一种方孔铣削夹头

摘要

本发明公开了一种方孔铣削夹头，包括外壳体、设置在外壳体内的勒洛三角主轴、中部开有四方孔的主轨迹块、设置在主轨迹块上、下两侧的轨迹辅助副、与勒洛三角主轴上端连接的偏心齿轮传动轴、套设在偏心齿轮传动轴上的行星传动齿轮、设置在偏心齿轮传动轴上的偏心齿轮传动轴导向锥度轴承、双定位销法兰盖、套设在偏心齿轮传动轴一端的锥柄、套设在勒洛三角主轴上且位于辅助轨迹副下方的勒洛三角主轴浮动端盖、套设在勒洛三角主轴上且位于勒洛三角主轴浮动端盖下方的单向平面轴承、与勒洛三角主轴下端连接的连接套筒以及设置在连接套筒内的刀杆定向胀套。本发明结构简单、钻孔精度高、通用性广。

权利要求

1.一种方孔铣削夹头，其特征在于，包括：

一外壳体；

一设置在外壳体内的勒洛三角主轴，所述勒洛三角主轴包括主轴本体、设置在主轴本体上的勒洛三角形块、位于勒洛三角形块下方的第一夹持块以及位于勒洛三角形块上方的第二夹持块，第一夹持块、第二夹持块与勒洛三角形块都具有等距的间隙；所述勒洛三角形块与第一夹持块以及勒洛三角形块与第二夹持块之间的间隙内均设有沿圆周方向等间距分布的三个深沟球轴承，所述深沟球轴承与勒洛三角形块的三个端角同等位置分布，且其外侧边位于勒洛三角形块三个端角外侧边的外侧；

一主轨迹块，所述主轨迹块的中部开有四方孔，所述主轨迹块套设在勒洛三角形块外侧，所述勒洛三角形块的转动轨迹形成的结构正好与该四方孔大小相同；

设置在主轨迹块上、下两侧的轨迹辅助副，所述轨迹辅助副的中部设有四条边为曲线的不规则孔，工作时，所述上、下三个深沟球轴承在此不规则孔内转动，且使得勒洛三角形块的三个端角与主轨迹块四方孔的内壁之间为圆弧过渡，避免了勒洛三角形块三个端角的磨损；

一与勒洛三角主轴上端连接的偏心齿轮传动轴，所述偏心齿轮传动轴设有一与偏心齿轮传动轴圆心偏离的偏心齿轮；

一行星传动齿轮，所述行星传动齿轮套设在偏心齿轮外侧，两者之间相配合形成公转以及自转，以此来提供勒洛三角主轴的回转动力以及确保回转时按轨迹回转；

一设置在偏心齿轮传动轴上的偏心齿轮传动轴导向锥度轴承，其用于为偏心齿轮传动轴垂直旋转提供导向；

一双定位销法兰盖，用于将外壳体与机床本体静止部分相连接,从而使其成为内部角度调节结构的平面参考基准；

一套设在偏心齿轮传动轴一端的锥柄，所述锥柄的另一端与机床主轴连接；

一套设在勒洛三角主轴上且位于辅助轨迹副下方的勒洛三角主轴浮动端盖，所述勒洛三角主轴浮动端盖用于承载勒洛三角主轴的下压力；

一套设在勒洛三角主轴上且位于勒洛三角主轴浮动端盖下方的单向平面轴承，所述单向平面轴承用于承载勒洛三角主轴的下压力；

一与勒洛三角主轴下端连接的连接套筒，所述连接套筒的内孔为勒洛三角形结构，连接套筒用于安装刀杆；

一设置在连接套筒内的刀杆定向胀套，所述刀杆定向胀套的内孔为勒洛三角形结构，其用于控制刀杆上的刀片向着一个方向。

2.根据权利要求1所述的一种方孔铣削夹头，其特征在于，所述主轨迹块的外周面上均布有若干个直齿。

3.根据权利要求1所述的一种方孔铣削夹头，其特征在于，所述锥柄为带键槽的直柄。

4.根据权利要求1所述的一种方孔铣削夹头，其特征在于，所述方孔铣削夹头还包括一端盖，所述端盖设置在锥柄与双定位销法兰盖之间，其用于为整个内部结构进行防尘。

5.根据权利要求1所述的一种方孔铣削夹头，其特征在于，所述刀杆的一端为与连接套筒内孔配合的勒洛三角形结构，刀杆的另一端设有可更换的刀片。

6.根据权利要求2所述的一种方孔铣削夹头，其特征在于，所述方孔铣削夹头还包括一角度调整装置，所述角度调整装置用于调整主轨迹块上四方孔的角度，从而使得方孔铣削夹头能加工出与工件平面上任意一条边成任意角度的四方孔。

