一种狭小空间内部铣削的辅助装置及其组合加工方法与流程

本发明涉及铣削加工，尤其涉及一种狭小空间内部铣削的辅助装置及其组合加工方法。

背景技术：

1、科研院所在日常科研生产中的零件具有形状复杂、种类多、批量小的特点，尤其是众多形状复杂的壳体零件，由于内部空间过于狭小且所含元素较多，因此给加工带来很大的困难。例如壳体内部钻孔倒角、键槽、沉孔等,虽精度要求不高，但形状、表面质量要求较严。

2、受限于普通铣床或加工中心主轴形式，无法达到较好的加工效果，多采用纯手动加工，耗时较多，操作较难，因此当下已不能满足小批量的壳体等零件的加工需求。

3、且具有以下缺点：

4、1、如采用数控铣床或普通铣床加工，由于设备装夹方式单一、加工方向单一，被加工零件空间狭小，主轴头不能直接携带刀具进入零件内部加工，需设计多种夹具，且需购买避让性较强的刀柄等。此种方法耗时较长，经济性较差，操作较难。

5、2、如采用五轴加工中心加工，需提前设计零件夹具工装，且需使用避让性较强的刀柄，程序编制时需要考虑主轴头和工作台的摆动角度使其联动，避免造成零件和机床附件的碰撞等。此种方法耗时较长，程序编制较难，操作较难。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，解决现有技术的不足之处，提出一种狭小空间内部铣削的辅助装置及其组合加工方法，能实现在狭小空间安全加工，操作便捷且通用性好。

2、一种狭小空间内部铣削的辅助装置，定义机床输出轴的延伸方向为z向，辅助装置动力输入端向动力输出端的连线方向为xy轴平面上的x向；辅助装置在xy轴平面上铣削加工工件，该辅助装置包括壳体；壳体的x向一端沿z向旋转插接有输入端机构并沿x向固定插接拨杆，壳体的内部沿x向旋转插接有传输机构，壳体的x向另一端沿z向旋转插接有输出端机构；输入端机构、传输机构及输出端机构依次啮合传动连接。

3、优选的，输入端机构包括输入轴及输入轴锥齿轮，其中输入轴z向限位并周向旋转插接在壳体的动力输入端上，该输入轴的顶部一体制出有搭接在壳体外壁上的限位环，输入轴的顶端同轴螺纹连接有夹持棒，且输入轴的底部外周制出有啮合套装输入轴锥齿轮并z向延伸至壳体内部的外螺纹；夹持棒由机床输出轴上的夹钳夹持固定。

4、优选的，传输机构包括传动轴、传动套筒及传动轴锥齿轮；传动轴沿x向旋转插接在壳体内部，传动轴的两端啮合套装连接传动套筒；传动套筒上同轴固设传动轴锥齿轮，其中传动轴一端的传动套筒上的传动锥齿轮与输入轴锥齿轮啮合连接。

5、优选的，输出端机构包括输出轴、输出锥齿轮及刀具固定单元；输出轴沿z向穿透并旋转插接在壳体上，该输出轴的顶端中部开设内六角孔，输出轴的顶端外周一体制出有搭接在壳体外壁上的限位凸台，输出轴的底端制为轴向开口的空心结构并同轴夹装固定刀具固定单元，且输出轴的底端外壁上制出外螺纹；输出锥齿轮啮合套装连接在输出轴的外螺纹上，且输出锥齿轮在xy轴平面上旋转并啮合连接传动轴锥齿轮。

6、优选的，刀具固定单元包括压盖及刀具卡芯；刀具卡芯开口向外并同轴插接在输出轴的底端开口处；压盖啮合套装在输出轴的外螺纹上并轴向压合刀具卡芯，并由刀具卡芯径向闭合夹紧刀具。

7、一种狭小空间内部铣削的辅助装置的组合加工方法，包括以下步骤：

8、步骤1，将壳体中部轴承孔内按照设计要求置入轴承，将传动轴通过壳体右端工艺孔置入壳体中部轴承孔内，将传动轴向右稍作调整，使传动轴左端留有空隙且足够放置传动轴锥齿轮，将传动轴锥齿轮放置左端空隙处，通过螺纹锁紧，将另一锥齿轮与右端固定；

9、步骤2，将壳体右端轴承孔内按照设计要求置入轴承，将输入轴螺纹端由上向下置入轴承孔内，将输入轴锥齿轮，齿轮根部朝上与传动轴锥齿轮啮合，转动传动轴齿轮，手持输入轴齿轮随转动将输入轴齿轮旋入至合适位置，与输入轴下端螺纹固定；

10、步骤3，将壳体左端轴承孔内按照设计要求置入轴承，将输出轴螺纹一端朝下，自上向下置入轴承孔内，调整输出轴位置，将输出轴锥齿轮，通过螺纹与之固定；

11、步骤4，将刀具卡芯置入输出轴底端的锥孔内，压盖通过输出轴外部螺纹压紧刀具卡芯以锁紧刀具；

12、步骤5，将夹持棒同轴螺纹连接在输入轴的一端，夹持棒的另一端用铣床主轴夹持提供动力输出；

13、步骤6，将刀具置入刀具卡芯内，将六角扳手置于输出轴上端内六角孔内，两者向反方向施力旋紧压盖，刀具即可锁紧；如需卸下刀具，将六角扳手置于输出轴上端内六角孔内，两者向反方向使力旋松压盖即可；

