專利名稱：A軸自動(dòng)交換式a/c軸雙擺角數(shù)控萬(wàn)能銑頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種A軸自動(dòng)交換式A/C軸雙擺角數(shù)控萬(wàn)能銑頭，用于五軸數(shù)控加 工中心中，更具體地說(shuō)，是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)快換接口的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多個(gè)帶有不同性能主軸的A軸 單元與通用的C軸單元自由快換組合的一種新的A/C軸雙擺角數(shù)控萬(wàn)能銑頭結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
A/C軸雙擺角數(shù)控萬(wàn)能銑頭在五軸數(shù)控機(jī)床中是第一關(guān)鍵部件，廣泛用于現(xiàn)代 模具和飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工制造所用的五軸加工中心之上，但完成模具或飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的加工 需要經(jīng)歷毛坯整體的粗加工、自由曲面成型以及精加工等一系列復(fù)雜的工藝過(guò)程，據(jù)統(tǒng) 計(jì)，五軸銑削過(guò)程只占整個(gè)加工過(guò)程的3%-5%，而高速銑削電主軸單元的使用率也只 有5%左右，因此，加工過(guò)程中為了一次裝夾就能完成所有的工序，A/C軸雙擺角數(shù)控萬(wàn) 能銑頭需要不斷的更換具有不同主軸單元的A軸單元，才能滿足整體加工工藝過(guò)程的需 要；除此之外五軸加工中心加工具有不同材料的零件也需要更換不同的主軸單元，如加 工鈦合金材料的零件需要低速、大扭矩的主軸單元，而加工鋁合金材料的零件，需要高 速、低扭矩的主軸單元，因此，不具有交換A軸單元功能的A/C軸雙擺角數(shù)控萬(wàn)能銑頭 顯然無(wú)法滿足一次裝夾完成加工的要求，加工效率低，加工精度難以保證，多臺(tái)機(jī)床組 合加工，也必然會(huì)帶來(lái)不必要的浪費(fèi)。傳統(tǒng)的解決方法是設(shè)計(jì)出可以手動(dòng)更換A軸單元的A/C軸雙擺角數(shù)控萬(wàn)能銑 頭，用螺釘連接的方法，將A軸單元固連在C軸單元之上，雖然手動(dòng)更換A軸單元具有 剛性好、可靠性高的特點(diǎn)，但是手動(dòng)更換效率低下，無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)在加工制造過(guò)程中的高 節(jié)拍、高效率的加工要求，近年來(lái)隨著快換技術(shù)的發(fā)展，拉釘和快換接頭的可靠性大為 提高，手動(dòng)更換A軸單元的設(shè)計(jì)理念也逐漸被淘汰。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種A軸自動(dòng)交換式A/C軸雙擺角數(shù)控萬(wàn)能銑 頭，該萬(wàn)能銑頭實(shí)現(xiàn)A軸單元與C軸單元?dú)?、液、電的快速交換，使五軸加工過(guò)程在一 次裝夾的條件下，即可完成所有的加工工序，顯著的提高的加工生產(chǎn)效率和擴(kuò)大了五軸 加工中心的加工范圍。為解決以上問(wèn)題，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下一種A軸自動(dòng)交換式A/C軸雙 擺角數(shù)控萬(wàn)能銑頭，由C軸單元和A軸單元組成，C軸單元的前端設(shè)有前端連接件；A 軸單元為U型叉體結(jié)構(gòu)，所述的前端連接件的前端面上，圓周方向上設(shè)置4 20個(gè)液壓 公快換接頭和4個(gè)液壓拉釘，每個(gè)液壓拉釘上都設(shè)置有一個(gè)調(diào)整墊片，在C軸單元內(nèi)圓周 的C軸電氣支架上，圓周分布4個(gè)電氣母快換接頭，在前端連接件的外圓周設(shè)有上齒盤； 所述的A軸單元的U型叉體后端的外圓周上還設(shè)有下齒盤，下齒盤與所述的C軸單元的 上齒盤嚙合，U型叉體后端面上，圓周方向上設(shè)置4 20個(gè)液壓母快換接頭和4個(gè)拉釘 缸，其位置與C軸單元的液壓公快換接頭和液壓拉釘?shù)奈恢脤?duì)應(yīng)，U型叉體上端內(nèi)圓周的A軸電氣支架上，圓周分布4個(gè)電氣公快換接頭，其位置與C軸單元的電氣母快換接 頭對(duì)應(yīng)。