一種結構小巧的高速自動直角頭的製作方法與工藝

2023-06-02 02:43:16

本發明涉及一種自動化工具機配件，尤其是涉及一種結構小巧的高速自動直角頭。

背景技術：
自動直角頭是一種使用最多同時也是市場份額最大的自動化工具機配件產品。國內外的自動直角頭種類繁多，近年來可實現高速切削的小型自動直角頭已是發展趨勢，要求自動直角頭尺寸減小的同時，仍保持高的轉速和完整的功能。但現有的自動直角頭往往滿足不了要求。

技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術的不足，提供一種結構小巧的高速自動直角頭。本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為：一種結構小巧的高速自動直角頭，包括箱體、主軸和設置在箱體和主軸之間的傳動機構，所述的箱體由上箱體和下箱體組成，所述的上箱體上設置有多個拉釘，所述的上箱體通過所述的多個拉釘與拉頭油缸相連；從所述的主軸的後端到所述的主軸的前端依次設有第一壓蓋、活塞、第二壓蓋、拉杆、拉爪固定塊和拉爪，所述的第二壓蓋與所述的拉杆之間設有碟簧，所述的碟簧套設在所述的拉杆上；所述的傳動機構包括第一齒輪傳動機構、傳動軸和第二齒輪傳動機構，所述的第一齒輪傳動機構設置在所述的傳動軸的一端，所述的第二齒輪傳動機構設置在所述的傳動軸的另一端，且所述的第二齒輪傳動機構與所述的主軸連接，所述的傳動軸設置在傳動軸軸承座上，所述的傳動軸軸承座與所述的傳動軸之間設置有背靠背的第一角接觸球軸承；所述的傳動軸的一端設置有刀柄，所述的刀柄上設置有主軸拉釘，所述的主軸拉釘與工具機主軸相連，所述的傳動軸的另一端固設置有傳動軸壓蓋；所述的上箱體套設在所述的傳動軸軸承座的上端，所述的下箱體套設在所述的傳動軸軸承座的下端。所述的第一齒輪傳動機構包括同軸設置的內齒輪和外齒輪，所述的內齒輪套設在所述的外齒輪的外側，且所述的內齒輪的內齒部與所述的外齒輪的外齒部之間設有縱向間距，所述的外齒輪與所述的傳動軸漸開線花鍵連接；所述的第二齒輪傳動機構包括相互嚙合的第一螺旋傘齒輪和第二螺旋傘齒輪，所述的第一螺旋傘齒輪與所述的傳動軸花鍵連接，所述的第二螺旋傘齒輪套設在所述的主軸上。內齒輪的內齒部與外齒輪的外齒部之間設有縱向間距，當主軸拉釘被工具機主軸抓緊、拉頭油缸處於中位功能時，可沿縱向下壓拉釘，上箱體因自重而下移，內齒輪的內齒部與外齒輪的外齒部相嚙合，外齒輪帶動內齒輪轉動，進而自動直角頭 除上箱體以外的其他部分轉動，實現了自動直角頭C軸轉位功能；外齒輪與傳動軸漸開線花鍵連接，可以實現刀柄與第一螺旋傘齒輪的自動對中，提高傳動精度。所述的第二螺旋傘齒輪靠近所述的主軸的後端，壓縮了主軸前端到傳動軸中心的距離，從而減小了自動直角頭長度方向的尺寸，增加Y軸加工行程，使本發明自動直角頭的尺寸進一步減小，空間利用率進一步提高，結構更緊湊。所述的刀柄與所述的外齒輪螺紋連接，所述的刀柄與所述的傳動軸之間設置有彈簧。刀柄與外齒輪的螺紋連接方式，結構緊湊，穩定性好。所述的上箱體與所述的拉頭油缸的滑枕接油盤連接，所述的上箱體與所述的滑枕接油盤連接處設有方形橡膠圈，以提高上箱體與滑枕接油盤之間的密封性，防止漏油。