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一种带侧铣头的五轴加工中心的刀具总成结构的制作方法

专利查询2022-6-30  84

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1.本实用新型涉及机械加工技术领域,具体是涉及一种带侧铣头的五轴加工中心的刀具总成结构。


背景技术:

2.五轴加工中心,是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复杂曲面的加工中心。现需要对一种圆柱体工件的上底面及上底面与侧面的交界边进行打磨加工,传统加工方式是使用五轴加工中心上装配的输出端垂直于工件上顶面的铣头对圆柱体的上顶面进行打磨加工,再更换上符合打磨工件上底面与侧面的交界边斜角角度的铣头,使铣头与圆柱体工件上底面与侧面的交界边接触,并绕工件轴线旋转工装夹具从而对工件的上底面与侧面的交界边进行打磨加工,此种加工方式需要频繁更换铣头,同时在转动沉重的工件时误差较大,加工精度低。


技术实现要素:

3.为解决上述技术问题,提供一种带侧铣头的五轴加工中心的刀具总成结构,本技术通过在刀具总成上加装可绕工件轴线转动的侧铣头在不转动工件的情况下对圆柱状工件的上底面与侧面的交界边进行高精度的加工。
4.为达到以上目的,本实用新型采用的技术方案为:
5.提供一种带侧铣头的五轴加工中心的刀具总成结构,包括五轴加工中心,刀具总成,还包括侧铣头,侧铣头包括,
6.铣刀;
7.壳体,壳体竖直设置在刀具总成上,壳体的外侧面与刀具总成的外侧面固定连接;
8.第一旋转驱动器,第一旋转驱动器输出端向下的设置在壳体顶端,第一旋转驱动器与壳体固定连接;
9.第一传动组件,第一传动组件设置在壳体内,第一传动组件与第一旋转驱动器传动连接,第一传动组件用于驱动铣刀绕自身轴线转动;
10.第二旋转驱动器,第二旋转驱动器输出端向下的设置在壳体顶端,第二旋转驱动器与壳体固定连接;
11.第二传动组件,第二传动组件设置在壳体内,第二传动组件与第二旋转驱动器传动连接,第二传动组件用于驱动铣刀绕第二旋转驱动器的输出轴转动。
12.优选的,第二传动组件包括,
13.第一传动杆,第一传动杆竖直设置在第二旋转驱动器的底端,第一传动杆与第二旋转驱动器传动连接,第一传动杆与第二旋转驱动器同轴设置;
14.旋转盘,旋转盘设置在第一传动杆的底端,旋转盘与第一传动杆传动连接,旋转盘与第一传动杆同轴设置,旋转盘上设置有斜向贯穿旋转盘顶面与底面的安装孔;
15.安装座,安装座固定设置在安装孔内,安装座内设置有可转动第二传动杆,第二传
动杆与铣刀固定连接。
16.优选的,第一传动组件包括,
17.第三传动杆,第三传动杆竖直设置在第一旋转驱动器的底端,第三传动杆与第一旋转驱动器传动连接;
18.第一圆柱齿轮,第一圆柱齿轮设置在第三传动杆上,第一圆柱齿轮与第三传动杆同轴设置且固定连接;
19.第二圆柱齿轮,第二圆柱齿轮设置在第一传动杆上,第二圆柱齿轮与第一传动杆同轴设置且可转动的连接,第二圆柱齿轮与第一圆柱齿轮处于同一平面;
20.第三圆柱齿轮,第三圆柱齿轮设置在壳体上,第三圆柱齿轮位于第一圆柱齿轮与第二圆柱齿轮之间,第三圆柱齿轮与壳体可转动的连接,第三圆柱齿轮与第一圆柱齿轮、第二圆柱齿轮处于同一平面上,且第三圆柱齿轮分别与第一圆柱齿轮和第二圆柱齿轮相互啮合;
21.内齿轮,内齿轮设置在第二圆柱齿轮的底面,内齿轮与第二圆柱齿轮同轴设置且固定连接;
