專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于普通車(chē)床的可拆卸模塊化銑附件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于普通車(chē)床的可拆卸模塊化銑附件，用于裝配在普通車(chē)床上，優(yōu)化車(chē)床加工范圍，實(shí)現(xiàn)對(duì)軸類(lèi)等零件的銑削加工，提高工件的加工效率和加工精度等，并且安裝簡(jiǎn)單、方便、易于拆卸，屬于優(yōu)化改造普通車(chē)床領(lǐng)域中實(shí)用的機(jī)械裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代機(jī)械加工過(guò)程中，零件形狀較復(fù)雜，且精度要求高，通常一個(gè)零件的機(jī)械加工，需要經(jīng)過(guò)車(chē)、銑、鉆等多個(gè)工序，而普通車(chē)床通常只能對(duì)其進(jìn)行車(chē)削部分的加工，對(duì)于其他工序就需要更換設(shè)備，重新準(zhǔn)備刀具和裝夾，這不僅增加了生產(chǎn)過(guò)程鏈和在制品數(shù)量，造成生產(chǎn)管理的不便，大大降低了加工效率，而且零件重新裝夾時(shí)基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換往往會(huì)造成加工誤差的累積，使零件的加工精度走失。
目前，機(jī)床領(lǐng)域也有很多高效的數(shù)控加工設(shè)備，如車(chē)銑復(fù)合加工中心等，它們可以在I臺(tái)車(chē)銑中心上，經(jīng)過(guò)一次裝夾，完成全部車(chē)、銑、鉆、鏜、攻絲等加工，很好的解決了上述問(wèn)題，但其設(shè)備成本相當(dāng)昂貴，一臺(tái)加工中心往往需要幾十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)的費(fèi)用，并且對(duì)于操作人員的技術(shù)要求也很高，于是其不易被中小型企業(yè)所接受。而各企業(yè)又都擁有大量的普通車(chē)床，對(duì)其進(jìn)行改造，在其原有的基礎(chǔ)上加上銑附件裝置，以完成零件上一些車(chē)、銑、鉆等工序的加工，就顯得有很好的適用與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于對(duì)普通車(chē)床進(jìn)行優(yōu)化改造，將本發(fā)明設(shè)計(jì)的銑附件裝配在普通車(chē)床上，優(yōu)化車(chē)床加工范圍，實(shí)現(xiàn)對(duì)軸類(lèi)等零件的銑削加工，并在一些特殊的情況下，用銑刀代替車(chē)刀進(jìn)行車(chē)削加工，而且其安裝簡(jiǎn)單、方便、可靠、易于拆卸。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種基于普通車(chē)床的可拆卸模塊化銑附件，主要包括動(dòng)力傳動(dòng)裝置、換刀裝置、連接裝置，其中動(dòng)力由伺服電機(jī)提供，使銑刀主軸具有一定的變速范圍；換刀裝置為立式八方形轉(zhuǎn)塔頭，可儲(chǔ)存多把不同的刀具，適用于不同的加工工序；伺服電機(jī)與傳動(dòng)軸之間采用鍵連接，并經(jīng)脹套無(wú)鍵連接傳動(dòng)錐齒輪，再通過(guò)一級(jí)直齒圓錐齒輪和兩級(jí)直齒圓柱齒輪帶動(dòng)銑刀主軸旋轉(zhuǎn)；立式八方形轉(zhuǎn)塔頭的脫開(kāi)銑刀主軸傳動(dòng)、抬起、壓緊過(guò)程由液壓缸完成，精定位由鼠牙盤(pán)確定，而轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位過(guò)程由手輪帶動(dòng)槽輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)；裝配到普通車(chē)床上的過(guò)程中僅需要拆除車(chē)床的床鞍和刀架部件，將銑附件裝在車(chē)床的燕尾導(dǎo)軌上，使得銑附件上刀具的橫向和縱向進(jìn)給仍由車(chē)床原來(lái)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。