專利名稱：主軸軸線空間多位置自動(dòng)回轉(zhuǎn)銑頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種主軸軸線具有空間多位置的自動(dòng)回轉(zhuǎn)銑頭。
背景技術(shù)：
目前國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床大多只是立式或者臥式機(jī)床，雖然加工精度高，容易操作，但只限定一個(gè)面的加工，只能進(jìn)行立式或者臥式的單一加工，不能在一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)對(duì)同一工件的不同加工面進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，若有另外的面需要加工則必須重新裝卡，甚至需要轉(zhuǎn)換到臥式或立式數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行重新裝卡找正后再加工，其中浪費(fèi)大量的時(shí)間，生產(chǎn)效率低，并且因?yàn)槎啻窝b卡有安裝誤差，導(dǎo)致零件的一致性差。而萬能銑頭目前國內(nèi)也有一種垂直面±180°范圍內(nèi)等分、45°面立臥轉(zhuǎn)換(如桂林機(jī)床廠自動(dòng)銑頭)，由于其45°面只有兩個(gè)工作位置，以及液壓系統(tǒng)采用外部管路結(jié)構(gòu)，銑頭的外部附件多，其垂直面回轉(zhuǎn)角度范圍均不超過±180°，主軸只能在兩個(gè)面內(nèi)實(shí)現(xiàn)較少(2×144種)的空間角度，也增大了銑頭的實(shí)際體積。雖然國外也有類似的萬能銑頭，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種主軸軸線具有空間多位置的自動(dòng)回轉(zhuǎn)銑頭，從而在一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)對(duì)同一工件不同空間角度的加工面進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，具有加工效率高、加工的一致性好、結(jié)構(gòu)緊湊、實(shí)際體積小的優(yōu)點(diǎn)。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型主軸軸線空間多位置自動(dòng)回轉(zhuǎn)銑頭，包括動(dòng)力裝置、帶有基座的傳動(dòng)和分度機(jī)構(gòu)、帶有緊刀機(jī)構(gòu)和松刀機(jī)構(gòu)的主軸、自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述傳動(dòng)和分度機(jī)構(gòu)包括帶有鍵齒的一級(jí)錐齒輪軸、二級(jí)錐齒輪軸和安裝于主軸上的錐齒輪，一、二級(jí)錐齒輪軸的軸線(C軸和D軸)相交形成一夾角，二級(jí)錐齒輪軸前端的錐齒輪與一級(jí)錐齒輪軸上的錐齒輪相嚙合，末端的錐齒輪與主軸上的錐齒輪相嚙合，一級(jí)錐齒輪軸上設(shè)有軸承和鍵套，在軸承和鍵套外設(shè)有一端與基座固連、另一端固連有一級(jí)端蓋的軸承套，在基座與軸承套之間設(shè)有活塞；在二級(jí)錐齒輪軸外依次設(shè)有軸承、軸承盒、支撐盤和中間殼體，軸承盒與中間殼體固連，在軸承盒上固連有二級(jí)端蓋，支撐盤與主軸殼體固連，中間殼體的一端與活塞固連，在一級(jí)錐齒輪軸的錐齒輪上固連一內(nèi)齒盤，中間殼體上固連有與其匹配的外齒盤，在二級(jí)錐齒輪軸末端的錐齒輪上固連一內(nèi)齒盤，主軸殼體上固連有與其匹配的外齒盤，在基座與中間殼體、中間殼體與主軸殼體的相鄰端面上分別固設(shè)有一對(duì)相互匹配的端齒盤；在活塞與軸承套的相鄰端面之間、活塞與端蓋之間分別形成C軸的放松油缸和卡緊油缸，它們分別配有內(nèi)置的、其接口設(shè)置于基座上的放松油路和卡緊油路；在支撐盤與軸承盒的相鄰端面之間、支撐盤與二級(jí)端蓋之間分別形成D軸的放松油缸和卡緊油缸，它們分別配有內(nèi)置的、其接口設(shè)置于基座上的放松油路和卡緊油路；
