重切削摆动铣头和五轴加工机床制造技术

本发明专利技术涉及一种重切削摆动铣头和五轴加工机床，包括主轴箱以及设于主轴箱内的主驱动件、变速组件和输出轴，输出轴通过变速组件与主驱动件驱动连接，以使主驱动件传递至输出轴的传动比能够改变；重切削摆动铣头还包括设于主轴箱的回转组件，以使输出轴以及变速组件能够绕第一轴线运转；输出轴用于连接铣刀，铣刀的受力点靠近第一轴线与输出轴的自身轴线的交点；其有益效果是由于铣头能够承载更大的扭矩，也就能够施加更大的进给和切深，即使切削力增大，也不容易使工件和刀具之间产生静态偏差，刀具的磨损程度也能够降低，也有利于提高铣削加工的稳定性。铣削加工的稳定性。铣削加工的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
重切削摆动铣头和五轴加工机床


[0001]本专利技术涉及铣头的
，尤其涉及一种重切削摆动铣头和五轴加工机床。

技术介绍

[0002]航空发动机技术的发展对国防和国民经济有着极其重要的作用，机匣是航空发动机的重要零件之一，机匣是整个发动机的基座，是航空发动机上的主要承力部件；机匣材料多为钛合金等硬质材料。
[0003]钛合金的特性是强度高、导热性差。钛合金的切削加工属于强力切削，所以机床刀具主轴要有大的驱动功率，具有大功率强力切削功能。
[0004]为了能达到像加工软质材料如铝材料的切削效率，要尽可能提高切削参数，即加大进给和切深，但是此种方式会导致加工切削力增大，进而导致铣头要承载较大的扭矩，这可能引起工件和刀具之间产生静态偏差，进而引起零件的形状精度变坏或加工过程不稳定。