所述的A軸單元的U型叉體的后端面上還設(shè)有2個(gè)導(dǎo)向銷；所述的C軸單元的 前端連接件的前端面上，還設(shè)有2個(gè)銷釘孔，其位置與所述的導(dǎo)向銷對(duì)應(yīng)。所述的A軸單元的U型叉體的后端面和C軸單元的前端連接件的前端面上，分 別設(shè)有弧形排水槽，液壓母快換接頭和液壓公快換接頭分別置于弧形排水槽內(nèi)。A軸單元的兩端面分別設(shè)有一對(duì)支架，每個(gè)支架的下端面設(shè)有定位銷孔。該A軸自動(dòng)交換式A/C軸雙擺角數(shù)控萬(wàn)能銑頭，采用液壓快換接頭、液壓拉 釘、電氣快換接頭和端齒盤的自動(dòng)交換接口結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)A軸單元與C軸單元之間的快速 連接。A軸單元與C軸單元的端面還設(shè)有導(dǎo)向銷和銷釘孔，能夠使A軸單元與C軸單 元連接時(shí)各接頭準(zhǔn)確定位。在A軸單元與C軸單元的端面還設(shè)有弧形排水槽，在快換過(guò)程中即使有少量的 液體泄漏，也可通過(guò)卸油口將其排出，以減少對(duì)其它結(jié)構(gòu)的污染。A軸單元的兩端面分別設(shè)有一對(duì)支架，每個(gè)支架的前端面設(shè)有定位銷孔，以便 于A軸單元在不使用時(shí)放入到頭庫(kù)中，與頭庫(kù)的定位銷配合。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是A軸單元標(biāo)準(zhǔn)快換接口示意圖；圖3是C軸單元標(biāo)準(zhǔn)快換接口示意圖；圖4是本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)的仰視圖。圖中，04-上齒盤，05-下齒盤，07-A軸回轉(zhuǎn)中心線，11-U型叉體，12-前端 連接件，13-C軸回轉(zhuǎn)中心線，14-電氣公快換接頭，15-弧形排水槽，16-液壓母快換接 頭，17-導(dǎo)向銷，18-拉釘缸，19-液壓公快換接頭，20-電機(jī)母快換接頭，21-調(diào)整墊 片，22-液壓拉釘，23-銷釘孔，24-定位銷孔，25-C軸電氣支架，26-A軸電氣支架， 27-支架。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，一種A軸自動(dòng)交換式A/C軸雙擺角數(shù)控萬(wàn)能銑頭，由C軸單元和 A軸單元組成，該C軸單元可實(shí)現(xiàn)繞C軸回轉(zhuǎn)中心線13回轉(zhuǎn)士360°的運(yùn)動(dòng)，其前端設(shè) 有前端連接件12; A軸單元為U型叉體11結(jié)構(gòu)，該銑頭可實(shí)現(xiàn)與A軸回轉(zhuǎn)中心線07垂 直方向士 110°范圍內(nèi)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。如圖3所示，所述的前端連接件12的前端面上，圓 周方向上設(shè)置16個(gè)液壓公快換接頭19和4個(gè)液壓拉釘22，液壓公快換接頭19的數(shù)量根 據(jù)A軸單元的功能來(lái)決定，其數(shù)量在4 20個(gè)范圍內(nèi)，所述的4個(gè)液壓拉釘22為同一組 油路供油可同時(shí)松開(kāi)及夾緊，為齒盤提供拉緊力，并能保證連接剛性，液壓拉釘22同時(shí) 具有自鎖功能，能保證系統(tǒng)掉電后的A軸單元的安全性，每個(gè)液壓拉釘22上都設(shè)置有一 個(gè)調(diào)整墊片21，可調(diào)節(jié)齒盤和液壓拉釘間軸向的相對(duì)位置關(guān)系。