1=0$

当该刀架运动处于手动进给挡时，蜗杆轴每转一转，镗刀杆的径向进给量为(螺旋传动中螺纹杆的螺纹节距为P＝2mm)：

$S_2=\frac{Z_7}{Z_{15}}\×\frac{Z_8}{Z_9}\×\frac{Z_{14}}{Z_{10}}\×P=\frac{7}{91}\×\frac{24}{72}\×\frac{78}{15}\×2=0.267\mathrm{mm}/r$

当该刀架运动处于自动挡时，主轴每旋转一圈，镗刀杆的径向进给量为：

$S_3=[(1+\frac{Z_{24}{Z}_{26}}{Z_{27}{Z}_{23}})/(1+\frac{Z_{23}{Z}_{21}}{Z_{20}{Z}_{22}})-1]\×\frac{Z_{16}}{Z_4}\×\frac{Z_8}{Z_9}\×\frac{Z_{14}}{Z_{10}}\×P$

$=[(1+\frac{66\×30}{18\×18})/(1+\frac{68\×29}{18\×18})-1]\×3\×\frac{1}{3}\×\frac{78}{15}\×2=0.03623\mathrm{mm}/r$

附图说明

图1为本实用新型实施例结构示意图；

图2为图1沿A-A面剖视图；

图3为图1沿B-B面剖视图；

图4为本实用新型实施例传动示意图。

具体实施方式

附图中的标记：

1-刀架主轴，101-卡盘，2-圆锥滚子轴承，201-行星齿轮轴a，3-刀架体，4-齿轮a，401-行星齿轮轴b，5-计数蜗轮，6-计数表盘，7-蜗杆，8-齿轮b，801-支承轴承套，9-内齿轮a，10-小锥齿轮，11-螺母杆，12-平旋盘，13-镗刀杆，14-大锥齿轮，15-大蜗轮，16-外齿轮c，17-啮合套，18-内齿轮d，19-齿轮d，20-齿轮e，21-齿轮f，22-齿轮g，23-内齿轮b，24-内齿轮c，25齿轮h，26-齿轮i，27-主动齿轮j，28-蜗杆轴挡盖，29-手动蜗杆摇柄，30-拨叉，31-拨叉轴，32-手柄。

以下结合本实用新型实施例作进一步说明：

如附图，本实用新型实施例为一种镗床多功能刀架，采用与机床独立的新型结构，它通过尾部的卡盘和锥轴与类似T68系列卧式镗床的主轴相联，该刀架的头部装有镗刀杆13，在机床主轴不停的情况下可以完成镗刀杆13的手动和自动径向进给，既可以切削平面、内外圆上的环形沟槽、内外圆上的锥面等，又可以简化机床结构，类似一个无级变速器，能在主轴不停的情况下任意调节镗刀杆13的径向进给量，弥补了普通镗床径向进刀这方面的缺陷。

本实用新型多功能刀架为一独立的刀架体3结构，刀架体3内由刀架主轴1、两组NW型行星轮系、手动-自动转换装置、计数装置及定轴轮系等组成，刀架体3由其外部的卡盘101通过螺栓固联在机床上，刀架主轴1之一端制成与机床主轴孔相联接的锥轴，露出刀架体3外，圆锥滚子轴承2的外圈固定在刀架体3内，轴承2的内圈与刀架主轴1固联，刀架主轴1通过该轴承2，可相对刀架体3旋转运动，刀架主轴1的另一端固联有平旋盘12，机床主轴通过刀架主轴1转动至平旋盘12，因此平旋盘12转速与机床主轴转速相同，安装在主轴1上的，分别有两组NW型行星轮系、同为一体的通过轴承安装在主轴1上的齿轮e(20)和齿轮d(19)，同为一体的安装在主轴1上的啮合套17上的外齿轮16和内齿轮d(18)，通过轴承固定在主轴1上的定轴轮系及同为一体的内齿轮a(9)及大锥齿轮14。NW型行星轮系中有与固联在刀架主轴1上的齿轮j(27)啮合的齿轮i(26)，齿轮i(27)再通过行星齿轮轴a(201)、齿轮h(25)、内齿轮c(24)、内齿轮b(23)、齿轮g(22)、齿轮f(21)、齿轮e(20)，将主轴1的转速变速并传动至齿轮d(19)。

手动-自动转换拔叉手柄32可拔动啮合套17沿主轴1的轴向左右摆动，与啮合套17同轴且为一体的还有外齿轮16，它的中孔内侧还开有可与主轴1圆周上相应部位的外花键啮合的内花键，自动进给时，啮合套17被拔向右边，啮合套17的内齿轮c(18)与齿轮d(19)啮合，啮合套17的外齿轮16与定轴轮系上的齿轮a(4)啮合，此时内花键与外花键脱离啮合；手动进给时，啮合套17被拔向左边，啮合套17的内齿轮c(18)脱离齿轮d(19)的啮合，但啮合套17的外齿轮16仍然与定轴轮系上的齿轮a(4)啮合，内花键与外花键啮合。

