專利名稱：模塊化b軸車銑復(fù)合功能單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造涉及數(shù)控機(jī)床用車銑復(fù)合功能單元，具體為一種模塊化B軸車銑復(fù)合功能單元。
背景技術(shù)：
工業(yè)的發(fā)展對(duì)機(jī)床的加工性能提出了更高的要求。航空、航天、軍工等工業(yè)領(lǐng)域中的復(fù)雜曲面零件，采用傳統(tǒng)的車削、銑削等加工手段和兩軸、三軸聯(lián)動(dòng)等加工方法很難實(shí)現(xiàn)高效與高精度的加工。具有多種靜態(tài)以及旋轉(zhuǎn)刀具，可在一次裝夾下對(duì)多種復(fù)雜外形工件進(jìn)行加工，具有多軸聯(lián)動(dòng)功能且待機(jī)時(shí)間短的多軸車銑復(fù)合加工中心則成為這些領(lǐng)域中的重要加工設(shè)備，而車銑復(fù)合功能單元?jiǎng)t是車銑復(fù)合加工中心的重要功能部件。B軸車銑復(fù)合功能單元，可實(shí)現(xiàn)B軸的擺動(dòng)以及靜態(tài)和旋轉(zhuǎn)刀具的安裝，具有角度進(jìn)給功能、車削加工、銑削加工和鉆孔等功能。由于上述特點(diǎn)，B軸車銑復(fù)合功能單元?jiǎng)t成為車銑復(fù)合加工中心中經(jīng)常使用的重要功能部件。采用機(jī)械傳動(dòng)的B軸車銑復(fù)合功能單元，存在反向間隙，噪音，熱變形以及動(dòng)態(tài)沖擊對(duì)齒輪造成危害等問題。非模塊化B軸車銑復(fù)合功能單元，車銑頭的加工能力范圍窄，無法實(shí)現(xiàn)超額定功率車銑加工。車銑加工的功率變化時(shí)則需要更換復(fù)合功能單元，乃至整臺(tái)機(jī)床進(jìn)行加工。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述存在的問題，本發(fā)明創(chuàng)造提供一種數(shù)控機(jī)床用模塊化B軸車銑復(fù)合功能單元。本發(fā)明創(chuàng)造的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種模塊化B軸車銑復(fù)合功能單元，其特征在于包括B軸模塊和車銑頭模塊，二者通過螺釘連接，所述的B軸模塊包括驅(qū)動(dòng)裝置、三齒盤分度結(jié)構(gòu)和抱閘結(jié)構(gòu)；所述的車銑頭模塊包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置和三齒盤固定
直ο所述的B軸模塊的驅(qū)動(dòng)裝置采用內(nèi)置電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)定子通過螺釘固定在B軸模塊的后蓋上，電機(jī)定子和后蓋一同安裝在箱體內(nèi)，電機(jī)轉(zhuǎn)子通過螺釘固定在軸上，軸通過螺釘與法蘭軸相連。所述的B軸模塊的三齒盤分度結(jié)構(gòu)如下在軸上開有孔，活塞桿穿過軸上的孔，一端通過螺母與鎖緊齒盤連接，一端通過螺母與活塞頭連接，活塞桿上套有碟簧，碟簧和活塞頭置于法蘭軸的腔體內(nèi)，形成一個(gè)活塞結(jié)構(gòu)，動(dòng)齒盤通過螺釘固定在軸上，定齒盤通過螺釘固定在后蓋上。所述的B軸模塊的抱閘結(jié)構(gòu)如下兩剎車片分別通過螺釘安裝在法蘭軸上和箱體上，盤上開有油腔，油腔內(nèi)裝有密封圈。所述的車銑頭模塊的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電機(jī)定子安裝在箱體內(nèi)，電機(jī)轉(zhuǎn)子與主軸采用盈配合安裝在一起，拉刀機(jī)構(gòu)固定在主軸上，隨主軸一同轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的車銑頭模塊的三齒盤固定裝置結(jié)構(gòu)為定齒盤固定在定齒盤套上，定齒盤套固定在箱體上，動(dòng)齒盤通過動(dòng)齒盤套固定在主軸上。本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果是
