本发明公开了一种龙门加工中心上自动分度直角头装置，当该自动分度直角头主轴装置安装至龙门加工中心的滑枕上时，若需要调整卧式主轴的工作角度位置，仅需通过数控系统控制活塞杆的下降，使得滑枕主轴驱动直角头主轴，从而使得调整齿轮组工作而使得卧式主轴箱相对直角头本体发生旋转，实现卧式主轴工作角度的调整；当调整完毕后，再驱使活塞杆上升使得定位齿轮组相啮合定位，实现自动分度直角头装置的复位。这样，通过数控系统即可实现直角头装置上卧式主轴加工角度位置的自动调整，调整方便且调整精度高，通过在卧式主轴上安装不同的刀具，可满足加工工件不同角度斜面的加工需要，完善了龙门加工中心的加工功能。
1.一种龙门加工中心上自动分度直角头装置，安装在龙门加工中心的滑枕上，所述滑枕包括滑枕本体、可旋转地设于所述滑枕本体上的滑枕主轴，其特征在于，所述自动分度直角头装置包括：直角头本体，所述直角头本体可固定地卡接在所述滑枕本体上；
直角头主轴，所述直角头主轴可固定地卡接在所述滑枕主轴上并可随所述滑枕主轴同步旋转；
液压缸，所述液压缸的缸体固定地设于所述直角头本体上，所述液压缸的活塞杆可沿竖直方向上下升降并可绕所述直角头主轴的轴心线旋转；
卧式主轴箱，所述卧式主轴箱设于所述直角头主轴的下端，所述卧式主轴箱包括与所述活塞杆相固定连接的卧式主轴箱体、设于所述卧式主轴箱体中且轴心线沿水平方向延伸的卧式主轴，所述卧式主轴由所述直角头主轴驱动而可绕自身轴心线旋转地设置；
定位齿轮组，包括可相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述直角头本体相固定设置，所述第二齿轮与所述活塞杆相固定设置；
调整齿轮组，包括可相互啮合第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮与所述卧式主轴箱体相固定设置，所述第四齿轮与所述直角头主轴相对固定地设置；
所述自动分度直角头装置具有角度调整状态和非角度调整状态，当处于非角度调整状态时，所述第一齿轮与第二齿轮相互啮合，所述第三齿轮与第四齿轮脱离啮合，所述卧式主轴的工作角度固定，所述直角头主轴在所述滑枕主轴的带动下驱使所述卧式主轴旋转；当处于角度调整状态时，所述活塞杆沿轴向升降而驱使所述第一齿轮与第二齿轮脱离啮合，所述第三齿轮与第四齿轮相互啮合，所述直角头主轴驱使所述卧式主轴箱体相对所述直角头本体发生旋转而实现所述卧式主轴工作角度的调整。
2.根据权利要求1所述的龙门加工中心上自动分度直角头装置，其特征在于，所述直角头本体包括用于与所述滑枕本体相连接的安装座、套设在所述直角头主轴外的安装套、套设在所述安装套外的连接套，所述安装套与所述连接套分别与所述安装座固定连接，所述活塞杆可升降且可绕所述滑枕主轴的轴心线旋转地设于所述安装套与所述连接套之间。
3.根据权利要求2所述的龙门加工中心上自动分度直角头装置，其特征在于，所述安装套的周向侧壁上开设有环形凹槽，所述活塞杆套设在所述安装套的外侧，所述活塞杆上具有呈中空环状的活塞，所述活塞沿圆周方向配合地插设在所述环形凹槽中，所述环形凹槽的内侧周向槽壁与所述活塞的内侧周向壁面密封连接，所述环形凹槽被所述活塞分隔形成互相隔绝的上腔与下腔。
4.根据权利要求1所述的龙门加工中心上自动分度直角头装置，其特征在于，所述自动分度直角头装置还包括呈环状且套设在所述直角头本体外侧的刻度盘，所述刻度盘相对所述活塞杆固定设置。
5.根据权利要求4所述的龙门加工中心上自动分度直角头装置，其特征在于，所述直角头本体上固设有编码器，所述编码器的主轴上安装有第五齿轮，所述刻度盘上固定地设有与所述第五齿轮相啮合的第六齿轮，当所述自动分度直角头装置处于角度调整状态时，所述活塞杆旋转带动所述第六齿轮与第五齿轮的旋转以使所述编码器获取所述卧式主轴的调整角度。
