專利名稱：一種整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬工藝裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置。
背景技術(shù)：
整體葉盤作為新一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件，在航空工業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。它的應(yīng)用既是提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能、簡化結(jié)構(gòu)，又是提高其可靠性的重要措施；同時(shí)，其加工效率和生產(chǎn)成本也成為國內(nèi)研發(fā)單位和生產(chǎn)企業(yè)研究的重要內(nèi)容。整體葉盤通道開槽粗加工材料去除量極大，占總?cè)コ康?0%以上。粗加工過程應(yīng)盡可能高速高效地完成絕大部分材料的去除，在滿足半徑加工余量要求的前提下，逼近 葉形表面，保證余量分布均勻。國內(nèi)目前采用的整體葉盤通道開槽粗加工方式主要是通過五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行插銑和側(cè)銑來實(shí)現(xiàn)，加工效率低，完成整體葉盤從毛坯到成品的加工周期較長。其它一些加工方式，如點(diǎn)解加工和線切割技術(shù)等，也部分應(yīng)用于整體葉盤的加工，但是目前沒有大范圍的推廣。通過試驗(yàn)驗(yàn)證，盤銑切削可以大幅提高粗加工整體葉盤開槽效率，縮短生產(chǎn)周期，故將盤銑切削加工技術(shù)應(yīng)用于整體葉盤加工制造中可有效提高國內(nèi)整體葉盤加工效率，降低生產(chǎn)成本。由于整體葉盤多為鈦合金、高溫合金等難加工的材料，所以，盤銑切削裝置應(yīng)具有高剛度、大扭矩、大切削力的特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，克服整體葉盤加工生產(chǎn)效率低、成本高的問題，本發(fā)明提出一種整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置，其箱體結(jié)構(gòu)和多根齒輪軸動(dòng)力傳遞的方式，以及鼠牙盤結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，保證了結(jié)構(gòu)具有高剛度、大扭矩、大切削力的特點(diǎn)；簡單的換刀結(jié)構(gòu)和形式，可減少換刀時(shí)間，有效的提高加工效率。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是由盤銑主軸箱、盤銑刀組件、動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鼠牙盤、渦輪蝸桿副組成，包括傘齒輪副、齒輪軸、斜齒圓柱齒輪、拉釘、凸塊、盤銑刀軸、盤銑刀、軸套、軸瓦、套環(huán)、伺服電機(jī)、鎖緊螺母；所述盤銑主軸箱體呈凹字型，箱體內(nèi)四根齒輪軸平行分布，各軸上齒輪副為斜齒圓柱齒輪，各軸斜齒圓柱齒輪相互嚙合，第二傘齒輪與第五齒輪軸固連，第二齒輪軸與盤銑刀軸通過拉釘和凸塊連接；各齒輪軸兩端通過上端蓋、下端蓋和軸承固定；所述盤銑刀組件位于盤銑箱體內(nèi)前部，盤銑刀軸上端呈圓錐形，下端為柱形，盤銑刀軸由上端錐面與箱體定位，上端采用拉釘軸向拉緊，中部設(shè)有軸套與安裝在箱體對(duì)應(yīng)位置的軸瓦配合，下端安裝鎖緊螺母對(duì)刀軸進(jìn)行軸向鎖緊；盤銑刀安裝在刀軸中部，刀盤通過凸塊和套環(huán)進(jìn)行軸向固定，盤統(tǒng)刀直徑為160mm-600mm。所述動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)提供動(dòng)力；第一傘齒輪與第一齒輪軸固連,第一傘齒輪與第五齒輪軸上的第二傘齒輪嚙合，傘齒輪副與四根齒輪軸上相互嚙合的斜齒圓柱齒輪傳遞動(dòng)力至盤銑刀軸上；伺服電機(jī)安裝在動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外箱體左側(cè)上部，帶動(dòng)同步帶、蝸輪蝸桿副運(yùn)動(dòng)，盤銑主軸箱體繞軸線擺動(dòng)。