1、本發(fā)明創(chuàng)造模塊化B軸車銑復(fù)合功能單元包括B軸模塊和車銑頭模塊，二者通過螺釘連接在一起，采用模塊化設(shè)計(jì)方法，在進(jìn)行不同加工時(shí)，只要相應(yīng)更換車銑頭模塊就能實(shí)現(xiàn)不同功率加工。2、B軸模塊采用內(nèi)置電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)定子通過螺釘固定在B軸模塊的后蓋上，電機(jī)定子和后蓋一同安裝在箱體內(nèi)。電機(jī)轉(zhuǎn)子通過螺釘固定在軸上，軸通過螺釘與法蘭軸相連。 電機(jī)通電時(shí)，定子固定不動(dòng)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)軸和法蘭軸一同旋轉(zhuǎn)。法蘭軸上通過螺釘固定有車銑頭模塊，法蘭軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)車銑頭模塊擺動(dòng)。內(nèi)置電機(jī)驅(qū)動(dòng)降低了采用機(jī)械傳動(dòng)帶來的反向間隙，噪音，熱變形以及動(dòng)態(tài)沖擊對(duì)齒輪造成危害等問題。3、B軸模塊應(yīng)用了三齒盤結(jié)構(gòu)，鎖緊齒盤通過螺母固定在活塞桿上，活塞桿上套有碟簧，自然狀態(tài)下碟簧的預(yù)緊力使鎖緊齒盤與定齒盤和動(dòng)齒盤接觸，鎖緊法蘭軸；液壓油由非碟簧所在油腔流入時(shí)，鎖緊齒盤與定齒盤和動(dòng)齒盤脫離，法蘭軸可在電機(jī)帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)；液壓油由碟簧所在油腔流入時(shí)，鎖緊齒盤與定齒盤和動(dòng)齒盤接觸，鎖緊法蘭軸，起分度定位作用，確保系統(tǒng)的剛性和加工精度。4、B軸模塊應(yīng)用了抱閘結(jié)構(gòu)，兩片剎車片分別與法蘭軸和箱體相連，兩片剎車片間未施加正壓力時(shí)，法蘭軸可在電機(jī)帶動(dòng)下克服較小摩擦力下旋轉(zhuǎn)；兩片剎車片間通過液壓系統(tǒng)施加正壓力時(shí)，剎車片間的摩擦力限制法蘭軸的旋轉(zhuǎn)，確保B軸模塊可在任意角度下定位。5、車銑頭模塊采用內(nèi)置電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)定子安裝在箱體內(nèi)，電機(jī)轉(zhuǎn)子與主軸采用盈配合安裝在一起，拉刀機(jī)構(gòu)固定在主軸上，隨主軸一同轉(zhuǎn)動(dòng)。采用內(nèi)置電機(jī)驅(qū)動(dòng)降低了采用機(jī)械傳動(dòng)帶來的反向間隙，噪音，熱變形以及動(dòng)態(tài)沖擊對(duì)齒輪造成危害等問題。6、車銑頭模塊應(yīng)用了三齒盤結(jié)構(gòu)，動(dòng)齒盤與主軸相連，可隨主軸一同旋轉(zhuǎn)，車削時(shí)鎖緊齒盤同時(shí)與定齒盤和動(dòng)齒盤接觸，限制動(dòng)齒盤和主軸的旋轉(zhuǎn)，提高結(jié)構(gòu)剛性；銑削時(shí)鎖緊齒盤與定齒盤和動(dòng)齒盤脫離，保證拉刀機(jī)構(gòu)在電機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸的帶動(dòng)下正常旋轉(zhuǎn)。


圖1是本發(fā)明創(chuàng)造的總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是B軸模塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2中I局部放大圖，(即B軸模塊三齒盤結(jié)構(gòu)示意圖)。圖4是圖2中II局部放大圖，(即B軸模塊抱閘結(jié)構(gòu)示意圖)。圖5是車銑頭模塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是圖5中III局部放大圖，(即車銑頭模塊三齒盤結(jié)構(gòu)示意圖)。圖中，丨、車銑頭模塊；111、箱體、；112、電機(jī)定子；113、電機(jī)轉(zhuǎn)子；114、主軸；115、 拉刀機(jī)構(gòu)；121、定齒盤；122、動(dòng)齒盤；123、鎖緊齒盤；124、定齒盤套；125、動(dòng)齒盤套；2、B軸模塊；211、箱體；212、電機(jī)定子；213、電機(jī)轉(zhuǎn)子；214、法蘭軸；215、后蓋；216、軸；221、定齒盤；222、鎖緊齒盤；223、動(dòng)齒盤；224、活塞桿；225、活塞頭；226、碟簧；227、螺母；228、螺母；231、剎車片；232、剎車片；233、盤；234、密封圈；235、螺釘；236、螺釘；3、螺釘；41、油腔；42、油腔；43、油腔；44、油腔；45、油腔。
