專利名稱：一種鏜床多功能刀架的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鏜床多功能刀架，屬于機械加工行業(yè)機床附件技術領域。
背景技術：
普通鏜床在加工過程中，當需要擴孔時需停車后，再調節(jié)鏜刀的徑向進給量，機床 內部的平旋盤徑向進給傳動鏈很復雜，采用數控平旋盤則大大增加了生產成本，多年來，我 國一直生產沒有平旋盤的鏜床，近年又進口了大量無平旋盤的舊鏜床，但根據加工工藝技 術進步的需要，現(xiàn)在的機械加工必須使用平旋盤，在現(xiàn)有的或舊的鏜床上改造加裝平旋盤 非常困難，因此采用新的方式制作類似于平旋盤功能的鏜床附件成為業(yè)內必要，中國發(fā)明 專利《自進給差動行星平旋盤》(申請?zhí)?200810049865. 1)公開的是一種可有效解決鏜床 徑向進給的精度、提高機械加工質量的平旋盤，平旋盤與鏜銑軸同時旋轉，平旋盤上有驅動 滑板，還有蝸條，蝸桿與蝸條相連，蝸輪帶動蝸桿旋轉，驅動滑板上的蝸條做徑向直線運動， 從而帶動刀頭徑向運動，本發(fā)明不足之處為徑向進給速度的改變不方便；實用新型專利《鏜 刀架》(申請?zhí)?94237587. 4)是由本體、蝸桿、內齒圈、上蓋板、滑塊、鑲塊、絲桿、離合器、調 節(jié)螺釘和撥叉組成，自動進給切削時能改變進給量和進刀方向，可鏜切內槽、外圓、切外槽、 內外錐面和臺階孔端面，其不足之處為需要準備多個不同齒數的內齒圈才能滿足改變滑 塊的單位時間移動值要求；發(fā)明專利《機械平旋盤》(申請?zhí)?200910094665. 2)包括安裝于 主軸箱內的水平主軸、法蘭盤、固定齒輪、行星齒輪、絲桿副(13)，在傳動軸上連接有蝸輪蝸 桿、被動齒輪、主動齒輪和離合器，操作簡單，其不足之處是加工時進給量不可調，平旋盤 內還附帶有電氣控制設備，不利于安全操作。
發(fā)明內容本實用新型目的是針對背景技術所述的不足，提出一種鏜床多功能刀架，采用與 機床獨立的新型結構，它通過尾部的卡盤和錐軸與類似T68系列臥式鏜床的主軸相聯(lián)，該 刀架的頭部裝有鏜刀桿，在機床主軸不停的情況下可以完成鏜刀桿的手動和自動徑向進 給，既可以切削平面、內外圓上的環(huán)形溝槽、內外圓上的錐面等，又可以簡化機床結構，該刀 架類似一個無級變速器，能在主軸不停的情況下任意調節(jié)鏜刀桿的徑向進給量，彌補了普 通鏜床徑向進刀這方面的缺陷，鏜刀桿徑向進給運動所需的動力來自主軸本身，無需外加 電氣或機械等動力源。本實用新型的技術方案是一種鏜床多功能刀架，為一獨立的刀架體結構，刀架體 內由刀架主軸、兩組NW型行星輪系、手動——自動轉換裝置、計數裝置及定軸輪系等組成， 刀架體由其外部的卡盤固聯(lián)在機床上，刀架主軸穿過刀架體，其軸一端為與機床主軸聯(lián)接 的錐軸，另一端固聯(lián)有平旋盤，機床主軸的轉動通過刀架主軸傳至平旋盤，平旋盤轉速與機 床主軸轉速相同，其特征在于兩組NW型行星輪系安裝在刀架體內，其輸入端為刀架主軸 上的主動齒輪，輸出端為齒輪d，在安裝平旋盤一側為定軸輪系，其輸入端為齒輪a，輸出端 為內齒輪a，手動——自動轉換裝置和計數裝置安裝在兩組NW型行星輪系與定軸輪系之間，當徑向進刀處于手動擋位置時，嚙合套上的內齒輪d與兩組NW型行星輪系的輸出齒輪 d脫離嚙合，嚙合套上的內花鍵與刀架主軸上一段外花鍵相連接，嚙合套上的外齒輪和齒輪 a與齒輪b和內齒輪a的傳動比乘積為1 ；主軸停止轉動時，通過撥動撥叉使嚙合套上的內 齒輪d與兩組NW型行星輪系的輸出齒輪d嚙合，刀架主軸上的外花鍵與嚙合套上的內花鍵 分離，齒輪c和齒輪a與齒輪b和內齒輪a的傳動比乘積不等于1 ；計數裝置由計數表盤、 計數蝸輪、蝸桿、蝸桿軸擋蓋、手動蝸桿搖柄組成，計數表盤與計數蝸輪同軸，計數蝸輪與蝸 桿嚙合，蝸桿又與定軸輪系的大蝸輪嚙合，其有益效果是當徑向進刀處于手動進給擋位置 時，嚙合套上的內齒輪與兩組NW型行星輪系的輸出齒輪d脫離嚙合，鏜刀桿的徑向進給通 過手動蝸輪搖柄實現(xiàn)，蝸桿每轉一圈，鏜刀桿的徑向進給量為0. 