一种镗铣磨复合加工装置制造方法及图纸

一种镗铣磨复合加工装置，包括设置在密封壳体内的机械主轴，机械主轴的偏心孔内通过轴承安装有调整转子轴，调整转子轴的偏心孔内通过法兰连接电主轴，电主轴上安装有用于加工零件的刀具或磨头；所述机械主轴的内孔中安装有伺服电机以及能够反向自锁的蜗轮蜗杆机构，所述调整转子轴通过蜗轮蜗杆机构连接伺服电机，伺服电机根据角度指令通过蜗轮蜗杆机构使调整转子轴发生旋转，改变电主轴与机械主轴之间的轴线径向距离，继而改变加工范围；所述的机械主轴带动电主轴实现轴向进给。本实用新型专利技术通过一次装夹即能够完成铣、镗、磨的加工过程，在实现多种复合加工的同时，减小复合主轴的整体尺寸，结构紧凑合理，适合法兰面以及大型回转体零件的加工。

A kind of compound machining device for boring and milling

A boring and milling composite processing device, including mechanical shaft seal set in the shell, the inner eccentric hole mechanical spindle through the bearing installation and adjustment of rotor shaft, eccentric rotor shaft hole through the flange connection of electric spindle, electric spindle is installed for machining tool or grinding the inner hole; mechanical spindle installed in the servo motor and worm gear self-locking, adjust the rotor shaft through the worm gear is connected with the servo motor, servo motor according to the angle of instruction through the worm gear to adjust generator rotor shaft rotation, change axis radial distance between spindle and mechanical spindle, and then change the processing scope; mechanical spindle driven by the electric spindle axial feed. The process of milling, boring and grinding can be completed by one time clamping. When realizing multiple compound machining, the overall size of the compound spindle can be reduced, the structure is compact and reasonable, and it is suitable for the processing of flange surface and large rotary parts.

