CN105817936A - 一种自带中位的自动直角头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自带中位的自动直角头，包括上箱体、下箱体、直角头主轴和传动轴，上箱体的两侧各安装有一个锁定单元，每个锁定单元包括限位键、顶杆、伸缩杆和弹簧；本发明提供的自带中位的自动直角头，在上箱体上安装限位键，在限位键上安装伸缩杆，通过顶杆的上下运动带动伸缩杆的左右运动，与机床主轴法兰上的限位槽和键槽相配合，实现自动直角头的中位功能，可有效解决直角头自身中位限位的问题，在保证自动直角头的高转速及结构的紧凑性的同时可简化拉头油缸的设计，给整体机床的设计提供了有利空间。

Description

一种自带中位的自动直角头

技术领域

本发明涉及一种机床附件直角头，具体是一种自带中位的自动直角头。

背景技术

自动直角头的C轴松夹油缸可以设置在直角头自身上，这种设计使直角头的结构相对复杂；也可以设置在三段油缸上，靠三段油缸实现直角头的C轴松夹和中位，此种形式直角头结构简单，但三段油缸高度较大，在滑枕下方占位较多。在新机型研发过程中，滑枕需配电主轴，滑枕下端安装三段油缸的空间不足，需采用两段式拉头油缸，只能实现C轴夹紧和松开功能，而不能实现中位功能，此时，自动直角头的中位功能便成为亟待解决的问题。

CN203254211U公开了一种结构小巧的高速自动直角头，包括箱体、主轴和设置在箱体和主轴之间的传动机构，箱体由上箱体和下箱体组成，上箱体上设置有多个拉钉，上箱体通过多个拉钉与拉头油缸相连；传动机构包括第一齿轮传动机构、传动轴和第二齿轮传动机构，第一齿轮传动机构设置在传动轴的一端，第二齿轮传动机构设置在传动轴的另一端，且第二齿轮传动机构与主轴连接，传动轴设置在传动轴轴承座上，传动轴轴承座与传动轴之间设置有背靠背的第一角接触球轴承；上箱体套设在传动轴轴承座的上端，下箱体套设在传动轴轴承座的下端；该自动直角头的转速可达4000rpm，满足模具加工要求。虽然该自动直角头具有较多优点，结构紧凑，转速高，在Z轴加工行程方面优势明显，但是也只能实现C轴夹紧和松开功能，而不能实现中位功能。本申请是在CN203254211U基础上的改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种自带中位的自动直角头，该自动直角头能够实现中位功能，可有效解决直角头自身中位限位的问题，在保证自动直角头的高转速及结构的紧凑性的同时可简化拉头油缸的设计，给整体机床的设计提供了有利空间。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种自带中位的自动直角头，包括上箱体、下箱体、直角头主轴和传动轴，所述的上箱体上设置有多个拉钉，所述的上箱体通过所述的多个拉钉与四个两段式拉头油缸的接油盘相连，从所述的直角头主轴的后端到所述的直角头主轴的前端依次设有第一压盖、活塞、第二压盖、拉杆、拉爪固定块和拉爪，所述的拉杆上套有碟簧，所述的传动轴的上方设置有刀柄，所述的刀柄上设置有主轴拉钉，所述的主轴拉钉与机床主轴相连，所述的刀柄与所述的传动轴之间通过外齿轮和内齿轮的配合传递扭矩，所述的内齿轮套设在所述的外齿轮的外侧，且直角头松头状态下所述的内齿轮的内齿部与所述的外齿轮的外齿部之间设有第一纵向间距，所述的内齿轮固定在一齿盘座上，所述的齿盘座与所述的上箱体定心连接，所述的齿盘座与所述的上箱体的内壁之间安装有格兰圈和耐磨环，所述的齿盘座的顶部固定有下牙盘，所述的外齿轮与所述的传动轴渐开线花键连接，所述的传动轴与所述的直角头主轴之间通过一对螺旋伞齿轮副传递扭矩，所述的上箱体的两侧各安装有一个锁定单元，每个所述的锁定单元包括限位键、顶杆、伸缩杆和弹簧，所述的限位键安装在所述的上箱体的侧壁的顶部，所述的限位键内设有下部开口的安装腔，所述的顶杆安装在所述的安装腔内，所述的顶杆上下贯穿所述的上箱体的侧壁，所述的弹簧套设在所述的顶杆的中部，所述的顶杆的中下部设有凸台，所述的弹簧压缩设置于所述的限位键与所述的凸台之间，所述的伸缩杆滑动连接在所述的顶杆的上部，所述的顶杆的上部表面开设有斜槽，所述的伸缩杆的外侧设置有与所述的斜槽相适配的斜键，所述的斜键插设在所述的斜槽内，所述的限位键的内壁开设有与所述的伸缩杆相适配的横向通孔，所述的伸缩杆的内侧的上部设置有小端，所述的伸缩杆穿设于所述的横向通孔，机床主轴的法兰上开设有与所述的小端相对应的限位槽以及与所述的限位键的内壁相适配的键槽，所述的限位槽位于所述的键槽的内侧；机床主轴抓取主轴拉钉时，自动直角头处于拉紧状态，小端伸入限位槽内的同时限位键的内壁嵌入键槽内，小端与限位槽的下沿之间具有第二纵向间距，所述的第二纵向间距的高度不小于所述的第一纵向间距的高度；四个两段式拉头油缸处于松爪状态时，自动直角头在自重作用下下移，小端与限位槽的下沿接触，自动直接头即处于中位状态，此时外齿轮带动内齿轮转动，完成C轴转位动作。

