CN107812961B - 五轴数控机床主轴增加可换钻套的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种五轴数控机床主轴增加可换钻套的装置，包括定位连接外圆、操作空间结构、钻套座和钻套快换结构，所述的定位连接外圆为圆环结构，圆环一侧开有若干销孔和沉头连接孔，另一侧通过操作空间结构连接钻套座；钻套安装在钻套座后采用钻套快换结构固定；所述的定位连接外圆通过沉头连接孔中安装的沉头螺栓固连机床主轴，并通过销孔的配作加工确保钻套座与机床主轴同轴。本发明具有结构简单、连接可靠、布局合理以及可继承性好等优点，可广泛应用于机床主轴需增加可换钻套的结构需求。

Description

五轴数控机床主轴增加可换钻套的装置
技术领域
本发明涉及一种机床用主轴需增加可换钻套的装置，属于机床结构设计与制造领域。
背景技术
基于钻模的可换钻套具有结构简单、连接可靠、布局合理以及可继承性好等优点，有效解决了机床主轴需增加可换钻套的功能需求难题。五轴数控机床主轴结构是一个成熟的结构形式，一般而言，五轴数控机床主轴通过刀柄标准接口实施换刀功能，刀柄端头无法再增加固定刀具的固定座。但在空间异向小孔加工领域，因在加工过程中，钻头容易折断或弯曲，造成孔加工质量异常，因此需要在机床主轴增加可换钻套，为了实现机床主轴增加可换钻套与换刀的功能，五轴数控机床主轴增加可换钻套的装置需具备连接可靠、结构简单、稳定性好等特性。
在三轴、四轴、五轴等带刀库的加工中心机床上，主轴换刀结构形式得到了广泛应用，但受限于主轴的结构等问题，国内外对五轴数控机床主轴增加可换钻套的应用尚处于研发阶段，经检索，未发现适用于五轴数控机床主轴增加可换钻套装置的相关专利与设计资料。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种适用于机床主轴需增加可换钻套的装置，具有结构简单、连接可靠、布局合理以及可继承性好等优点，可广泛应用于机床主轴需增加可换钻套的结构需求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种五轴数控机床主轴增加可换钻套的装置，包括定位连接外圆、操作空间结构、钻套座和钻套快换结构；所述的定位连接外圆为圆环结构，圆环一侧开有若干销孔和沉头连接孔，另一侧通过操作空间结构连接钻套座；钻套安装在钻套座后采用钻套快换结构固定；所述的定位连接外圆通过沉头连接孔中安装的沉头螺栓固连机床主轴，并通过销孔的配作加工确保钻套座与机床主轴同轴。
所述的操作空间结构连接定位连接外圆的一端为中空圆柱体，连接钻套座的一端为中空圆锥体，圆柱体和圆锥体之间平滑过渡，圆柱体和圆锥体上开有方便操作的开口。
所述的钻套座上开有钻套沉孔，钻套镶入沉孔达到固定、支撑的目的；所述的钻套快换结构是在钻套座上开有顶丝孔，通过顶丝螺钉固定钻套。
所述的定位连接外圆上沿周向均布2个配作的销孔，沿周向均布4个沉头连接孔。
所述的操作空间结构内壁设置垂直于轴线的筋条。
所述的定位连接外圆、操作空间结构和钻套座采用灰口铸铁制备。
本发明的有益效果是：
1.该装置毛坯采用铸件，既提高了装置的抗震性、结构稳定性与耐磨性，又节约了原材料；
2.与主轴连接采用定位连接外圆、销孔与螺栓连接，大大提高了连接的可靠性与连接精度；
3.钻套座与钻套快换结构，将钻套镶入起到了钻套的限位作用，采用顶丝压紧达到快换的目标，操作简单、可靠。
附图说明
图1为装置整体剖切图。
图2为装置与机床接口结构示意图。
图3为装置中间操作空间横筋条结构示意图。
图4为装置钻套孔外形结构示意图。
图中，1-定位连接外圆，2-中间操作空间，3-钻套座，4-顶丝，5-钻套，6-沉头连接孔，7-销孔，8-横筋条，9-圆柱体，10-圆锥体，11-圆角过渡。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
本发明的五轴数控机床主轴增加可换钻套的装置，包括连接结构、操作空间结构、钻套座和钻套快换结构；所述连接结构包括定位连接外圆、2个销孔和4个沉头连接孔；所述操作空间结构包括内、外形圆柱体与圆锥体的圆滑过渡、中间横向筋条；所述钻套座和钻套快换结构包括放置钻套孔、钻套镶入沉孔；所述钻套快换结构包括顶丝孔与压紧顶丝；所述连接结构通过定位连接外圆、2个销孔的配作加工，4个沉头连接孔的调整，达到钻套孔与主轴同轴的目标，所述操作空间结构，通过内、外形圆柱体与圆锥体的圆滑过渡，连接钻套座和连接结构，从而形成一定的操作空间，方便更换刀具，满足结构刚度要求，所述钻套座通过放置钻套孔、钻套镶入沉孔达到固定、支撑钻套的要求，所述钻套快换结构通过顶丝孔与顶丝螺钉，达到固定与更换钻套的目的。
优选所述的五轴数控机床主轴增加可换钻套的装置，所述连接结构具有定位连接外圆、2个配作的定位销孔、4个沉头连接孔，通过定位连接外圆、沉头连接孔的连接，然后检查调整钻套孔与主轴的同轴度，最后配作定位销孔，达到高精度可靠连接的目标。
优选所述操作空间结构包括内、外形圆柱体与圆锥体的圆滑过渡、中间切割出横向筋条，从而形成一定的操作空间，方便更换刀具，满足结构刚度要求。
优选所述钻套座和钻套快换结构包括放置钻套孔、钻套镶入沉孔，所述钻套快换结构包括顶丝孔与压紧顶丝，通过放置钻套孔、钻套镶入沉孔达到固定、支撑钻套的要求，所述钻套快换结构通过顶丝孔与顶丝螺钉，达到固定与更换钻套的目的。
优选所述的五轴数控机床主轴增加可换钻套的装置，所述连接结构，2个销孔成180°均布，且必须与机床主轴配作。
优选所述的五轴数控机床主轴增加可换钻套的装置，所述的装置材料为灰口铸铁，并铸件不允许有裂纹、气孔、砂眼、夹渣等缺陷。
优选所述的五轴数控机床主轴增加可换钻套的装置，所述操作空间结构包括内、外形圆柱体与圆锥体的圆滑过渡、中间切割出横向筋条，其内、外壁厚10mm，中间横向筋条宽度60mm，圆锥锥角60°。
优选所述的五轴数控机床主轴增加可换钻套的装置，所述钻套座和钻套快换结构，钻套孔的尺寸公差为0.018mm。
图1为装置整体剖切图，由与机床连接定位连接外圆、中间操作空间、钻套座与可换钻套结构组成，制造过程先加工与机床连接的定位连接外圆，以此为基准再加工中间操作空间，最后以定位连接外圆为基准加工钻套孔，保证两端同轴度要求，再装入钻套确定可换钻套结构的加工。
图2为装置与机床接口结构示意图，2销孔成180°对称分布，装配过程必须配作完成，4个沉头螺栓孔均布，可以用作调整垂直度要求。
图3为装置操作空间横筋条结构示意图，制造中需按此结构进行加工，圆柱体与圆锥体内、外形过渡必须圆滑，确保结构刚度满足要求。
图4为装置钻套孔外形结构示意图，制造中需按此结构进行加工，内形R圆滑过渡，外形按示意图制造，确保钻套装入正确、不干涉。
五轴数控机床主轴增加可换钻套的装置制造完成后，使用方式如下：
1、将装置与机床主轴套筒通过定位连接外圆、沉头螺栓孔相连接，找正钻套孔与主轴的跳动在0.01mm之内，然后配作销孔，装入销子；
2、手动更换刀柄或刀具，根据刀具选择与之相配套的钻套，将钻套装入钻套座内，固定钻套；
3、需更换钻套时，松开可换钻套结构，取出钻套进行更换。
上述步骤完成以后，五轴数控机床主轴增加可换钻套的装置，就可以与机床成为一个整体，实现机床主轴增加可换钻套的功能需求的目标。

