一种立卧转换摆角头制造技术

本发明专利技术属于机加工设备技术领域。为了解决机加工设备中采用现有立卧自动转头时，存在体积大、质量大以及传动精度低的问题，本发明专利技术公开了一种立卧转换摆角头。该摆角头包括输入轴、传动轴、主轴、箱体、主轴外壳、驱动单元、齿轮和齿圈；箱体设有输入轴孔，输入轴位于输入轴孔内并且输入轴的输入端与动力源连接，输出端与传动轴的输入端连接；主轴外壳设有传动轴孔和主轴孔；传动轴位于传动轴孔内并且传动轴的输出端与主轴连接；主轴位于主轴孔内；驱动单元位于箱体与主轴外壳之间；齿轮套设在传动轴上，齿圈位于传动轴孔内，齿轮与齿圈沿传动轴的轴线方向选择性啮合和脱离。本发明专利技术的立卧转换摆角头，不仅体积小、质量小，而且可以提高传动精度。

【技术实现步骤摘要】
一种立卧转换摆角头
本专利技术属于机加工设备
，具体涉及一种立卧转换摆角头。
技术介绍
随着我国现代制造业的不断发展和进步，对制造精度和生产效率的要求越来越高。传统的立式加工中心和卧式加工中心只能加工限定的加工面，而立卧转换式加工中心集立式加工中心和卧式加工中心的特点于一身，可一次装夹完成多达空间五面的加工，多坐标联动，自动化程度高，可加工各种复杂曲线和曲面。其中，立卧转换摆角头作为可以大幅度提高机床生产效率的一个关键部件，安装在加工中心上，很大程度上简化了加工过程，拓宽了加工中心的加工范围。目前，在现有国内立卧转换的实现方案中，利用立卧自动转头(H/V铣头)是最先进、最快速的方式，可以实现很高的立卧转换速度和效率，提高整个机加工过程的自动化程度。然而，由于该立卧自动转头是由独立电机提供动力进行转化，这样就会增加整个传动的零件数量，使立卧自动转头的体积和质量增加，降低了整个机加工设备的紧凑型，而且过多的传动零件会引起传动精度的下降，导致加工精度的降低。
技术实现思路
为了解决机加工设备中采用现有立卧自动转头时，存在体积大、质量大以及传动精度低的问题，本专利技术提出了一种全新的立卧转换摆角头。该立卧转换摆角头，包括输入轴、传动轴、主轴、箱体、主轴外壳、驱动单元、齿轮和齿圈；其中，所述箱体设有输入轴孔，所述输入轴位于所述输入轴孔内，并且所述输入轴的输入端与动力源连接，输出端与所述传动轴的输入端连接；所述主轴外壳设有传动轴孔和主轴孔；所述传动轴位于所述传动轴孔内，并且所述传动轴的输出端与所述主轴连接；所述主轴位于所述主轴孔内；所述驱动单元位于所述箱体与所述主轴外壳之间，用于控制两者之间沿所述传动轴的轴线方向距离；所述齿轮套设在所述传动轴上，所述齿圈位于所述传动轴孔内，所述齿轮与所述齿圈沿所述传动轴的轴线方向选择性啮合和脱离。优选的，所述输入轴、所述传动轴以及所述主轴三者之间均采用锥齿轮连接，并且所述输入轴与所述传动轴之间夹角为135°，所述传动轴与所述主轴之间夹角为45°。进一步优选的，所述齿轮与所述齿圈之间沿所述传动轴的轴线方向的啮合距离和脱离距离与所述传动轴与所述主轴之间锥齿轮的脱离距离和啮合距离相对应。优选的，所述传动轴与所述传动轴孔之间设有传动轴套筒；所述传动轴套筒与所述传动轴之间通过轴承转动连接，所述传动轴套筒的端部与所述箱体固定连接。进一步优选的，所述传动轴套筒与所述传动轴孔之间设有滑动隔套；所述滑动隔套与所述传动轴套筒滑动连接，并且所述滑动隔套与所述主轴外壳固定连接。优选的，驱动单元包括油缸和活塞；其中，所述油缸的一端与所述箱体固定连接，另一端与所述箱体形成油腔；所述活塞的一端与所述主轴外壳固定连接，另一端位于所述油腔内。