267mm ；當徑向進刀處于自 動進給擋位置時，嚙合套上的內齒輪d與兩組NW型行星輪系的輸出齒輪d嚙合，鏜刀桿的 徑向進給通過兩組NW型行星輪系的輸出齒輪d帶動，主軸每旋轉一圈，鏜刀桿的徑向進給 量為 0. 03623mm。如上所述的一種鏜床多功能刀架，其特征在于定軸輪系的輸出端的大錐齒輪與 控制徑向進給的螺紋桿上的小錐齒輪嚙合，小錐齒輪與螺紋桿同軸，螺母桿套在螺紋桿上， 平旋盤燕尾導軌滑塊與螺母桿固聯(lián)，其有益效果是燕尾導軌滑塊上的鏜刀桿隨著螺紋桿 的轉動而做精確的徑向直線運動，在機床主軸不停的情況下完成鏜刀桿的手動或自動徑向 進給，設計時通過合理選擇兩組NW型行星輪系中齒輪的齒數，可獲得一個小于1/1000的傳 動比，實現(xiàn)大錐齒輪與平旋盤間的微小轉速差。本實用新型鏜床多功能刀架傳動比的計算如下根據整體傳動方案簡圖確定出各齒輪的最終齒數，并計算出傳動比(注Z的下標 為齒輪編號)Z4 = 15 Z5 = 21 Z7 = 7 Z8 = 24 Z9 = 72 Z10 = 15 Z14 = 78 Z15 = 91 Z16 = 45 Z18 = 27Z19 = 27 Z20 = 18 Z21 = 29 Z22 = 18 Z23 = 68 Z24 = 66 Z25 = 18 Z26 = 30 Z27 = 18由上可知，當該刀架運動處于空擋或手動擋時，平旋盤上鏜刀桿的徑向進給量 為= = 0 L J 1 Z4 Z9 15 72 當該刀架運動處于手動進給擋時，蝸桿軸每轉一轉，鏜刀桿的徑向進給量為(螺 旋傳動中螺紋桿的螺紋節(jié)距為P = 2mm):
0 Z7 Z8 Z14 n 7 24 78 ?！?， ,
「00131 S9 =-χ ——χ-xP = — χ — χ — χ 2 = 0.26/mm/r
Z15 Z9 Z10 91 72 15 當該刀架運動處于自動擋時，主軸每旋轉一圈，鏜刀桿的徑向進給量為
S,=
7 7
Zj ZJ ■
Λ
24 "26
1 +
7 7
V ^27^23 J
1 +
23" 21
7 7
z^ 20 z^ 22 J
-1
P
χ
4 I O
zl_ Zl
X
8 9
Z IZ
X
16,4
Z IZ
χ
^ 66x30 /^ 68x29 ^ 、 18x18 J I 18x18 J
1 78
χ 3 χ — χ — χ 2 = 0.03623mm /r 3 1
圖1為本實用新型實施例結構示意4[0018]圖2為圖1沿A-A面剖視圖；圖3為圖1沿B-B面剖視圖；圖4為本實用新型實施例傳動示意圖。
具體實施方式
附圖中的標記1-刀架主軸，101-卡盤，2-圓錐滾子軸承，201-行星齒輪軸a，3_刀架體，4_齒輪 a, 401-行星齒輪軸b，5-計數蝸輪，6-計數表盤，7-蝸桿，8-齒輪b，801-支承軸承套，9-內 齒輪a，10-小錐齒輪，11-螺母桿，12-平旋盤，13-鏜刀桿，14-大錐齒輪，15-大蝸輪，16-外 齒輪c，17-嚙合套，18-內齒輪d，19-齒輪d，20-齒輪e，21-齒輪f，22-齒輪g，23-內齒輪 b，24-內齒輪c, 25齒輪h，26-齒輪i，27-主動齒輪j，28-蝸桿軸擋蓋，29-手動蝸桿搖柄， 30-撥叉，31-撥叉軸，32-手柄。