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直角铣头设计思路

日期:2019-12-17 07:59 作者:摩纳哥城赌场

  我的设计目的: 目前行业中使用的普通龙门铣机床直角铣头附件效率低下, 转角 度时劳动强度高。基于这样的情况,我借鉴了数控龙门铣机床直角铣 头的工作原理,设计了这款直角铣头。 普通龙门铣直角铣头与数控龙门铣直角铣头的区别: 数控龙门铣在滑枕上有四个拉爪装置, 分别对应直角铣头上的四 处拉丁,它的好处有两点: 1. 使得铣头能方便的装卸。 2. 配合其他结构能较容易的实现分度结构的分离完成自动 转角。 先讨论装卸的问题。普通龙门铣滑枕上没有拉爪装置, 要实现方 便的拆装只有依靠主轴的拉刀装置。目前行业中普及的结构有两种: 1. 完全依靠滑枕上的四个螺孔来加紧固定。这种结构最为普 遍,但它的装卸时非常麻烦。 2. 依靠主轴拉刀拉力,配合四个螺孔来实现固定。这种结构 多出了拉刀的拉力,结构刚性好,依靠拉刀拉力实现轴向 位移,装卸简便。但这种结构存在着缺陷。 第二种结构利用主轴的拉刀拉力来提起直角铣头, 并且在加工中 始终保持住拉力。 这使得铣头垂直部分的轴承除了要承担伞齿轮传递 来的交变应力,还要额外承受主轴的拉刀拉力。在理论情况下,拉刀 拉力是一个恒定的力,其施加在轴承上的力应该是均匀的。其不合理 的地方在于, 主轴与刀柄连接形成的垂线与滑枕和铣头的接触面很难 保证长久而良好的垂直度。而该垂直度一旦误差超过了一定的量,则 使得轴承承受来自于主轴拉刀的拉力也变成一个交变的应力。 由于主 轴的拉刀拉力可达到 ,一旦铣头安装不太到位(垃圾、键块 和各种人为的因素)导致了垂直度不良,这时候一旦主轴旋转可明显 感受到铣头的温升提高,严重时更能听见尖锐的摩擦声。这使得铣头 寿命急剧下降。这在我厂就发生过这种事件,是本人亲自操作经历。 这个就是这种结构的缺陷, 它对直角铣头的制造和安装精度都提出了 很高的要求。 再讨论普通直角铣头的分度方式。 目前行业中几乎所有的结构都 是一体式壳体结构,这种结构制造简单,成本低。但这种结构也断绝 了它在滑枕上转角度的可能。所有采用这种一体式结构的直角铣头, 无一例外必须完全卸下后才能转角,劳动强度非常高。 我的设计思路: 为了提高效率和减轻劳动强度, 就必需使得直角铣头在滑枕上就 能实现转换角度。要实现这一目的很容易联想到数控中的分离式壳 体。但在普通龙门铣中没有滑枕的拉爪装置,如何实现分离?我这里 反其道而行,利用主轴拉刀的伸缩距离,配合壳体固定在滑枕上的结 构,实现了壳体内部的轴向位移。有了这个思路,定位装置的选择就 模仿了数控龙门铣。 定下了转角的方式,整个直角铣头的大致结构就已经基本确定 了。但这个结构的核心就是需要利用到主轴的拉刀拉力,使得我不得 不面对前文中所述的垂直度缺陷问题。轴于轴的连接肯定要用联轴 器,要同时补偿两轴间的位置误差,则很容易联想到弹性联轴器。这 是常识。 但在这个场合, 单独使用联轴器就会损失了主轴的拉刀拉力, 与设计的方向不符。所以我选择了弹性联轴配合半圆环关节的结构, 来实现即可以补偿垂直度误差,又可以保留主轴的拉刀拉力的功能。 总结: 区别于数控直角铣头与普通直角铣头的结构, 我的设计主要有两 个方面: 1. 设计出了与数控直角铣头相反的内部分离式结构, 实现了 铣头在滑枕上的角位移。 2. 通过实际操作发现了普通直角铣头的缺陷, 经过经验和力 学分析出了原因, 并根据此设计出了弹性联轴器配合半圆 环的结构。

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