7.根据权利要求6所述的一种方孔铣削夹头，其特征在于，所述角度调整装置包括开设在外壳体上六角孔、与主轨迹块直齿啮合的外卡齿以及伸入六角孔内用于调节外卡齿的内六角扳手。

8.根据权利要求7所述的一种方孔铣削夹头，其特征在于，所述角度调整装置还包括一外卡齿锁紧装置，所述外卡齿锁紧装置一端与外卡齿连接，另一端伸出到外壳体外部。

说明书

一种方孔铣削夹头

技术领域

[0001] 本发明涉及方孔加工领域，特别涉及一种加工四方孔的方孔铣削夹头。

背景技术

[0002] 目前在世界机械加工中，四方孔、六方孔及八方孔的盲孔加工(亦称型腔加工)主要有铣刀逐层循环加工，电脉冲加工，通孔主要有冲压和线切割加工，无论哪种加工都是非常浪费时间及高成本。

[0003] 目前在世界上机械加工领域对正方形孔的盲加工只有以铣刀逐层循环加工和电脉冲加工，四方形通孔有线切割及冲床加工，无论哪种加工方式都非常的浪费时间从而使加工成本居高不下。

[0004] 现有技术中加工四方孔的装置一般都是依据勒洛三角形(即圆弧三角形)的原理设计的，以图1为例作说明如下；

[0005] 在此图中，以第一个正放的勒洛三角形依次向右转30度后，三角形的尖点座标发生的变化形成四方直线轨迹，而三角形的中心也在发生着变化；具体模拟图见图2，在一个正方形的范围内依次旋转30度12次后，(发现始终有四条线分别与正方形的四条边相接触，而每条边上的三个点形成的是一条直线，(这说明勒洛圆弧三角在旋转过程中的路径是走直线的)三角形的连线中心点在正方形内旋转12次以点标示，再以样条曲线连接后形成由四个近似椭圆的一部份所组成的轨迹线即为四方形，通过此原理而逆向设计出的方孔铣削夹头,及方孔刀杆相配合,就能够铣削出正四方型的型腔孔与通孔。

[0006] 现有技术的方孔加工一般存在如下缺陷；

[0007] 一，方孔的尺寸精度主要靠成型刀具的精度来保证，成型刀具的刀刃稍有磨损则整把价格不菲的成型刀具报废，在实际机械加工中肯定行不通。

[0008] 二，只能加工与工件边长平行的方形孔，如果需要加工一个在工件平面与工件边长成任意角度的正四方形，则这套装置不能满足此加工要求与条件。

[0009] 三，此套装置只能安装在数控加工设备上进行加工，如果需要在任何通用铣床或钻床上加工，此套装置变不能满足此条件。

[0010] 另外：专利号为200620048785.0的实用新型专利公开了一种方孔钻及方孔加工装置，通过其说明书记载的内容可知，其存在如下缺陷：

[0011] 一、参与切削刀具与轨迹板均以勒洛圆弧三角形原理而设计，理论上是可以铣削出四方形，但在实际金属加工中始终有两条圆弧交点直线(尖线)与两条圆弧面直线分别与模板7上的四条边相接触，在机床高速旋转过程中，圆弧三角相交直线会很快产生磨损，从而使圆弧三角轨迹板在模板中失去两个约束点而产生轨迹板无规律浮动，刀具8随之无规律摆动而损坏成型刀具8，并使方孔尺寸精度无法保证，同理,，尺寸精度完全靠刀具的精度保证在机械加工中并不可行。

