高精度车铣复合加工机床的旋转动力刀塔结构

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车铣复合加工有两种主要的加工形式:工件与刀具轴线平行时的外形轮廓加工;工件与刀具轴线垂直时的面加工。外形轮廓车铣复合加工类似于采用螺旋插补铣的方式加工旋转工件的内外轮廓;而面加工式车铣复合加工仅能加工外表面。

车铣复合加工看起来与车削加工非常相似,采用旋转的铣刀进行车削加工,但是这两种加工方式却有着本质的不同。车铣复合加工的切削速度由铣刀的转速决定;不同于车削加工的切削速度由工件的转速定义。车铣复合加工的优越性就是能一次装夹加工完成,减速了搬运次数。

高精度车铣复合加工机床的旋转动力刀塔结构

 

高精度车铣复合加工机床的旋转动力刀塔结构

图中,1. 动力头箱体 2. 主轴组件 3. 主动伞齿轮 4. 被动伞齿轮 5. 内齿圈 6. 外齿圈 7. 带齿分度盘 8. 分度盘 9. 旋转缸盖 10. 支撑轴 11. 传动轴 12. 同步带轮 13. 轴承 14. 铜套 15. 旋转活塞 16. 旋转缸体 17. 旋转编码器 18. 传动齿轮。

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包括 :传统轴 11,其水平布置,其尾端安装有同步带轮 12,同 步带轮 12 通过同步带与伺服电机传动连接,其头端安装有主动伞齿轮 3 ;动力头箱体 1,其 内竖直转动安装有主轴组件 2,主轴组件 2 上安装有与主动伞齿轮 3 相啮合的被动伞齿轮 4 ;离合机构,其设置于主动伞齿轮 3 与动力头箱体 1 之间,用于控制传动轴 11 与动力头箱 体 1 保持连接状态或传动轴 11 相对动力头箱体 1 自由转动状态 ;动力机构,用于驱动离合 机构进行动作。当需要对动力头箱体 1 的角度进行调整时,动力机构驱动离合机构动作,直 至将控制传动轴 11 与动力头箱体 1 保持连接状态,此时伺服电机通过同步带驱动同步带轮 12 转动,从而使传动轴 11 转动,实现驱动动力头箱体 1 转动,当动力头箱体 1 转动至指定 位置时,动力机构驱动离合机构动作,直至传动轴 11 与动力头箱体 1 脱离,此时伺服电机转 动驱动传动轴 11 转动并利用相啮合的主动伞齿轮 3 与被动伞齿轮 4 驱动主轴组件 2 转动, 实现加工。通过一个动力头的转动可以对工件进行加工,动力头可以任意角度旋 转、定位,从而实现对斜面的加工,从而 节省设备成本。

高精度车铣复合加工机床的旋转动力刀塔结构

离合机构如下结构,其固定于主动伞齿轮 3 上的内齿圈 5 以及安装于 动力头箱体 1 上与内齿圈 5 同轴设置的外齿圈 6,当内齿圈 5 与外齿圈 6 处于啮合状态时, 主动伞齿轮 3 与被动伞齿轮 4 之间处于半啮合状态。当动力机构驱动内齿圈 5 与外齿圈 6 处于啮合状态时,转动轴 11 转动会驱动动力头箱体 1 转动,同时由于此时主动伞齿轮 3 与 被动伞齿轮 4 之间处于半啮合状态,主轴组件 2 也转动,防止完全脱离后再次啮合时相位不 对导致无法啮合的情况发出。当动力头箱体 1 转动到位后,动力机构驱动内齿圈 5 与外齿 圈 6 脱开,此时主动伞齿轮 3 与被动伞齿轮 4 再次完全啮合,传动轴 11 转动驱动主轴组件 2 转动,完成钻孔工作。

动力机构如下结构,其水平固定于设备垂直滑板的旋转缸体 16、同轴 固定于旋转缸体 16 内且通过轴承与传动轴 11 同轴转动安装的支撑轴 10 以及设置于支撑 轴 10 前端的旋转缸盖 9,旋转缸盖 9 与旋转缸体 16 之间形成密闭容腔,旋转活塞 15 沿轴 向滑动安装于密闭容腔中,且通过轴承 13 转动安装于支撑轴 10 上,旋转活塞 15 的头端连 接于动力头箱体 1。当旋转活塞 15 在液压油作用下沿轴向相对旋转缸体 16 位于最外侧端 时,内齿圈 5 与外齿圈 6 相啮合,此时传动轴 11 转动时,通过相互啮合的内齿圈 5 与外齿圈 6 驱动动力头箱体 1 摆动。当旋转活塞 15 沿轴向相对旋转缸体 16 位于最内侧端时,内齿 圈 5 与外齿圈 6 不啮合,此时传动轴 11 转动时,只通过相互啮合的主动伞齿轮 3 与被动伞 齿轮 4 驱动主轴组件 2 转动。结构简单,运行可靠。

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还可以同轴安装于旋转活塞 15 上的带齿分度盘 7 以及相对应同轴安装于旋 转缸体 16 上的分度盘 8,当动力头箱体 1 旋转到位后,旋转活塞 15 沿轴向相对旋转缸体 16 移动至最内侧端,带齿分度盘 7 与分度盘 8 相互啮合,此时可以实现动力头的高精确定位。 同时,还可以包括设置于旋转缸体 16 上的旋转编码器 17,旋转编码器 17 通过传动齿轮 18 与带齿分度盘 7 传动连接。当动力头箱体 1 旋转时,旋转活塞 15 也同步转动,带齿分度盘 7 也跟随旋转,通过传动齿轮 18 驱动旋转编码器 17 转动,实现对系统的反馈,从而实现对动 力头箱体 1 旋转的闭环控制,同时旋转编码器 17 可以为绝对值编码器,可以保证在突然断 电是系统能记住断电时的旋转角度。

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旋转活塞 15 与支撑轴 10 的前端连接部位设置有铜套 14。铜套 14 可以 确保旋转活塞 15 与支撑轴 10 之间的转动的顺畅性及可靠性。同时,旋转活塞 15 与支撑轴 10 之间的轴承 13 为滚针轴承。滚针轴承所需安装空间小,同时可以承受较大的径向力,因 此可以进一步提高旋转活塞 15 与支撑轴 10 之间的转动的顺畅性及可靠性。

 
  • 本文由 smellycat Published on 2018年10月27日