本发明的自动直角头，在上箱体上安装限位键，在限位键上安装伸缩杆，通过顶杆的上下运动带动伸缩杆的左右运动，与机床主轴法兰上的限位槽和键槽相配合，实现自动直角头的中位功能，可有效解决直角头自身中位限位的问题，同时可简化拉头油缸的设计，四个两段式拉头油缸的简化设计给整体机床的设计提供了有利空间。

所述的横向通孔内安装有销套，所述的销套套设在所述的伸缩杆的外侧，所述的伸缩杆和所述的顶杆由经过热处理的耐磨材料制成。由于伸缩杆的内侧在直角头中位时承重较大，在横向通孔内安装的销套可起到耐磨和防变形的作用；由经过热处理的耐磨材料制成的伸缩杆和顶杆的强度较高，可确保中位功能的实现。

头库的顶端安装有与两根所述的顶杆位置相对的两个螺钉，当自动直角头处于松头状态时，自动直角头置于头库上，所述的两个螺钉分别顶压两根顶杆的底端，使两根顶杆向上运动并带动伸缩杆内缩，并使限位键脱离键槽，从而自动直角头从头库脱开，完成松头动作。头库顶端的两个螺钉的设计，确保松头状态下两根顶杆能够得到有效顶压，使松头动作得以顺利进行。

所述的限位键与所述的弹簧的顶端之间安装有调整垫，所述的调整垫套设在所述的顶杆上。调整垫可提高锁定单元的装配精度。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供的自带中位的自动直角头，在上箱体上安装限位键，在限位键上安装伸缩杆，通过顶杆的上下运动带动伸缩杆的左右运动，与机床主轴法兰上的限位槽和键槽相配合，实现自动直角头的中位功能，可有效解决直角头自身中位限位的问题，在保证自动直角头的高转速及结构的紧凑性的同时可简化拉头油缸的设计，给整体机床的设计提供了有利空间。