6.根据权利要求5所述的龙门加工中心上自动分度直角头装置，其特征在于，所述编码器通过支架固定地设置在所述直角头本体上，所述支架上设有开关组件，所述开关组件包括实现所述卧式主轴回零检测的第一开关、实现所述活塞杆向下移动状态检测的第二开关、实现所述活塞杆向上移动状态检测的第三开关。
7.根据权利要求1所述的龙门加工中心上自动分度直角头装置，其特征在于，所述卧式主轴与所述直角头主轴之间设有用于传动连接的锥齿轮传动机构，所述卧式主轴箱体上还设有可喷出冷却油雾的凝缩喷嘴，所述凝缩喷嘴的出口对准所述锥齿轮传动机构。
8.根据权利要求1所述的龙门加工中心上自动分度直角头装置，其特征在于，所述直角头本体上还设有冷却液通道，所述卧式主轴箱体上开设有与所述冷却液通道相连通用于对待加工工件进行冷却的冷却液喷嘴。
9.根据权利要求1所述的龙门加工中心上自动分度直角头装置，其特征在于，所述直角头本体上还设有压缩空气通道，所述压缩空气通道的出口对准所述卧式主轴的轴端部。
10.根据权利要求1所述的龙门加工中心上自动分度直角头装置，其特征在于，所述自动分度直角头装置设于所述龙门加工中心的附件头头库中，所述直角头本体与所述滑枕本体之间设有液压控制的快插接头机构，所述直角头主轴与所述滑枕主轴之间设有相配合的定位键与定位槽，当所述快插接头机构将所述直角头本体与所述滑枕本体相连接时，所述定位键配合地插设在所述定位槽中。
龙门加工中心上自动分度直角头装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种龙门加工中心上自动分度直角头装置。
背景技术
[0002] 近年来，随着五面龙门机床设计加工技术及各种附件铣头技术的不断发展，为了满足不同工件和不同工序的需要，龙门加工中心需要配置加长铣头、直角铣头、万能铣头等多种功能的附件铣头，从而可实现五面加工，扩展机床加工范围，满足自动加工的需要。因此需要一种可实现自动分度旋转的直角头，从而可通过数控系统控制来实现直角头的自动旋转，进而满足加工不同角度斜面的需要。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种龙门加工中心上自动分度直角头装置，从而可通过数控系统控制而实现直角头的自动旋转，进而满足龙门加工中心加工不同角度斜面的需要。
[0004] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种龙门加工中心上自动分度直角头装置，安装在龙门加工中心的滑枕上，所述滑枕包括滑枕本体、可旋转地设于所述滑枕本体上的滑枕主轴，所述自动分度直角头装置包括：
[0005] 直角头本体，所述直角头本体可固定地卡接在所述滑枕本体上；
[0006] 直角头主轴，所述直角头主轴可固定地卡接在所述滑枕主轴上并可随所述滑枕主轴同步旋转；
[0007] 液压缸，所述液压缸的缸体固定地设于所述直角头本体上，所述液压缸的活塞杆可沿竖直方向上下升降并可绕所述直角头主轴的轴心线旋转；
[0008] 卧式主轴箱，所述卧式主轴箱设于所述直角头主轴的下端，所述卧式主轴箱包括与所述活塞杆相固定连接的卧式主轴箱体、设于所述卧式主轴箱体中且轴心线沿水平方向延伸的卧式主轴，所述卧式主轴由所述直角头主轴驱动而可绕自身轴心线旋转地设置；
[0009] 定位齿轮组，包括可相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述直角头本体相固定设置，所述第二齿轮与所述活塞杆相固定设置；
[0010] 调整齿轮组，包括可相互啮合第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮与所述卧式主轴箱体相固定设置，所述第四齿轮与所述直角头主轴相对固定地设置；
[0011] 所述自动分度直角头装置具有角度调整状态和非角度调整状态，当处于非角度调整状态时，所述第一齿轮与第二齿轮相互啮合，所述第三齿轮与第四齿轮脱离啮合，所述卧式主轴的工作角度固定，所述直角头主轴在所述滑枕主轴的带动下驱使所述卧式主轴旋转；当处于角度调整状态时，所述活塞杆沿轴向升降而驱使所述第一齿轮与第二齿轮脱离啮合，所述第三齿轮与第四齿轮相互啮合，所述直角头主轴驱使所述卧式主轴箱体相对所述直角头本体发生旋转而实现所述卧式主轴工作角度的调整。