所述的伺服電機(jī)為交流同步伺服電機(jī),額定轉(zhuǎn)矩27Nm,額定轉(zhuǎn)速1500rpm,額定功率 4. 3kwo立式八方形轉(zhuǎn)塔頭采用傳統(tǒng)的液壓式轉(zhuǎn)塔頭，并對(duì)其原有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)化，去除原有的轉(zhuǎn)位電動(dòng)機(jī)、蝸輪蝸桿等裝置，采用手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪帶動(dòng)槽輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)塔頭的轉(zhuǎn)位。
所述的將銑附件裝在車(chē)床的燕尾導(dǎo)軌上，具體可采用六角頭螺栓連接定位，螺栓的尺寸大小和定位孔的位置由銑附件的尺寸大小及車(chē)床的燕尾形導(dǎo)軌的尺寸大小和位置確定。本發(fā)明相對(duì)于普通車(chē)床原有刀架有以下優(yōu)點(diǎn)I、該裝置最突出的特點(diǎn)在于采用了立式八方形轉(zhuǎn)塔頭換刀裝置，可儲(chǔ)備一定數(shù)目的車(chē)刀和銑刀，車(chē)刀保證了普通車(chē)床自身原有的車(chē)削功能，而銑刀擴(kuò)大了普通車(chē)床的加工范圍，實(shí)現(xiàn)除車(chē)削加工外的銑削等加工工序，甚至還可以用銑刀代替車(chē)刀進(jìn)行車(chē)削，如車(chē)削軸的外圓柱面等。并且對(duì)傳統(tǒng)的液壓式轉(zhuǎn)塔頭進(jìn)行了簡(jiǎn)化，不再采用轉(zhuǎn)位電動(dòng)機(jī)、蝸輪蝸桿等裝置來(lái)完成轉(zhuǎn)塔頭的轉(zhuǎn)位，而是采用手動(dòng)轉(zhuǎn)位的方法，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪帶動(dòng)槽輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)塔頭的轉(zhuǎn)位。因?yàn)樵谄胀ㄜ?chē)床中，加工零件的裝夾、進(jìn)給等加工過(guò)程均由操作人員手動(dòng)完成，所以相對(duì)而言，由轉(zhuǎn)位電動(dòng)機(jī)、蝸輪蝸桿等裝置來(lái)完成轉(zhuǎn)塔頭的轉(zhuǎn)位并沒(méi)有起到可觀的效果，反而增加了整個(gè)換刀裝置的復(fù)雜性以及其尺寸大小。 2、在動(dòng)力傳動(dòng)裝置中，伺服電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)軸之間采用鍵連接，而避免了通常情況下采用聯(lián)軸器連接時(shí)尺寸的過(guò)大，并經(jīng)脹套無(wú)鍵連接傳動(dòng)錐齒輪，脹套使得傳動(dòng)軸的精度要求降低，方便加工，并且脹套承載大，強(qiáng)度高，再通過(guò)一級(jí)直齒圓錐齒輪和兩級(jí)直齒圓柱齒輪帶動(dòng)銑刀主軸旋轉(zhuǎn)。這樣可使得主軸獲得較大的扭矩且整體結(jié)構(gòu)緊湊，減小裝置的尺寸大小。3、該裝置在與普通機(jī)床的連接上具有很好的兼容性，裝配方便、簡(jiǎn)單，易于拆卸，僅需要對(duì)原有的機(jī)床做簡(jiǎn)單的改造，拆除機(jī)床的床鞍和刀架部件，將銑附件裝在機(jī)床的燕尾導(dǎo)軌上即可，使得銑附件上刀具的橫向和縱向進(jìn)給仍由機(jī)床原來(lái)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。


圖I銑附件安裝三視圖；圖2銑附件展開(kāi)圖；附圖中的標(biāo)號(hào)說(shuō)明如下I、動(dòng)力傳動(dòng)裝置 2、換刀裝置 3、連接裝置 4、伺服電機(jī) 5、箱體6、液壓缸7、手輪8、鼠牙盤(pán) 9、槽輪機(jī)構(gòu) 10、銑刀主軸