具體實(shí)施例方式如圖1和圖2所示，本發(fā)明創(chuàng)造模塊化B軸車銑復(fù)合功能單元由車銑頭模塊1和 B軸模塊2組成。車銑頭模塊1上可安裝車刀、銑刀、鉆頭等加工刀具，B軸模塊2在電機(jī)帶動(dòng)下可沿B軸擺動(dòng)，車銑頭模塊1通過螺栓3連接到B軸模塊2的法蘭軸214上。B軸模塊2主要包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、三齒盤分度結(jié)構(gòu)和抱閘結(jié)構(gòu)。其電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置如圖2所示，B軸模塊2的電機(jī)定子212通過螺釘固定在B軸模塊2的后蓋215上，電機(jī)定子212和后蓋215 —同安裝在箱體211內(nèi)，后蓋215上通過螺釘固定在箱體211上。電機(jī)轉(zhuǎn)子213通過螺釘固定在軸216上，軸216通過螺釘與法蘭軸214相連，電機(jī)轉(zhuǎn)子213和法蘭軸214安裝在箱體211內(nèi)。電機(jī)通電時(shí)，定子212固定不動(dòng)，轉(zhuǎn)子213轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)軸 216和法蘭軸214 —同旋轉(zhuǎn)。法蘭軸214上通過螺釘2固定有車銑頭模塊1，法蘭軸214旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)車銑頭模塊1擺動(dòng)。三齒盤分度裝置如圖2和圖3所示，軸216上開有孔，活塞桿2M穿過軸216上的孔，一端通過螺母228與鎖緊齒盤222連接，一端通過螺母227與活塞頭225連接，活塞桿 224上套有碟簧226。碟簧2 和活塞頭225置于法蘭軸214的腔體內(nèi)，形成一個(gè)活塞結(jié)構(gòu)。 動(dòng)齒盤223通過螺釘固定在軸216上，定齒盤221通過螺釘固定在后蓋215上。未通液壓油時(shí)，在碟簧226的預(yù)緊力作用下，鎖緊齒盤222與定齒盤221和動(dòng)齒盤223接觸，法蘭軸 214被鎖緊。液壓油由油腔41流進(jìn)時(shí)，壓力作用在活塞頭225上，碟簧2 壓縮，帶動(dòng)活塞桿2M移動(dòng)，鎖緊齒盤222與定齒盤221和動(dòng)齒盤223脫離接觸，電機(jī)通電法蘭軸214旋轉(zhuǎn)。 液壓油由油腔42流入時(shí)，活塞頭225在推力作用下帶動(dòng)活塞桿2M受力，鎖緊齒盤222在活塞桿2M作用下與定齒盤221和動(dòng)齒盤223接觸，對(duì)軸216和法蘭軸214分度定位。液壓油由碟簧側(cè)油腔流入時(shí)，活塞頭在推力作用下帶動(dòng)活塞桿受力，鎖緊齒盤在活塞桿作用下與定齒盤和動(dòng)齒盤接觸，對(duì)軸和法蘭軸分度定位。液壓油由非碟簧側(cè)油腔流進(jìn)時(shí)，壓力作用在活塞頭上，碟簧壓縮，帶動(dòng)活塞桿移動(dòng)，鎖緊齒盤與定齒盤和動(dòng)齒盤脫離接觸，電機(jī)通電帶動(dòng)法蘭軸旋轉(zhuǎn)。抱閘結(jié)構(gòu)如圖2和圖4所示，剎車片231通過螺釘235安裝在法蘭軸214上，剎車片231可隨法蘭軸214 —同旋轉(zhuǎn)，剎車片232和盤233通過螺釘236安裝在箱體211上。盤 233上開有油腔43，油腔43內(nèi)裝有密封圈234。油腔43不加壓力時(shí)，剎車片231和剎車片 232間存在較小的摩擦力，法蘭軸214在電機(jī)作用下可在克服較小摩擦力作用下旋轉(zhuǎn)。油腔 43加壓時(shí)，液壓油的壓力作用到密封圈234上，密封圈234擠壓剎車片232，剎車片232和剎車片231間產(chǎn)生較大的正壓力和摩擦力，剎車片232和剎車片231間的摩擦力限制了剎車片231和法蘭軸314的旋轉(zhuǎn)，在任意角度對(duì)法蘭軸314定位。車銑頭模塊1主要包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置和三齒盤固定裝置，如圖5所示。其電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電機(jī)定子112安裝在箱體111內(nèi)，電機(jī)轉(zhuǎn)子113與軸114采用盈配合安裝在一起， 拉刀機(jī)構(gòu)115固定在軸114上，電機(jī)通電時(shí)，拉刀機(jī)構(gòu)115隨電機(jī)轉(zhuǎn)子113和軸114 一同轉(zhuǎn)動(dòng)。車銑頭模塊的三齒盤固定裝置如圖5和圖6所示，定齒盤121固定在定齒盤套IM 上，定齒盤套124固定在箱體111上，動(dòng)齒盤122通過動(dòng)齒盤套125固定在主軸112上，液壓油進(jìn)入油腔44時(shí)，鎖緊齒盤123同時(shí)與動(dòng)齒盤122和定齒盤121接觸，軸114的轉(zhuǎn)動(dòng)被限制，拉刀機(jī)構(gòu)115上安裝車刀實(shí)現(xiàn)車削加工。液壓油進(jìn)入油腔45時(shí)，鎖緊齒盤123與動(dòng)齒盤122和定齒盤121脫離接觸，軸114的可在電機(jī)帶動(dòng)下自由轉(zhuǎn)動(dòng)。拉刀機(jī)構(gòu)115上安裝動(dòng)力刀具，在電機(jī)的帶動(dòng)下，軸114、拉刀機(jī)構(gòu)115的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)動(dòng)力刀具轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)銑削、 鉆削等加工。