优选的，该立卧转换摆角头还包括两个端面齿盘；其中一个端面齿盘与所述箱体固定连接，另一个端面齿盘与所述主轴外壳固定连接，两个端面齿盘与所述传动轴同轴设置并且两个端面齿盘的齿面相对。优选的，该立卧转换摆角头还包括位移检测单元；所述位移检测单元与所述箱体固定连接，用于检测所述主轴外壳相对于所述箱体，沿所述传动轴的轴向方向移动距离。进一步优选的，所述位移检测单元包括位移检测元件、探头和复位弹簧；其中，所述探头的一端与所述主轴外壳保持贴牢状态，所述探头的另一端伸至所述位移检测元件，所述复位弹簧套设在所述探头上并且两端分别与所述探头和所述位移检测元件接触。优选的，所述主轴内部沿轴线方向设有拉刀爪子、碟簧、拉杆、拉杆头、控制活塞和控制油缸；其中，所述碟簧预压紧在所述拉刀爪子和所述拉杆头之间并且套设在所述拉杆上，所述控制油缸与所述主轴顶部的主轴端盖形成油腔，用于所述控制活塞沿所述主轴的轴线方向进行上下移动。在机加工设备中采用本专利技术的立卧转换摆角头进行主轴立卧转换时，具有以下有益效果：1、在本专利技术的立卧转换摆角头中，通过在传动轴和主轴外壳之间设置可选择性啮合和脱离的齿圈和齿轮以及在箱体和主轴外壳之间设置可沿传动轴轴线方向带动主轴外壳进行往复移动的驱动单元，从而可以借助传动轴驱动主轴外壳转动，实现主轴立卧转换操作。这样，在保持输入轴作为唯一动力源输入端的情况下，通过驱动单元的控制齿轮和齿圈在啮合和脱离之间切换即可分别实现主轴的转动加工和主轴的立卧转换，从而实现一个动力源对两个动作的驱动控制，避免了在现有技术中通过独立电机进行立卧自动转头动作驱动时时传动零件多、结构复杂、体积大和质量大的问题，从而提高了整个摆角头的结构紧凑型，提高了传动的精度，保证最终的加工质量。2、在本专利技术中，通过将传动轴与主轴同时安装固定在主轴外壳内，将齿圈与主轴外壳固定连接，将齿轮与传动轴固定连接，并且利用驱动单元带动主轴外壳相对于传动轴进行移动。此时，在驱动单元进行齿轮和齿圈之间啮合和脱离的控制过程中，可以同步完成传动轴与主轴之间锥齿轮的脱离和啮合，使主轴立卧转换过程中的主轴脱离传动轴的驱动暂时停止转动。这样，不仅可以避免主轴立卧转换过程中，主轴继续转动时可能发生的安全隐患以及设备之间的磕碰损伤，从而提高立卧转换过程的安全性以及对设备的保护，而且可以将传动轴输出的动力全部输出至主轴外壳的转动，保证充足的动力进行主轴外壳的驱动，使主轴立卧转换过程顺利快速完成，提高操作效率。附图说明图1为本专利技术一种实施例中立卧转换摆角头的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细介绍。结合图1所示，本实施例的立卧转换摆角头，包括输入轴1、传动轴2、主轴3、箱体4、主轴外壳5、驱动单元6、齿轮7和齿圈8。箱体4上沿水平方向设有输入轴孔，输入轴1通过轴承、套筒和轴承套环固定在输入轴孔内，使输入轴1在输入轴孔内可以进行绕自身圆周方向的自由转动。输入轴1的输入端位于输入轴孔的外部，用于与动力源进行连接，例如主电机或减速器，输入轴1的输出端与传动轴2的输入端连接，从而带动传动轴2进行绕自身轴线圆周方向的转动。主轴外壳5上设有传动轴孔和主轴孔，其中，传动轴2通过轴承固定在传动轴孔内，主轴3通轴承、套筒、轴承挡圈和轴承端盖固定在主轴孔内，并且传动轴2的输出端与主轴3连接，从而由传动轴2带动主轴3进行绕自身轴线圆周方向的转动。驱动单元6位于箱体4与主轴外壳5之间，用于控制两者之间沿传动轴2的轴线方向距离。