專利名稱：模塊化b軸車銑復合功能單元的制作方法
技術領域：
本發(fā)明創(chuàng)造涉及數(shù)控機床用車銑復合功能單元，具體為一種模塊化B軸車銑復合功能單元。
背景技術：
工業(yè)的發(fā)展對機床的加工性能提出了更高的要求。航空、航天、軍工等工業(yè)領域中的復雜曲面零件，采用傳統(tǒng)的車削、銑削等加工手段和兩軸、三軸聯(lián)動等加工方法很難實現(xiàn)高效與高精度的加工。具有多種靜態(tài)以及旋轉刀具，可在一次裝夾下對多種復雜外形工件進行加工，具有多軸聯(lián)動功能且待機時間短的多軸車銑復合加工中心則成為這些領域中的重要加工設備，而車銑復合功能單元則是車銑復合加工中心的重要功能部件。B軸車銑復合功能單元，可實現(xiàn)B軸的擺動以及靜態(tài)和旋轉刀具的安裝，具有角度進給功能、車削加工、銑削加工和鉆孔等功能。由于上述特點，B軸車銑復合功能單元則成為車銑復合加工中心中經(jīng)常使用的重要功能部件。采用機械傳動的B軸車銑復合功能單元，存在反向間隙，噪音，熱變形以及動態(tài)沖擊對齒輪造成危害等問題。非模塊化B軸車銑復合功能單元，車銑頭的加工能力范圍窄，無法實現(xiàn)超額定功率車銑加工。車銑加工的功率變化時則需要更換復合功能單元，乃至整臺機床進行加工。
發(fā)明內容為了解決上述存在的問題，本發(fā)明創(chuàng)造提供一種數(shù)控機床用模塊化B軸車銑復合功能單元。本發(fā)明創(chuàng)造的目的是通過下述技術方案實現(xiàn)的一種模塊化B軸車銑復合功能單元，其特征在于包括B軸模塊和車銑頭模塊，二者通過螺釘連接，所述的B軸模塊包括驅動裝置、三齒盤分度結構和抱閘結構；所述的車銑頭模塊包括電機驅動裝置和三齒盤固定
直ο所述的B軸模塊的驅動裝置采用內置電機驅動，電機定子通過螺釘固定在B軸模塊的后蓋上，電機定子和后蓋一同安裝在箱體內，電機轉子通過螺釘固定在軸上，軸通過螺釘與法蘭軸相連。所述的B軸模塊的三齒盤分度結構如下在軸上開有孔，活塞桿穿過軸上的孔，一端通過螺母與鎖緊齒盤連接，一端通過螺母與活塞頭連接，活塞桿上套有碟簧，碟簧和活塞頭置于法蘭軸的腔體內，形成一個活塞結構，動齒盤通過螺釘固定在軸上，定齒盤通過螺釘固定在后蓋上。所述的B軸模塊的抱閘結構如下兩剎車片分別通過螺釘安裝在法蘭軸上和箱體上，盤上開有油腔，油腔內裝有密封圈。所述的車銑頭模塊的電機驅動裝置的電機定子安裝在箱體內，電機轉子與主軸采用過盈配合安裝在一起，拉刀機構固定在主軸上，隨主軸一同轉動。所述的車銑頭模塊的三齒盤固定裝置結構為定齒盤固定在定齒盤套上，定齒盤套固定在箱體上，動齒盤通過動齒盤套固定在主軸上。本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果是1、本發(fā)明創(chuàng)造模塊化B軸車銑復合功能單元包括B軸模塊和車銑頭模塊，二者通過螺釘連接在一起，采用模塊化設計方法，在進行不同加工時，只要相應更換車銑頭模塊就能實現(xiàn)不同功率加工。2、B軸模塊采用內置電機驅動，電機定子通過螺釘固定在B軸模塊的后蓋上，電機定子和后蓋一同安裝在箱體內。電機轉子通過螺釘固定在軸上，軸通過螺釘與法蘭軸相連。 電機通電時，定子固定不動，轉子轉動，并帶動軸和法蘭軸一同旋轉。法蘭軸上通過螺釘固定有車銑頭模塊，法蘭軸旋轉帶動車銑頭模塊擺動。內置電機驅動降低了采用機械傳動帶來的反向間隙，噪音，熱變形以及動態(tài)沖擊對齒輪造成危害等問題。3、B軸模塊應用了三齒盤結構，鎖緊齒盤通過螺母固定在活塞桿上，活塞桿上套有碟簧，自然狀態(tài)下碟簧的預緊力使鎖緊齒盤與定齒盤和動齒盤接觸，鎖緊法蘭軸；液壓油由非碟簧所在油腔流入時，鎖緊齒盤與定齒盤和動齒盤脫離，法蘭軸可在電機帶動下旋轉；液壓油由碟簧所在油腔流入時，鎖緊齒盤與定齒盤和動齒盤接觸，鎖緊法蘭軸，起分度定位作用，確保系統(tǒng)的剛性和加工精度。4、B軸模塊應用了抱閘結構，兩片剎車片分別與法蘭軸和箱體相連，兩片剎車片間未施加正壓力時，法蘭軸可在電機帶動下克服較小摩擦力下旋轉；兩片剎車片間通過液壓系統(tǒng)施加正壓力時，剎車片間的摩擦力限制法蘭軸的旋轉，確保B軸模塊可在任意角度下定位。