22.锥齿轮,锥齿轮设置在第二传动杆的顶端,锥齿轮与第二传动杆同轴设置且固定连接,锥齿轮与内齿轮相互啮合。
23.优选的,侧铣头还包括连接组件,连接组件包括,
24.支撑座,支撑座设置在壳体上,支撑座底部设有圆形避让开口,避让开口的内径小于旋转盘的外径;
25.第一轴承,第一轴承设置在支撑座上,第一轴承的外侧抵靠于支撑座上,第一轴承的内侧抵靠于旋转盘上。
26.优选的,连接组件还包括设置在第一传动杆上的第二轴承,第二轴承的外侧抵靠于第二圆柱齿轮,第二轴承的内侧抵靠于第一传动杆。
27.优选的,第二旋转驱动器是伺服电机。
28.本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是:
29.1.本实用新型通过设置在壳体上的铣刀、第一旋转驱动器、第一传动组件、第二旋转驱动器和第二传动组件使铣刀对圆柱体工件的上底面与侧面交界边进行加工时,可以保持自转的同时绕工件的轴线转动,使圆柱体工件的上底面与侧面交界边进行对加工过程中无需移动工件的位置,提高了加工精度和效率;
30.2.本实用新型通过第一传动杆、旋转盘、安装座及第二传动杆之间的配合使铣刀在保持自转的同时使其输出端绕第二旋转驱动器的输出轴转动;
31.3.本实用新型通过第三传动杆、第一圆柱齿轮、第二圆柱齿轮、第三圆锥齿轮、内齿轮及锥齿轮之间的配合使铣刀绕第二旋转驱动器轴线转动的同时绕自身轴线转动;
32.4.本实用新型通过支撑座和第一轴承分别抵靠住旋转盘的底面与侧面,并减少了旋转盘与壳体之间的摩擦损耗;
33.5.本实用新型通过第二轴承减少了第二圆柱齿轮与第一传动杆之间的摩擦损耗;
34.6.本实用新型通过选用伺服电机作为第二旋转驱动器,使其在未收到控制器信号时保持自锁,从而使旋转盘保持静止,固定铣头的角度。
附图说明
35.图1为本实用新型五轴加工中心的立柱的立体图;
36.图2为侧铣头的立体图一;
37.图3为侧铣头的立体图二;
38.图4为侧铣头的主视图;
39.图5为侧铣头的爆炸图一;
40.图6为侧铣头的爆炸图二;
41.图中标号为:
42.1-铣刀;
43.2-壳体;
44.3-第一旋转驱动器;
45.4-第一传动组件;4a-第三传动杆;4b-第一圆柱齿轮;4c-第二圆柱齿轮;4d-第三圆柱齿轮;4e-内齿轮;4f-锥齿轮;
46.5-第二旋转驱动器;
47.6-第二传动组件;6a-第一传动杆;6b-旋转盘;6b1-安装孔;6c-安装座;6d-第二传动杆;
48.7-连接组件;7a-支撑座;7a1-避让开口;7b-第一轴承;7c-第二轴承。
具体实施方式
49.以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
50.为了解决如何对圆柱体工件的上底面与侧面的交界边进行加工的技术问题,如图1-6所示,提供以下技术方案:
51.一种带侧铣头的五轴加工中心的刀具总成结构,包括五轴加工中心,刀具总成,还包括侧铣头,侧铣头包括,
52.铣刀1;
53.壳体2,壳体2竖直设置在刀具总成上,壳体2的外侧面与刀具总成的外侧面固定连接;
54.第一旋转驱动器3,第一旋转驱动器3输出端向下的设置在壳体2顶端,第一旋转驱动器3与壳体2固定连接;
55.第一传动组件4,第一传动组件4设置在壳体2内,第一传动组件4与第一旋转驱动器3传动连接,第一传动组件4用于驱动铣刀1绕自身轴线转动;