所述蝸輪蝸桿副位于外箱體內(nèi)側(cè)，蝸桿和第一齒輪軸固連與蝸輪配合，蝸輪套在傳動(dòng)內(nèi)箱體右端外側(cè)，與內(nèi)箱體通過螺栓連接；內(nèi)箱體與盤銑主軸箱體右端相連接。所述鼠牙盤左側(cè)齒盤與盤銑箱體右端面通過螺栓固連，右側(cè)齒盤位于外箱體左端，內(nèi)箱體與外箱體之間通過傳動(dòng)箱體軸承支撐，鼠牙盤右側(cè)齒盤在軸線方向運(yùn)動(dòng)，不能繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，鼠牙盤精度為1°。有益效果本發(fā)明整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置，采用凹字型盤銑主軸箱體結(jié)構(gòu)；箱體內(nèi)多根齒輪軸平行分布，各軸上齒輪副為斜齒圓柱齒輪，各軸斜齒圓柱齒輪相互嚙合，傘齒輪·副與多根齒輪軸上相互嚙合的斜齒圓柱齒輪傳遞動(dòng)力至盤銑刀軸上；伺服電機(jī)安裝在動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外箱體左側(cè)上部，帶動(dòng)同步帶、蝸輪蝸桿副運(yùn)動(dòng)，盤銑主軸箱體繞軸線擺動(dòng)；鼠牙盤結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，能夠保證盤銑加工過程的安全可靠性，保證盤銑主軸裝置在大切削力、大扭矩作用下，保持良好的剛性，同時(shí)，簡單的換刀結(jié)構(gòu)和形式，能減少換刀時(shí)間；盤銑主軸裝置應(yīng)用于整體葉盤的加工中，能夠大幅度提高整體葉盤的加工效率和降低加工成本，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明一種整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖I為本發(fā)明的盤銑主軸箱結(jié)構(gòu)剖視圖。圖2為本發(fā)明盤銑主軸裝置立體圖。圖3為本發(fā)明的鼠牙盤和擺動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I.盤統(tǒng)主軸箱2.第一傘齒輪3.第一齒輪軸4.第二傘齒輪5.第一軸套6.第二軸承 7.第一端蓋 8.鎖緊螺母 9.第二軸套10.第三軸套11.第四軸套12.刀軸軸套13.軸瓦14.套環(huán)15.盤銑刀16.凸塊17.盤銑刀軸18.第二齒輪軸19.拉釘20.斜齒圓柱齒輪21.第二端蓋22.第三端蓋23.第三齒輪軸24.第四端蓋25.第五端蓋26.第四齒輪軸 27.第六端蓋28.第五齒輪軸 29.伺服電機(jī)30.外箱體 31.蝸桿 32.蝸輪 33.傳動(dòng)箱體軸承34.內(nèi)箱體 35.鼠牙盤左側(cè)齒盤36.推動(dòng)環(huán)37.鼠牙盤結(jié)構(gòu)左腔38.右腔39.右側(cè)齒盤
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例是一種用于數(shù)控機(jī)床的具有高剛度、大扭矩、大切削力特點(diǎn)的盤銑主軸
>J-U裝直。參閱圖I、圖2、圖3，本發(fā)明整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置，由盤銑主軸箱、盤銑刀組件、動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鼠牙盤、渦輪蝸桿副組成，包括盤銑主軸箱I、第一傘齒輪2、第一齒輪軸3、第二傘齒輪4、第一軸套5、第二軸承6、第一端蓋7、鎖緊螺母8、第二軸套9、第三軸套10、第四軸套11、刀軸軸套12、軸瓦13、套環(huán)14、盤銑刀15、凸塊16、盤銑刀軸17、第二齒輪軸18、拉釘19、斜齒圓柱齒輪20、第二端蓋21、第三端蓋22、第三齒輪軸23、第四端蓋24、第五端蓋25、第四齒輪軸26、第六端蓋27、第五齒輪軸28、伺服電機(jī)29 ;動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)提供動(dòng)力，通過變頻器和減速裝置調(diào)節(jié)；第一傘齒輪2通過平鍵與第一齒輪軸3固定連接，依靠左端端蓋和右端的套環(huán)進(jìn)行軸向定位，第二傘齒輪4通過鍵與第五齒輪軸28連接，第一傘齒輪2與第二傘齒輪4嚙合，通過傘齒輪副改變動(dòng)力傳遞方向。