CN102218564B - 一种补偿同轴度误差的直角铣头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属铣削装置技术领域，公开了一种补偿同轴误差的直角铣头，包括壳体、垂直轴、伞齿轮组、水平轴，所述垂直轴通过所述伞齿轮组与所述水平轴成直角连接，所述垂直轴与所述水平轴通过轴承可旋转安装在所述壳体内，所述垂直轴包括上垂直轴和下垂直轴，还包括一个弹性联轴器，所述弹性联轴器包括上半部和下半部，上下两部之间保持一定的间隙，所述上垂直轴通过所述弹性联轴器与下垂直轴同轴连接。通过此技术方案，使轴用元件的工作环境得到改善，使传动稳定，延长设备使用寿命，提高加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及金属铣削机床及其刀具技术领域，具体的涉及一种补偿同轴度误差的直角铣头。
背景技术
直角铣头是采用相互啮合的一对伞齿轮组来将垂直于台面的垂直轴转换成平行于台面的水平轴的一种机床用附件。中国专利文献（公开号CN 101100035A）公开了一种“伞齿轮直角铣头”，它通过一对轴及一对伞齿轮将数控机床主轴的垂直转动转化为铣头的水平转动，进行机加工；但是，其在安装直角铣头时，铣头垂直轴与机床主轴存在同轴度误差，这个误差会使轴承承受额外的径向力，使直角铣头寿命大幅下降。目前有种方法是直接依靠键块来传递转矩，但是键块的对中不好，同样会产生径向力，这会使键块急剧磨损且损失主轴拉刀的拉力，产生轴向位移，实际使用效果并不佳。
因此，现有技术中的直角铣头存在旋转轴与机床主轴的同轴度误差，引起轴承、键等元件的工作环境差，导致传动不稳定，设备使用寿命短，加工效率低等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种补偿同轴度误差的直角铣头，使其在安装过程中产生的同轴度误差减小或使其消失，给轴承、键等元件提供一个较好的工作环境，使直角铣头传动稳定，使用寿命延长，加工效率提高。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种补偿同轴度误差的直角铣头，包括壳体、垂直轴、伞齿轮组和水平轴，所述垂直轴通过所述伞齿轮组与所述水平轴成直角连接，所述垂直轴与所述水平轴通过轴承可旋转安装在所述壳体内，其特征是，所述垂直轴包括上垂直轴和下垂直轴，还包括一个弹性联轴器，所述弹性联轴器包括上半部和下半部，所述上半部与下半部之间通过弹性体连接，并保持一定的间隙，所述上半部与上垂直轴固定连接，所述下半部与下垂直轴固定连接。
进一步，所述弹性联轴器下半部的中间开有通孔，在所述弹性联轴器下半部的下端呈半圆凸缘或半圆凹缘，所述弹性联轴器的下半部与下垂直轴连接处形成一个空腔；在所述空腔中安装一个拉片，所述拉片上设有相应的半圆凹缘或半圆凸缘，所述拉片通过一个螺钉穿过所述联轴器下半部的通孔固定在所述上垂直轴上。
进一步，所述弹性联轴器下半部设置有圆凸台，所述圆凸台的内表面与所述下垂直轴端部的外表面相配合安装。
进一步，所述的壳体上设有加强筋。
本发明一种补偿同轴度误差的直角铣头的积极效果是：
（1）通过在直角铣头上设置弹性联轴器，可以使垂直轴的同轴度误差降到最低，使轴承的径向力减少或消失，延长使用寿命，提高加工效率；
（2）通过弹性联轴器上下半部设置的半圆凹凸缘形成的半圆环关节，使得机床主轴拉刀的拉力得以利用，消除了轴向位移。
附图说明
附图1是本发明一种补偿同轴度误差的直角铣头的装配结构示意图；
附图2是附图1所示的弹性联轴器的结构放大示意图；
附图3是附图2所示的弹性联轴器下半部的立体结构示意图；
附图4是与附图3所示的弹性联轴器下半部配套的拉片的立体结构示意图；
附图5是附图1所示的上垂直轴的立体结构示意图。
附图中的标号分别为：
1.主轴拉刀装置； 2.淬火钢珠； 3.拉钉；
4.机床主轴； 5.上垂直轴； 6.锁紧螺钉；
7.平键； 8.底盘； 9.联轴器上半部；
10.垂直轴外壳； 11.圆柱销； 12.圆柱头螺钉；
13.联轴器下半部； 14.拉片； 15.摩擦盘；
16.螺钉； 17.下垂直轴； 18.固定端齿盘；
19.旋转端齿盘； 20.法兰环； 21.轴承座；
22.SF无油润滑轴承； 23.刻度盘； 24.T形槽用螺栓；
25.水平轴壳体； 26.水平轴； 27.刀柄；
28.法兰盘； 29.球轴承； 30. 调整圈；
31.水平轴伞齿轮； 32.调整圈； 33.紧固螺母；
34.甩油环； 35.双列球轴承； 36.轴用弹性挡圈；
37.密封环； 38.法兰； 39.垂直轴伞齿轮；
40.快换盘； 41.球轴承； 42．圆凸台；
43.半圆凸缘； 44.半圆凹缘。
具体实施方式
以下结合附图对本发明一种补偿同轴度误差的直角铣头的具体实施方式作详细说明。
