專利名稱：一種整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型屬工藝裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤 銑主軸裝置。技術(shù)背景[0002]整體葉盤作為新一代航空發(fā)動機(jī)的核心部件，在航空工業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng) 用。它的應(yīng)用既是提高發(fā)動機(jī)性能、簡化結(jié)構(gòu)，又是提高其可靠性的重要措施；同時，其加 工效率和生產(chǎn)成本也成為國內(nèi)研發(fā)單位和生產(chǎn)企業(yè)研究的重要內(nèi)容。[0003]整體葉盤通道開槽粗加工材料去除量極大，占總?cè)コ康?0%以上。粗加工過程 應(yīng)盡可能高速高效地完成絕大部分材料的去除，在滿足半徑加工余量要求的前提下，逼近 葉形表面，保證余量分布均勻。國內(nèi)目前采用的整體葉盤通道開槽粗加工方式主要是通過 五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行插銑和側(cè)銑來實現(xiàn)，加工效率低，完成整體葉盤從毛坯到成品的加工 周期較長。其它一些加工方式，如點(diǎn)解加工和線切割技術(shù)等，也部分應(yīng)用于整體葉盤的加 工，但是目前沒有大范圍的推廣。[0004]通過試驗驗證，盤銑切削可以大幅提高粗加工整體葉盤開槽效率，縮短生產(chǎn)周期， 故將盤銑切削加工技術(shù)應(yīng)用于整體葉盤加工制造中可有效提高國內(nèi)整體葉盤加工效率，降 低生產(chǎn)成本。由于整體葉盤多為鈦合金、高溫合金等難加工的材料，所以，盤銑切削裝置應(yīng) 具有高剛度、大扭矩、大切削力的特點(diǎn)。實用新型內(nèi)容[0005]為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，克服整體葉盤加工生產(chǎn)效率低、成本高的問題， 本實用新型提出一種整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置，其箱體結(jié)構(gòu)和多根齒輪軸動力傳 遞的方式，以及鼠牙盤結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，保證了結(jié)構(gòu)具有高剛度、大扭矩、大切削力的特點(diǎn)；簡單 的換刀結(jié)構(gòu)和形式，可減少換刀時間，有效的提高加工效率。[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是由盤銑主軸箱、盤銑刀組件、 動力傳動機(jī)構(gòu)、鼠牙盤、蝸輪蝸桿副組成，包括傘齒輪副、齒輪軸、斜齒圓柱齒輪、拉釘、凸 塊、盤銑刀軸、盤銑刀、軸套、軸瓦、套環(huán)、伺服電機(jī)、鎖緊螺母；[0007]所述盤銑主軸箱體呈凹字型，箱體內(nèi)四根齒輪軸平行分布，各軸上齒輪副為斜齒 圓柱齒輪，各軸斜齒圓柱齒輪相互嚙合，第二傘齒輪與第五齒輪軸固連，第二齒輪軸與盤銑 刀軸通過拉釘和凸塊連接；各齒輪軸兩端通過上端蓋、下端蓋和軸承固定；[0008]所述盤銑刀組件位于盤銑箱體內(nèi)前部，盤銑刀軸上端呈圓錐形，下端為柱形，盤銑 刀軸由上端錐面與箱體定位，上端采用拉釘軸向拉緊，中部設(shè)有軸套與安裝在箱體對應(yīng)位 置的軸瓦配合，下端安裝鎖緊螺母對刀軸進(jìn)行軸向鎖緊；盤銑刀安裝在刀軸中部，刀盤通過 凸塊和套環(huán)進(jìn)行軸向固定，盤統(tǒng)刀直徑為160mm-600mm。