所述的主軸的後端安裝在主軸後軸承座上，所述的主軸的前端安裝在主軸前軸承座上，使工作時主軸的安全性和穩定性提高。所述的主軸後軸承座與所述的主軸之間設有背靠背的第二角接觸球軸承，所述的主軸前軸承座與所述的主軸之間設有背靠背的第三角接觸球軸承，使本發明自動直角頭的結構更緊湊。所述的主軸的後端與所述的第二角接觸球軸承之間設置有矩形彈簧。矩形彈簧佔用的空間少，定位性好，使自動直角頭的結構的緊湊性提高。所述的上箱體與所述的傳動軸軸承座之間設置有第一冷卻水路，所述的下箱體內設置有第二冷卻水路，所述的第二冷卻水路的端部連接有冷卻水噴嘴；所述的傳動軸軸承座和所述的下箱體之間設置有排液通道；所述的上箱體與所述的傳動軸軸承座之間設置有第一液壓打刀油路，所述的主軸與所述的主軸後軸承座之間設置有第二液壓打刀油路，所述的第一液壓打刀油路與所述的第二液壓打刀油路相連通；所述的冷卻水路、所述的第一液壓打刀油路和所述的第二液壓打刀油路均通過雙向活塞封進行密封；所述的拉杆內設有供主軸中心吹氣的第一氣體通道，所述的傳動軸軸承座和所述的主軸之間設有供主軸鼻端氣封的第二氣體通道，所述的第一氣體通道和所述的第二氣體通道相連通，所述的主軸的前端設有供主軸鼻端吹氣的第三氣體通道。上箱體與傳動軸軸承座之間設置第一冷卻水路和第一液壓打刀油路，主軸與主軸後軸承座之間設置第二液壓打刀油路，下箱體內設置第二冷卻水路，第一液壓打刀油路與第二液壓打刀油路相連通，在有效利用空間的同時，使冷卻水和液壓打刀油能夠從上箱體過渡到傳動軸軸承座上；傳動軸軸承座和下箱體之間設置排液通道，從而使用時漏入上箱體中的少量冷卻水和液壓油得以從排液通道中順利排出，不會進到軸承中，也不會在下箱體中堆積，避免了使用和維修上的不便；拉杆內設有供主軸中心吹氣的第一氣體通道，傳動軸 軸承座和主軸之間設有供主軸鼻端氣封的第二氣體通道，第一氣體通道和第二氣體通道相連通，相當於主軸中心吹氣和主軸鼻端氣封共用一個通路，壓力小、無汙染、密封性好，在不增加高度方向尺寸的同時，又可以保證中心吹氣和氣封功能；另外，傳動軸軸承座和主軸之間設置供主軸鼻端氣封的第二氣體通道，替代了傳統的迷宮密封裝置，在進一步壓縮主軸前端到傳動軸中心的距離的同時，可防止鐵屑和冷卻水進入軸承，使空間利用率更高，結構更加緊湊。所述的上箱體與所述的傳動軸軸承座之間設置有牙盤，所述的牙盤由相互咬合的上牙盤和下牙盤組成，所述的上牙盤與所述的滑枕接油盤定心連接，所述的下牙盤與所述的傳動軸軸承座定心連接。通過上牙盤和下牙盤的咬合實現自動直角頭傳動軸和主軸的自動對中，提高了定位精度。與現有技術相比，本發明的優點在於：上箱體通過多個拉釘與拉頭油缸相連，使得本發明自動直角頭自身不帶C軸松夾油缸，在簡化結構的同時，減小了自動直角頭高度方向的尺寸，增加了Z軸加工行程；除了對第一齒輪傳動機構和第二齒輪傳動機構起支撐作用的背靠背的第一角接觸球軸承外，基本沒有在自動直角頭高度方向再增加額外尺寸，在減小高度方向尺寸的同時，有效利用了空間，結構緊湊。本發明自動直角頭的轉速可達4000rpm，滿足模具加工要求。與常規尺寸的自動直角頭相比，在Z軸加工行程方面優勢明顯。因此本發明自動直角頭結構緊湊，轉速高，使五面體工具機的性價比更高。附圖說明圖1為實施例的結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。