5、車銑頭模塊采用內置電機驅動，電機定子安裝在箱體內，電機轉子與主軸采用過盈配合安裝在一起，拉刀機構固定在主軸上，隨主軸一同轉動。采用內置電機驅動降低了采用機械傳動帶來的反向間隙，噪音，熱變形以及動態(tài)沖擊對齒輪造成危害等問題。6、車銑頭模塊應用了三齒盤結構，動齒盤與主軸相連，可隨主軸一同旋轉，車削時鎖緊齒盤同時與定齒盤和動齒盤接觸，限制動齒盤和主軸的旋轉，提高結構剛性；銑削時鎖緊齒盤與定齒盤和動齒盤脫離，保證拉刀機構在電機轉子和主軸的帶動下正常旋轉。

圖1是本發(fā)明創(chuàng)造的總體結構示意圖。圖2是B軸模塊結構示意圖。圖3是圖2中I局部放大圖，(即B軸模塊三齒盤結構示意圖)。圖4是圖2中II局部放大圖，(即B軸模塊抱閘結構示意圖)。圖5是車銑頭模塊結構示意圖。圖6是圖5中III局部放大圖，(即車銑頭模塊三齒盤結構示意圖)。圖中，i、車銑頭模塊；111、箱體、；112、電機定子；113、電機轉子；114、主軸；115、 拉刀機構；121、定齒盤；122、動齒盤；123、鎖緊齒盤；124、定齒盤套；125、動齒盤套；2、B軸模塊；211、箱體；212、電機定子；213、電機轉子；214、法蘭軸；215、后蓋；216、軸；221、定齒盤；222、鎖緊齒盤；223、動齒盤；224、活塞桿；225、活塞頭；226、碟簧；227、螺母；228、螺母；231、剎車片；232、剎車片；233、盤；234、密封圈；235、螺釘；236、螺釘；3、螺釘；41、油腔；42、油腔；43、油腔；44、油腔；45、油腔。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，本發(fā)明創(chuàng)造模塊化B軸車銑復合功能單元由車銑頭模塊1和 B軸模塊2組成。車銑頭模塊1上可安裝車刀、銑刀、鉆頭等加工刀具，B軸模塊2在電機帶動下可沿B軸擺動，車銑頭模塊1通過螺栓3連接到B軸模塊2的法蘭軸214上。B軸模塊2主要包括電機驅動裝置、三齒盤分度結構和抱閘結構。其電機驅動裝置如圖2所示，B軸模塊2的電機定子212通過螺釘固定在B軸模塊2的后蓋215上，電機定子212和后蓋215 —同安裝在箱體211內，后蓋215上通過螺釘固定在箱體211上。電機轉子213通過螺釘固定在軸216上，軸216通過螺釘與法蘭軸214相連，電機轉子213和法蘭軸214安裝在箱體211內。電機通電時，定子212固定不動，轉子213轉動，并帶動軸 216和法蘭軸214 —同旋轉。法蘭軸214上通過螺釘2固定有車銑頭模塊1，法蘭軸214旋轉帶動車銑頭模塊1擺動。三齒盤分度裝置如圖2和圖3所示，軸216上開有孔，活塞桿2M穿過軸216上的孔，一端通過螺母228與鎖緊齒盤222連接，一端通過螺母227與活塞頭225連接，活塞桿 224上套有碟簧226。碟簧2 和活塞頭225置于法蘭軸214的腔體內，形成一個活塞結構。 動齒盤223通過螺釘固定在軸216上，定齒盤221通過螺釘固定在后蓋215上。未通液壓油時，在碟簧226的預緊力作用下，鎖緊齒盤222與定齒盤221和動齒盤223接觸，法蘭軸 214被鎖緊。液壓油由油腔41流進時，壓力作用在活塞頭225上，碟簧2 壓縮，帶動活塞桿2M移動，鎖緊齒盤222與定齒盤221和動齒盤223脫離接觸，電機通電法蘭軸214旋轉。 液壓油由油腔42流入時，活塞頭225在推力作用下帶動活塞桿2M受力，鎖緊齒盤222在活塞桿2M作用下與定齒盤221和動齒盤223接觸，對軸216和法蘭軸214分度定位。液壓油由碟簧側油腔流入時，活塞頭在推力作用下帶動活塞桿受力，鎖緊齒盤在活塞桿作用下與定齒盤和動齒盤接觸，對軸和法蘭軸分度定位。液壓油由非碟簧側油腔流進時，壓力作用在活塞頭上，碟簧壓縮，帶動活塞桿移動，鎖緊齒盤與定齒盤和動齒盤脫離接觸，電機通電帶動法蘭軸旋轉。抱閘結構如圖2和圖4所示，剎車片231通過螺釘235安裝在法蘭軸214上，剎車片231可隨法蘭軸214 —同旋轉，剎車片232和盤233通過螺釘236安裝在箱體211上。盤 233上開有油腔43，油腔43內裝有密封圈234。