一种自动直角铣头的制作方法

1.本实用新型涉及加工机床技术领域，特别涉及一种自动直角铣头。


背景技术：

2.自动直角铣头是用于实现机床立式主轴自动转为卧式主轴的加工的机床附件。自动直角铣头具有分度定位的功能，即可以调节铣头的角度，适应更多的加工要求。目前的自动直角铣头和机床主轴之间传递扭矩，是通过刀柄轴上的锥面以及键结构实现的。但是，在加工前调节好铣头的角度后，在经过加工后，再次调整铣头的角度时容易发生偏差，导致加工精度降低。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提出一种自动直角铣头，旨在解决现有技术中自动直角铣头在分度定位时容易出现铣头角度偏差、分度定位精度不高的技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提出一种自动直角铣头，包括：
5.铣头基座；
6.转动外壳，其与所述铣头基座转动连接，所述转动外壳的转动轴线沿上下方向设置，所述转动外壳的内侧设有第一分度齿环，所述转动外壳的下侧的内侧转动连接有铣头主轴，所述铣头主轴的轴线沿横向设置，所述铣头主轴的外侧固定连接有第一锥齿轮；
7.传动组件，其设于所述转动外壳的内侧，所述传动组件包括第二传动盘，所述第二传动盘与所述转动外壳转动连接，所述第二传动盘与所述转动外壳在上下方向上相对固定，所述第二传动盘设于所述铣头主轴的上侧，所述第二传动盘的下侧设有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮和所述第一锥齿轮啮合连接，所述第二传动盘的中部设有沿上下方向贯穿的传动孔，所述传动组件还包括传动轴和第一传动盘，所述传动轴沿上下方向延伸，所述传动轴穿过所述第一传动盘的上侧和下侧，所述传动轴与所述第一传动盘固定连接，所述传动轴的上侧为刀柄轴，所述刀柄轴设于所述第一传动盘的上侧，所述第一传动盘设于所述第二传动盘的上侧，所述传动轴的下侧穿过所述传动孔，所述传动轴的下侧与所述传动孔沿上下方向滑动连接，所述传动轴与所述第二传动盘周向固定，所述第一传动盘的外周设有可与所述第一分度齿环啮合的第二分度齿环，所述刀柄轴的上侧设有拉钉，所述第一传动盘的上侧面设有键槽，所述刀柄轴和所述第一传动盘通过所述键槽与外设的机床主轴连接并传递扭矩。
8.目前通过锥面和键传递扭矩的结构，在轻载时大部分扭矩通过锥面传递，在重载时大部分扭矩通过键传递，即在调节铣头角度、分度定位时为轻载通过锥面传递扭矩，而在加工时为重载通过键传递扭矩；由于键配合时机床主轴和刀柄轴存在一定的间隙，在重载情况下会通过键传递扭矩会使原本的间隙变小，使得在再次用锥面传递扭矩来调节铣头角度时，铣头的角度发生偏差。本技术中，刀柄轴和第一传动盘通过键槽与机床主轴上的键连接并传递绝大部分的扭矩，刀柄轴与机床主轴只通过锥面传递很小的扭矩，使得在轻载和
重载的情况下都通过键传递扭矩，在调节铣头角度时，键连接结构的间隙已经被消除，第一传动盘上的键槽贴紧机床主轴上的键，从而避免因为间隙变化引起铣头角度的误差，提高铣头的分度定位精度。
9.优选地，所述刀柄轴的上侧设有导向锥面，所述刀柄轴上从所述导向锥面到所述第二传动盘之间设有圆柱段。刀柄轴的上侧的导向锥面是为连接自动直角铣头和机床主轴时方便导向插入而设置，导向锥面和圆柱段完全或几乎不参与传递扭矩。
10.优选地，所述铣头基座的上侧设有第一沉孔，所述第一沉孔的底部设有第一螺孔，所述第一沉孔的内侧插设有第一定位销，所述第一定位销的上侧设有第二沉孔，所述第二沉孔的底部设有第二通孔，所述第二通孔内设有第一螺丝，所述第一螺丝与所述第一螺孔螺纹连接。