上述自動(dòng)控制系統(tǒng)包括含有PLC控制器、I/O接口電路的數(shù)控系統(tǒng)、分別與數(shù)控系統(tǒng)相連、含有主電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、油泵驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、含有C軸夾緊檢測開關(guān)、C軸放松檢測開關(guān)、D軸夾緊檢測開關(guān)、D軸放松檢測開關(guān)、C軸零位檢測開關(guān)、主軸編碼器的反饋系統(tǒng)、含有液壓系統(tǒng)的輔助系統(tǒng)，所述液壓系統(tǒng)包括油泵、C軸放松油路和卡緊油路、D軸放松油路和卡緊油路、與各油路接口相連的電磁閥與各油路接口相連的電磁閥。
作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，C軸和D軸卡緊油缸的截面積大于對(duì)應(yīng)的放松油缸的截面積，以保證在系統(tǒng)壓力相同的情況下獲得更大的鎖緊力；作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述主軸的松刀機(jī)構(gòu)包括固設(shè)于主軸殼體上、位于拉桿后側(cè)的缸體和置于缸體內(nèi)的活塞，活塞的前端設(shè)有彈簧，活塞的后端設(shè)有油缸，油缸通過內(nèi)置的松刀油路與D軸的放松油缸連通，松刀時(shí)無需施加其它外力，操作方便；作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，輔助系統(tǒng)還設(shè)有氣動(dòng)系統(tǒng)，它包括氣泵、置于銑頭內(nèi)的換刀吹氣管路、氣閥，管路進(jìn)口與氣閥連接，出口設(shè)置在主軸的刀柄錐孔內(nèi)，在換刀時(shí)通過氣動(dòng)系統(tǒng)清除刀柄錐孔內(nèi)的鐵屑，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有氣泵驅(qū)動(dòng)電路；作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，在兩對(duì)端齒盤外分別設(shè)有密封環(huán)和密封圈，氣動(dòng)系統(tǒng)還設(shè)有內(nèi)置的、進(jìn)口與氣泵連接的主軸軸承氣幕呼吸管路，其三個(gè)出口分別設(shè)置在兩對(duì)端齒盤之間的腔體和主軸的軸承盒內(nèi)，通過在上述空間通入高壓氣體，可防止雜質(zhì)進(jìn)入上述空間；作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，輔助系統(tǒng)還設(shè)有冷卻系統(tǒng)，它包括水泵和置于銑頭內(nèi)的冷卻液管路，其進(jìn)口與水泵連接，出口設(shè)置在主軸的端面上，通過內(nèi)置的冷卻液管路可對(duì)刀具進(jìn)行冷卻，結(jié)構(gòu)緊湊，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有水泵驅(qū)動(dòng)電路；綜上所述，本實(shí)用新型的主軸軸線空間多位置自動(dòng)回轉(zhuǎn)銑頭，通過C軸和D軸的兩次分度，實(shí)現(xiàn)主軸具有多個(gè)空間位置，從而實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)機(jī)床上對(duì)同一工件不同空間角度的加工面進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，具有加工效率高、加工的一致性好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)采用內(nèi)部管路設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，實(shí)際體積小。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的外形圖。
圖3為圖2的左視圖。
圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的內(nèi)部管路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路框圖。
圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例的電氣控制原理圖。
圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例端齒盤的主視圖。
圖8為C軸夾緊和放松檢測開關(guān)工作狀態(tài)的局部剖視圖。
圖9為C軸零位檢測開關(guān)工作狀態(tài)的局部剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
本實(shí)用新型實(shí)施例的主軸軸線空間多位置自動(dòng)回轉(zhuǎn)銑頭，包括由主電機(jī)、外部減速機(jī)構(gòu)(未示出)組成的動(dòng)力裝置、帶有基座的傳動(dòng)和分度機(jī)構(gòu)、帶有緊刀機(jī)構(gòu)和松刀機(jī)構(gòu)的主軸、自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述帶有基座的傳動(dòng)和分度機(jī)構(gòu)，由圖1所示，包括帶有鍵齒的一級(jí)錐齒輪軸7、二級(jí)錐齒輪軸26和通過花鍵安裝于主軸21上的錐齒輪20，一、二級(jí)錐齒輪軸的軸線(C軸和D軸)呈45°傾斜相交，二級(jí)錐齒輪軸26前端的錐齒輪與一級(jí)錐齒輪軸7上的錐齒輪相嚙合，末端的錐齒輪與主軸21上的錐齒輪20相嚙合，一級(jí)錐齒輪軸7上設(shè)有軸承25和通過螺栓固連的兩鍵套27、29，在軸承25和鍵套27、29外設(shè)有一端與基座2通過螺栓固連、另一端通過螺栓固連有一級(jí)端蓋8的軸承套5，在基座2與軸承套5之間設(shè)有活塞4；在二級(jí)錐齒輪軸26外依次設(shè)有軸承28、軸承盒13、支撐盤14和中間殼體11，軸承盒13與中間殼體11通過螺栓固連，在軸承盒13上通過螺栓固連有二級(jí)端蓋15，支撐盤14與主軸殼體19通過螺栓固連，中間殼體11的一端與活塞4通過螺栓固連，在一級(jí)錐齒輪軸7的錐齒輪上通過螺栓固連一內(nèi)齒盤10，中間殼體11上通過螺栓固連有與其匹配的外齒盤9，在二級(jí)錐齒輪軸26末端的錐齒輪上通過螺栓固連一內(nèi)齒盤30，主軸殼體19上通過螺栓固連有與其匹配的外齒盤31，在基座2與中間殼體11、中間殼體11與主軸殼體19的相鄰端面上分別通過螺栓固設(shè)有一對(duì)相互匹配的端齒盤6、32(鼠牙盤)，在兩對(duì)端齒盤外分別設(shè)有密封環(huán)和密封圈，端齒盤上的齒數(shù)越多，其分度精度越高，但加工難度越大，根據(jù)實(shí)際需要，常用的多為1°、2.5°、5°，本實(shí)施例中每個(gè)端齒盤設(shè)有72個(gè)齒(如圖7所示)，分度精度為5°，在活塞4與軸承套5的相鄰端面之間、活塞4與端蓋8之間分別形成C軸的放松油缸33和卡緊油缸34，它們分別配有內(nèi)置的、其接口61、62設(shè)置于基座2上(如圖2、圖3所示)的放松油路51和卡緊油路52(如圖4所示)，C軸卡緊油缸34的截面積大于放松油缸33的截面積；在支撐盤14與軸承盒13的相鄰端面之間、支撐盤14與二級(jí)端蓋15之間分別形成D軸的放松油缸35和卡緊油缸36，它們分別配有內(nèi)置的、其接口63、64設(shè)置于基座上(如圖2、圖3所示)的放松油路53和卡緊油路54(如圖4所示)，D軸卡緊油缸36的截面積大于放松油缸35的截面積；所述主軸的緊刀機(jī)構(gòu)包括安裝于主軸21外側(cè)的軸承37、密封環(huán)23、軸承盒22、法蘭盤24、主軸殼體19，以及安裝于主軸21內(nèi)腔中的拉桿18、碟形彈簧38、卡箍39，松刀機(jī)構(gòu)包括通過螺栓固設(shè)于主軸殼體19上、位于拉桿18后側(cè)的缸體16和置于缸體16內(nèi)的活塞17，活塞17的前端設(shè)有彈簧，活塞的后端設(shè)有油缸40，油缸40通過內(nèi)置的松刀油路55與D軸的放松油缸35連通(如圖4所示)；所述自動(dòng)控制系統(tǒng)，如圖5所示，包括含有PLC控制器、I/O接口電路的數(shù)控系統(tǒng)、分別與數(shù)控系統(tǒng)相連的、含有主電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、油泵驅(qū)動(dòng)電路、氣泵驅(qū)動(dòng)電路、水泵驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、含有C軸夾緊檢測開關(guān)、C軸放松檢測開關(guān)、D軸夾緊檢測開關(guān)、D軸放松檢測開關(guān)、C軸零位檢測開關(guān)、主軸編碼器的