具體實(shí)施例方式本發(fā)明設(shè)計(jì)一種基于普通車(chē)床的可拆卸模塊化銑附件，其結(jié)構(gòu)參閱圖I、圖2，附件主要包括動(dòng)力傳動(dòng)裝置I、換刀裝置2、連接裝置3等，主要由伺服電機(jī)4、箱體5、液壓缸6、手輪7、鼠牙盤(pán)8、槽輪機(jī)構(gòu)9、銑刀主軸10、以及直齒圓柱齒輪、錐齒輪、軸承、脹套、襯套、螺釘?shù)攘慵M成。其中，傳動(dòng)裝置I與換刀裝置2位于同一箱體5內(nèi)。傳動(dòng)裝置I由伺服電機(jī)4、兩根傳動(dòng)軸、一對(duì)直齒圓錐齒輪和一直齒圓柱齒輪等零件組成，為銑刀主軸10提供動(dòng)力，通過(guò)中間直齒圓柱齒輪與銑刀主軸10相連，帶動(dòng)銑刀主軸10上的銑刀旋轉(zhuǎn)；伺服電機(jī)4為整個(gè)裝置的動(dòng)力源，通過(guò)內(nèi)六角圓柱頭螺釘與箱體5相連；換刀裝置2為液壓式立式八方形轉(zhuǎn)塔頭，由銑刀主軸10、液壓缸6、鼠牙盤(pán)8、槽輪機(jī)構(gòu)9、手輪7等零件組成，可儲(chǔ)備一定數(shù)目的車(chē)刀和銑刀，滿(mǎn)足不同工序加工的換刀要求，液壓缸6、鼠牙盤(pán)8和槽輪機(jī)構(gòu)9中的槽輪三者中心線位于同一軸線上即為換刀裝置的中心線；液壓缸6為頭部圓法蘭型液壓缸，用于完成轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位時(shí)的抬起和壓緊過(guò)程；圓盤(pán)形手輪7通過(guò)傳動(dòng)軸與含有八條徑向槽的外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)9的轉(zhuǎn)臂相連，共同完成轉(zhuǎn)塔頭的轉(zhuǎn)位過(guò)程；鼠牙盤(pán)8用于轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位后的精定位，保證轉(zhuǎn)塔頭的運(yùn)行精度；連接裝置3采用六角頭螺栓連接定位，將銑附件裝在車(chē)床的燕尾導(dǎo)軌上，由機(jī)床原來(lái)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)銑附件上刀具的橫向和縱向進(jìn)給。對(duì)于其中的一些重要部件需進(jìn)行選型，首先由刀具的規(guī)格確定刀具主軸及其尺寸大??；其次選擇伺服電機(jī)，計(jì)算銑刀銑削工件時(shí)產(chǎn)生的切削力和切削功率，通過(guò)總傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率算出伺服電機(jī)所需的最小功率和扭矩，并依據(jù)銑刀加工工件時(shí)所要求的轉(zhuǎn)速范圍和傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比計(jì)算伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍；然后根據(jù)轉(zhuǎn)塔頭抬起的距離判斷液壓缸的行程以確定液壓缸的型號(hào)及尺寸；再在零件的安裝設(shè)計(jì)和零件之間的連接設(shè)計(jì)過(guò)程中確定所需標(biāo)準(zhǔn)件與非標(biāo)準(zhǔn)件的型號(hào)與尺寸，并進(jìn)行箱體結(jié)構(gòu)和外形尺寸設(shè)計(jì)；最終由銑附件整體結(jié)構(gòu)和尺寸同被改造車(chē)床的燕尾形導(dǎo)軌一起，確定螺栓連接孔的大小和位置。