第五齒輪軸28、第四齒輪軸26、第三齒輪軸23、第二齒輪軸18平行分布于盤銑主軸箱I內(nèi)，四根齒輪軸軸上齒輪為斜齒圓柱齒輪，四根齒輪軸的斜齒圓柱齒輪相互嚙合，第二傘齒輪與第五齒輪軸固連，第二齒輪軸與盤銑刀軸通過拉釘和凸塊連接；四根齒輪軸各端通過上端蓋、下端蓋和軸承固定；盤銑刀軸17安裝在箱體前端部，上端依靠M24的拉釘19拉緊，用凸塊16和螺栓將盤銑刀軸17與第二齒輪軸18連接，完成由齒輪軸到盤銑刀軸的動(dòng)力傳遞。拉釘19固定在第二齒輪軸18內(nèi)，盤統(tǒng)刀軸17通過上端錐面進(jìn)行定位。軸瓦13安裝在箱體前端下半部分內(nèi)，與盤銑刀軸17中部安裝的刀軸軸套12配合，刀軸軸套12與盤銑刀軸17通過鍵連接。軸瓦13內(nèi)徑應(yīng)大于盤銑刀軸17最大直徑，以使盤銑刀15換刀便捷。盤銑刀軸17最下端安裝有鎖緊螺母8，通過調(diào)節(jié)鎖緊螺母8改變第二軸套9、第三軸套10、第四軸套11的位置從而在軸線方向鎖緊盤銑刀軸17。

盤銑刀15直徑范圍為160mm-600mm ;盤銑刀15與盤銑刀軸17通過平鍵連接，盤銑刀15刀盤上下采用凸塊16和套環(huán)14進(jìn)行軸向固定。換刀時(shí)，松開鎖緊螺母8和拉釘19，將盤銑刀軸17沿軸線方向向下抽出，到可卸除刀盤位置即可，更換新的盤銑刀，重新將盤銑刀軸17推入，依靠錐面定位，拉緊拉釘19，緊固鎖緊螺母8，完成換刀過程。如圖3所示，蝸桿31安裝在第一齒輪軸3的內(nèi)箱體34上側(cè)，與蝸輪32配合，蝸輪32套在傳動(dòng)內(nèi)箱體34右端外側(cè)，與內(nèi)箱體通過螺栓連接。內(nèi)箱體34與盤銑主軸箱I右端相連接，伺服電機(jī)29安裝在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)外箱體30左側(cè)上端,帶動(dòng)同步帶，蝸輪蝸桿副運(yùn)動(dòng)，使盤銑主軸箱I繞軸線擺動(dòng)，從而選擇切削加工要求的角度。鼠牙盤結(jié)構(gòu)包括外箱體30、蝸桿31、蝸輪32、傳動(dòng)箱體軸承33、內(nèi)箱體34、鼠牙盤左側(cè)齒盤35、推動(dòng)環(huán)36、鼠牙盤結(jié)構(gòu)左腔37、右腔38、右側(cè)齒盤39 ；鼠牙盤左側(cè)齒盤35與盤銑主軸箱I右端面通過螺栓固連，右側(cè)齒盤39安裝在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)外箱體30左端，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)內(nèi)箱體34與外箱體30之間靠傳動(dòng)箱體軸承33支撐。鼠牙盤右側(cè)齒盤39在軸線方向可以運(yùn)動(dòng)，不能繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。向鼠牙盤結(jié)構(gòu)左腔37中通入高壓油，使推動(dòng)環(huán)36右移，推動(dòng)右側(cè)齒盤39向右移動(dòng)，使左側(cè)齒盤35與右側(cè)齒盤39分開，此時(shí)控制伺服電機(jī)29轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整盤銑箱體轉(zhuǎn)動(dòng)合適的角度；轉(zhuǎn)動(dòng)到合適的角度后，停止向鼠牙盤結(jié)構(gòu)左腔37通油，向右腔38通入高壓油，推動(dòng)右側(cè)齒盤39左移，此時(shí)左側(cè)齒盤35與右側(cè)齒盤39嚙合鎖緊，開始盤銑切肖IJ。鼠牙盤結(jié)構(gòu)剛性高、壽命長、鎖緊力大，能夠保證盤銑加工過程的安全可靠性。為滿足整體葉盤盤銑加工的需求，盤銑主軸裝置選用的鼠牙盤精度為1°。
權(quán)利要求
