專利名稱：一種基于普通車床的可拆卸模塊化銑附件的制作方法
技術領域：
本發明設計了一種基于普通車床的可拆卸模塊化銑附件，用于裝配在普通車床上，優化車床加工范圍，實現對軸類等零件的銑削加工，提高工件的加工效率和加工精度等，并且安裝簡單、方便、易于拆卸，屬于優化改造普通車床領域中實用的機械裝置。
背景技術：
在現代機械加工過程中，零件形狀較復雜，且精度要求高，通常一個零件的機械加工，需要經過車、銑、鉆等多個工序，而普通車床通常只能對其進行車削部分的加工，對于其他工序就需要更換設備，重新準備刀具和裝夾，這不僅增加了生產過程鏈和在制品數量，造成生產管理的不便，大大降低了加工效率，而且零件重新裝夾時基準的轉換往往會造成加工誤差的累積，使零件的加工精度走失。
目前，機床領域也有很多高效的數控加工設備，如車銑復合加工中心等，它們可以在I臺車銑中心上，經過一次裝夾，完成全部車、銑、鉆、鏜、攻絲等加工，很好的解決了上述問題，但其設備成本相當昂貴，一臺加工中心往往需要幾十萬甚至上百萬的費用，并且對于操作人員的技術要求也很高，于是其不易被中小型企業所接受。而各企業又都擁有大量的普通車床，對其進行改造，在其原有的基礎上加上銑附件裝置，以完成零件上一些車、銑、鉆等工序的加工，就顯得有很好的適用與經濟價值。
發明內容
本發明的目的在于對普通車床進行優化改造，將本發明設計的銑附件裝配在普通車床上，優化車床加工范圍，實現對軸類等零件的銑削加工，并在一些特殊的情況下，用銑刀代替車刀進行車削加工，而且其安裝簡單、方便、可靠、易于拆卸。本發明采用的技術方案為一種基于普通車床的可拆卸模塊化銑附件，主要包括動力傳動裝置、換刀裝置、連接裝置，其中動力由伺服電機提供，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塔頭，可儲存多把不同的刀具，適用于不同的加工工序；伺服電機與傳動軸之間采用鍵連接，并經脹套無鍵連接傳動錐齒輪，再通過一級直齒圓錐齒輪和兩級直齒圓柱齒輪帶動銑刀主軸旋轉；立式八方形轉塔頭的脫開銑刀主軸傳動、抬起、壓緊過程由液壓缸完成，精定位由鼠牙盤確定，而轉塔頭轉位過程由手輪帶動槽輪機構實現；裝配到普通車床上的過程中僅需要拆除車床的床鞍和刀架部件，將銑附件裝在車床的燕尾導軌上，使得銑附件上刀具的橫向和縱向進給仍由車床原來的進給機構實現。所述的伺服電機為交流同步伺服電機,額定轉矩27Nm,額定轉速1500rpm,額定功率 4. 3kwo立式八方形轉塔頭采用傳統的液壓式轉塔頭，并對其原有的結構進行了簡化，去除原有的轉位電動機、蝸輪蝸桿等裝置，采用手動轉動手輪帶動槽輪機構實現轉塔頭的轉位。
所述的將銑附件裝在車床的燕尾導軌上，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床的燕尾形導軌的尺寸大小和位置確定。本發明相對于普通車床原有刀架有以下優點I、該裝置最突出的特點在于采用了立式八方形轉塔頭換刀裝置，可儲備一定數目的車刀和銑刀，車刀保證了普通車床自身原有的車削功能，而銑刀擴大了普通車床的加工范圍，實現除車削加工外的銑削等加工工序，甚至還可以用銑刀代替車刀進行車削，如車削軸的外圓柱面等。并且對傳統的液壓式轉塔頭進行了簡化，不再采用轉位電動機、蝸輪蝸桿等裝置來完成轉塔頭的轉位，而是采用手動轉位的方法，手動轉動手輪帶動槽輪機構實現轉塔頭的轉位。因為在普通車床中，加工零件的裝夾、進給等加工過程均由操作人員手動完成，所以相對而言，由轉位電動機、蝸輪蝸桿等裝置來完成轉塔頭的轉位并沒有起到可觀的效果，反而增加了整個換刀裝置的復雜性以及其尺寸大小。 2、在動力傳動裝置中，伺服電動機與傳動軸之間采用鍵連接，而避免了通常情況下采用聯軸器連接時尺寸的過大，并經脹套無鍵連接傳動錐齒輪，脹套使得傳動軸的精度要求降低，方便加工，并且脹套承載大，強度高，再通過一級直齒圓錐齒輪和兩級直齒圓柱齒輪帶動銑刀主軸旋轉。這樣可使得主軸獲得較大的扭矩且整體結構緊湊，減小裝置的尺寸大小。3、該裝置在與普通機床的連接上具有很好的兼容性，裝配方便、簡單，易于拆卸，僅需要對原有的機床做簡單的改造，拆除機床的床鞍和刀架部件，將銑附件裝在機床的燕尾導軌上即可，使得銑附件上刀具的橫向和縱向進給仍由機床原來的進給機構實現。
圖I銑附件安裝三視圖；圖2銑附件展開圖；附圖中的標號說明如下I、動力傳動裝置 2、換刀裝置 3、連接裝置 4、伺服電機 5、箱體6、液壓缸7、手輪8、鼠牙盤 9、槽輪機構 10、銑刀主軸
