[00333902]一种立卧转换摆角头

①课题来源于背景 本课题来源于青海省重点技术创新项目“断纸面刀辊专用加工设备研制”,项目编号：JC-2017-18。 随着我国现代制造业的不断发展和进步,对制造精度和生产效率的要求越来越高。传统的立式加工中心和卧式加工中心只能加工限定的加工面,而立卧转换式加工中心集立式加工中心和卧式加工中心的特点于一身,可一次装夹完成多达空间五面的加工,多坐标联动,自动化程度高,可加工各种复杂曲线和曲面。其中,立卧转换摆角头作为可以大幅度提高机床生产效率的一个关键部件,安装在加工中心上,很大程度上简化了加工过程,拓宽了加工中心的加工范围。 ②项目目的与意义 根据断纸面刀辊表面有螺旋槽,并且具有结构复杂、长径比大、加工精度高和类型相对较多、一次装夹后需要自动完成铣削、镗削、钻孔、扩孔、磨等多道加工工序的特点,而且这种长距离大导程螺旋槽的加工难度比较高,对加工设备的加工能力和加工工艺都提出了很高的要求。因此,研究采用立/卧转换铣削头和精密定位机构实现加工长距离、大导程的螺旋槽。这种结构布局同时具有立式和卧式加工中心的优点,通过立/卧转换机构和精密定位机构实现主轴立卧式的自动转换,零件在一次装夹固定后,便可连续完成除安装和定位的底面以外其它五个表面的铣削、镗孔、铰孔、攻丝等多道工序的加工,大大提高了零件的加工精度和效率。 ③主要论点与论据 为了解决机加工设备中采用现有立卧自动转头时,存在体积大、质量大以及传动精度低的问题,本发明提出了一种全新的立卧转换摆角头。该立卧转换摆角头,包括输入轴、传动轴、主轴、箱体、主轴外壳、驱动单元、齿轮和齿圈;其中,所述箱体设有输入轴孔,所述输入轴位于所述输入轴孔内,并且所述输入轴的输入端与动力源连接,输出端与所述传动轴的输入端连接;所述主轴外壳设有传动轴孔和主轴孔;所述传动轴位于所述传动轴孔内,并且所述传动轴的输出端与所述主轴连接;所述主轴位于所述主轴孔内;所述驱动单元位于所述箱体与所述主轴外壳之间,用于控制两者之间沿所述传动轴的轴线方向距离;所述齿轮套设在所述传动轴上,所述齿圈位于所述传动轴孔内,所述齿轮与所述齿圈沿所述传动轴的轴线方向选择性啮合和脱离。 优选的,所述输入轴、所述传动轴以及所述主轴三者之间均采用锥齿轮连接,并且所述输入轴与所述传动轴之间夹角为135°,所述传动轴与所述主轴之间夹角为45°。 进一步优选的,所述齿轮与所述齿圈之间沿所述传动轴的轴线方向的啮合距离和脱离距离与所述传动轴与所述主轴之间锥齿轮的脱离距离和啮合距离相对应。 优选的,所述传动轴与所述传动轴孔之间设有传动轴套筒;所述传动轴套筒与所述传动轴之间通过轴承转动连接,所述传动轴套筒的端部与所述箱体固定连接。 进一步优选的,所述传动轴套筒与所述传动轴孔之间设有滑动隔套;所述滑动隔套与所述传动轴套筒滑动连接,并且所述滑动隔套与所述主轴外壳固定连接。 优选的,驱动单元包括油缸和活塞;其中,所述油缸的一端与所述箱体固定连接,另一端与所述箱体形成油腔;所述活塞的一端与所述主轴外壳固定连接,另一端位于所述油腔内。 优选的,该立卧转换摆角头还包括两个端面齿盘;其中一个端面齿盘与所述箱体固定连接,另一个端面齿盘与所述主轴外壳固定连接,两个端面齿盘与所述传动轴同轴设置并且两个端面齿盘的齿面相对。 优选的,该立卧转换摆角头还包括位移检测单元;所述位移检测单元与所述箱体固定连接,用于检测所述主轴外壳相对于所述箱体,沿所述传动轴的轴向方向移动距离。 进一步优选的,所述位移检测单元包括位移检测元件、探头和复位弹簧;其中,所述探头的一端与所述主轴外壳保持贴牢状态,所述探头的另一端伸至所述位移检测元件,所述复位弹簧套设在所述探头上并且两端分别与所述探头和所述位移检测元件接触。 优选的,所述主轴内部沿轴线方向设有拉刀爪子、碟簧、拉杆、拉杆头、控制活塞和控制油缸;其中,所述碟簧预压紧在所述拉刀爪子和所述拉杆头之间并且套设在所述拉杆上,所述控制油缸与所述主轴顶部的主轴端盖形成油腔,用于所述控制活塞沿所述主轴的轴线方向进行上下移动。 ④创见与创新 一种立卧转换摆角头,其特征在于,包括输入轴、传动轴、主轴、箱体、主轴外壳、驱动单元、齿轮和齿圈;其中,所述箱体设有输入轴孔,所述输入轴位于所述输入轴孔内,并且所述输入轴的输入端与动力源连接,输出端与所述传动轴的输入端连接;所述主轴外壳设有传动轴孔和主轴孔;所述传动轴位于所述传动轴孔内,并且所述传动轴的输出端与所述主轴连接;所述主轴位于所述主轴孔内;所述驱动单元位于所述箱体与所述主轴外壳之间,用于控制两者之间沿所述传动轴的轴线方向距离;所述齿轮套设在所述传动轴上,所述齿圈位于所述传动轴孔内,所述齿轮与所述齿圈沿所述传动轴的轴线方向选择性啮合和脱离。 ⑤社会效益,存在的问题 未进行成果转化,无经济效益,且问题未发现。 ⑥历年获奖情况 无