一種鏜車復合加工主軸單元及加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于數(shù)控銑鏜加工中心領(lǐng)域，尤其涉及一種鏜車復合加工主軸單元。
【背景技術(shù)】
[0002]高檔機床特別是高檔數(shù)控機床的功能向復合化方向發(fā)展是一種趨勢，有車銑復合加工、銑車復合加工、立臥轉(zhuǎn)換五面加工等多功能復合加工機床，但這些高檔機床均是在工件一次裝夾下，通過更換不同的刀具實現(xiàn)不同方式的加工，一種加工方式需要一把相應的刀具完成，換刀時間影響加工效率、換刀后重新定位影響加工精度等。本發(fā)明創(chuàng)造的鏜車復合加工主軸單元，用一把組合刀具，即可實現(xiàn)相應刀頭的鏜孔加工、孔口端面或沉孔底平面的車削加工，省去了換刀時間，將孔口端面或沉孔底平面的平底刀鏜削加工方式改進為車削加工方式，加工效率、加工精度、加工穩(wěn)定性和刀具壽命等會顯著提高，對推進裝備制造業(yè)發(fā)展有意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是用一把組合刀具，實現(xiàn)相應刀頭的鏜孔加工、孔口端面或沉孔底平面的車削加工，取代傳統(tǒng)主軸單元一種加工方式需要一把刀具的加工方式、取代孔口端面或沉孔底平面鏜削加工方式，提高加工效率、加工精度、加工穩(wěn)定性和刀具壽命等，特別為諸如內(nèi)燃機機體缸套孔等孔系提供一種鏜車復合加工主軸單元，為高端數(shù)控機床提供一種復合加工新方法。
[0004]實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種鏜車復合加工主軸單元，包括主軸箱、錐柄、內(nèi)斜齒輪外花鍵套和花鍵內(nèi)孔偏心外主軸；內(nèi)斜齒輪外花鍵套和花鍵內(nèi)孔偏心外主軸通過花鍵滑動配合，并隨蝸桿內(nèi)主軸回轉(zhuǎn)；內(nèi)斜齒輪外花鍵套和蝸桿內(nèi)主軸由第一軸承和第四軸承軸向徑向支撐，花鍵內(nèi)孔偏心外主軸由第二軸承和第三軸承徑向軸向支撐，蝸桿內(nèi)主軸中的刀桿上設(shè)有鏜缸刀、鏜止口刀和車止口端面刀，鏜缸刀和鏜止口刀布置在同側(cè)，車止口端面刀布置在異側(cè)。
[0005]進一步的，花鍵內(nèi)孔偏心外主軸和蝸桿內(nèi)主軸存在偏心距e，偏心距e大于二分之一的鏜止口刀和鏜缸刀的半徑差。
[0006]進一步的，鏜止口刀與車止口端面刀的高度位置差與車止口端面刀的背吃刀量相等。
[0007]—種鏜車復合加工主軸單元的加工方法，鏜缸刀和鏜止口刀定位在花鍵內(nèi)孔偏心外主軸的最大偏心處，花鍵內(nèi)孔偏心外主軸通過內(nèi)斜齒輪外花鍵套帶動蝸桿內(nèi)主軸進行鏜孔加工;然后車止口端面，動力推動內(nèi)斜齒輪外花鍵套向下移動，強迫蝸桿內(nèi)主軸和刀柄自轉(zhuǎn)180°的過程中，車止口端面刀在花鍵內(nèi)孔偏心外主軸偏心距逐漸增大的同時，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)車止口端面刀；最后花鍵內(nèi)孔偏心外主軸和蝸桿內(nèi)主軸停轉(zhuǎn)，Z向抬刀、車止口端面刀脫離止口孔后，讓推套失去推力、由壓縮彈簧使內(nèi)斜齒輪外花鍵套向相反方向移動，蝸桿內(nèi)主軸反轉(zhuǎn)180°復位，同時Z向繼續(xù)抬刀到要求高度，完成加工循環(huán)。
[0008]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0009](I)在主軸靜止或旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下、Z軸定位或進給運動狀態(tài)下，可以在有限范圍內(nèi)靈活連續(xù)調(diào)整內(nèi)外雙層主軸間的中心距，并且在調(diào)整這個中心距期間，內(nèi)外雙層主軸間沒有相對軸向移動、具有偏心徑向轉(zhuǎn)動功能。