56.第二旋转驱动器5,第二旋转驱动器5输出端向下的设置在壳体2顶端,第二旋转驱动器5与壳体2固定连接;
57.第二传动组件6,第二传动组件6设置在壳体2内,第二传动组件6与第二旋转驱动器5传动连接,第二传动组件6用于驱动铣刀1绕第二旋转驱动器5的输出轴转动。
58.具体的,五轴加工中心和刀具总成都是现有技术,图中未示出,其具体结构和工作原理此处不做累述。侧铣头还包括控制器,控制器分别与第一旋转驱动器3和第二旋转驱动器5电连接,第一旋转驱动器3是电机,第一旋转驱动器3转动带动第一传动组件4使铣刀1绕
自身轴线转动,铣刀1对圆柱体工件的上底面与侧面的交界边进行加工,第二旋驱动器转动带动第二传动组件6使铣刀1绕第二旋转驱动器5的输出轴转动,使铣刀1对圆柱体工件的上底面与侧面交界处进行加工时,无需旋转沉重的工件,只需将工件的轴线与第二旋转驱动器5的轴线对齐,铣刀1便可绕圆柱体工件轴线对其底面与侧面交界处环绕加工。
59.进一步的:
60.为了解决如何实现通过第二传动组件6使铣刀1在保持自转的同时使其输出端绕第二旋转驱动器5的输出轴旋转的技术问题,如图6所示,提供以下技术方案:
61.第二传动组件6包括,
62.第一传动杆6a,第一传动杆6a竖直设置在第二旋转驱动器5的底端,第一传动杆6a与第二旋转驱动器5传动连接,第一传动杆6a与第二旋转驱动器5同轴设置;
63.旋转盘6b,旋转盘6b设置在第一传动杆6a的底端,旋转盘6b与第一传动杆6a传动连接,旋转盘6b与第一传动杆6a同轴设置,旋转盘6b上设置有斜向贯穿旋转盘6b顶面与底面的安装孔6b1;
64.安装座6c,安装座6c固定设置在安装孔6b1内,安装座6c内设置有可转动第二传动杆6d,第二传动杆6d与铣刀1固定连接。
65.具体的,第二旋转驱动器5带动第一传动杆6a绕第二旋转驱动器5轴线转动,第一传动杆6a带动旋转盘6b绕第二旋转驱动器5轴线转动,旋转盘6b带动第二传动杆6d绕第二旋转驱动器5轴线转动,第二传动杆6d带动铣刀1可自转的第二旋转驱动器5的轴线转动。
66.进一步的:
67.为了解决如何通过第一传动组件4和第一旋转驱动器3的配合,使铣刀1绕第二旋转驱动器5轴线转动的同时绕自身轴线转动的技术问题,如图6所示,提供以下技术方案:
68.第一传动组件4包括,
69.第三传动杆4a,第三传动杆4a竖直设置在第一旋转驱动器3的底端,第三传动杆4a与第一旋转驱动器3传动连接;
70.第一圆柱齿轮4b,第一圆柱齿轮4b设置在第三传动杆4a上,第一圆柱齿轮4b与第三传动杆4a同轴设置且固定连接;
71.第二圆柱齿轮4c,第二圆柱齿轮4c设置在第一传动杆6a上,第二圆柱齿轮4c与第一传动杆6a同轴设置且可转动的连接,第二圆柱齿轮4c与第一圆柱齿轮4b处于同一平面;
72.第三圆柱齿轮4d,第三圆柱齿轮4d设置在壳体2上,第三圆柱齿轮4d位于第一圆柱齿轮4b与第二圆柱齿轮4c之间,第三圆柱齿轮4d与壳体2可转动的连接,第三圆柱齿轮4d与第一圆柱齿轮4b、第二圆柱齿轮4c处于同一平面上,且第三圆柱齿轮4d分别与第一圆柱齿轮4b和第二圆柱齿轮4c相互啮合;
73.内齿轮4e,内齿轮4e设置在第二圆柱齿轮4c的底面,内齿轮4e与第二圆柱齿轮4c同轴设置且固定连接;
74.锥齿轮4f,锥齿轮4f设置在第二传动杆6d的顶端,锥齿轮4f与第二传动杆6d同轴设置且固定连接,锥齿轮4f与内齿轮4e相互啮合。