在C軸單元內(nèi)圓周的C軸電氣支架25上，圓周分布4個(gè)電氣母快換接頭20，在前端連接件12的外圓周設(shè)有上 齒盤04;如圖2所示，所述的A軸單元中的U型叉體11跟A軸單元中的兩個(gè)并聯(lián)的力 矩電機(jī)的定子相連，U型叉體11后端的外圓周上還設(shè)有下齒盤05，下齒盤05與所述的 C軸單元的上齒盤04嚙合，U型叉體11后端面上，圓周方向上設(shè)置16個(gè)液壓母快換接 頭16和4個(gè)拉釘缸18，其位置與C軸單元的液壓公快換接頭19和液壓拉釘22的位置對(duì) 應(yīng)，U型叉體11上端內(nèi)圓周的A軸電氣支架26上，圓周分布4個(gè)電氣公快換接頭14， 其位置與C軸單元的電氣母快換接頭20對(duì)應(yīng)，這樣當(dāng)A軸單元與C軸單元接觸時(shí)，即可 實(shí)現(xiàn)快速連接。其中所述的4對(duì)電氣快換接頭14、20中2個(gè)接頭為動(dòng)力電纜快換插頭， 另外2個(gè)電氣快換接頭為信號(hào)電纜快換插頭，從而實(shí)現(xiàn)電氣的快速連接。所述的A軸單元的U型叉體11的后端面上還設(shè)有2個(gè)導(dǎo)向銷17，并在圓周方 向上成90°排列，其排列方式也可任意設(shè)計(jì)；所述的C軸單元的前端連接件12的前端面 上，還設(shè)有2個(gè)銷釘孔23，其位置與所述的導(dǎo)向銷17對(duì)應(yīng)，以保證液壓快換接頭和電氣 快換接頭連接的正確性和可靠型。如圖2和3所示，所述的A軸單元的U型叉體11的后端面和C軸單元的前端連 接件12的前端面上，分別設(shè)有弧形排水槽15，液壓母快換接頭16和液壓公快換接頭19 分別置于弧形排水槽15內(nèi)。A軸單元的兩端面分別設(shè)有一對(duì)支架23，每個(gè)支架27的前端面設(shè)有定位銷孔 24，以便于A軸單元在不使用時(shí)放入到頭庫(kù)中，與頭庫(kù)的定位銷配合。其具體的工作過(guò)程是首先，多個(gè)A軸單元均通過(guò)支架27平放于頭庫(kù)之中，當(dāng) 需要更換A軸單元時(shí)，加工中心首先定位頭庫(kù)中空閑A軸單元位置，并使電主軸08回到 0°角位置，滑枕帶動(dòng)擺頭緩慢下落，使頭庫(kù)支架上的定位銷準(zhǔn)確插入到A軸單元的4軸 單元定位銷孔24其中的2個(gè)中，待A軸單元落穩(wěn)之后，A、C軸單元之間的標(biāo)準(zhǔn)接口中的 4個(gè)液壓拉釘22中通入液壓油，使4個(gè)液壓拉釘22同時(shí)松開(kāi)，松開(kāi)后，滑枕帶動(dòng)C軸單 元緩慢上移，利用重力使A軸單元與C軸單元脫開(kāi)，上齒盤04與下齒盤05脫開(kāi)后，電氣 快換接頭和液壓快換接頭也接著脫開(kāi)，滑枕繼續(xù)上移直至導(dǎo)向銷17脫開(kāi)并且使C軸單元 上升到安全高度，然后滑枕帶動(dòng)C軸單元平移并定位至所需另一個(gè)A軸單元坐標(biāo)位置， 滑枕帶動(dòng)C軸單元下移，首先A軸單元的2個(gè)導(dǎo)向銷17與C軸單元的導(dǎo)向銷孔接觸，使 液壓快換接頭和電氣快換接頭準(zhǔn)確定位，C軸單元繼續(xù)下移，使電氣快換接頭接合，之 后液壓快換接頭接合，C軸單元繼續(xù)下移直至上齒盤04和下齒盤05相互嚙合，此時(shí)，4 個(gè)液壓拉釘22中通入液壓油，同時(shí)作用，拉緊齒盤，并利用齒盤的自動(dòng)定心功能使A軸 單元和C軸單元精確定位并牢固的接合在一起，完成換頭過(guò)程。綜上所述，僅為本專利最佳的具體實(shí)施方式
，但本專利的保護(hù)范圍不應(yīng)只局限 于此，任何本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員在本專利披露的結(jié)構(gòu)上加以同等替換和改變均應(yīng)涵蓋在 本專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種A軸自動(dòng)交換式A/C軸雙擺角數(shù)控萬(wàn)能銑頭，由C軸單元和A軸單元組成， C軸單元的前端設(shè)有前端連接件(12) ； A軸單元為U型叉體(11)結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述的前端連接件(12)的前端面上，圓周方向上設(shè)置4 