11.铣头基座的上侧的第一定位销用于把自动直角铣头连接到机床时的定位，现有的第一定位销是通过过盈配合压在铣头基座上，当出现第一定位销的定位出现较大偏差，或第一定位销损坏需要更换时很难拆下第一定位销，更换维修不方便。本技术中第一定位销通过第一螺丝固定在铣头基座上，拆装第一定位销较方便。
12.优选地，所述铣头基座的下侧设有销孔，所述销孔内可拆连接有衬套。
13.铣头基座的下侧的销孔用于在安装或拆下自动直角铣头时，使用插销插入销孔可对自动直角铣头进行承托定位；现有的插销和销孔连接时销孔易磨损，给安装自动直角铣头时产生偏差的问题，需要更换整个铣头基座。本技术在销孔内设置衬套，衬套与插销接触，衬套可保护销孔；当衬套磨损时更换衬套即可，不影响铣头基座。
14.优选地，所述转动外壳包括上外壳和下外壳，所述上外壳和所述下外壳固定连接，所述上外壳与所述铣头基座转动连接，所述第一分度齿环设于所述上外壳上，所述铣头主轴与所述下外壳转动连接，所述上外壳的下侧设有上半孔，所述下外壳的上侧设有下半孔，所述上半孔和所述下半孔形成定位孔，所述定位孔内设有第二定位销。
15.转动外壳包括上外壳和下外壳组装而成，可使转动外壳内的零部件安装更方便。上外壳和下外壳的连接配合需要较高的位置精度，为了提高上外壳和下外壳的连接精度，方便组装人员的拆装，在调节好上外壳和下外壳的位置并固定好以后，在上外壳和下外壳的连接位置加工定位孔，即在上外壳形成上半孔，在下外壳形成下半孔，并用第二定位销插入定位孔内，可方便后期拆装维修后保持位置精度不变。
16.优选地，所述转动外壳的内侧设有安装环，所述第一分度齿环可拆连接于所述安装环的上侧。
17.现有的自动直角铣头中，第一分度齿环是安装在安装环的下侧的，当需要拆装第一分度齿环时，只能从转动外壳的下侧取出第一分度齿环，需要拆开转动外壳的下侧的几乎所有零部件，拆装麻烦。本技术中，第一分度齿环安装在安装环的上侧，这样当拆装第一分度齿环时，第一分度齿环可以从转动外壳的上侧取出，位于第一分度齿环的上侧的零部件较少，减少拆出零部件的数量，更方便拆装第一分度齿环。
18.优选地，所述第一分度齿环的上侧可拆连接有第一挡环，所述第一挡环的上侧设有竖向设置的第一竖环，所述第一传动盘的上侧可拆连接有第二挡环，所述第二挡环的下侧设有第二竖环，所述第二挡环设于所述第一竖环的上侧，所述第二竖环设于所述第一竖环的外周。
19.把第一分度齿环设置在安装环的上侧后，容易出现外部杂物从第一分度齿环与第一传动盘之间的间隙进入自动直角铣头的内部的问题；为解决上述问题，设置第二挡环、第二竖环以及第一挡环、第一竖环交错设置，第一挡环和第二挡环不影响相对转动，可挡住杂物进入第一分度齿环与第一传动盘之间的间隙。
20.优选地，所述转动外壳的内侧设有导油孔，所述导油孔的上端与所述第一分度齿环的上侧连通，所述导油孔的下端与所述转动外壳的外部连通。设置导油孔连通转动外壳的内侧和外侧，可以方便地把位于转动外壳内侧的、位于第一分度齿环上侧的油或其他杂质导出。
21.优选地，所述转动外壳上设有设于所述铣头主轴的外周的外端面，所述外端面上通过螺丝固定连接有轴承座，所述轴承座和所述外端面之间设有垫片组件，所述垫片组件包括至少两个分垫片，所有所述分垫片沿所述铣头主轴周向分布。
22.轴承座用于对铣头主轴与转动外壳之间的轴承进行限位，在装配过程中，可能由于加工误差等原因，需要更换垫片的厚度来调整适应轴承座和其他零部件的位置；目前的垫片是整体式，当垫片的厚度不合适时，需要把压在轴承座上的零件全部拆开才能更换，花费时间较长。本技术通过设置分体式的分垫片组成垫片组件，分垫片可以侧面插入轴承座和外端面之间，可以快速更换垫片，提高装配效率。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