如圖所示，一種結構小巧的高速自動直角頭，包括箱體、主軸2和設置在箱體和主軸2之間的傳動機構，箱體由上箱體11和下箱體12組成，上箱體11上設置有多個拉釘111和快換接頭113，上箱體11通過多個拉釘111與拉頭油缸的滑枕接油盤(圖中未示出)相連，上箱體11與滑枕接油盤連接處設有方形橡膠圈112；從主軸2的後端到主軸2的前端依次設有第一壓蓋21、活塞22、第二壓蓋23、拉杆24、拉爪固定塊25和拉爪26，第二壓蓋23與拉杆24之間設有碟簧27，碟簧27套設在拉杆24上，主軸2的後端安裝在主軸後軸承座28上，主軸2的前端安裝在主軸前軸承座29上；傳動機構包括第一齒輪傳動機構、傳動軸33和第二齒輪傳動機構，第一齒輪傳動機構包括同軸設置的內齒輪311和外齒輪312，內齒輪311套設在外齒輪312的外側，且內齒輪311的內齒部313與外齒輪312的外齒部314之間設有 縱向間距315，外齒輪312與傳動軸33漸開線花鍵連接；第二齒輪傳動機構包括相互嚙合的第一螺旋傘齒輪321和第二螺旋傘齒輪322，第一螺旋傘齒輪321與傳動軸33花鍵連接，第二螺旋傘齒輪322套設在主軸2上，且第二螺旋傘齒輪322靠近主軸2的後端；傳動軸33設置在傳動軸軸承座34上，傳動軸軸承座34與傳動軸33之間設置有背靠背的第一角接觸球軸承35；主軸後軸承座28與主軸2之間設有背靠背的第二角接觸球軸承36，主軸2的後端與第二角接觸球軸承36之間設置有矩形彈簧37，主軸前軸承座29與主軸2之間設有背靠背的第三角接觸球軸承38；傳動軸33的一端設置有刀柄4，刀柄4上設置有主軸拉釘41，刀柄4與外齒輪312螺紋連接，刀柄4與傳動軸33之間設置有彈簧42，主軸拉釘41與工具機主軸(圖中未示出)相連，傳動軸33的另一端固設置有傳動軸壓蓋39；上箱體11套設在傳動軸軸承座34的上端，下箱體12套設在傳動軸軸承座34的下端，上箱體11與傳動軸軸承座34之間設置有第一冷卻水路51，下箱體12內設置有第二冷卻水路52，第二冷卻水路52的端部連接有冷卻水噴嘴53；上箱體11與傳動軸軸承座34之間設置有牙盤6，牙盤6由相互咬合的上牙盤(圖中未示出)和下牙盤62組成，上牙盤與滑枕接油盤定心連接，下牙盤62與傳動軸軸承座34定心連接；上箱體11與傳動軸軸承座34之間設置有第一液壓打刀油路71，主軸2與主軸後軸承座28之間設置有第二液壓打刀油路72，第一液壓打刀油路71與第二液壓打刀油路72相連通；第一冷卻水路51、第一液壓打刀油路71和第二液壓打刀油路72均通過雙向活塞封73進行密封；拉杆24內設有供主軸2中心吹氣的第一氣體通道81，傳動軸軸承座34和主軸2之間設有供主軸2鼻端氣封的第二氣體通道82，第一氣體通道81和第二氣體通道82相連通，主軸2的前端設有供主軸2鼻端吹氣的第三氣體通道83。以上實施例中，主軸中心到上箱體的上表面距離約230mm，極大減小了自動直角頭高度方向的尺寸，增加了Z軸加工行程；主軸的前端端面到傳動軸中心的距離約162mm，主軸上安裝使用38mm的短銑刀刀盤時，刀盤端面距離傳動軸中心約200mm，不超過常用400方滑枕工具機的滑枕尺寸範圍，結構緊湊、小巧，極大減小了自動直角頭長度方向的尺寸，增加Y軸加工行程。