[0009]所述動力傳動機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)提供動力；第一傘齒輪與第一齒輪軸固連,第一傘 齒輪與第五齒輪軸上的第二傘齒輪嚙合，傘齒輪副與四根齒輪軸上相互嚙合的斜齒圓柱齒輪傳遞動力至盤銑刀軸上；伺服電機(jī)安裝在動力傳動機(jī)構(gòu)外箱體左側(cè)上部，帶動同步帶、蝸輪蝸桿副運(yùn)動，盤銑主軸箱體繞軸線擺動。[0010]所述蝸輪蝸桿副位于外箱體內(nèi)側(cè)，蝸桿和第一齒輪軸固連與蝸輪配合，蝸輪套在傳動內(nèi)箱體右端外側(cè)，與內(nèi)箱體通過螺栓連接；內(nèi)箱體與盤銑主軸箱體右端相連接。[0011]所述鼠牙盤左側(cè)齒盤與盤銑箱體右端面通過螺栓固連，右側(cè)齒盤位于外箱體左端，內(nèi)箱體與外箱體之間通過傳動箱體軸承支撐，鼠牙盤右側(cè)齒盤在軸線方向運(yùn)動，不能繞軸線轉(zhuǎn)動，鼠牙盤精度為1°。[0012]有益效果[0013]本實用新型整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置，采用凹字型盤銑主軸箱體結(jié)構(gòu)；箱體內(nèi)多根齒輪軸平行分布，各軸上齒輪副為斜齒圓柱齒輪，各軸斜齒圓柱齒輪相互嚙合，傘齒輪副與多根齒輪軸上相互嚙合的斜齒圓柱齒輪傳遞動力至盤銑刀軸上；伺服電機(jī)安裝在動力傳動機(jī)構(gòu)外箱體左側(cè)上部，帶動同步帶、蝸輪蝸桿副運(yùn)動，盤銑主軸箱體繞軸線擺動； 鼠牙盤結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，能夠保證盤銑加工過程的安全可靠性，保證盤銑主軸裝置在大切削力、 大扭矩作用下，保持良好的剛性，同時，簡單的換刀結(jié)構(gòu)和形式，能減少換刀時間；盤銑主軸裝置應(yīng)用于整體葉盤的加工中，能夠大幅度提高整體葉盤的加工效率和降低加工成本，具有很好的應(yīng)用價值。
[0014]
以下結(jié)合附圖和實施方式對本實用新型一種整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置 作進(jìn)一步詳細(xì)說明。[0015]圖1為本實用新型的盤銑主軸箱結(jié)構(gòu)剖視圖。[0016]圖2為本實用新型盤銑主軸裝置立體圖。[0017]圖3為本實用新型的鼠牙盤和擺動結(jié)構(gòu)示意圖。[0018]圖中[0019]1.盤統(tǒng)主軸箱2.第一傘齒輪3.第一齒輪軸4.第二傘齒輪5.第一軸套 6.第二軸承 7.第一端蓋 8.鎖緊螺母 9.第二軸套10.第三軸套11.第四軸套 12.刀軸軸套13.軸瓦14.套環(huán)15.盤銑刀16.凸塊17.盤銑刀軸18.第二齒輪軸19.拉釘20.斜齒圓柱齒輪21.第二端蓋22.第三端蓋23.第三齒輪軸24.第四端蓋25.第五端蓋26.第四齒輪軸 27.第六端蓋28.第五齒輪軸 29.伺服電機(jī) 30.外箱體 31.蝸桿 32.蝸輪 33.傳動箱體軸承34.內(nèi)箱體 35.鼠牙盤左側(cè)齒盤 36.推動環(huán)37.鼠牙盤結(jié)構(gòu)左腔38.右腔39.右側(cè)齒盤具體實施方式
[0020]本實施例是一種用于數(shù)控機(jī)床的具有高剛度、大扭矩、大切削力特點(diǎn)的盤銑主軸>J-U ρ α裝直。