反饋系統(tǒng)、含有液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的輔助系統(tǒng)；主軸編碼器用于反饋主軸的旋轉(zhuǎn)位置；上述各檢測開關(guān)均為感應(yīng)開關(guān)，其中由圖3所示，C軸夾緊檢測開關(guān)44和C軸放松檢測開關(guān)45共用一檢測桿和一探頭，D軸夾緊檢測開關(guān)41和D軸放松檢測開關(guān)42共用一組檢測桿和一探頭，C軸零位檢測開關(guān)46單獨(dú)使用一檢測桿和一探頭，分別將C軸放松、夾緊、零位、D軸放松、夾緊的電信號(hào)傳遞給數(shù)控系統(tǒng)，以D軸為例說明檢測原理，由圖1所示，D軸夾緊檢測開關(guān)41和D軸放松檢測開關(guān)42共用一前端檢測桿12和中間檢測桿3，前端檢測桿12的頭部與支撐盤14的端面相接觸，后端設(shè)有壓緊彈簧43，中部設(shè)有一豎直的切槽，中間檢測桿3的前端與切槽相接觸，后端與檢測桿47相接觸，中間檢測桿3和檢測桿47上均設(shè)有彈簧，探頭1用螺釘安裝在檢測桿47上，探頭1與左右兩側(cè)的夾緊檢測開關(guān)41和放松檢測開關(guān)42相鄰，當(dāng)D軸放松時(shí)，D軸放松油缸35通壓力油，使支撐盤14隨著主軸殼體19向前移動(dòng)，因前端檢測桿12上端面有壓緊彈簧43，所以前端檢測桿12隨著支撐盤14一起向前移動(dòng)，前端檢測桿12移動(dòng)的時(shí)候能使切槽的水平位置發(fā)生變化，靠中間檢測桿3和檢測桿47上的彈簧帶動(dòng)中間檢測桿3和探頭1一起向前移動(dòng)，當(dāng)探頭1與放松檢測開關(guān)42的距離足夠近時(shí)，放松檢測開關(guān)42感應(yīng)得電代表松開到位，并將此信號(hào)傳遞給數(shù)控系統(tǒng)；當(dāng)D軸夾緊時(shí)，支撐盤14、前端檢測桿12、中間檢測桿3、探頭1執(zhí)行相反的動(dòng)作，當(dāng)探頭1與夾緊檢測開關(guān)41的距離足夠近時(shí)，夾緊檢測開關(guān)41感應(yīng)得電代表夾緊到位，并將此信號(hào)傳遞給數(shù)控系統(tǒng)；同理，由圖8所示，C軸夾緊檢測開關(guān)44和C軸放松檢測開關(guān)45共用的檢測桿48與活塞4的端面相接觸，當(dāng)C軸處于夾緊或放松狀態(tài)時(shí)，其探頭分別靠近對(duì)應(yīng)的C軸夾緊檢測開關(guān)44或C軸放松檢測開關(guān)45，它們感應(yīng)得電并將此信號(hào)傳遞給數(shù)控系統(tǒng)；C軸零位為機(jī)械上規(guī)定的一個(gè)特殊位置，代表的是D軸夾緊檢測開關(guān)41和放松檢測開關(guān)42的中間檢測桿3與檢測桿47相接觸的狀態(tài)，只有當(dāng)C軸處于這個(gè)位置的時(shí)候D軸信號(hào)才能通過中間檢測桿3傳遞給檢測桿47，為了C軸歸零位具有可靠性而設(shè)有一個(gè)C軸零位檢測開關(guān)46，由圖9所示，當(dāng)C軸處于夾緊狀態(tài)且C軸夾緊時(shí)檢測開關(guān)46的檢測桿49置于活塞4端面的凹槽中，檢測桿49上的探頭靠近檢測開關(guān)46，檢測開關(guān)46得電，此時(shí)C軸處于零位，對(duì)應(yīng)地，D軸夾緊檢測開關(guān)41和放松檢測開關(guān)42的中間檢測桿3與檢測桿47相接觸；當(dāng)C軸不處于零位且C軸夾緊時(shí)檢測開關(guān)46的檢測桿49與活塞4端面接觸，使檢測桿49向后移動(dòng)遠(yuǎn)離檢測開關(guān)46，使檢測開關(guān)46失電，此時(shí)中間檢測桿3也與檢測桿47偏離，D軸放松和卡緊的位置信號(hào)無法傳遞給D軸放松檢測開關(guān)42和夾緊檢測開關(guān)41，因此，當(dāng)D軸需要進(jìn)行分度時(shí)，C軸必須先回零位；按實(shí)際工況的需要，C軸夾緊檢測開關(guān)44和C軸放松檢測開關(guān)45不允許同時(shí)得電，D軸放松檢測開關(guān)42和D軸夾緊檢測開關(guān)41不允許同時(shí)得電，C軸放松檢測開關(guān)45和D軸放松檢測開關(guān)42不允許同時(shí)得電，松刀時(shí)，C軸夾緊檢測開關(guān)44和D軸夾緊檢測開關(guān)41必須同時(shí)得電；液壓系統(tǒng)包括油