齿轮7套设固定在传动轴2上，齿圈8固定在传动轴孔内，并且齿轮7与齿圈8可以沿传动轴2的轴线方向进行选择性啮合和脱离。在本实施例的立卧转换摆角头进行主轴转动加工时，首先由动力源驱动输入轴1进行转动；然后由输入轴1带动传动轴2在主轴外壳5中的传动轴孔内进行转动；最后由传动轴2带动主轴3在主轴外壳5中的主轴孔内进行绕自身轴线圆周方向的转动，从而实现主轴3的转动加工。在本实施例的立卧转换摆角头进行主轴立卧转换时，首先启动驱动单元6，由驱动单元6推动主轴外壳5相对于箱体4进行沿传动轴2轴线方向的移动，使齿轮7和齿圈8接触并啮合连接；接着由动力源驱动输入轴1进行转动，而输入轴1则带动传动轴2在主轴外壳5中的传动轴孔内进行转动；然后通过齿轮7和齿圈8，使传动轴2再带动主轴外壳5相对于箱体4进行绕传动轴2轴线圆周方向的转动，此时由于主轴3位于主轴外壳5的主轴孔内，所以主轴3伴随着主轴外壳5进行同步转动，从而完成对主轴3的立卧转换。优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种立卧转换摆角头，其特征在于，包括输入轴、传动轴、主轴、箱体、主轴外壳、驱动单元、齿轮和齿圈；其中，所述箱体设有输入轴孔，所述输入轴位于所述输入轴孔内，并且所述输入轴的输入端与动力源连接，输出端与所述传动轴的输入端连接；所述主轴外壳设有传动轴孔和主轴孔；所述传动轴位于所述传动轴孔内，并且所述传动轴的输出端与所述主轴连接；所述主轴位于所述主轴孔内；所述驱动单元位于所述箱体与所述主轴外壳之间，用于控制两者之间沿所述传动轴的轴线方向距离；所述齿轮套设在所述传动轴上，所述齿圈位于所述传动轴孔内，所述齿轮与所述齿圈沿所述传动轴的轴线方向选择性啮合和脱离。

【技术特征摘要】
1.一种立卧转换摆角头，其特征在于，包括输入轴、传动轴、主轴、箱体、主轴外壳、驱动单元、齿轮和齿圈；其中，所述箱体设有输入轴孔，所述输入轴位于所述输入轴孔内，并且所述输入轴的输入端与动力源连接，输出端与所述传动轴的输入端连接；所述主轴外壳设有传动轴孔和主轴孔；所述传动轴位于所述传动轴孔内，并且所述传动轴的输出端与所述主轴连接；所述主轴位于所述主轴孔内；所述驱动单元位于所述箱体与所述主轴外壳之间，用于控制两者之间沿所述传动轴的轴线方向距离；所述齿轮套设在所述传动轴上，所述齿圈位于所述传动轴孔内，所述齿轮与所述齿圈沿所述传动轴的轴线方向选择性啮合和脱离。2.根据权利要求1所述的立卧转换摆角头，其特征在于，所述输入轴、所述传动轴以及所述主轴三者之间均采用锥齿轮连接，并且所述输入轴与所述传动轴之间夹角为135°，所述传动轴与所述主轴之间夹角为45°。3.根据权利要求2所述的立卧转换摆角头，其特征在于，所述齿轮与所述齿圈之间沿所述传动轴的轴线方向的啮合距离和脱离距离与所述传动轴与所述主轴之间锥齿轮的脱离距离和啮合距离相对应。4.根据权利要求1所述的立卧转换摆角头，其特征在于，所述传动轴与所述传动轴孔之间设有传动轴套筒；所述传动轴套筒与所述传动轴之间通过轴承转动连接，所述传动轴套筒的端部与所述箱体固定连接。5.根据权利要求4所述的立卧转换摆角头，其特征在于，所述传动轴套筒与所述传动轴孔之间设有滑动隔套；所述滑动隔套与所述传动轴套筒...

【专利技术属性】
技术研发人员：剡昌锋，李辉龙，李强，苟卫东，高刚刚，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62