定轴轮系通过轴承固定在主轴1上，该轮系中有齿轮a(4)、行星齿轮轴b(401)、大蜗轮15、齿轮b(8)、支承轴承套801、内齿轮a(9)、大锥齿轮14，其中内齿轮a(9)和大锥齿轮14同为一体，与外齿轮16啮合的为齿轮a(4)，该齿轮通过行星齿轮轮轴b(401)、齿轮b(8)、内齿轮a(9)及同为一体的大锥齿轮14，在自动或手动进给状态时将来自齿轮a(4)的旋传运动通过定轴轮系传递到小锥齿轮10上，支承轴承套801安装在与大锥齿轮14同体的圆盘最外沿，其作用是保持轮系在刀架体3内旋转强度。

计数装置由计数表盘6、计数蜗轮5、蜗杆7、蜗杆轴挡盖28、手动蜗杆摇柄29组成，计数表盘6与计数蜗轮5同轴，计数蜗轮5与蜗杆7啮合，蜗杆7又与轮系的大蜗轮15啮合，计数装置在手动档位置时，蜗轮5的作用是把手动蜗杆摇柄29的转动量在计数表盘6上反映出来，通过旋转手动蜗杆摇柄29，达到镗刀杆13精密进给或退刀目的。

工作过程中，当径向进刀处在手动挡位置时，啮合套17的内齿轮d(18)与NW型行星轮系的输出齿轮d(19)脱离啮合，啮合套17通过其内花键与刀架主轴上一段外花键相啮合，齿轮c(16)和齿轮a(4)与齿轮b(8)和内齿轮a(9)的传动比乘积为1，即小锥齿轮10与大锥齿轮14间不发生相对转动，也即螺母杆11的螺旋传动不起作用，镗刀杆13径向不进给。此时若转动手动蜗杆摇柄29，蜗杆7旋转并带动大蜗轮15转动，在大锥齿轮14与平旋盘间产生转速差，小锥齿轮10与大锥齿轮14间便会发生相对转动，小锥齿轮10轴的转动通过与其同心的螺母杆的螺旋传动，便会带动镗刀杆13在平旋盘上作径向进给，手动蜗轮摇柄29每转一圈，镗刀杆的径向进给量为0.267mm。主轴在停转位置时，通过拨叉拨动啮合套17使内齿轮d(18)与齿轮d(19)啮合，刀架主轴1上的外花键与啮合套17的内花键脱离啮合，外齿轮16和齿轮a(4)与齿轮b(8)和内齿轮a(9)的传动比乘积不等于1，此时小锥齿轮10与大锥齿轮14间发生相对转动，实现大锥齿轮14与平旋盘12间的微小转速差，带动镗刀杆13在平旋盘12上作径向自动进给；当径向进刀处在自动进给档位置时，镗刀杆13的径向进给通过两组NW型行星轮系的输出齿轮d(19)带动，主轴1每旋转一圈，镗刀杆13的径向进给量为0.03623mm，设计时通过合理选择两组NW型行星轮系中齿轮的齿数，可获得一个小于1/1000的传动比，实现大锥齿轮与平旋盘间的微小转速差。

Claims (2)

1.一种镗床多功能刀架，为一独立的刀架体结构，刀架体内由刀架主轴、两组NW型行星轮系、手动——自动转换装置、计数装置及定轴轮系等组成，刀架体由其外部的卡盘固联在机床上，刀架主轴穿过刀架体，其轴一端为与机床主轴联接的锥轴，另一端固联有平旋盘，机床主轴的转动通过刀架主轴传至平旋盘，平旋盘转速与机床主轴转速相同，其特征在于：两组NW型行星轮系安装在刀架体内，其输入端为刀架主轴上的主动齿轮，输出端为齿轮d，在安装平旋盘一侧为定轴轮系，其输入端为齿轮a，输出端为内齿轮a，手动——自动转换装置和计数装置安装在两组NW型行星轮系与定轴轮系之间；当径向进刀处于手动挡位置时，啮合套上的内齿轮d与两组NW型行星轮系的输出齿轮d脱离啮合，啮合套上的内花键与刀架主轴上一段外花键相连接，啮合套上的外齿轮和齿轮a与齿轮b和内齿轮a的传动比乘积为1；主轴停止转动时，通过拨动拨叉使啮合套上的内齿轮d与两组NW型行星轮系的输出齿轮d啮合，刀架主轴上的外花键与啮合套上的内花键分离，齿轮c和齿轮a与齿轮b和内齿轮a的传动比乘积不等于1；计数装置由计数表盘、计数蜗轮、蜗杆、蜗杆轴挡盖、手动蜗杆摇柄组成，计数表盘与计数蜗轮同轴，计数蜗轮与蜗杆啮合，蜗杆又与定轴轮系的大蜗轮啮合。

2.如权利要求1所述的一种镗床多功能刀架，其特征在于：定轴轮系的输出端的大锥齿轮与控制径向进给的螺纹杆上的小锥齿轮啮合，小锥齿轮与螺纹杆同轴，螺母杆套在螺纹杆上，平旋盘燕尾导轨滑块与螺母杆固联。

Images