泵(未示出)、C軸放松油路51和卡緊油路52、D軸放松油路53和卡緊油路54、主軸松刀油路55(如圖4所示)、與各油路接口相連的電磁閥(未示出)；主軸松刀油路55和D軸放松油路53相通；氣動(dòng)系統(tǒng)包括氣泵(未示出)、置于銑頭內(nèi)的換刀吹氣管路56、氣閥和主軸軸承氣幕呼吸管路57(如圖4所示)，換刀吹氣管路和主軸軸承氣幕呼吸管路的進(jìn)氣接口65、66均設(shè)置在基座2上(如圖2、圖3所示)，換刀吹氣管路通過氣閥(未示出)與氣泵連接，其出口設(shè)置在主軸的刀柄錐孔內(nèi)，主軸軸承氣幕呼吸管路直接與氣泵連接，其三個(gè)出口分別設(shè)置在兩對(duì)端齒盤之間的腔體和主軸的軸承盒內(nèi)；冷卻系統(tǒng)包括水泵(未示出)、置于銑頭內(nèi)的冷卻液管路58(如圖4所示)，其進(jìn)液接口67設(shè)置在基座2上(如圖2、圖3所示)并與水泵連接，出口設(shè)置在主軸的端面上；C軸放松油路51和卡緊油路52、D軸放松油路53和卡緊油路54、主軸松刀油路55、換刀吹氣管路56、主軸軸承氣幕呼吸管路57和冷卻液管路58在有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的零件界面處均設(shè)有環(huán)行油槽，以保證轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)各管路的暢通；
下面說明銑頭的工作原理銑頭的旋轉(zhuǎn)分度的動(dòng)力和主軸旋轉(zhuǎn)加工的動(dòng)力都是由主電機(jī)直接提供，主電機(jī)動(dòng)力經(jīng)過外部減速機(jī)構(gòu)、花鍵套29、27傳遞給一級(jí)錐齒輪軸，再經(jīng)過二級(jí)錐齒輪軸26、錐齒輪20將動(dòng)力傳遞給主軸21實(shí)現(xiàn)零件加工，所有錐齒輪副的傳動(dòng)比為1∶1，能更好的通過主軸編碼器反饋主軸21的旋轉(zhuǎn)位置；當(dāng)需要C軸分度時(shí)，首先通過主軸編碼器反饋主軸21的位置，再通過主電機(jī)進(jìn)行主軸定位使內(nèi)外齒盤10和9能進(jìn)入嚙合狀態(tài)，高壓油經(jīng)過基座2和軸承套5中的C軸放松油路51進(jìn)入C軸放松油缸33推動(dòng)活塞4和中間殼體11運(yùn)動(dòng)使一對(duì)端齒盤6脫開，同時(shí)內(nèi)外齒盤10、9進(jìn)入嚙合，主電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)C軸旋轉(zhuǎn)到指定角度后，給C軸卡緊油路52通高壓油進(jìn)入卡緊油缸34同時(shí)撤消放松油缸33的壓力即能實(shí)現(xiàn)卡緊，一次分度結(jié)束，C軸可實(shí)現(xiàn)72個(gè)分度位置；當(dāng)需要D軸分度時(shí)，首先通過C軸分度使C軸回歸零位，再進(jìn)行主軸定位同樣使D軸的內(nèi)外齒盤30、31能進(jìn)入嚙合狀態(tài)，然后給穿過基座2、軸承套5、活塞4、中間殼體11、軸承盒13的D軸放松油路53通高壓油進(jìn)入D軸放松油缸35，推動(dòng)支撐盤14和主軸殼體19運(yùn)動(dòng)，使一對(duì)端齒盤32脫開，同時(shí)內(nèi)外齒盤30、31嚙合，主電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)D軸旋轉(zhuǎn)到指定角度后，給D軸卡緊油路54通高壓油進(jìn)入D軸卡緊油缸36同時(shí)撤消放松油缸35的壓力即能實(shí)現(xiàn)卡緊，一次分度結(jié)束，D軸也可實(shí)現(xiàn)72個(gè)分度位置，因此主軸21可實(shí)現(xiàn)5184個(gè)空間位置；