附图说明

图1为抓头状态下实施例中自动直角头与机床主轴的连接示意图；

图2为图1中A处放大图；

图3为松头状态下实施例中自动直角头的结构示意图；

图4为机床主轴法兰的侧视图；

图5为抓头状态下顶杆与压缩杆连接的外观图；

图6为抓头状态下顶杆与压缩杆连接的正视图；

图7为中位状态下顶杆与压缩杆连接的正视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1的自带中位的自动直角头，如图所示，包括上箱体11、下箱体12、直角头主轴3和传动轴2，上箱体11上设置有多个拉钉13，上箱体11通过多个拉钉13与四个两段式拉头油缸（图中未示出）的接油盘相连，从直角头主轴3的后端到直角头主轴3的前端依次设有第一压盖31、活塞32、第二压盖33、拉杆34、拉爪固定块35和拉爪36，拉杆34上套有碟簧37，传动轴2的上方设置有刀柄21，刀柄21上设置有主轴拉钉22，主轴拉钉22与机床主轴5相连，刀柄21与传动轴2之间通过外齿轮23和内齿轮24的配合传递扭矩，内齿轮24套设在外齿轮23的外侧，且直角头松头状态下内齿轮24的内齿部与外齿轮23的外齿部之间设有第一纵向间距25，内齿轮24固定在一齿盘座26上，齿盘座26与上箱体11定心连接，齿盘座26与上箱体11的内壁之间安装有格兰圈27和耐磨环28，齿盘座26的顶部固定有下牙盘29，外齿轮23与传动轴2渐开线花键连接，传动轴2与直角头主轴3之间通过一对螺旋伞齿轮副38传递扭矩，上箱体11的两侧各安装有一个锁定单元，每个锁定单元包括限位键41、顶杆42、伸缩杆43和弹簧44，限位键41安装在上箱体11的侧壁的顶部，限位键41内设有下部开口的安装腔45，顶杆42安装在安装腔45内，顶杆42上下贯穿上箱体11的侧壁，弹簧44套设在顶杆42的中部，顶杆42的中下部设有凸台46，弹簧44压缩设置于限位键41与凸台46之间，伸缩杆43滑动连接在顶杆42的上部，顶杆42的上部表面开设有斜槽47，伸缩杆43的外侧设置有与斜槽47相适配的斜键48，斜键48插设在斜槽47内，限位键41的内壁开设有与伸缩杆43相适配的横向通孔411，伸缩杆43的内侧的上部设置有小端431，伸缩杆43穿设于横向通孔411，机床主轴5的法兰51上开设有与小端431相对应的限位槽52以及与限位键41的内壁相适配的键槽53，限位槽52位于键槽53的内侧。机床主轴5抓取主轴拉钉22时，自动直角头处于拉紧状态，小端431伸入限位槽52内的同时限位键41的内壁嵌入键槽53内，小端431与限位槽52的下沿之间具有第二纵向间距54，第二纵向间距54的高度不小于第一纵向间距25的高度；四个两段式拉头油缸处于松爪状态时，自动直角头在自重作用下下移，小端431与限位槽52的下沿接触，自动直接头即处于中位状态，此时外齿轮23带动内齿轮24转动，完成C轴转位动作。当自动直角头处于松头状态时，自动直角头置于头库（图中未示出）上，头库顶端使两根顶杆42向上运动并带动伸缩杆43内缩，并使限位键41脱离键槽53，从而自动直角头从头库脱开，完成松头动作。

实施例2的自带中位的自动直角头，与实施例1的自动直角头的结构基本相同，不同之处在于，实施例2的自带中位的自动直角头中，横向通孔411内安装有销套412，销套412套设在伸缩杆43的外侧，伸缩杆43和顶杆42由经过热处理的耐磨材料制成；头库的顶端安装有与两根顶杆42位置相对的两个螺钉（图中未示出），当自动直角头处于松头状态时，自动直角头置于头库上，两个螺钉分别顶压两根顶杆42的底端，使两根顶杆42向上运动并带动伸缩杆43内缩，并使限位键41脱离键槽53，从而自动直角头从头库脱开，完成松头动作；限位键41与弹簧44的顶端之间安装有调整垫49，调整垫49套设在顶杆42上。