[0021]參閱圖1、圖2、圖3，本實用新型整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置，由盤銑主軸箱、 盤銑刀組件、動力傳動機(jī)構(gòu)、鼠牙盤、蝸輪蝸桿副組成，包括盤銑主軸箱1、第一傘齒輪2、第一齒輪軸3、第二傘齒輪4、第一軸套5、第二軸承6、第一端蓋7、鎖緊螺母8、第二軸套9、第三軸套10、第四軸套11、刀軸軸套12、軸瓦13、套環(huán)14、盤銑刀15、凸塊16、盤銑刀軸17、第二齒輪軸18、拉釘19、斜齒圓柱齒輪20、第二端蓋21、第二端蓋22、第二齒輪軸23、第四 端蓋24、第五端蓋25、第四齒輪軸26、第六端蓋27、第五齒輪軸28、伺服電機(jī)29 ;動力傳動 機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)提供動力，通過變頻器和減速裝置調(diào)節(jié)；第一傘齒輪2通過平鍵與第一齒 輪軸3固定連接，依靠左端端蓋和右端的套環(huán)進(jìn)行軸向定位，第二傘齒輪4通過鍵與第五齒 輪軸28連接，第一傘齒輪2與第二傘齒輪4嚙合，通過傘齒輪副改變動力傳遞方向。第五 齒輪軸28、第四齒輪軸26、第三齒輪軸23、第二齒輪軸18平行分布于盤銑主軸箱I內(nèi)，四根 齒輪軸軸上齒輪為斜齒圓柱齒輪，四根齒輪軸的斜齒圓柱齒輪相互嚙合，第二傘齒輪與第 五齒輪軸固連，第二齒輪軸與盤銑刀軸通過拉釘和凸塊連接；四根齒輪軸各端通過上端蓋、 下端蓋和軸承固定；盤銑刀軸17安裝在箱體前端部，上端依靠M24的拉釘19拉緊，用凸塊 16和螺栓將盤銑刀軸17與第二齒輪軸18連接，完成由齒輪軸到盤銑刀軸的動力傳遞。拉 釘19固定在第二齒輪軸18內(nèi)，盤銑刀軸17通過上端錐面進(jìn)行定位。軸瓦13安裝在箱體 前端下半部分內(nèi)，與盤銑刀軸17中部安裝的刀軸軸套12配合，刀軸軸套12與盤銑刀軸17 通過鍵連接。軸瓦13內(nèi)徑應(yīng)大于盤銑刀軸17最大直徑，以使盤銑刀15換刀便捷。盤銑刀 軸17最下端安裝有鎖緊螺母8，通過調(diào)節(jié)鎖緊螺母8改變第二軸套9、第三軸套10、第四軸 套11的位置從而在軸線方向鎖緊盤銑刀軸17。[0022]盤銑刀15直徑范圍為160mm-600mm ;盤銑刀15與盤銑刀軸17通過平鍵連接，盤 銑刀15刀盤上下采用凸塊16和套環(huán)14進(jìn)行軸向固定。換刀時，松開鎖緊螺母8和拉釘 19，將盤銑刀軸17沿軸線方向向下抽出，到可卸除刀盤位置即可，更換新的盤銑刀，重新將 盤銑刀軸17推入，依靠錐面定位，拉緊拉釘19，緊固鎖緊螺母8，完成換刀過程。[0023]如圖3所示，蝸桿31安裝在第一齒輪軸3的內(nèi)箱體34上側(cè)，與蝸輪32配合，蝸輪 32套在傳動內(nèi)箱體34右端外側(cè)，與內(nèi)箱體通過螺栓連接。內(nèi)箱體34與盤銑主軸箱I右端 相連接，伺服電機(jī)29安裝在傳動結(jié)構(gòu)外箱體30左側(cè)上端,帶動同步帶，蝸輪蝸桿副運(yùn)動，使 盤銑主軸箱I繞軸線擺動，從而選擇切削加工要求的角度。[0024]鼠牙盤結(jié)構(gòu)包括外箱體30、蝸桿31、蝸輪32、傳動箱體軸承33、內(nèi)箱體34、鼠牙盤 左側(cè)齒盤35、推動環(huán)36、鼠牙盤結(jié)構(gòu)左腔37、右腔38、右側(cè)齒盤39 ；鼠牙盤左側(cè)齒盤35與 盤銑主軸箱I右端面通過螺栓固連，右側(cè)齒盤39安裝在傳動結(jié)構(gòu)外箱體30左端，傳動結(jié)構(gòu) 內(nèi)箱體34與外箱體30之間靠傳動箱體軸承33支撐。鼠牙盤右側(cè)齒盤39在軸線方向可以 運(yùn)動，不能繞軸線轉(zhuǎn)動。向鼠牙盤結(jié)構(gòu)左腔37中通入高壓油，使推動環(huán)36右移，推動右側(cè) 齒盤39向右移動，使左側(cè)齒盤35與右側(cè)齒盤39分開，此時控制伺服電機(jī)29轉(zhuǎn)動，調(diào)整盤 銑箱體轉(zhuǎn)動合適的角度；轉(zhuǎn)動到合適的角度后，停止向鼠牙盤結(jié)構(gòu)左腔37通油，向右腔38 通入高壓油，推動右側(cè)齒盤39左移，此時左側(cè)齒盤35與右側(cè)齒盤39嚙合鎖緊，開始盤銑切 削。鼠牙盤結(jié)構(gòu)剛性高、壽命長、鎖緊力大，能夠保證盤銑加工過程的安全可靠性。為滿足 整體葉盤盤銑加工的需求，盤銑主軸裝置選用的鼠牙盤精度為1°。