Claims (6)

1.一种五轴数控机床主轴增加可换钻套的装置，包括定位连接外圆、操作空间结构、钻套座和钻套快换结构，其特征在于：所述的定位连接外圆为圆环结构，圆环一侧开有若干销孔和沉头连接孔，另一侧通过操作空间结构连接钻套座；钻套安装在钻套座后采用钻套快换结构固定；所述的定位连接外圆通过沉头连接孔中安装的沉头螺栓固连机床主轴，并通过销孔的配作加工确保钻套座与机床主轴同轴。
2.根据权利要求1所述的五轴数控机床主轴增加可换钻套的装置，其特征在于：所述的操作空间结构连接定位连接外圆的一端为中空圆柱体，连接钻套座的一端为中空圆锥体，圆柱体和圆锥体之间平滑过渡，圆柱体和圆锥体上开有方便操作的开口。
3.根据权利要求1所述的五轴数控机床主轴增加可换钻套的装置，其特征在于：所述的钻套座上开有钻套沉孔，钻套镶入沉孔达到固定、支撑的目的；所述的钻套快换结构是在钻套座上开有顶丝孔，通过顶丝螺钉固定钻套。
4.根据权利要求1所述的五轴数控机床主轴增加可换钻套的装置，其特征在于：所述的定位连接外圆上沿周向均布2个配作的销孔，沿周向均布4个沉头连接孔。
5.根据权利要求1所述的五轴数控机床主轴增加可换钻套的装置，其特征在于：所述的操作空间结构内壁设置垂直于轴线的筋条。
6.根据权利要求1所述的五轴数控机床主轴增加可换钻套的装置，其特征在于：所述的定位连接外圆、操作空间结构和钻套座采用灰口铸铁制备。
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