[0012] 优选地，所述直角头本体包括用于与所述滑枕本体相连接的安装座、套设在所述直角头主轴外的安装套、套设在所述安装套外的连接套，所述安装套与所述连接套分别与所述安装座固定连接，所述活塞杆可升降且可绕所述滑枕主轴的轴心线旋转地设于所述安装套与所述连接套之间。
[0013] 进一步优选地，所述安装套的周向侧壁上开设有环形凹槽，所述活塞杆套设在所述安装套的外侧，所述活塞杆上具有呈中空环状的活塞，所述活塞沿圆周方向配合地插设在所述环形凹槽中，所述环形凹槽的内侧周向槽壁与所述活塞的内侧周向壁面密封连接，所述环形凹槽被所述活塞分隔形成互相隔绝的上腔与下腔。
[0014] 优选地，所述自动分度直角头装置还包括呈环状且套设在所述直角头本体外侧的刻度盘，所述刻度盘相对所述活塞杆固定设置。
[0015] 进一步优选地，所述直角头本体上固设有编码器，所述编码器的主轴上安装有第五齿轮，所述刻度盘上固定地设有与所述第五齿轮相啮合的第六齿轮，当所述自动分度直角头装置处于角度调整状态时，所述活塞杆旋转带动所述第六齿轮与第五齿轮的旋转以使所述编码器获取所述卧式主轴的调整角度。
[0016] 更进一步优选地，所述编码器通过支架固定地设置在所述直角头本体上，所述支架上设有开关组件，所述开关组件包括实现所述卧式主轴回零检测的第一开关、实现所述活塞杆向下移动状态检测的第二开关、实现所述活塞杆向上移动状态检测的第三开关。
[0017] 优选地，所述卧式主轴与所述直角头主轴之间设有用于传动连接的锥齿轮传动机构，所述卧式主轴箱体上还设有可喷出冷却油雾的凝缩喷嘴，所述凝缩喷嘴的出口对准所述锥齿轮传动机构。
[0018] 优选地，所述直角头本体上还设有冷却液通道，所述卧式主轴箱体上开设有与所述冷却液通道相连通用于对待加工工件进行冷却的冷却液喷嘴。
[0019] 优选地，所述直角头本体上还设有压缩空气通道，所述压缩空气通道的出口对准所述卧式主轴的轴端部。
[0020] 优选地，所述自动分度直角头装置设于所述龙门加工中心的附件头头库中，所述直角头本体与所述滑枕本体之间设有液压控制的快插接头机构，所述直角头主轴与所述滑枕主轴之间设有相配合的定位键与定位槽，当所述快插接头机构将所述直角头本体与所述滑枕本体相连接时，所述定位键配合地插设在所述定位槽中。
[0021] 由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：当该自动分度直角头主轴装置安装至龙门加工中心的滑枕上时，若需要调整卧式主轴的工作角度位置，仅需通过数控系统控制活塞杆的下降，使得滑枕主轴驱动直角头主轴，从而使得调整齿轮组工作而使得卧式主轴箱相对直角头本体发生旋转，实现卧式主轴工作角度的调整；当调整完毕后，再驱使活塞杆上升使得定位齿轮组相啮合定位，实现自动分度直角头装置的复位。这样，通过数控系统即可实现直角头装置上卧式主轴加工角度位置的自动调整，调整方便且调整精度高，通过在卧式主轴上安装不同的刀具，可满足加工工件不同角度斜面的加工需要，完善了龙门加工中心的加工功能。
附图说明
[0022] 附图1为本发明的自动分度直角头装置的主视结构示意图；
[0023] 附图2为本发明的自动分度直角头装置的侧视结构示意图；
[0024] 附图3为沿图2中A-A向剖视结构示意图；
[0025] 附图4为本发明的自动分度直角头装置的俯视结构示意图；
[0026] 附图5为沿图2中B-B向剖视结构示意图；
[0027] 附图6为沿图3中C-C向剖视结构示意图；
[0028] 附图7为本发明的自动分度直角头装置上开关组件的结构示意图
[0029] 附图8为本发明的自动分度直角头装置与滑枕的安装主视结构示意图；