[0010](2)在Z軸正反方向進給期間，組合刀具可以進行鏜孔加工和鏜孔軸向退刀動作；
[0011](3)在內(nèi)外雙層主軸連續(xù)調(diào)整中心距期間，組合刀具上的相關(guān)刀頭可以進行車削加工和車削徑向退刀動作；
[0012](4)根據(jù)工藝要求，鏜孔加工和車削加工可以重疊進行，也可以先后順序進行；
[0013](5)手動或自動更換不同刀頭組合形式的刀桿，可以完成多種形式孔系的深度鏜銑和端面車削加工，端面與孔的位置精度可能達到所用主軸軸承精度；
[0014](6)多個本發(fā)明創(chuàng)造的主軸單元排列布局，可以進行多個孔的同時鏜車復合加工，加工效率更高、精度高而穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是鍵孔示意圖；
[0017]圖3是車止口端面示意圖；
[0018]圖中:1.鏜缸刀；2.鏜止口刀；3.錐柄;4.主軸箱;5.花鍵內(nèi)孔偏心外主軸;6.蝸桿內(nèi)主軸;7.第一軸承;8.第二軸承;9.壓縮彈簧；10.推套；13.內(nèi)斜齒輪外花鍵套；15.第三軸承；16.第四軸承；17.刀柄；18.車止口端面刀。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0020]如圖1?2所示:實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種鏜車復合加工主軸單元，包括主軸箱4、錐柄3、內(nèi)斜齒輪外花鍵套13和花鍵內(nèi)孔偏心外主軸5;內(nèi)斜齒輪外花鍵套13和花鍵內(nèi)孔偏心外主軸5通過花鍵滑動配合，并隨蝸桿內(nèi)主軸6回轉(zhuǎn)；內(nèi)斜齒輪外花鍵套13和蝸桿內(nèi)主軸6由第一軸承7和第四軸承16軸向徑向支撐，花鍵內(nèi)孔偏心外主軸5由第二軸承8和第三軸承15徑向軸向支撐，蝸桿內(nèi)主軸6中的刀桿17上設(shè)有鏜缸刀1、鏜止口刀2和車止口端面刀18，鏜缸刀I和鏜止口刀2布置在同側(cè)，車止口端面刀18布置在異側(cè)。
[0021]進一步的，花鍵內(nèi)孔偏心外主軸5和蝸桿內(nèi)主軸6存在偏心距e，偏心距e大于二分之一的鏜止口刀2和鏜缸刀I的半徑差。
[0022]進一步的，鏜止口刀2與車止口端面刀18的高度位置差與車止口端面刀18的背吃刀量相等。
[0023]—種鏜車復合加工主軸單元的加工方法，其包括步驟:
[0024]第一步:鏜缸刀I和鏜止口刀2定位在花鍵內(nèi)孔偏心外主軸5的最大偏心處，花鍵內(nèi)孔偏心外主軸5通過內(nèi)斜齒輪外花鍵套13帶動蝸桿內(nèi)主軸6進行鏜孔加工；
[0025]第二步:在所述第一步之后車止口端面，動力推動內(nèi)斜齒輪外花鍵套13向下移動，強迫蝸桿內(nèi)主軸6和刀柄17自轉(zhuǎn)180°的過程中，車止口端面刀18在花鍵內(nèi)孔偏心外主軸5偏心距逐漸增大的同時，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)車止口端面刀18;
[0026]第三步:在所述第二步之后，花鍵內(nèi)孔偏心外主軸5和蝸桿內(nèi)主軸6停轉(zhuǎn)，Z向抬刀、車止口端面刀18脫離止口孔后，讓推套10失去推力、由壓縮彈簧9使內(nèi)斜齒輪外花鍵套13向相反方向移動，蝸桿內(nèi)主軸6反轉(zhuǎn)180°復位，同時Z向繼續(xù)抬刀到要求高度，完成加工循環(huán)。
【主權(quán)項】