【技术实现步骤摘要】
一种镗铣磨复合加工装置
本技术属于机械加工领域，具体涉及一种镗铣磨复合加工装置。
技术介绍
复杂零件的孔系加工工艺和加工质量是影响整个零件质量的关键因素，镗削和磨削属于多孔类零件加工的关键工序，镗削工艺的优点是加工的孔系圆度精度高，但是加工效率低，加工表面质量差，这些传统工艺与装备在锥孔、锥面和其他零件的异形孔加工时比较困难。而且现有机床设备针对孔系加工柔性低，无法适应不同孔径零件的加工。工厂往往需要投入额外的刀具以及机床设备，增加了加工流程和操作强度，从而降低生产效率。零件孔径较大时，采用较小直径的刀具或砂轮加工工件内孔、外圆，其圆周方向通常采用直线轴数控插补的方式，此种加工方式的缺点是造成加工孔圆度低、台阶孔同轴度精度低。一般采用车床进行外圆或者外圆锥加工，其中刀具保持不动，通过主轴进行回转进给，加工效率低而且零件表面差，如果遇到大型或者长度较大的零件时，容易造成装夹困难。由于零件大则转动惯量大，回转精度低，采用传统的车削方式会造成零件的加工精度降低，因此需要研究能够保持大型零件固定不动，刀具进行旋转进给切削的新方法。复杂零件的加工一般包括多道工序，铣削和镗削、磨削分别在不同的机床装夹完成之后进行加工，这样会造成零件的加工定位精度低，加工效率低。故而需要开发能够实现多种加工用途的机床主轴，实现一次装夹，完成零件的整个加工过程。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种镗铣磨复合加工装置，通过一次装夹即能够完成铣、镗、磨的加工过程，在实现多种复合加工的同时，减小复合主轴的整体尺寸，使得结构更为紧凑合理，适合法兰面以及大型回转体零件的加工。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：包括设置在密封壳体内的机械主轴，机械主轴的偏心孔内通过轴承安装有调整转子轴，调整转子轴的偏心孔内通过法兰连接电主轴，所述的电主轴上安装有用于加工零件的刀具或磨头；所述机械主轴的内孔中安装有伺服电机以及能够反向自锁的蜗轮蜗杆机构，所述调整转子轴通过蜗轮蜗杆机构连接伺服电机，伺服电机根据角度指令通过蜗轮蜗杆机构使调整转子轴发生旋转，改变电主轴与机械主轴之间的轴线径向距离，继而改变加工范围；所述的机械主轴带动电主轴实现轴向进给。所述的调整转子轴后端连接有圆光栅尺和蜗轮，机械主轴的内孔中设置有光栅读数头。所述的调整转子轴端部通过定位销固定蜗轮，蜗杆通过蜗杆轴及联轴器连接伺服电机。所述的调整转子轴通过YRT转台轴承安装在机械主轴的偏心孔内。所述的机械主轴通过支撑轴承组安装在主轴箱内，主轴箱的两端分别安装轴承端盖。所述的轴承端盖包括前端轴承端盖和后端轴承端盖，后端轴承端盖与主轴箱以及机械主轴之间分别设置有密封垫片和密封毡圈；电主轴通过电主轴密封端盖安装在前端轴承端盖上；机械主轴的外周上设置有机械主轴轴承锁紧螺母。机械主轴的内孔中通过滑环引出电主轴动力与信号线和光栅尺信号线。与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：集成了精密机械主轴回转精度高与高速电主轴切削速度高的优势，而且机械主轴为整体轴，保持了机械主轴刚度高和回转精度高的优点，同时降低了复杂机械主轴的加工成本。利用精密机械主轴低速旋转进给运动保证被加工零件孔的同轴度、圆度，利用高速电主轴带动刀具实现高速切削加工。本技术能够提高机床柔性加工能力，使用同一把刀具完成不同孔径的加工，扩展机床和刀具的加工范围，使孔径尺寸不受刀具尺寸的限制。刀具采用多齿铣刀进行高速切削，比单齿或少齿镗刀低速切削的方式，延长了刀具的寿命，提高了加工表面质量，同时提高了加工效率，总体能够降低加工成本。本技术能够停止机械主轴的回转，利用电主轴进行高速铣削加工零件表面，不需要移动零件或者调整加工机床，将铣刀换成磨头即能够进行内圆的镗磨加工，不需要移动零件位置或者调整加工机床，操作简单，使用方便。进一步的，本技术机械主轴的内孔中通过滑环引出电主轴动力与信号线和光栅尺信号线，采用空心设计，有效地提高信号和电力传输的可靠性。附图说明图1本技术的整体结构示意图；图2本技术调整转子轴端部结构示意图；附图中：1-电主轴；2-电主轴密封端盖；3-YRT转台轴承；4-前端轴承端盖；5-机械主轴；6-支撑轴承组；7-主轴箱；8-调整转子轴；9-轴承预紧套筒；10-转子轴承端盖；11-转子轴后支撑轴承；12-转子轴承锁紧螺母；13-圆光栅尺；14-前端轴承端盖；15-蜗轮；16-光栅读数头；17-引线轴承；18-机械主轴轴承锁紧螺母；19-密封毡圈；20-密封垫片；21-后端轴承端盖；22-同步带传动齿；23-电主轴动力与信号线；24-光栅尺信号线；25-定位销；26-蜗杆支撑轴承组；27-蜗杆调整轴系；28-蜗杆轴；29-联轴器；30-轴肩挡圈；31-电机连接法兰；32-蜗杆密封毡圈；33-调整套杯；34-伺服电机。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的详细说明。参见图1-2，本技术在结构上包括设置在密封壳体内的机械主轴5，机械主轴5的偏心孔内通过YRT转台轴承3安装有调整转子轴8，调整转子轴8的偏心孔内通过法兰连接电主轴1，电主轴1上安装有用于加工零件的刀具或磨头；机械主轴5的内孔中安装有伺服电机34以及能够反向自锁的蜗轮蜗杆机构，调整转子轴8通过蜗轮蜗杆机构连接伺服电机34，调整转子轴8后端连接有圆光栅尺13和蜗轮15，机械主轴5的内孔中设置有光栅读数头16。伺服电机34根据角度指令通过蜗轮蜗杆机构使调整转子轴8发生旋转，改变电主轴1与机械主轴5之间的轴线径向距离，继而改变加工范围。机械主轴5带动电主轴1实现轴向进给。调整转子轴8端部通过定位销25固定蜗轮15，蜗杆通过蜗杆轴28及联轴器29连接伺服电机34。蜗轮蜗杆机构具有传动平稳、力矩大，反向自锁的优点。机械主轴5通过支撑轴承组6安装在主轴箱7内，主轴箱7的两端分别安装轴承端盖。轴承端盖包括前端轴承端盖4和后端轴承端盖21，后端轴承端盖21与主轴箱7以及机械主轴5之间分别设置有密封垫片20和密封毡圈19；电主轴1通过电主轴密封端盖2安装在前端轴承端盖4上；机械主轴5的外周上设置有机械主轴轴承锁紧螺母18。机械主轴5的内孔中通过滑环引出电主轴动力与信号线23和光栅尺信号线24。轴承外圈随机械主轴回转，而内圈保持固定不变。滑环特殊定制，能够作为轴承。本技术在镗铣加工过程中，该装置的机械主轴5带动整个复合主轴系统绕轴心O3低速旋转，电主轴1带动刀具高速旋转，两者的复合运动完成零件的加工。该装置利用精密机械主轴低速旋转进给运动保证被加工零件孔的同轴度、圆度，利用高速电主轴带动刀具实现高速切削加工，并实现镗铣和镗磨复合的加工工艺。伺服电机34根据指令驱动蜗轮蜗杆机构绕轴心O2在机械主轴5的偏心孔内转动，来改变电主轴1的轴线与机械主轴5的轴线之间的径向距离，同时涡轮蜗杆机构保持自锁功能，以调整后的切削半径继续进行加工。以此来调整此复合主轴的加工范围，使之适应不同尺寸的零件加工。机械主轴5，伺服电机34和电主轴1能够同时保持连续运动，进行零件锥孔、异形孔的镗铣和镗磨复合加工。本技术的机械主轴5固定不动，利用机床数控联动插补，通过电主轴1对零件的表面进行铣削或者内圆磨削加工。本技术还可以采用凸轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镗铣磨复合加工装置，其特征在于：包括设置在密封壳体内的机械主轴(5)，机械主轴(5)的偏心孔内通过轴承安装有调整转子轴(8)，调整转子轴(8)的偏心孔内通过法兰连接电主轴(1)，所述的电主轴(1)上安装有用于加工零件的刀具或磨头；所述机械主轴(5)的内孔中安装有伺服电机(34)以及能够反向自锁的蜗轮蜗杆机构，所述调整转子轴(8)通过蜗轮蜗杆机构连接伺服电机(34)，伺服电机(34)根据角度指令通过蜗轮蜗杆机构使调整转子轴(8)发生旋转，改变电主轴(1)与机械主轴(5)之间的轴线径向距离，继而改变加工范围；所述的机械主轴(5)带动电主轴(1)实现轴向进给。