24.图1为本实用新型的内部结构示意图；
25.图2为图2中a处的局部放大图；
26.图3为图2中b处的局部放大图；
27.图4为图2中c处的局部放大图；
28.图5为图2中d处的局部放大图；
29.图6为本实用新型的销孔和衬套的结构示意图。
30.附图中：1-铣头基座、11-第一定位销、111-第一螺孔、112-第二沉孔、113
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第一螺丝、12-销孔、121-衬套、2-转动外壳、21-上外壳、211-上半孔、22-下外壳、221-下半孔、23-第一分度齿环、24-第二定位销、25-安装环、26-第一挡环、261-第一竖环、27-导油孔、3-铣头主轴、31-第一锥齿轮、4-第二传动盘、41-第二锥齿轮、5-传动轴、51-刀柄轴、511-导向锥面、512-圆柱段、52
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拉钉、6-第一传动盘、61-第二分度齿环、62-键槽、63-第二挡环、631-第二竖环、71-轴承座、72-垫片组件。
31.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部
的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
34.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
35.如图1至图6所示，一种自动直角铣头，包括铣头基座1、转动外壳2和传动组件。
36.铣头基座1为自动直角铣头与机床固定的部件，自动直角铣头通过铣头基座1安装在机床上。
37.转动外壳2与铣头基座1转动连接，转动外壳2的转动轴线沿上下方向设置，转动外壳2的内侧设有第一分度齿环23，第一分度齿环23为外齿环，转动外壳2的下侧的内侧转动连接有铣头主轴3，铣头主轴3的轴线沿横向设置，铣头主轴3的外侧固定连接有第一锥齿轮31。
38.传动组件设于转动外壳2的内侧，传动组件包括第二传动盘4，第二传动盘4与转动外壳2转动连接，第二传动盘4与转动外壳2在上下方向上相对固定，第二传动盘4设于铣头主轴3的上侧，第二传动盘4的下侧设有第二锥齿轮41，第二传动盘4与第二锥齿轮41可一体设置或分体固定，第二锥齿轮41和第一锥齿轮31啮合连接，第二传动盘4的中部设有沿上下方向贯穿的传动孔。
39.传动组件还包括传动轴5和第一传动盘6，传动轴5沿上下方向延伸，传动轴5穿过第一传动盘6的上侧和下侧，传动轴5与第一传动盘6固定连接，传动轴5的上侧为刀柄轴51，刀柄轴51设于第一传动盘6的上侧，第一传动盘6设于第二传动盘4的上侧，第一传动盘6和第二传动盘4之间设有弹簧，传动轴5的下侧穿过传动孔，传动轴5的下侧与传动孔沿上下方向滑动连接，传动轴5与第二传动盘4周向固定，第一传动盘6的外周设有可与第一分度齿环23啮合的第二分度齿环61，第二分度齿环61为外齿环，刀柄轴51的上侧设有拉钉52，第一传动盘6的上侧面设有键槽62，外设的机床主轴上设置键，刀柄轴51和第一传动盘6通过键槽62与机床主轴上的键连接并传递扭矩，机床主轴与刀柄轴51接触的部位很少。