上述過程均由PLC控制器按預(yù)設(shè)的程序和反饋系統(tǒng)傳遞來的信號(hào)控制執(zhí)行首先需要編制轉(zhuǎn)頭程序并儲(chǔ)存于數(shù)控系統(tǒng)中，然后數(shù)控系統(tǒng)對(duì)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，發(fā)出轉(zhuǎn)頭的指令輔助系統(tǒng)得到轉(zhuǎn)頭信號(hào)，做好轉(zhuǎn)頭準(zhǔn)備液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)頭，將PLC控制器決定旋轉(zhuǎn)的軸放松，當(dāng)放松到位后，回轉(zhuǎn)頭通過反饋系統(tǒng)將放松到位信號(hào)送回PLC控制器，PLC控制器得到該信號(hào)發(fā)出轉(zhuǎn)頭指令給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)得到PLC控制器發(fā)出的指令后驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)頭旋轉(zhuǎn)，同時(shí)電機(jī)適時(shí)將當(dāng)前位置反饋回驅(qū)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)到PLC控制器指令的位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出指令，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，告訴數(shù)控系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)頭現(xiàn)在已經(jīng)到達(dá)指令位置，此時(shí)PLC控制器又發(fā)出指令給輔助系統(tǒng)，輔助系統(tǒng)得到指令，液壓系統(tǒng)再次驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)頭，將回轉(zhuǎn)頭鎖緊，鎖緊到位后，回轉(zhuǎn)頭通過反饋系統(tǒng)將鎖緊信號(hào)反饋給PLC控制器，PLC控制器得到信號(hào)，整過轉(zhuǎn)頭控制完成；兩對(duì)端齒盤和主軸的軸承盒的氣壓密封、主軸錐孔清空和刀具冷卻也均由數(shù)控系統(tǒng)按程序控制執(zhí)行；當(dāng)需要松刀時(shí)，給C軸卡緊油路52、D軸卡緊油路54和松刀油路55同時(shí)通高壓油，來保證松刀的同時(shí)D軸依然處于卡緊狀態(tài)。當(dāng)松刀時(shí)，高壓油進(jìn)入松刀油缸40推動(dòng)活塞17往前運(yùn)動(dòng)與拉桿18接觸從而壓縮碟形彈簧38，進(jìn)行松刀。
權(quán)利要求1.一種主軸軸線空間多位置自動(dòng)回轉(zhuǎn)銑頭，包括動(dòng)力裝置、帶有基座的傳動(dòng)和分度機(jī)構(gòu)、帶有緊刀機(jī)構(gòu)和松刀機(jī)構(gòu)的主軸、自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述傳動(dòng)和分度機(jī)構(gòu)包括帶有鍵齒的一級(jí)錐齒輪軸、二級(jí)錐齒輪軸和安裝于主軸上的錐齒輪，一、二級(jí)錐齒輪軸的軸線(C軸和D軸)相交形成一夾角，二級(jí)錐齒輪軸前端的錐齒輪與一級(jí)錐齒輪軸上的錐齒輪相嚙合，末端的錐齒輪與主軸上的錐齒輪相嚙合，一級(jí)錐齒輪軸上設(shè)有軸承和鍵套，在軸承和鍵套外設(shè)有一端與基座固連、另一端固連有一級(jí)端蓋的軸承套，在基座與軸承套之間設(shè)有活塞；在二級(jí)錐齒輪軸外依次設(shè)有軸承、軸承盒、支撐盤和中間殼體，軸承盒與中間殼體固連，在軸承盒上固連有二級(jí)端蓋，支撐盤與主軸殼體固連，中間殼體的一端與活塞固連，在一級(jí)錐齒輪軸的錐齒輪上固連一內(nèi)齒盤，中間殼體上固連有與其匹配的外齒盤，在二級(jí)錐齒輪軸末端的錐齒輪上固連一內(nèi)齒盤，主軸殼體上固連有與其匹配的外齒盤，在基座與中間殼體、中間殼體與主軸殼體的相鄰端面上分別固設(shè)有一對(duì)相互匹配的端齒盤；在活塞與軸承套的相鄰端面之間、活塞與端蓋之間分別形成C軸的放松油缸和卡緊油缸，它們分別配有內(nèi)置的、其接口設(shè)置于基座上的放松油路和卡緊油路；在支撐盤與軸承盒的相鄰端面之間、支撐盤與二級(jí)端蓋之間分別形成D軸的放松油缸和卡緊油缸，它們分別配有內(nèi)置的、其接口設(shè)置于基座上的放松油路和卡緊油路；所述自動(dòng)控制系統(tǒng)包括含有PLC控制器、I/O接口電路的數(shù)控系統(tǒng)、分別與數(shù)控系統(tǒng)相連的、含有主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、油泵驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