技术实现思路

[0005]要解决的技术问题鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种重切削摆动铣头和五轴加工机床，其解决了现有技术中存在的加大进给和切深，会导致加工切削力增大，进而导致铣头要承载较大的扭矩，引起工件和刀具之间产生静态偏差，进而引起零件的形状精度变坏或加工过程不稳定的问题。
[0006]技术方案
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：第一方面，本专利技术提供一种重切削摆动铣头，包括主轴箱以及设于主轴箱内的主驱动件、变速组件和输出轴，输出轴通过变速组件与主驱动件驱动连接，以使主驱动件传递至输出轴的传动比能够改变；重切削摆动铣头还包括设于主轴箱内的回转组件，以使输出轴以及变速组件能够绕第一轴线运转，第一轴线为输出轴和变速组件相对于主轴箱的回转轴线；输出轴连接铣刀时，铣刀的受力点靠近第一轴线与输出轴的自身轴线的交点；变速组件设置为齿轮传动形式。
[0008]在本专利技术的一个技术方案中，变速组件包括转动连接于主轴箱内且轴线相互平行的两根转轴，靠近主驱动件的对应转轴的轴线与第一轴线重合；变速组件还包括中间齿轮，中间齿轮设置为彼此啮合后传动比不同的两组，每组中间齿轮中包括两个中间齿轮，两个中间齿轮中的一个中间齿轮直接或间接的设于一根转轴上，两个中间齿轮中的另一个中间齿轮直接或间接的设于另一根转轴上；当一组中间齿轮处于彼此啮合状态时，另一组中间齿轮处于彼此断开状态；第一轴线与输出轴的轴线呈45
°
夹角。
[0009]在本专利技术的一个技术方案中，变速组件还包括滑移轴套，滑移轴套轴向滑动连接于靠近主驱动件的转轴上，滑移轴套的外壁上设有对应的中间齿轮；滑移轴套能够带动与
其连接的中间齿轮滑移，以使一组中间齿轮进入啮合状态以传递转矩。
[0010]在本专利技术的一个技术方案中，滑移轴套包括滑动部和转动部；滑动部与对应转轴的外壁滑动连接，转动部与滑动部的外壁转动连接；滑动部与转轴之间形成两个独立的油腔，连接滑移轴套的转轴内具有分别与两个油腔对应连通的两个独立的油路；油腔的腔体均具有相对设置的滑动侧壁和固定侧壁，滑动侧壁位于滑动部上，固定侧壁位于转轴上；一个油路向对应油腔内输入油液时，对应滑动侧壁受压进而使滑移轴套沿受压方向滑移，两个油腔所对应的两个滑动侧壁在受压后使滑移轴套滑移的方向相反。
[0011]在本专利技术的一个技术方案中，变速组件还包括设于一根转轴上的输入齿轮和设于另一根转轴上的输出齿轮；主驱动件具有主动齿轮，输入齿轮与主动齿轮保持啮合；输出轴具有末端齿轮，输出齿轮与末端齿轮保持啮合。
[0012]在本专利技术的一个技术方案中，设置于滑移轴套侧壁上的中间齿轮与滑移轴套为一体结构；滑移轴套上的一个中间齿轮设置为输入齿轮。
[0013]在本专利技术的一个技术方案中，回转组件包括转向驱动件和回转从动件，主轴箱包括固定箱和头体箱，头体箱沿第一轴线转动连接于固定箱上，主驱动件和转向驱动件均设于固定箱内，变速组件和输出轴均设于头体箱内，头体箱内设有回转从动件，回转从动件与转向驱动件直接或间接的驱动连接。
[0014]在本专利技术的一个技术方案中，回转组件还包括消隙机构，转向驱动件通过消隙机构与回转从动件驱动连接。
[0015]在本专利技术的一个技术方案中，重切削摆动铣头还包括用于测量头体箱相对于固定箱转角的测量装置；测量装置设置于固定箱上。
[0016]第二方面，本专利技术提供一种五轴加工机床，包括上述任一技术方案中的重切削摆动铣头。
[0017]有益效果本专利技术的有益效果是：本专利技术的重切削摆动铣头和五轴加工机床，重切削摆动铣头作为铣削加工头，输出轴用来设置铣刀，其主要承载沿输出轴轴向的来自待加工工件的反作用力，以及沿铣刀径向或者切向的反作用力；由于交点与铣刀的受力点靠近，因此在理想状况下，当二者重合时，铣刀受到的切向力以及径向力对于第一轴线而言，其力臂为0，因此就能够保证在铣头加工时，切削力对第一轴线产生的扭矩也为0，故此结构可承受更大的切削负载，铣头具有更大刚性。
[0018]在铣削过程中，由于铣刀半径的限制，以及铣刀长度的限制，铣刀的受力点并不容易做到与交点重合，但是能够使二者尽可能的靠近，这样就能够使得铣刀受到的切向力以及径向力，对于第一轴线产生的力臂很小，相对应的产生的扭矩也很小，同样能够保证铣头不容易变形，具备更大的刚性。