40.自动直角铣头的工作原理大致如下：自动直角铣头与机床连接后，机床主轴带动刀柄轴51转动；在对工件加工时，第一分度齿环23和第二分度齿环61处于分离状态，第二分度齿环61位于第一分度齿环23的下侧，传动轴 5带动第二传动盘4转动，第二传动盘4上的第二锥齿轮41带动铣头主轴3 上的第一锥齿轮31转动，实现竖向的传动轴5的转动转化为横向的铣头主轴 3的转动；当需要分度定位、调节铣头的角度时，铣头基座1上的拉钉52由机床上油缸带动往下移动，铣头基座1和第一分度齿环23往下移动，第二分度齿环61的位置不变，使第一分度齿环23和第二分度齿环61啮合，机床主轴转动，通过第一分度齿环23和第二分度齿环61带动转动外壳2转动，从而可调节铣头主轴3的角度；第一传动盘6和第二传动
盘4之间的弹簧保持在加工状态时第一分度齿环23和第二分度齿环61处于分离状态。
41.目前的自动直角铣头通过较大的锥面和键传递扭矩的结构，在轻载时大部分扭矩通过锥面传递，在重载时大部分扭矩通过键传递，即在调节铣头角度、分度定位时为轻载通过锥面传递扭矩，而在加工时为重载通过键传递扭矩；由于键配合时机床主轴和刀柄轴存在一定的间隙，在重载情况下会通过键传递扭矩会使原本的间隙变小，使得在再次用锥面传递扭矩来调节铣头角度时，铣头的角度发生偏差。
42.本技术中，刀柄轴51和第一传动盘6通过键槽62与机床主轴上的键连接并传递绝大部分的扭矩，刀柄轴51与机床主轴只通过锥面传递很小的扭矩，使得在轻载和重载的情况下都通过键传递扭矩，在调节铣头角度时，键连接结构的间隙已经被消除，第一传动盘6上的键槽62贴紧机床主轴上的键，从而避免因为间隙变化引起铣头角度的误差，提高铣头的分度定位精度。另外，当刀柄轴51不需设置较大的锥面后，刀柄轴51的体积可以缩小，减轻重量，减少需要传递的扭矩，也有利于提高分度精度。
43.进一步地，刀柄轴51的上侧设有导向锥面511，刀柄轴51上从导向锥面 511到第二传动盘4之间设有圆柱段512。刀柄轴51的上侧的导向锥面511 是为连接自动直角铣头和机床主轴时方便导向插入而设置，导向锥面511和圆柱段512完全或几乎不参与传递扭矩。
44.在一些具体实施例中，铣头基座1的上侧设有第一沉孔，第一沉孔的底部设有第一螺孔111，第一沉孔的内侧插设有第一定位销11，第一定位销11 的上侧设有第二沉孔112，第二沉孔112的底部设有第二通孔，第二通孔内设有第一螺丝113，第一螺丝113与第一螺孔111螺纹连接。
45.铣头基座1的上侧的第一定位销11用于把自动直角铣头连接到机床时的定位，现有的第一定位销11是通过过盈配合压在铣头基座1上，当出现第一定位销11的定位出现较大偏差，或第一定位销11损坏需要更换时很难拆下第一定位销11，更换维修不方便。本技术中把第一定位销11插入铣头基座1 的第一沉孔内，再用第一螺丝113穿过第一定位销11的第二通孔并与铣头基座1上的第一螺孔111螺纹连接，第一螺丝113的螺丝头在第二沉孔112内；第一定位销11通过第一螺丝113固定在铣头基座1上，拆装第一定位销11 较方便。
46.在一些具体实施例中，铣头基座1的下侧设有销孔12，销孔12内可拆连接有衬套121。
47.铣头基座1的下侧的销孔12用于在安装或拆下自动直角铣头时，使用插销插入销孔12可对自动直角铣头进行承托定位；现有的插销和销孔12连接时销孔12易磨损，给安装自动直角铣头时产生偏差的问题，需要更换整个铣头基座1。本技术中在销孔12内设置衬套121，衬套121与插销接触，衬套 121可保护销孔12；当衬套121磨损时更换衬套121即可，不影响铣头基座1。
48.在一些具体实施例中，转动外壳2包括上外壳21和下外壳22，上外壳 21和下外壳22固定连接，上外壳21与铣头基座1转动连接，第一分度齿环 23设于上外壳21上，铣头主轴3与下外壳22转动连接，上外壳21的下侧设有上半孔211，下外壳22的上侧设有下半孔221，上半孔211和下半孔221 形成定位孔，定位孔内设有第二定位销24。