20個(gè)液壓公快換接頭(19)和4 個(gè)液壓拉釘(22)，每個(gè)液壓拉釘(22)上都設(shè)置有一個(gè)調(diào)整墊片(21)，在C軸單元內(nèi)圓周 的C軸電氣支架(25)上，圓周分布4個(gè)電氣母快換接頭(20)，在前端連接件(12)的外 圓周設(shè)有上齒盤(04)；所述的A軸單元的U型叉體(11)后端的外圓周上還設(shè)有下齒盤 (05)，下齒盤(05)與所述的C軸單元的上齒盤(04)嚙合，U型叉體(11)后端面上，圓 周方向上設(shè)置4 20個(gè)液壓母快換接頭(16)和4個(gè)拉釘缸(18)，其位置與C軸單元的 液壓公快換接頭(19)和液壓拉釘(22)的位置對(duì)應(yīng)，U型叉體(11)上端內(nèi)圓周的A軸電 氣支架(26)上，圓周分布4個(gè)電氣公快換接頭(14)，其位置與C軸單元的電氣母快換接 頭(20)對(duì)應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的A軸自動(dòng)交換式A/C軸雙擺角數(shù)控萬(wàn)能銑頭，其特征在于 所述的A軸單元的U型叉體(11)的后端面上還設(shè)有2個(gè)導(dǎo)向銷(17)；所述的C軸單元 的前端連接件(12)的前端面上，還設(shè)有2個(gè)銷釘孔(23)，其位置與所述的導(dǎo)向銷(17)對(duì)應(yīng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的A軸自動(dòng)交換式A/C軸雙擺角數(shù)控萬(wàn)能銑頭，其特征在 于所述的A軸單元的U型叉體(11)的后端面和C軸單元的前端連接件(12)的前端面 上，分別設(shè)有弧形排水槽(15)，液壓母快換接頭(16)和液壓公快換接頭(19)分別置于弧 形排水槽(15)內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的A軸自動(dòng)交換式A/C軸雙擺角數(shù)控萬(wàn)能銑頭，其特征在 于A軸單元的兩端面分別設(shè)有一對(duì)支架(27)，每個(gè)支架(27)的下端面設(shè)有定位銷孔 (24)。
5.如權(quán)利要求3所述的A軸自動(dòng)交換式A/C軸雙擺角數(shù)控萬(wàn)能銑頭，其特征在于 A軸單元的兩端面分別設(shè)有一對(duì)支架(27)，每個(gè)支架(27)的下端面設(shè)有定位銷孔(24)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種A軸自動(dòng)交換式A/C軸雙擺角數(shù)控萬(wàn)能銑頭，其結(jié)構(gòu)由C軸單元、A軸單元組成，C軸單元的前端設(shè)有前端連接件，A軸單元為U型叉體結(jié)構(gòu)，所述的前端連接件的前端面上設(shè)置4～20個(gè)液壓公快換接頭和4個(gè)液壓拉釘，每個(gè)液壓拉釘上都設(shè)有一個(gè)調(diào)整墊片，在C軸電氣支架上，圓周分布4個(gè)電氣母快換接頭，在前端連接件的外圓周設(shè)有上齒盤；所述的A軸單元的U型叉體后端設(shè)有下齒盤，并與上齒盤嚙合，U型叉體后端面上設(shè)置4～20個(gè)液壓母快換接頭和4個(gè)拉釘缸，U型叉體上端的A軸電氣支架上，圓周分布4個(gè)電氣公快換接頭。該萬(wàn)能銑頭實(shí)現(xiàn)A軸單元與C軸單元?dú)?、液、電的快速交換，提高了加工生產(chǎn)效率和擴(kuò)大了五軸加工中心的加工范圍。
文檔編號(hào)B23C9/00GK102009219SQ201010506809
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者于春明, 劉春時(shí), 張文博, 張維官, 徐吉存, 李焱, 李輝, 林劍鋒, 王哲, 趙進(jìn), 陳洪軍, 高秀峰 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)機(jī)床(集團(tuán))設(shè)計(jì)研究院有限公司