Claims (4)

1.一种自带中位的自动直角头，包括上箱体、下箱体、直角头主轴和传动轴，所述的上箱体上设置有多个拉钉，所述的上箱体通过所述的多个拉钉与四个两段式拉头油缸的接油盘相连，从所述的直角头主轴的后端到所述的直角头主轴的前端依次设有第一压盖、活塞、第二压盖、拉杆、拉爪固定块和拉爪，所述的拉杆上套有碟簧，所述的传动轴的上方设置有刀柄，所述的刀柄上设置有主轴拉钉，所述的主轴拉钉与机床主轴相连，所述的刀柄与所述的传动轴之间通过外齿轮和内齿轮的配合传递扭矩，所述的内齿轮套设在所述的外齿轮的外侧，且直角头松头状态下所述的内齿轮的内齿部与所述的外齿轮的外齿部之间设有第一纵向间距，所述的内齿轮固定在一齿盘座上，所述的齿盘座与所述的上箱体定心连接，所述的齿盘座与所述的上箱体的内壁之间安装有格兰圈和耐磨环，所述的齿盘座的顶部固定有下牙盘，所述的外齿轮与所述的传动轴渐开线花键连接，所述的传动轴与所述的直角头主轴之间通过一对螺旋伞齿轮副传递扭矩，其特征在于所述的上箱体的两侧各安装有一个锁定单元，每个所述的锁定单元包括限位键、顶杆、伸缩杆和弹簧，所述的限位键安装在所述的上箱体的侧壁的顶部，所述的限位键内设有下部开口的安装腔，所述的顶杆安装在所述的安装腔内，所述的顶杆上下贯穿所述的上箱体的侧壁，所述的弹簧套设在所述的顶杆的中部，所述的顶杆的中下部设有凸台，所述的弹簧压缩设置于所述的限位键与所述的凸台之间，所述的伸缩杆滑动连接在所述的顶杆的上部，所述的顶杆的上部表面开设有斜槽，所述的伸缩杆的外侧设置有与所述的斜槽相适配的斜键，所述的斜键插设在所述的斜槽内，所述的限位键的内壁开设有与所述的伸缩杆相适配的横向通孔，所述的伸缩杆的内侧的上部设置有小端，所述的伸缩杆穿设于所述的横向通孔，机床主轴的法兰上开设有与所述的小端相对应的限位槽以及与所述的限位键的内壁相适配的键槽，所述的限位槽位于所述的键槽的内侧；机床主轴抓取主轴拉钉时，自动直角头处于拉紧状态，小端伸入限位槽内的同时限位键的内壁嵌入键槽内，小端与限位槽的下沿之间具有第二纵向间距，所述的第二纵向间距的高度不小于所述的第一纵向间距的高度；四个两段式拉头油缸处于松爪状态时，自动直角头在自重作用下下移，小端与限位槽的下沿接触，自动直接头即处于中位状态，此时外齿轮带动内齿轮转动，完成C轴转位动作。

2.根据权利要求1所述的一种自带中位的自动直角头，其特征在于所述的横向通孔内安装有销套，所述的销套套设在所述的伸缩杆的外侧，所述的伸缩杆和所述的顶杆由经过热处理的耐磨材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种自带中位的自动直角头，其特征在于头库的顶端安装有与两根所述的顶杆位置相对的两个螺钉，当自动直角头处于松头状态时，自动直角头置于头库上，所述的两个螺钉分别顶压两根顶杆的底端，使两根顶杆向上运动并带动伸缩杆内缩，并使限位键脱离键槽，从而自动直角头从头库脱开，完成松头动作。

4.根据权利要求1所述的一种自带中位的自动直角头，其特征在于所述的限位键与所述的弹簧的顶端之间安装有调整垫，所述的调整垫套设在所述的顶杆上。