75.具体的,第一旋转驱动器3带动第三传动杆4a绕第一旋驱动器轴线转动,第三传动杆4a带动第一圆柱齿轮4b绕第一旋驱动器轴线转动,第一圆柱齿轮4b与第三圆柱齿轮4d啮合带动第三圆柱齿轮4d绕转动,第三圆柱齿轮4d与第二圆柱齿轮4c啮合带动第二圆柱齿轮
4c绕自身轴线转动,第二圆柱齿轮4c与内齿轮4e固定连接带动内齿轮4e绕第二旋驱动器轴线转动,内齿轮4e转动带动与之啮合的锥齿轮4f及与锥齿轮4f固定连接的第二传动杆6d绕安装孔6b1的轴线转动,第二传动杆6d带动固定设置在其底端的铣刀1绕自身轴线转动,从而实现铣刀1在绕第二旋转驱动器5轴线转动的同时绕自身轴线转动。
76.进一步的:
77.为了解决如何使壳体2在支撑旋转盘6b底面的同时不影响旋转盘6b绕第一旋转驱动器3的轴线转动的技术问题,如图2~6所示,提供以下技术方案:
78.侧铣头还包括连接组件7,连接组件7包括,
79.支撑座7a,支撑座7a设置在壳体2上,支撑座7a底部设有圆形避让开口7a1,避让开口7a1的内径小于旋转盘6b的外径;
80.第一轴承7b,第一轴承7b设置在支撑座7a上,第一轴承7b的外侧抵靠于支撑座7a上,第一轴承7b的内侧抵靠于旋转盘6b上。
81.具体的,支撑座7a用于抵靠旋转盘6b的底面,使其不从壳体2中滑落,且设置了避让开口7a1用于避让旋转盘6b底部的安装座6c、第二传动杆6d和铣刀1,第一轴承7b用于抵靠旋转盘6b的外侧,使其在绕第二旋转驱动器5转动时保持稳定,减少旋转盘6b与机壳之间的磨损。
82.进一步的:
83.为了解决如何减少设置在第一传动杆6a上的第二圆柱齿轮4c在绕第一传动杆6a转动时,第二圆柱齿轮4c的内壁与第一传动杆6a之间摩擦造成磨损的技术问题,如图2~6所示,提供以下技术方案:
84.连接组件7还包括设置在第一传动杆6a上的第二轴承7c,第二轴承7c的外侧抵靠于第二圆柱齿轮4c,第二轴承7c的内侧抵靠于第一传动杆6a。
85.具体的,第二轴承7c将第二圆柱齿轮4c与第一传动杆6a之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦,减少了第二圆柱齿轮4c与第一传动杆6a之间的摩擦系数,避免了因长期转动造成的磨损。
86.进一步的:
87.为了解决使用者在不需要铣刀1绕第二旋转驱动器5轴线转动时,如何使旋转盘6b保持静止状态的技术问题,如图2~6所示,提供以下技术方案:
88.第二旋转驱动器5是伺服电机。
89.具体的,伺服电机在未接到脉冲信号的情况下,伺服电机处于自锁状态,当使用者需要旋转盘6b保持静止时,控制器不向伺服电机发出任何信号,伺服电机与其输出端固定连接第一传动杆6a和旋转盘6b保持静止,在需要对铣刀1角度进行调节时,控制器向伺服电机发出信号,使其驱动第一传动杆6a及旋转盘6b带动安装座6c调整铣刀1的角度。
90.本技术通过在刀具总成结构上加装侧铣头,使其主铣刀1在对圆柱体工件上底面加工完毕后,可将圆柱体工件移动至侧铣刀1的加工后范围,由侧铣刀1对圆柱体工件的上底面与侧面的交界边进行加工,且对圆柱体工件交界边加工时无需移动工件,而是通过绕工件轴线转动且自转的铣刀1完成对工件交接边的加工,提高了加工效率,和加工精度。
91.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述
的只是本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

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