【技术特征摘要】
1.一种镗铣磨复合加工装置，其特征在于：包括设置在密封壳体内的机械主轴(5)，机械主轴(5)的偏心孔内通过轴承安装有调整转子轴(8)，调整转子轴(8)的偏心孔内通过法兰连接电主轴(1)，所述的电主轴(1)上安装有用于加工零件的刀具或磨头；所述机械主轴(5)的内孔中安装有伺服电机(34)以及能够反向自锁的蜗轮蜗杆机构，所述调整转子轴(8)通过蜗轮蜗杆机构连接伺服电机(34)，伺服电机(34)根据角度指令通过蜗轮蜗杆机构使调整转子轴(8)发生旋转，改变电主轴(1)与机械主轴(5)之间的轴线径向距离，继而改变加工范围；所述的机械主轴(5)带动电主轴(1)实现轴向进给。2.根据权利要求1所述镗铣磨复合加工装置，其特征在于：所述的调整转子轴(8)后端连接有圆光栅尺(13)和蜗轮(15)，机械主轴(5)的内孔中设置有光栅读数头(16)。3.根据权利要求2所述镗铣磨复合加工装置，其特征在于：所述的调整转子轴(8)端部通过定位销(25)固...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，卢秉恒，汤永凯，薛飞，
申请(专利权)人：西安增材制造国家研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61