1.一種整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置，其特征在于由盤銑主軸箱、盤銑刀組件、動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鼠牙盤、渦輪蝸桿副組成，包括傘齒輪副、齒輪軸、斜齒圓柱齒輪、拉釘、凸塊、盤銑刀軸、盤銑刀、軸套、軸瓦、套環(huán)、伺服電機(jī)、鎖緊螺母，所述盤銑主軸箱體呈凹字型，箱體內(nèi)四根齒輪軸平行分布，各軸上齒輪副為斜齒圓柱齒輪，各軸斜齒圓柱齒輪相互嚙合，第二傘齒輪與第五齒輪軸固連，第二齒輪軸與盤銑刀軸通過拉釘和凸塊連接；各齒輪軸兩端通過上端蓋、下端蓋和軸承固定；所述盤銑刀組件位于盤銑箱體內(nèi)前部，盤銑刀軸上端呈圓錐形，下端為柱形，盤銑刀軸由上端錐面與箱體定位，上端采用拉釘軸向拉緊，中部設(shè)有軸套與安裝在箱體對(duì)應(yīng)位置的軸瓦配合，下端安裝鎖緊螺母對(duì)刀軸進(jìn)行軸向鎖緊；盤銑刀安裝在刀軸中部，刀盤通過凸塊和套環(huán)進(jìn)行軸向固定，盤統(tǒng)刀直徑為160mm-600mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置，其特征在于所述動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)提供動(dòng)力；第一傘齒輪與第一齒輪軸固連，第一傘齒輪與第五齒輪軸上的第二傘齒輪嚙合，傘齒輪副與四根齒輪軸上相互嚙合的斜齒圓柱齒輪傳遞動(dòng)力至盤銑刀軸上；伺服電機(jī)安裝在動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外箱體左側(cè)上部，帶動(dòng)同步帶、蝸輪蝸桿副運(yùn)動(dòng)，盤銑主軸箱體繞軸線擺動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置，其特征在于所述蝸輪蝸桿副位于外箱體內(nèi)側(cè)，蝸桿和第一齒輪軸固連與蝸輪配合，蝸輪套在傳動(dòng)內(nèi)箱體右端外側(cè)，與內(nèi)箱體通過螺栓連接；內(nèi)箱體與盤銑主軸箱體右端相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置，其特征在于所述鼠牙盤左側(cè)齒盤與盤銑箱體右端面通過螺栓固連，右側(cè)齒盤位于外箱體左端，內(nèi)箱體與外箱體之間通過傳動(dòng)箱體軸承支撐，鼠牙盤右側(cè)齒盤在軸線方向運(yùn)動(dòng)，不能繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，鼠牙盤精度為I。。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種整體葉盤數(shù)控機(jī)床盤銑主軸裝置,采用凹字型盤銑主軸箱體結(jié)構(gòu)，箱體內(nèi)多根齒輪軸平行分布，各軸上齒輪副為斜齒圓柱齒輪，各軸斜齒圓柱齒輪相互嚙合，傘齒輪副與多根齒輪軸上相互嚙合的斜齒圓柱齒輪傳遞動(dòng)力至盤銑刀軸上；伺服電機(jī)安裝在動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外箱體左側(cè)上部，帶動(dòng)同步帶、蝸輪蝸桿副運(yùn)動(dòng)，盤銑主軸箱體繞軸線擺動(dòng)；通過鼠牙盤結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，能夠保證盤銑加工過程的安全可靠性，保證盤銑主軸裝置在大切削力、大扭矩作用下，保持良好的剛性，同時(shí)，簡單的換刀結(jié)構(gòu)和形式，有效地減少換刀時(shí)間；盤銑主軸裝置應(yīng)用于整體葉盤的加工中，能大幅度提高整體葉盤的加工效率和降低加工成本，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)B23Q5/10GK102785111SQ201210302959
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
發(fā)明者史耀耀, 寧立群, 李志山, 段繼豪, 王懷亮, 董宏亮, 趙鵬兵, 辛紅敏 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)