具體實施例方式本發明設計一種基于普通車床的可拆卸模塊化銑附件，其結構參閱圖I、圖2，附件主要包括動力傳動裝置I、換刀裝置2、連接裝置3等，主要由伺服電機4、箱體5、液壓缸6、手輪7、鼠牙盤8、槽輪機構9、銑刀主軸10、以及直齒圓柱齒輪、錐齒輪、軸承、脹套、襯套、螺釘等零件組成。其中，傳動裝置I與換刀裝置2位于同一箱體5內。傳動裝置I由伺服電機4、兩根傳動軸、一對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提供動力，通過中間直齒圓柱齒輪與銑刀主軸10相連，帶動銑刀主軸10上的銑刀旋轉；伺服電機4為整個裝置的動力源，通過內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塔頭，由銑刀主軸10、液壓缸6、鼠牙盤8、槽輪機構9、手輪7等零件組成，可儲備一定數目的車刀和銑刀，滿足不同工序加工的換刀要求，液壓缸6、鼠牙盤8和槽輪機構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，用于完成轉塔頭轉位時的抬起和壓緊過程；圓盤形手輪7通過傳動軸與含有八條徑向槽的外嚙合槽輪機構9的轉臂相連，共同完成轉塔頭的轉位過程；鼠牙盤8用于轉塔頭轉位后的精定位，保證轉塔頭的運行精度；連接裝置3采用六角頭螺栓連接定位，將銑附件裝在車床的燕尾導軌上，由機床原來的進給機構實現銑附件上刀具的橫向和縱向進給。對于其中的一些重要部件需進行選型，首先由刀具的規格確定刀具主軸及其尺寸大小；其次選擇伺服電機，計算銑刀銑削工件時產生的切削力和切削功率，通過總傳動系統的機械效率算出伺服電機所需的最小功率和扭矩，并依據銑刀加工工件時所要求的轉速范圍和傳動系統的轉速傳動比計算伺服電機的轉速范圍；然后根據轉塔頭抬起的距離判斷液壓缸的行程以確定液壓缸的型號及尺寸；再在零件的安裝設計和零件之間的連接設計過程中確定所需標準件與非標準件的型號與尺寸，并進行箱體結構和外形尺寸設計；最終由銑附件整體結構和尺寸同被改造車床的燕尾形導軌一起，確定螺栓連接孔的大小和位置。
裝配時，需要拆除被改造車床的床鞍和刀架部件，將所完成的銑附件裝置通過螺栓連接裝配到車床的燕尾形導軌上，保證銑附件與車床之間連接的可靠性和銑附件工作時性能的穩定，防止在加工工件時出現震動。本發明未詳細闡述的部分屬于本領域公知技術。
權利要求
1.一種基于普通車床的可拆卸模塊化銑附件，其特征在于主要包括動力傳動裝置(I)、換刀裝置(2)、連接裝置(3)，其中動力由伺服電機(4)提供，使銑刀主軸具有一定的變速范圍；換刀裝置(2)為立式八方形轉塔頭，可儲存多把不同的刀具，適用于不同的加工工序; 伺服電機(4)與傳動軸之間采用鍵連接，并經脹套無鍵連接傳動錐齒輪，再通過一級直齒圓錐齒輪和兩級直齒圓柱齒輪帶動銑刀主軸(10)旋轉； 立式八方形轉塔頭的脫開銑刀主軸(10)傳動、抬起、壓緊過程由液壓缸(6)完成，精定位由鼠牙盤(8)確定，而轉塔頭轉位過程由手輪(7)帶動槽輪機構(9)實現； 裝配到普通車床上的過程中僅需要拆除車床的床鞍和刀架部件，將銑附件裝在車床的燕尾導軌上，使得銑附件上刀具的橫向和縱向進給仍由車床原來的進給機構實現。
2.根據權利要求I所述的銑附件，其特征在于伺服電機(4)為交流同步伺服電機，額定轉矩27Nm,額定轉速1500rpm,額定功率4. 3kw。
3.根據權利要求I所述的銑附件，其特征在于立式八方形轉塔頭采用傳統的液壓式轉塔頭，并對其原有的結構進行了簡化，去除原有的轉位電動機、蝸輪蝸桿裝置，采用手動轉動手輪帶動槽輪機構實現轉塔頭的轉位。
4.根據權利要求I所述的銑附件，其特征在于所述的將銑附件裝在車床的燕尾導軌上，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床的燕尾形導軌的尺寸大小和位置確定。
全文摘要
本發明提供了一種基于普通車床的可拆卸模塊化銑附件，主要包括動力傳動裝置(1)、換刀裝置(2)、連接裝置(3)等。普通車床由于結構的局限性通常只能進行車削加工而不能完成銑削等工序，該發明用于裝配在普通車床上，優化車床加工范圍，實現對軸類等零件的銑削加工，提高工件的加工效率和加工精度等。并且該發明在與普通車床的連接上具有很好的兼容性，裝配方便、簡單、易于拆卸，僅需要對原有的機床做簡單的改造，拆除機床的床鞍和刀架部件，將銑附件裝在機床燕尾形導軌上即可。
文檔編號B23C7/02GK102962506SQ20121050783
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月1日 優先權日2012年12月1日
發明者彭翀, 王倫, 劉強, 孟玉潔, 藍力沄 申請人:北京航空航天大學