参见附图1，一种补偿同轴度误差的直角铣头，包括壳体、垂直轴、伞齿轮组和水平轴26，所述垂直轴通过所述伞齿轮组与所述水平轴26成直角连接，所述垂直轴与所述水平轴26通过轴承可旋转安装在所述壳体内，所述垂直轴包括上垂直轴5、下垂直轴17和一个弹性联轴器。所述弹性联轴器包括联轴器上半部9和联轴器下半部13，上下两部之间保持一定的间隙，所述上垂直轴5通过所述弹性联轴器与所述下垂直轴17同轴连接。机床主轴4传到上垂直轴5的同轴度误差通过弹性联轴器得到补偿；弹性联轴器可以是现有技术中公知的弹性联轴器，用来补偿同轴度误差。
由于直角铣头与机床装配时引起机床主轴4与垂直轴之间不同轴，使得在直角铣头工作时产生径向力加载到直角铣头的轴用元件上去，使轴用元件键、轴承等处于恶劣的工作环境中。在本发明的实施中，将垂直轴分为上垂直轴5和下垂直轴17，上垂直轴5用于连接下垂直轴17与机床主轴4，这样，就可以在上垂直轴5和下垂直轴17之间增加一个弹性联轴器得以解决上述问题。所述弹性联轴器可以使机床主轴4与垂直轴之间因同轴度误差产生的径向力得到补偿，改善了轴用元件的工作环境。
参见附图2，在解决了因同轴度误差引起的径向力以后，机床主轴4、上垂直轴5、联轴器和下垂直轴17所形成的轴线上会产生轴向位移，轴向位移会影响直角铣头的加工精度，为了同时解决同轴度误差与弹性联轴器的轴向位移，为了能够利用机床主轴拉刀装置1的拉力，本发明对弹性联轴器进行了改进：使用一个弹性联轴器连接下垂直轴17和上垂直轴5与机床主轴4，配合一套由拉片14（参见附图4）和螺钉16组成的半圆环关节来补偿同轴度误差，利用机床主轴拉刀的拉力，消除轴向位移。在联轴器下半部13设置一个通过其轴线的通孔，在所述联轴器下半部13的下部形成一个半圆凹缘或半圆凸缘43，联轴器上半部9和联轴器下半部13通过弹性体连接起来，所述联轴器下半部13与下垂直轴17同轴固定连接，所述联轴器上半部9与上垂直轴5同轴固定连接。本发明一种补偿同轴度误差的直角铣头还包括一个拉片14，所述拉片14设有与所述联轴器下半部13下部的半圆凹缘或半圆凸缘43相对应的半圆凸缘或半圆凹缘44，所述拉片14通过一个穿过所述联轴器下半部13的通孔用螺钉16同轴固定在所述的上垂直轴5上。
附图3是改进后的联轴器下半部13，在其下部还增设一个半圆凸缘。联轴器上半部9与上垂直轴5相互配合，通过平键7传递转矩。弹性联轴器在轴向上是可以位移的，在这里增加了螺钉16，可选M24×1.5的螺钉穿过拉片14（参见附图4）和联轴器下半部13中的通孔旋入上垂直轴5（参见附图5）。这样既限制了联轴器上半部9与下垂直轴17的轴向位移，通过两个半圆的贴合面也保证了上垂直轴5可以在一定范围内摆动，补偿了同轴度误差。联轴器上半部9和联轴器下半部13中要保持有一定的间隙，用来提供空间进行摆动，在实际情况中，这个摆动对弹性元件来说非常小，不会影响联轴器的寿命。
进一步的，在弹性联轴器下半部设置一圆凸台42，圆凸台42的内表面与下垂直轴17端部的外表面相配合安装。由于弹性联轴器与下垂直轴17之间的配合安装也会存在同轴误差，所以在联轴器下半部13设置圆凸台42，圆凸台42的安装，可以保证弹性联轴器与下垂直轴17的同轴度在一个相对较小的误差范围之内。
进一步的，可在外壳上设置加强筋，使直角铣头整体的刚性有大幅的上升。
本发明一种补偿同轴误差的直角铣头的工作过程是，机床主轴4通过上垂直轴5上的键槽（参见附图5）传递转矩，然后由上垂直轴5通过平键7传递给联轴器上半部9和联轴器下半部13，再由联轴器上半部9和联轴器下半部13传递给下垂直轴17，然后传递给垂直轴伞齿轮39，再传递给水平轴伞齿轮31，继而传递给水平轴26，最后由水平轴26带动装在替换刀柄27位置的铣头转动，从而实现直角铣头对零件垂直面上的加工。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种补偿同轴度误差的直角铣头，包括壳体、垂直轴、伞齿轮组和水平轴，所述垂直轴通过所述伞齿轮组与所述水平轴成直角连接，所述垂直轴与所述水平轴通过轴承可旋转安装在所述壳体内，其特征在于：所述垂直轴包括上垂直轴和下垂直轴，还包括一个弹性联轴器，所述弹性联轴器包括上半部和下半部，所述上半部与下半部之间通过弹性体连接，并保持一定的间隙，所述上半部与上垂直轴固定连接，所述下半部与下垂直轴固定连接，所述弹性联轴器下半部的中间开有通孔，在所述弹性联轴器下半部的下端呈半圆凸缘或半圆凹缘，所述弹性联轴器的下半部与下垂直轴连接处形成一个空腔；在所述空腔中安装一个拉片，所述拉片上设有相应的半圆凹缘或半圆凸缘，一个螺钉依次穿过所述拉片和所述弹性联轴器下半部的通孔固定在所述上垂直轴上。
2.根据权利要求1所述的一种补偿同轴度误差的直角铣头，其特征在于：所述弹性联轴器下半部设置一圆凸台，所述圆凸台的内表面与所述下垂直轴端部的外表面相配合安装。
3.根据权利要求1或2所述的一种补偿同轴度误差的直角铣头，其特征在于：所述的壳体上设置加强筋。
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