權(quán)利要求
1.一種模塊化B軸車銑復(fù)合功能單元，其特征在于包括B軸模塊和車銑頭模塊，二者通過螺釘連接，所述的B軸模塊包括驅(qū)動(dòng)裝置、三齒盤分度結(jié)構(gòu)和抱閘結(jié)構(gòu)；所述的車銑頭模塊包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置和三齒盤固定裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化B軸車銑復(fù)合功能單元，其特征在于所述的B軸模塊的驅(qū)動(dòng)裝置采用內(nèi)置電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)定子通過螺釘固定在B軸模塊的后蓋上，電機(jī)定子和后蓋一同安裝在箱體內(nèi)，電機(jī)轉(zhuǎn)子通過螺釘固定在軸上，軸通過螺釘與法蘭軸相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化B軸車銑復(fù)合功能單元，其特征在于所述的B軸模塊的三齒盤分度結(jié)構(gòu)如下在軸上開有孔，活塞桿穿過軸上的孔，一端通過螺母與鎖緊齒盤連接，一端通過螺母與活塞頭連接，活塞桿上套有碟簧，碟簧和活塞頭置于法蘭軸的腔體內(nèi)， 形成一個(gè)活塞結(jié)構(gòu)，動(dòng)齒盤通過螺釘固定在軸上，定齒盤通過螺釘固定在后蓋上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化B軸車銑復(fù)合功能單元，其特征在于所述的B軸模塊的抱閘結(jié)構(gòu)如下兩剎車片分別通過螺釘安裝在法蘭軸上和箱體上，盤上開有油腔，油腔內(nèi)裝有密封圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化B軸車銑復(fù)合功能單元，其特征在于所述的車銑頭模塊的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電機(jī)定子安裝在箱體內(nèi)，電機(jī)轉(zhuǎn)子與主軸采用盈配合安裝在一起， 拉刀機(jī)構(gòu)固定在主軸上，隨主軸一同轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化B軸車銑復(fù)合功能單元，其特征在于所述的車銑頭模塊的三齒盤固定裝置結(jié)構(gòu)為定齒盤固定在定齒盤套上，定齒盤套固定在箱體上，動(dòng)齒盤通過動(dòng)齒盤套固定在主軸上。
全文摘要
模塊化B軸車銑復(fù)合功能單元，涉及數(shù)控機(jī)床用車銑復(fù)合功能單元；它包括B軸模塊和車銑頭模塊，所述的B軸模塊包括驅(qū)動(dòng)裝置、三齒盤分度結(jié)構(gòu)和抱閘結(jié)構(gòu)；所述的車銑頭模塊包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置和三齒盤固定裝置。車銑頭模塊靠?jī)?nèi)置電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并設(shè)計(jì)有三齒盤鎖緊結(jié)構(gòu)，車削時(shí)三齒盤鎖緊保證結(jié)構(gòu)剛性，銑削或鉆削時(shí)三齒盤松開，主軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)刀具進(jìn)行加工。B軸模塊靠?jī)?nèi)置電機(jī)驅(qū)動(dòng)，分度加工時(shí)采用三齒盤鎖緊結(jié)構(gòu)保證結(jié)構(gòu)剛性和分度精度，任意角度加工時(shí)采用抱閘機(jī)構(gòu)保證加工剛度。B軸模塊和車銑頭模塊之間通過螺釘連接，根據(jù)加工需要更換不同車銑頭來擴(kuò)展加工能力。
文檔編號(hào)B23Q5/00GK102398154SQ20111022324
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者劉曉濱, 張衡, 李之洋, 李家瑞, 李文論, 楊迪, 狄子建, 羅志久, 郭智春, 郭進(jìn)彪, 顏克輝, 馬仕龍, 高克林, 魏傳良 申請(qǐng)人:沈陽機(jī)床(集團(tuán))設(shè)計(jì)研究院有限公司