、含有C軸夾緊檢測開關(guān)、C軸放松檢測開關(guān)、D軸夾緊檢測開關(guān)、D軸放松檢測開關(guān)、C軸零位檢測開關(guān)、主軸編碼器的反饋系統(tǒng)、含有液壓系統(tǒng)的輔助系統(tǒng)，所述液壓系統(tǒng)包括油泵、C軸放松油路和卡緊油路、D軸放松油路和卡緊油路、與各油路接口相連的電磁閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主軸軸線空間多位置自動(dòng)回轉(zhuǎn)銑頭，其特征在于C軸和D軸卡緊油缸的截面積大于對(duì)應(yīng)的放松油缸的截面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的主軸軸線空間多位置自動(dòng)回轉(zhuǎn)銑頭，其特征在于所述主軸的松刀機(jī)構(gòu)包括固設(shè)于主軸殼體上、位于拉桿后側(cè)的缸體和置于缸體內(nèi)的活塞，活塞的前端設(shè)有彈簧，活塞的后端設(shè)有油缸，油缸通過內(nèi)置的松刀油路與D軸的放松油缸連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的主軸軸線空間多位置自動(dòng)回轉(zhuǎn)銑頭，其特征在于輔助系統(tǒng)還設(shè)有氣動(dòng)系統(tǒng)，它包括氣泵、置于銑頭內(nèi)的換刀吹氣管路、氣閥，管路進(jìn)口與氣閥連接，出口設(shè)置在主軸的刀柄錐孔內(nèi)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有氣泵驅(qū)動(dòng)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的主軸軸線空間多位置自動(dòng)回轉(zhuǎn)銑頭，其特征在于在兩對(duì)端齒盤外分別設(shè)有密封環(huán)和密封圈，氣動(dòng)系統(tǒng)還設(shè)有內(nèi)置的、進(jìn)口與氣泵連接的主軸軸承氣幕呼吸管路，其三個(gè)出口分別設(shè)置在兩對(duì)端齒盤之間的腔體和主軸的軸承盒內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的主軸軸線空間多位置自動(dòng)回轉(zhuǎn)銑頭，其特征在于輔助系統(tǒng)還設(shè)有冷卻系統(tǒng)，它包括水泵和置于銑頭內(nèi)的冷卻液管路，其進(jìn)口與水泵連接，出口設(shè)置在主軸的端面上，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有水泵驅(qū)動(dòng)電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種主軸軸線空間多位置自動(dòng)回轉(zhuǎn)銑頭，包括動(dòng)力裝置、帶有基座的傳動(dòng)和分度機(jī)構(gòu)、帶有緊刀機(jī)構(gòu)和松刀機(jī)構(gòu)的主軸、自動(dòng)控制系統(tǒng)，它通過在傳動(dòng)和分度機(jī)構(gòu)的一、二級(jí)錐齒輪軸上設(shè)置兩套分度裝置，實(shí)現(xiàn)主軸具有空間多位置，通過自動(dòng)控制系統(tǒng)由程序協(xié)調(diào)各種動(dòng)作，處理好各種檢測信號(hào)，從而在一臺(tái)機(jī)床上對(duì)同一工件不同空間角度的加工面進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，具有加工效率高、加工的一致性好的優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)采用內(nèi)部管路設(shè)計(jì)，在狹小的空間內(nèi)為各種油、液、氣提供通暢可靠的多條通路，結(jié)構(gòu)緊湊，實(shí)際體積小。
文檔編號(hào)B23Q11/10GK2889576SQ200620033838
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2006年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者謝偉, 徐中行, 曾祥兵, 楊學(xué)玉, 鐘江明 申請(qǐng)人:自貢長征機(jī)床有限責(zé)任公司