以下結合本實用新型實施例作進一步說明如附圖，本實用新型實施例為一種鏜床多功能刀架，采用與機床獨立的新型結構， 它通過尾部的卡盤和錐軸與類似T68系列臥式鏜床的主軸相聯(lián)，該刀架的頭部裝有鏜刀 桿13，在機床主軸不停的情況下可以完成鏜刀桿13的手動和自動徑向進給，既可以切削平 面、內外圓上的環(huán)形溝槽、內外圓上的錐面等，又可以簡化機床結構，類似一個無級變速器， 能在主軸不停的情況下任意調節(jié)鏜刀桿13的徑向進給量，彌補了普通鏜床徑向進刀這方 面的缺陷。本實用新型多功能刀架為一獨立的刀架體3結構，刀架體3內由刀架主軸1、兩組 NW型行星輪系、手動_自動轉換裝置、計數裝置及定軸輪系等組成，刀架體3由其外部的卡 盤101通過螺栓固聯(lián)在機床上，刀架主軸1之一端制成與機床主軸孔相聯(lián)接的錐軸，露出刀 架體3外，圓錐滾子軸承2的外圈固定在刀架體3內，軸承2的內圈與刀架主軸1固聯(lián)，刀架 主軸1通過該軸承2，可相對刀架體3旋轉運動，刀架主軸1的另一端固聯(lián)有平旋盤12，機 床主軸通過刀架主軸1轉動至平旋盤12，因此平旋盤12轉速與機床主軸轉速相同，安裝在 主軸1上的，分別有兩組NW型行星輪系、同為一體的通過軸承安裝在主軸1上的齒輪e (20) 和齒輪d (19)，同為一體的安裝在主軸1上的嚙合套17上的外齒輪16和內齒輪d (18)，通 過軸承固定在主軸1上的定軸輪系及同為一體的內齒輪a(9)及大錐齒輪14。NW型行星輪 系中有與固聯(lián)在刀架主軸1上的齒輪j (27)嚙合的齒輪i (26)，齒輪i (27)再通過行星齒輪 軸a (201)、齒輪h (25)、內齒輪c (24)、內齒輪b (23)、齒輪g (22)、齒輪f (21)、齒輪e (20)，將 主軸1的轉速變速并傳動至齒輪d (19)。手動-自動轉換拔叉手柄32可拔動嚙合套17沿主軸1的軸向左右擺動，與嚙合 套17同軸且為一體的還有外齒輪16，它的中孔內側還開有可與主軸1圓周上相應部位的外 花鍵嚙合的內花鍵，自動進給時，嚙合套17被拔向右邊，嚙合套17的內齒輪c (18)與齒輪 d(19)嚙合，嚙合套17的外齒輪16與定軸輪系上的齒輪a(4)嚙合，此時內花鍵與外花鍵脫 離嚙合；手動進給時，嚙合套17被拔向左邊，嚙合套17的內齒輪c(18)脫離齒輪d(19)的 嚙合，但嚙合套17的外齒輪16仍然與定軸輪系上的齒輪a (4)嚙合，內花鍵與外花鍵嚙合。定軸輪系通過軸承固定在主軸1上，該輪系中有齒輪a (4)、行星齒輪軸b (401)、大 蝸輪15、齒輪b (8)、支承軸承套801、內齒輪a (9)、大錐齒輪14，其中內齒輪a (9)和大錐齒輪14同為一體，與外齒輪16嚙合的為齒輪a(4)，該齒輪通過行星齒輪輪軸b (401)、齒輪 b (8)、內齒輪a (9)及同為一體的大錐齒輪14，在自動或手動進給狀態(tài)時將來自齒輪a (4)的 旋傳運動通過定軸輪系傳遞到小錐齒輪10上，支承軸承套801安裝在與大錐齒輪14同體 的圓盤最外沿，其作用是保持輪系在刀架體3內旋轉強度。計數裝置由計數表盤6、計數蝸輪5、蝸桿7、蝸桿軸擋蓋28、手動蝸桿搖柄29組 成，計數表盤6與計數蝸輪5同軸，計數蝸輪5與蝸桿7嚙合，蝸桿7又與輪系的大蝸輪15 嚙合，計數裝置在手動檔位置時，蝸輪5的作用是把手動蝸桿搖柄29的轉動量在計數表盤 6上反映出來，通過旋轉手動蝸桿搖柄29，達到鏜刀桿13精密進給或退刀目的。工作過程中，當徑向進刀處在手動擋位置時，嚙合套17的內齒輪d(18)與NW型行 星輪系的輸出齒輪d(19)脫離嚙合，嚙合套17通過其內花鍵與刀架主軸上一段外花鍵相嚙 合，齒輪c (16)和齒輪a (4)與齒輪b(8)和內齒輪a (9)的傳動比乘積為1，即小錐齒輪10 與大錐齒輪14間不發(fā)生相對轉動，也即螺母桿11的螺旋傳動不起作用，鏜刀桿13徑向不 進給。