裝配時(shí)，需要拆除被改造車(chē)床的床鞍和刀架部件，將所完成的銑附件裝置通過(guò)螺栓連接裝配到車(chē)床的燕尾形導(dǎo)軌上，保證銑附件與車(chē)床之間連接的可靠性和銑附件工作時(shí)性能的穩(wěn)定，防止在加工工件時(shí)出現(xiàn)震動(dòng)。本發(fā)明未詳細(xì)闡述的部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種基于普通車(chē)床的可拆卸模塊化銑附件，其特征在于主要包括動(dòng)力傳動(dòng)裝置(I)、換刀裝置(2)、連接裝置(3)，其中動(dòng)力由伺服電機(jī)(4)提供，使銑刀主軸具有一定的變速范圍；換刀裝置(2)為立式八方形轉(zhuǎn)塔頭，可儲(chǔ)存多把不同的刀具，適用于不同的加工工序; 伺服電機(jī)(4)與傳動(dòng)軸之間采用鍵連接，并經(jīng)脹套無(wú)鍵連接傳動(dòng)錐齒輪，再通過(guò)一級(jí)直齒圓錐齒輪和兩級(jí)直齒圓柱齒輪帶動(dòng)銑刀主軸(10)旋轉(zhuǎn)； 立式八方形轉(zhuǎn)塔頭的脫開(kāi)銑刀主軸(10)傳動(dòng)、抬起、壓緊過(guò)程由液壓缸(6)完成，精定位由鼠牙盤(pán)(8)確定，而轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位過(guò)程由手輪(7)帶動(dòng)槽輪機(jī)構(gòu)(9)實(shí)現(xiàn)； 裝配到普通車(chē)床上的過(guò)程中僅需要拆除車(chē)床的床鞍和刀架部件，將銑附件裝在車(chē)床的燕尾導(dǎo)軌上，使得銑附件上刀具的橫向和縱向進(jìn)給仍由車(chē)床原來(lái)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銑附件，其特征在于伺服電機(jī)(4)為交流同步伺服電機(jī)，額定轉(zhuǎn)矩27Nm,額定轉(zhuǎn)速1500rpm,額定功率4. 3kw。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銑附件，其特征在于立式八方形轉(zhuǎn)塔頭采用傳統(tǒng)的液壓式轉(zhuǎn)塔頭，并對(duì)其原有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)化，去除原有的轉(zhuǎn)位電動(dòng)機(jī)、蝸輪蝸桿裝置，采用手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪帶動(dòng)槽輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)塔頭的轉(zhuǎn)位。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銑附件，其特征在于所述的將銑附件裝在車(chē)床的燕尾導(dǎo)軌上，具體可采用六角頭螺栓連接定位，螺栓的尺寸大小和定位孔的位置由銑附件的尺寸大小及車(chē)床的燕尾形導(dǎo)軌的尺寸大小和位置確定。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于普通車(chē)床的可拆卸模塊化銑附件，主要包括動(dòng)力傳動(dòng)裝置(1)、換刀裝置(2)、連接裝置(3)等。普通車(chē)床由于結(jié)構(gòu)的局限性通常只能進(jìn)行車(chē)削加工而不能完成銑削等工序，該發(fā)明用于裝配在普通車(chē)床上，優(yōu)化車(chē)床加工范圍，實(shí)現(xiàn)對(duì)軸類(lèi)等零件的銑削加工，提高工件的加工效率和加工精度等。并且該發(fā)明在與普通車(chē)床的連接上具有很好的兼容性，裝配方便、簡(jiǎn)單、易于拆卸，僅需要對(duì)原有的機(jī)床做簡(jiǎn)單的改造，拆除機(jī)床的床鞍和刀架部件，將銑附件裝在機(jī)床燕尾形導(dǎo)軌上即可。
文檔編號(hào)B23C7/02GK102962506SQ20121050783
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月1日
發(fā)明者彭翀, 王倫, 劉強(qiáng), 孟玉潔, 藍(lán)力沄 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)