油腔43不加壓力時，剎車片231和剎車片 232間存在較小的摩擦力，法蘭軸214在電機作用下可在克服較小摩擦力作用下旋轉。油腔 43加壓時，液壓油的壓力作用到密封圈234上，密封圈234擠壓剎車片232，剎車片232和剎車片231間產生較大的正壓力和摩擦力，剎車片232和剎車片231間的摩擦力限制了剎車片231和法蘭軸314的旋轉，在任意角度對法蘭軸314定位。車銑頭模塊1主要包括電機驅動裝置和三齒盤固定裝置，如圖5所示。其電機驅動裝置的電機定子112安裝在箱體111內，電機轉子113與軸114采用過盈配合安裝在一起，拉刀機構115固定在軸114上，電機通電時，拉刀機構115隨電機轉子113和軸114 一同轉動。車銑頭模塊的三齒盤固定裝置如圖5和圖6所示，定齒盤121固定在定齒盤套124 上，定齒盤套124固定在箱體111上，動齒盤122通過動齒盤套125固定在主軸112上，液壓油進入油腔44時，鎖緊齒盤123同時與動齒盤122和定齒盤121接觸，軸114的轉動被限制，拉刀機構115上安裝車刀實現(xiàn)車削加工。液壓油進入油腔45時，鎖緊齒盤123與動齒盤122和定齒盤121脫離接觸，軸114的可在電機帶動下自由轉動。拉刀機構115上安裝動力刀具，在電機的帶動下，軸114、拉刀機構115的轉動帶動動力刀具轉動，實現(xiàn)銑削、 鉆削等加工。
權利要求1.一種模塊化B軸車銑復合功能單元，其特征在于包括B軸模塊和車銑頭模塊，二者通過螺釘連接，所述的B軸模塊包括驅動裝置、三齒盤分度結構和抱閘結構；所述的車銑頭模塊包括電機驅動裝置和三齒盤固定裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的模塊化B軸車銑復合功能單元，其特征在于所述的B軸模塊的驅動裝置采用內置電機驅動，電機定子通過螺釘固定在B軸模塊的后蓋上，電機定子和后蓋一同安裝在箱體內，電機轉子通過螺釘固定在軸上，軸通過螺釘與法蘭軸相連。
3.根據(jù)權利要求1所述的模塊化B軸車銑復合功能單元，其特征在于所述的B軸模塊的三齒盤分度結構如下在軸上開有孔，活塞桿穿過軸上的孔，一端通過螺母與鎖緊齒盤連接，一端通過螺母與活塞頭連接，活塞桿上套有碟簧，碟簧和活塞頭置于法蘭軸的腔體內， 形成一個活塞結構，動齒盤通過螺釘固定在軸上，定齒盤通過螺釘固定在后蓋上。
4.根據(jù)權利要求1所述的模塊化B軸車銑復合功能單元，其特征在于所述的B軸模塊的抱閘結構如下兩剎車片分別通過螺釘安裝在法蘭軸上和箱體上，盤上開有油腔，油腔內裝有密封圈。
5.根據(jù)權利要求1所述的模塊化B軸車銑復合功能單元，其特征在于所述的車銑頭模塊的電機驅動裝置的電機定子安裝在箱體內，電機轉子與主軸采用過盈配合安裝在一起，拉刀機構固定在主軸上，隨主軸一同轉動。
6.根據(jù)權利要求1所述的模塊化B軸車銑復合功能單元，其特征在于所述的車銑頭模塊的三齒盤固定裝置結構為定齒盤固定在定齒盤套上，定齒盤套固定在箱體上，動齒盤通過動齒盤套固定在主軸上。
專利摘要模塊化B軸車銑復合功能單元，涉及數(shù)控機床用車銑復合功能單元；它包括B軸模塊和車銑頭模塊，所述的B軸模塊包括驅動裝置、三齒盤分度結構和抱閘結構；所述的車銑頭模塊包括電機驅動裝置和三齒盤固定裝置。車銑頭模塊靠內置電機驅動，并設計有三齒盤鎖緊結構，車削時三齒盤鎖緊保證結構剛性，銑削或鉆削時三齒盤松開，主軸旋轉帶動刀具進行加工。B軸模塊靠內置電機驅動，分度加工時采用三齒盤鎖緊結構保證結構剛性和分度精度，任意角度加工時采用抱閘機構保證加工剛度。B軸模塊和車銑頭模塊之間通過螺釘連接，根據(jù)加工需要更換不同車銑頭來擴展加工能力。
文檔編號B23Q16/08GK202271170SQ20112028252
公開日2012年6月13日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權日2011年8月5日
發(fā)明者劉曉濱, 張衡, 李之洋, 李家瑞, 李文論, 楊迪, 狄子建, 羅志久, 郭智春, 郭進彪, 顏克輝, 馬仕龍, 高克林, 魏傳良 申請人:沈陽機床(集團)設計研究院有限公司