1.一種鏜車復合加工主軸單元，包括主軸箱(4)、錐柄(3)、內(nèi)斜齒輪外花鍵套(13)和花鍵內(nèi)孔偏心外主軸(5);內(nèi)斜齒輪外花鍵套(13)和花鍵內(nèi)孔偏心外主軸(5)通過花鍵滑動配合，并隨蝸桿內(nèi)主軸(6)回轉(zhuǎn)；內(nèi)斜齒輪外花鍵套(13)和蝸桿內(nèi)主軸(6)由第一軸承(7)和第四軸承(16)軸向徑向支撐，花鍵內(nèi)孔偏心外主軸(5)由第二軸承(8)和第三軸承(15)徑向軸向支撐，其特征在于:蝸桿內(nèi)主軸(6)中的刀桿(17)上設(shè)有鏜缸刀(I)、鏜止口刀(2)和車止口端面刀(18)，鏜缸刀(I)和鏜止口刀(2)布置在同側(cè)，車止口端面刀(18)布置在異側(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鏜車復合加工主軸單元，其特征在于:花鍵內(nèi)孔偏心外主軸(5)和蝸桿內(nèi)主軸(6)存在偏心距e，偏心距e大于二分之一的鏜止口刀(2)和鏜缸刀(I)的半徑差。 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鏜車復合加工主軸單元，其特征在于:鏜止口刀(2)與車止口端面刀(18)的高度位置差與車止口端面刀(18)的背吃刀量相等。3.—種采用依據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鏜車復合加工主軸單元的加工方法，其包括步驟: 第一步:鏜缸刀(I)和鏜止口刀(2)定位在花鍵內(nèi)孔偏心外主軸(5)的最大偏心處，花鍵內(nèi)孔偏心外主軸(5)通過內(nèi)斜齒輪外花鍵套(13)帶動蝸桿內(nèi)主軸(6)進行鏜孔加工； 第二步:在所述第一步之后車止口端面，動力推動內(nèi)斜齒輪外花鍵套(13)向下移動，強迫蝸桿內(nèi)主軸(6)和刀柄(17)自轉(zhuǎn)180°的過程中，車止口端面刀(18)在花鍵內(nèi)孔偏心外主軸(5)偏心距逐漸增大的同時，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)車止口端面刀(18); 第三步:在所述第二步之后，花鍵內(nèi)孔偏心外主軸(5)和蝸桿內(nèi)主軸(6)停轉(zhuǎn)，Z向抬刀、車止口端面刀(18)脫離止口孔后，讓推套(10)失去推力、由壓縮彈簧(9)使內(nèi)斜齒輪外花鍵套(13)向相反方向移動，蝸桿內(nèi)主軸(6)反轉(zhuǎn)180°復位，同時Z向繼續(xù)抬刀到要求高度，完成加工循環(huán)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鏜車復合加工主軸單元，包括主軸箱(4)、錐柄(3)、內(nèi)斜齒輪外花鍵套(13)和花鍵內(nèi)孔偏心外主軸(5)；內(nèi)斜齒輪外花鍵套(13)和花鍵內(nèi)孔偏心外主軸(5)通過花鍵滑動配合，并隨蝸桿內(nèi)主軸(6)回轉(zhuǎn)；內(nèi)斜齒輪外花鍵套(13)和蝸桿內(nèi)主軸(6)由第一軸承(7)和第四軸承(16)軸向徑向支撐，花鍵內(nèi)孔偏心外主軸(5)由第二軸承(8)和第三軸承(15)徑向軸向支撐，蝸桿內(nèi)主軸(6)中的刀桿(17)上設(shè)有鏜缸刀(1)、鏜止口刀(2)和車止口端面刀(18)，鏜缸刀(1)和鏜止口刀(2)布置在同側(cè)，車止口端面刀(18)布置在異側(cè)。本發(fā)明能取代傳統(tǒng)主軸單元一種加工方式需要一把刀具的加工方式、取代孔口端面或沉孔底平面鏜削加工方式，提高了加工效率、加工精度、加工穩(wěn)定性和刀具壽命等。
【IPC分類】B23B19/02
【公開號】CN105499611
【申請?zhí)枴緾N201610101527
【發(fā)明人】周保牛, 曹根基, 周岳, 葉穗, 張波, 李秀漢
【申請人】常州機電職業(yè)技術(shù)學院
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年2月24日