此時若轉動手動蝸桿搖柄29，蝸桿7旋轉并帶動大蝸輪15轉動，在大錐齒輪14與平 旋盤間產生轉速差，小錐齒輪10與大錐齒輪14間便會發(fā)生相對轉動，小錐齒輪10軸的轉 動通過與其同心的螺母桿的螺旋傳動，便會帶動鏜刀桿13在平旋盤上作徑向進給，手動蝸 輪搖柄29每轉一圈，鏜刀桿的徑向進給量為0. 267mm。主軸在停轉位置時，通過撥叉撥動嚙 合套17使內齒輪d(18)與齒輪d(19)嚙合，刀架主軸1上的外花鍵與嚙合套17的內花鍵 脫離嚙合，外齒輪16和齒輪a(4)與齒輪b(8)和內齒輪a(9)的傳動比乘積不等于1，此時 小錐齒輪10與大錐齒輪14間發(fā)生相對轉動，實現(xiàn)大錐齒輪14與平旋盤12間的微小轉速 差，帶動鏜刀桿13在平旋盤12上作徑向自動進給；當徑向進刀處在自動進給檔位置時，鏜 刀桿13的徑向進給通過兩組NW型行星輪系的輸出齒輪d(19)帶動，主軸1每旋轉一圈，鏜 刀桿13的徑向進給量為0. 03623mm,設計時通過合理選擇兩組NW型行星輪系中齒輪的齒 數，可獲得一個小于1/1000的傳動比，實現(xiàn)大錐齒輪與平旋盤間的微小轉速差。
權利要求一種鏜床多功能刀架，為一獨立的刀架體結構，刀架體內由刀架主軸、兩組NW型行星輪系、手動——自動轉換裝置、計數裝置及定軸輪系等組成，刀架體由其外部的卡盤固聯(lián)在機床上，刀架主軸穿過刀架體，其軸一端為與機床主軸聯(lián)接的錐軸，另一端固聯(lián)有平旋盤，機床主軸的轉動通過刀架主軸傳至平旋盤，平旋盤轉速與機床主軸轉速相同，其特征在于兩組NW型行星輪系安裝在刀架體內，其輸入端為刀架主軸上的主動齒輪，輸出端為齒輪d，在安裝平旋盤一側為定軸輪系，其輸入端為齒輪a，輸出端為內齒輪a，手動——自動轉換裝置和計數裝置安裝在兩組NW型行星輪系與定軸輪系之間；當徑向進刀處于手動擋位置時，嚙合套上的內齒輪d與兩組NW型行星輪系的輸出齒輪d脫離嚙合，嚙合套上的內花鍵與刀架主軸上一段外花鍵相連接，嚙合套上的外齒輪和齒輪a與齒輪b和內齒輪a的傳動比乘積為1；主軸停止轉動時，通過撥動撥叉使嚙合套上的內齒輪d與兩組NW型行星輪系的輸出齒輪d嚙合，刀架主軸上的外花鍵與嚙合套上的內花鍵分離，齒輪c和齒輪a與齒輪b和內齒輪a的傳動比乘積不等于1；計數裝置由計數表盤、計數蝸輪、蝸桿、蝸桿軸擋蓋、手動蝸桿搖柄組成，計數表盤與計數蝸輪同軸，計數蝸輪與蝸桿嚙合，蝸桿又與定軸輪系的大蝸輪嚙合。
2.如權利要求1所述的一種鏜床多功能刀架，其特征在于定軸輪系的輸出端的大錐 齒輪與控制徑向進給的螺紋桿上的小錐齒輪嚙合，小錐齒輪與螺紋桿同軸，螺母桿套在螺 紋桿上，平旋盤燕尾導軌滑塊與螺母桿固聯(lián)。
專利摘要一種鏜床多功能刀架，采用與機床獨立的新型結構，它通過尾部的卡盤和錐軸與類似T68系列臥式鏜床的主軸相聯(lián)，該刀架的頭部裝有鏜刀桿，在機床主軸不停的情況下可以完成鏜刀桿的手動和自動徑向進給，既可以切削平面、內外圓上的環(huán)形溝槽、內外圓上的錐面等，又可以簡化機床結構，該刀架類似一個無級變速器，能在主軸不停的情況下任意調節(jié)鏜刀桿的徑向進給量，彌補了普通鏜床徑向進刀這方面的缺陷，鏜刀桿徑向進給運動所需的動力來自主軸本身，無需外加電氣或機械等動力源。設計時通過合理選擇兩組NW型行星輪系中齒輪的齒數，可獲得一個小于1/1000的傳動比，實現(xiàn)大錐齒輪與平旋盤間的微小轉速差。
文檔編號B23B29/034GK201720466SQ201020259579
公開日2011年1月26日 申請日期2010年7月15日 優(yōu)先權日2010年7月15日
發(fā)明者余偉成, 孫金風, 尹業(yè)宏, 尹力 申請人:湖北工業(yè)大學