14、步骤7，手持壳体中部，移动设备主轴或零件进行狭小空间内的铣削加工；

15、步骤8，如加工时切削力较大，手持力无法抵消切削力产生的扭矩，需在壳体一端x向连接拨杆，将拨杆另一端接触固定位置，抵消该装置自转扭力，提供辅助支撑。

16、本发明的优点及技术效果在于：

17、(1)本发明中的夹持棒为通用尺寸，可通过机床的夹持附件直接固定。

18、(2)本发明中的传动方式为齿轮传动，可提供较大的扭矩用于加工。

19、(3)本发明中的锁紧大多采用螺纹通过附着轴旋转形成自锁，安全可靠，结构简单，便于装配。

20、(4)本发明通过锥面受压提供刀具锁紧力，拆卸简单，操作方便。

21、(5)本发明装置同时采用两组锥齿轮传动，将机床主轴动力传递至平行于轴线的另一位置，因此可在零件上下位置受限的狭小的内部空间实现铣削，例如倒角，钻孔，键槽等。

22、(6)本发明上下各置一根夹持棒(不用时可卸下)，如遇零件上下两面都含待加工元素，可通过更换上下两根夹持棒夹持方向，从而改变刀具加工方向，来实现双面的加工，摆脱了传统更换零件夹持位置的方式，保证加工质量的同时，极大简化操作步骤，缩短操作时间。

23、本发明可用于航天，航空，船舶，精密仪器等行业的小型壳类零件内部加工，对单件小批量产品加工领域有十分广阔的推广应用前景。

技术特征：

1.一种狭小空间内部铣削的辅助装置，定义机床输出轴的延伸方向为z向，辅助装置动力输入端向动力输出端的连线方向为xy轴平面上的x向；其特征在于：所述辅助装置在xy轴平面上铣削加工工件，该辅助装置包括壳体；所述壳体的x向一端沿z向旋转插接有输入端机构并沿x向固定插接拨杆，壳体的内部沿x向旋转插接有传输机构，壳体的x向另一端沿z向旋转插接有输出端机构；所述输入端机构、传输机构及输出端机构依次啮合传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种狭小空间内部铣削的辅助装置，其特征在于：所述输入端机构包括输入轴及输入轴锥齿轮，其中输入轴z向限位并周向旋转插接在壳体的动力输入端上，该输入轴的顶部一体制出有搭接在壳体外壁上的限位环，输入轴的顶端同轴螺纹连接有夹持棒，且输入轴的底部外周制出有啮合套装输入轴锥齿轮并z向延伸至壳体内部的外螺纹；所述夹持棒由机床输出轴上的夹钳夹持固定。

3.根据权利要求2所述的一种狭小空间内部铣削的辅助装置，其特征在于：所述传输机构包括传动轴、传动套筒及传动轴锥齿轮；所述传动轴沿x向旋转插接在壳体内部，传动轴的两端啮合套装连接传动套筒；所述传动套筒上同轴固设传动轴锥齿轮，其中传动轴一端的传动套筒上的传动锥齿轮与输入轴锥齿轮啮合连接。

4.根据权利要求3所述的一种狭小空间内部铣削的辅助装置，其特征在于：所述输出端机构包括输出轴、输出锥齿轮及刀具固定单元；所述输出轴沿z向穿透并旋转插接在壳体上，该输出轴的顶端中部开设内六角孔，输出轴的顶端外周一体制出有搭接在壳体外壁上的限位凸台，输出轴的底端制为轴向开口的空心结构并同轴夹装固定刀具固定单元，且输出轴的底端外壁上制出外螺纹；所述输出锥齿轮啮合套装连接在输出轴的外螺纹上，且输出锥齿轮在xy轴平面上旋转并啮合连接传动轴锥齿轮。

5.根据权利要求4所述的一种狭小空间内部铣削的辅助装置，其特征在于：所述刀具固定单元包括压盖及刀具卡芯；所述刀具卡芯开口向外并同轴插接在输出轴的底端开口处；所述压盖啮合套装在输出轴的外螺纹上并轴向压合刀具卡芯，并由刀具卡芯径向闭合夹紧刀具。

6.一种如权利要求1所述的狭小空间内部铣削的辅助装置的组合加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种狭小空间内部铣削的辅助装置及其组合加工方法，定义机床输出轴的延伸方向为Z向，辅助装置动力输入端向动力输出端的连线方向为XY轴平面上的X向；辅助装置在XY轴平面上铣削加工工件，该辅助装置包括壳体；壳体的X向一端沿Z向旋转插接有输入端机构并沿X向固定插接拨杆，壳体的内部沿X向旋转插接有传输机构，壳体的X向另一端沿Z向旋转插接有输出端机构；输入端机构、传输机构及输出端机构依次啮合传动连接。该辅助装置及其组合加工方法，能实现在狭小空间安全加工，操作便捷且通用性好。技术研发人员：陈鹏,刘梦圆,杨纪东,詹俊宝,陈晓洁受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/11