[0019]由于主驱动件与输出轴之间通过变速组件驱动连接，而变速组件能够实现二者之间所传递的转矩以及转速的调控，因此，使得该重切削摆动铣头能够获得相对宽泛的转矩以及转速的输出区间；又因为变速组件为齿轮传动形式，传动效率高并能够承载更大的转矩，因此也更容易将输出轴的输出转矩设置为较大的形式，以更好的匹配加工钛合金等高强度工件的加工需求。
[0020]与现有技术相比，本专利技术中，由于铣头能够承载更大的扭矩，也就能够施加更大的
进给和切深，即使切削力增大，也不容易使工件和刀具之间产生静态偏差，刀具的磨损程度也能够降低，也有利于提高铣削加工的稳定性。
[0021]并且，本专利技术中，齿轮传动形式的变速组件被整合到了主轴箱内部，并且变速组件在能够执行变速动作的同时，也不会与输出轴被回转组件带动进行摆动的动作产生干涉，因此，能够使得该加工铣头的整体尺寸更加紧凑。
附图说明
[0022]图1为本专利技术重切削摆动铣头的结构示意图之一；图2为本专利技术重切削摆动铣头的结构示意图之二；图3为本专利技术图2中D
‑
D面的剖视结构示意图之一；图4为本专利技术重切削摆动铣头的结构示意图之三；图5为本专利技术变速组件的结构示意图；图6为本专利技术图5中E
‑
E的结构示意图；图7为本专利技术图6中F处的局部放大结构示意图；图8为本专利技术重切削摆动铣头的结构示意图之四；图9为本专利技术图7中回转从动件和第二齿轮的啮合示意图。
[0023]附图标记说明1：主轴箱；11：固定箱；12：头体箱；2：主驱动件；21：主动齿轮；3：变速组件；31：转轴；32：中间齿轮；33：滑移轴套；331：滑动部；332：转动部；34：输入齿轮；35：输出齿轮；4：输出轴；41：末端齿轮；5：回转组件；51：转向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重切削摆动铣头，其特征在于：包括主轴箱（1）以及设于所述主轴箱（1）内的主驱动件（2）、变速组件（3）和输出轴（4），所述输出轴（4）通过变速组件（3）与所述主驱动件（2）驱动连接，以使所述主驱动件（2）传递至所述输出轴（4）的传动比能够改变；所述重切削摆动铣头还包括设于所述主轴箱（1）内的回转组件（5），以使所述输出轴（4）以及所述变速组件（3）能够绕第一轴线（6）运转，所述第一轴线（6）为所述输出轴（4）和所述变速组件（3）相对于所述主轴箱（1）的回转轴线；所述输出轴（4）连接铣刀时，所述铣刀的受力点靠近所述第一轴线（6）与所述输出轴（4）的自身轴线的交点；所述变速组件（3）设置为齿轮传动形式。2.如权利要求1所述的重切削摆动铣头，其特征在于：所述变速组件（3）包括转动连接于所述主轴箱（1）内且轴线相互平行的两根转轴（31），靠近所述主驱动件（2）的对应所述转轴（31）的轴线与所述第一轴线（6）重合；所述变速组件（3）还包括中间齿轮（32），所述中间齿轮（32）设置为彼此啮合后传动比不同的两组，每组所述中间齿轮（32）中包括两个所述中间齿轮（32），两个所述中间齿轮（32）中的一个所述中间齿轮（32）直接或间接的设于一根所述转轴（31）上，两个所述中间齿轮（32）中的另一个所述中间齿轮（32）直接或间接的设于另一根所述转轴（31）上；当一组中间齿轮（32）处于彼此啮合状态时，另一组所述中间齿轮（32）处于彼此断开状态；所述第一轴线（6）与所述输出轴（4）的轴线呈45
°
夹角。3.如权利要求2所述的重切削摆动铣头，其特征在于：所述变速组件（3）还包括滑移轴套（33），所述滑移轴套（33）轴向滑动连接于靠近所述主驱动件（2）的所述转轴（31）上，所述滑移轴套（33）的外壁上设有对应的所述中间齿轮（32）；所述滑移轴套（33）能够带动与其连接的所述中间齿轮（32）滑移，以使一组所述中间齿轮（32）进入啮合状态以传递转矩。4.如权利要求3所述的重切削摆动铣头，其特征在于：所述滑移轴套（33）包括滑动部（331）和转动部（332）；所述滑动部（331）与对应所述转轴（31）的外壁滑动连接，所述转动部（332）与所述滑动部（331）的外壁转动连接；所述滑动部（331）与所述转轴（31）之间形成两个独立的油腔（7），连接所述滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雄，秦广财，张效铭，郭志超，梁洪然，蔡云龙，杨天博，
申请(专利权)人：沈阳马卡智工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：