[0030] 附图9为沿图8中D-D向剖视结构示意图。
[0031] 其中：100、自动分度直角头装置；1、直角头本体；11、安装座；12、安装套；13、连接套；2、直角头主轴；3、活塞杆；31、活塞；32、上腔；33、下腔；4、卧式主轴箱；41、卧式主轴；42、卧式主轴箱体；43、冷却液喷嘴；5、编码器；51、编码器的主轴；52、第五齿轮；53、第六齿轮；6、刻度盘；7、定位齿轮组；71、第一齿轮；72、第二齿轮；8、调整齿轮组；81、第三齿轮；82、第四齿轮；9、支架；90、开关组件；91、第一开关；92、第二开关；93、第三开关；10、锥齿轮传动机构；
[0032] 11a、快插接头一；11b、快插接头二；11c、快插接头三；11d、快插接头四；11e、快插接头五；11f、快插接头六；11g、快插接头七；
[0033] 200、滑枕；201、滑枕本体；202、滑枕主轴；203、定位键；204、定位槽。
具体实施方式
[0034] 下面结合附图和具体的实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
[0035] 参见图1至9所示，一种龙门加工中心上自动分度直角头装置，该自动分度直角头装置100安装在龙门加工中心的滑枕200上。滑枕200包括滑枕本体201、可旋转地设于滑枕本体201上的滑枕主轴202。
[0036] 自动分度直角头装置100包括：
[0037] 直角头本体1，该直角头本体1可固定地卡接在滑枕本体201上；
[0038] 直角头主轴2，该直接头主轴2可固定地卡接在滑枕主轴202上并随滑枕主轴202同步旋转；
[0039] 液压缸，该液压缸的缸体固定地设于直角头本体1上，液压缸的活塞杆3的轴心线沿竖直方向分布，活塞杆3可相对缸体上下升降，且活塞杆3可绕直角头主轴2的轴心线旋转；
[0040] 卧式主轴箱4，该卧式主轴箱4设于直角头主轴2的下端，该卧式主轴箱4包括与活塞杆3相对固定连接的卧式主轴箱体41、设于卧式主轴箱体41中且轴心线沿水平方向延伸的卧式主轴42，卧式主轴42由直角头主轴2驱动而可绕自身轴心线旋转地设置。在这里，直角头主轴2与卧式主轴42之间设有锥齿轮传动机构10，从而通过直角头主轴2的旋转来驱动卧式主轴42的旋转；
[0041] 定位齿轮组7，包括可相互啮合的第一齿轮71与第二齿轮72，第一齿轮71与直角头本体1相固定设置，第二齿轮72则与活塞杆3相固定设置，当活塞杆3上下升降时，可驱使第一齿轮71与第二齿轮72相互啮合或脱离啮合；
[0042] 调整齿轮组8，包括可相互啮合的第三齿轮81与第四齿轮82，第三齿轮81与卧式主轴箱体41相固定设置，第四齿轮82与直角头主轴2相对固定地设置，这样，当活塞杆3上下升降时便可带动卧式主轴箱体41上下升降，从而可驱使第三齿轮81与第四齿轮实现相互啮合或脱离啮合。
[0043] 当该自动分度直角头装置100不需要进行角度调整时，第一齿轮71与第二齿轮72相互啮合，使得活塞杆3与直角头本体1之间在周向上保持相对稳定，第三齿轮81与第四齿轮82脱离啮合，卧式主轴42在直角头主轴2及滑枕主轴202的驱动下绕轴心线旋转，进而在安装附件工作头时对工件进行加工，此为自动分度直角头装置100的非角度调整状态。
[0044] 当需要调整卧式主轴42的加工位置时，首先驱动活塞杆3向下移动，使得第一齿轮71与第二齿轮72脱离啮合，且第三齿轮81与第四齿轮82转换为啮合状态，此时，滑枕主轴
202驱动直角头主轴2旋转，第四齿轮82旋转并驱使第三齿轮81旋转，第三齿轮81便驱使卧式主轴箱体41连同卧式主轴42一起相对直角头本体1发生旋转，进而实现卧式主轴42工作角度的调整，此为自动分度直角头装置100的角度调整状态。当调整完毕后，驱使活塞杆3沿竖直方向上移，使得第三齿轮81与第四齿轮82脱离啮合，且第一齿轮71与第二齿轮72重新啮合实现定位。