權(quán)利要求1.一種整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置，其特征在于由盤銑主軸箱、盤銑刀組件、動力傳動機(jī)構(gòu)、鼠牙盤、蝸輪蝸桿副組成，包括傘齒輪副、齒輪軸、斜齒圓柱齒輪、拉釘、凸塊、盤銑刀軸、盤銑刀、軸套、軸瓦、套環(huán)、伺服電機(jī)、鎖緊螺母，所述盤銑主軸箱體呈凹字型，箱體內(nèi)四根齒輪軸平行分布，各軸上齒輪副為斜齒圓柱齒輪，各軸斜齒圓柱齒輪相互嚙合，第二傘齒輪與第五齒輪軸固連，第二齒輪軸與盤銑刀軸通過拉釘和凸塊連接；各齒輪軸兩端通過上端蓋、下端蓋和軸承固定；所述盤銑刀組件位于盤銑箱體內(nèi)前部，盤銑刀軸上端呈圓錐形，下端為柱形，盤銑刀軸由上端錐面與箱體定位，上端采用拉釘軸向拉緊，中部設(shè)有軸套與安裝在箱體對應(yīng)位置的軸瓦配合，下端安裝鎖緊螺母對刀軸進(jìn)行軸向鎖緊；盤銑刀安裝在刀軸中部，刀盤通過凸塊和套環(huán)進(jìn)行軸向固定，盤統(tǒng)刀直徑為160mm-600mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置，其特征在于所述動力傳動機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)提供動力；第一傘齒輪與第一齒輪軸固連，第一傘齒輪與第五齒輪軸上的第二傘齒輪嚙合，傘齒輪副與四根齒輪軸上相互嚙合的斜齒圓柱齒輪傳遞動力至盤銑刀軸上；伺服電機(jī)安裝在動力傳動機(jī)構(gòu)外箱體左側(cè)上部，帶動同步帶、蝸輪蝸桿副運(yùn)動，盤銑主軸箱體繞軸線擺動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置，其特征在于所述蝸輪蝸桿副位于外箱體內(nèi)側(cè)，蝸桿和第一齒輪軸固連與蝸輪配合，蝸輪套在傳動內(nèi)箱體右端外側(cè)，與內(nèi)箱體通過螺栓連接；內(nèi)箱體與盤銑主軸箱體右端相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置，其特征在于所述鼠牙盤左側(cè)齒盤與盤銑箱體右端面通過螺栓固連，右側(cè)齒盤位于外箱體左端，內(nèi)箱體與外箱體之間通過傳動箱體軸承支撐，鼠牙盤右側(cè)齒盤在軸線方向運(yùn)動，不能繞軸線轉(zhuǎn)動，鼠牙盤精度為I。。
專利摘要本實用新型公開了一種整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置,采用凹字型盤銑主軸箱體結(jié)構(gòu)，箱體內(nèi)多根齒輪軸平行分布，各軸上齒輪副為斜齒圓柱齒輪，各軸斜齒圓柱齒輪相互嚙合，傘齒輪副與多根齒輪軸上相互嚙合的斜齒圓柱齒輪傳遞動力至盤銑刀軸上；伺服電機(jī)安裝在動力傳動機(jī)構(gòu)外箱體左側(cè)上部，帶動同步帶、蝸輪蝸桿副運(yùn)動，盤銑主軸箱體繞軸線擺動；通過鼠牙盤結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，能夠保證盤銑加工過程的安全可靠性，保證盤銑主軸裝置在大切削力、大扭矩作用下，保持良好的剛性，同時，簡單的換刀結(jié)構(gòu)和形式，有效地減少換刀時間；盤銑主軸裝置應(yīng)用于整體葉盤的加工中，能大幅度提高整體葉盤的加工效率和降低加工成本，具有很好的應(yīng)用價值。
文檔編號B23Q5/10GK202846232SQ201220421690
公開日2013年4月3日 申請日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
發(fā)明者寧立群, 史耀耀, 趙鵬兵, 段繼豪, 王懷亮, 李志山, 辛紅敏, 董宏亮 申請人:西北工業(yè)大學(xué)