49.转动外壳2包括上外壳21和下外壳22组装而成，可使转动外壳2内的零部件安装更方便。上外壳21和下外壳22的连接配合需要较高的位置精度，为了提高上外壳21和下外壳22的连接精度，方便组装人员的拆装，在调节好上外壳21和下外壳22的位置并固定好以后，
在上外壳21和下外壳22的连接位置加工定位孔，即在上外壳21形成上半孔211，在下外壳22形成下半孔221，并用第二定位销24插入定位孔内，可方便后期拆装维修后保持位置精度不变。
50.在一些具体实施例中，转动外壳2的内侧设有安装环25，第一分度齿环 23可拆连接于安装环25的上侧。
51.现有的自动直角铣头中，第一分度齿环23是安装在安装环25的下侧的，当需要拆装第一分度齿环23时，只能从转动外壳2的下侧取出第一分度齿环 23，需要拆开转动外壳2的下侧的几乎所有零部件，拆装麻烦。本技术中，第一分度齿环23通过螺丝安装在安装环25的上侧，这样当拆装第一分度齿环23时，第一分度齿环23可以从转动外壳2的上侧取出，位于第一分度齿环23的上侧的零部件较少，减少拆出零部件的数量，更方便拆装第一分度齿环23。
52.进一步地，第一分度齿环23的上侧可拆连接有第一挡环26，第一挡环 26用螺丝固定在第一分度齿环23上，第一挡环26的上侧设有竖向设置的第一竖环261，第一传动盘6的上侧可拆连接有第二挡环63，第二挡环63用螺丝固定在第二分度齿环61上，第二挡环63的下侧设有第二竖环631，第二挡环63设于第一竖环的上侧，第二竖环631设于第一竖环261的外周。
53.把第一分度齿环23设置在安装环25的上侧后，容易出现外部杂物从第一分度齿环23与第一传动盘6之间的间隙进入自动直角铣头的内部的问题。为解决上述问题，设置第二挡环63、第二竖环631以及第一挡环26、第一竖环261交错设置，第一挡环26、第一竖环261和第二挡环63、第二竖环631 之间留有小的间隙，不影响相对转动；第二挡环63遮挡在第一竖环261的上侧，再设置第二竖环631遮挡在第一竖环261的外周，可有效阻挡外部杂质、水等流入第一分度齿环23与第一传动盘6之间的间隙。第一挡环26、第二挡环63为可拆，拆下第一挡环26和第二挡环63后不影响第一分度齿环23的拆装。
54.在一些具体实施例中，转动外壳2的内侧设有导油孔27，导油孔27的上端与第一分度齿环23的上侧连通，导油孔27的下端与转动外壳2的外部连通，导油孔27的下端出口位于铣头基座1的下侧。设置导油孔27连通转动外壳2的内侧和外侧，可以方便地把位于转动外壳2内侧的、位于第一分度齿环23上侧的油或其他杂质导出。
55.在一些具体实施例中，转动外壳2上设有设于铣头主轴3的外周的外端面，外端面上通过螺丝固定连接有轴承座71，轴承座71和外端面之间设有垫片组件72，垫片组件72包括至少两个分垫片，所有分垫片沿铣头主轴3周向分布。
56.轴承座71用于对铣头主轴3与转动外壳2之间的轴承进行限位，在装配过程中，可能由于加工误差等原因，需要更换垫片的厚度来调整适应轴承座 71和其他零部件的位置；目前的垫片是整体式，当垫片的厚度不合适时，需要把压在轴承座71上的零件全部拆开才能更换，花费时间较长。本技术通过设置分体式的分垫片组成垫片组件72，分垫片可以侧面插入轴承座71和外端面之间，可以快速更换垫片，提高装配效率。
57.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。