[0045] 参见各附图所示，在本实施例中，直角头本体1包括用于与滑枕本体201相连接的安装座11、套设在直角头主轴2外的安装套12、套设在安装套12外的连接套13，安装套12与连接套13的上部分别与安装座11相固定连接，活塞杆3可升降且可绕滑枕主轴2的轴心线旋转地设于安装套12与连接套13之间。参见图3和图9所示，安装套12的周向侧壁上开设有环形凹槽，活塞杆3套设在安装套12的外侧，活塞杆3上具有呈中空环状的活塞31，该活塞31沿圆周方向配合地插设在上述环形凹槽中，这样环形凹槽的内侧周向槽壁与活塞31的内侧周向壁面相密封连接，使得环形凹槽被活塞31分隔形成相互隔绝的上腔32与下腔33，亦即，该安装套12形成液压缸的缸体。
[0046] 参见各附图所示，该自动分度直角头装置100还包括呈环状且套设在直角头本体1外侧的刻度盘6，该刻度盘6与活塞杆3相对固定地设置，即该刻度盘6可绕直角头主轴2的轴心线旋转地套设在连接套13上，通过刻度盘6可获知活塞杆3的旋转角度，亦即获知卧式主轴箱4的旋转角度。直角头本体1上还固设有编码器5，该编码器5的主轴51上安装有第五齿轮52，刻度盘6上固定地设有与第五齿轮52相啮合的第六齿轮53，这样，当刻度盘6旋转时，第六齿轮53便会驱动第五齿轮52旋转，进而使得编码器5获知刻度盘6及卧式主轴箱4的旋转角度，实现卧式主轴42旋转角度的精确读出。编码器5通过支架9固定在直角头本体1上，支架9上设有开关组件90，该开关组件90包括实现卧式主轴42回零检测的第一开关91、用于实现活塞杆3向下放松检测的第二开关92、用于实现活塞杆3向上拉紧检测的第三开关93。编码器5获知的数据可反馈至龙门加工中心上的数控系统，进而使得数控系统可对卧式主轴42旋转的角度进行控制，使其角度调整的精度更高。
[0047] 该自动分度直角头装置100设于龙门加工中心的附件头头库中，直角头本体1与滑枕本体201之间设有液压控制的快插接头机构，直角头主轴2与滑枕主轴202之间设有相配合的定位键203与定位槽204，当上述快插接头机构将直角头本体1与滑枕本体201相连接时，定位键203配合地插设在定位槽204中，实现滑枕主轴202与直角头主轴2之间的定位与固定，当滑枕主轴202旋转时便可带动直角头主轴2同步旋转。
[0048] 参见图4所示，直接头本体1上设有多个快插接头，包括液压油通入接口快插接头一11a、快插接头二11b及快插接头三11c，还包括冷却液通入接口快插接头四11d、压缩空气通入接口快插接头五11e、润滑油雾通入接口快插接头六11f、用于连接编码器5导线的快插接头七11g。其中，快插接头一11a用于向液压缸的上腔32供油，快插接头二11b用于向液压缸的下腔33供油，快插接头三11c用于向控制卧式主轴42松拉刀的液压缸供油。
[0049] 参见图5所示，卧式主轴箱4的卧式主轴箱体41上还设有可喷出冷却油雾的凝缩喷嘴43，该凝缩喷嘴43与快插接头六11f相连通，凝缩喷嘴43的出口则对准锥齿轮传动机构10，进而对锥齿轮传动机构10的齿轮进行润滑。直角头本体1上还设有冷却液通道（图中未示出），卧式主轴箱体41上开设有与该冷却液通道相连通用于对待加工工件的加工位置处进行冷却的冷却液喷嘴，该冷却通道通过快插接头四11d供入冷却液。直角头本体1上还设有压缩空气通道（图中未示出），该压缩空气通道通过快插接头五11e供入压缩空气，压缩空气通道的出口则对准卧式主轴41的端部，以对换刀安装位置处进行吹气，去除该位置处的杂质，避免因杂质造成的安装精度问题。
[0050] 综上，本发明的龙门加工中心上自动分度直角头装置，通过数控系统控制即可实现直角头装置的自动旋转，实现卧式主轴42加工角度位置的自动调整，其调整精度高，调整也非常的方便，通过在卧式主轴42上安装不同的刀具，可满足加工工件不同角度斜面的需要，完善了龙门加工中心的加工功能。
[0051] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