[0012] 二，模板7只以一根固定杆固定，在对金属加工中主轴旋转产生的扭矩很轻易使模板偏离原定座标，从而产生方孔在工件上的位置度偏移而使工件报废，当然，如果此装置用来在木头上加工应该是可以的，但加工材质是金属则肯定不行。

发明内容

[0013] 本发明要解决的技术问题是提供一种加工精度高、成本低、使用寿命长的一种方孔铣削夹头。

[0014] 为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

[0015] 一种方孔铣削夹头，包括：

[0016] 一外壳体；

[0017] 一设置在外壳体内的勒洛三角主轴，所述勒洛三角主轴包括主轴本体、设置在主轴本体上的勒洛三角形块、位于勒洛三角形块下方的第一夹持块以及位于勒洛三角形块上方的第二夹持块，第一夹持块、第二夹持块与勒洛三角形块都具有等距的间隙；所述勒洛三角形块与第一夹持块以及勒洛三角形块与第二夹持块之间的间隙内均设有沿圆周方向等间距分布的三个深沟球轴承，所述深沟球轴承与勒洛三角形块的三个端角同等位置分布，且其外侧边位于勒洛三角形块三个端角外侧边的外侧；

[0018] 一主轨迹块，所述主轨迹块的中部开有四方孔，所述主轨迹块套设在勒洛三角形块外侧，所述勒洛三角形块的转动轨迹形成的结构正好与该四方孔大小相同；

[0019] 设置在主轨迹块上、下两侧的轨迹辅助副，所述轨迹辅助副的中部设有四条边为曲线的不规则孔，工作时，所述上、下三个深沟球轴承在此不规则孔内转动，且使得勒洛三角形块的三个端角与主轨迹块四方孔的内壁之间为圆弧过渡，避免了勒洛三角形块三个端角的磨损；

[0020] 一与勒洛三角主轴上端连接的偏心齿轮传动轴，所述偏心齿轮传动轴设有一与偏心齿轮传动轴圆心偏离的偏心齿轮；

[0021] 一行星传动齿轮，所述行星传动齿轮套设在偏心齿轮外侧，两者之间相配合形成公转以及自转，以此来提供勒洛三角主轴的回转动力以及确保回转时按轨迹回转；

[0022] 一设置在偏心齿轮传动轴上的偏心齿轮传动轴导向锥度轴承，其用于为偏心齿轮传动轴垂直旋转提供导向；

[0023] 一双定位销法兰盖，用于将外壳体与机床本体静止部分相连接,从而使其成为内部角度调节结构的平面参考基准；

[0024] 一套设在偏心齿轮传动轴一端的锥柄，所述锥柄的另一端与机床主轴连接；

[0025] 一套设在勒洛三角主轴上且位于辅助轨迹副下方的勒洛三角主轴浮动端盖，所述勒洛三角主轴浮动端盖用于承载勒洛三角主轴的下压力；

[0026] 一套设在勒洛三角主轴上且位于勒洛三角主轴浮动端盖下方的单向平面轴承，所述单向平面轴承用于承载勒洛三角主轴的下压力；

[0027] 一与勒洛三角主轴下端连接的连接套筒，所述连接套筒的内孔为勒洛三角形结构，连接套筒用于安装刀杆；

[0028] 一设置在连接套筒内的刀杆定向胀套，所述刀杆定向胀套的内孔为勒洛三角形结构，其用于控制刀杆上的刀片向着一个方向。

[0029] 在本发明的一个实施例中，所述主轨迹块的外周面上均布有若干个直齿。

[0030] 在本发明的一个实施例中，所述锥柄为带键槽的直柄。

[0031] 在本发明的一个实施例中，所述方孔铣削夹头还包括一端盖，所述端盖设置在锥柄与双定位销法兰盖之间，其用于为整个内部结构进行防尘。

[0032] 在本发明的一个实施例中，所述刀杆的一端为与连接套筒内孔配合的勒洛三角形结构，刀杆的另一端设有可更换的刀片。

[0033] 在本发明的一个实施例中，所述方孔铣削夹头还包括一角度调整装置，所述角度调整装置用于调整主轨迹块上四方孔的角度，从而使得方孔铣削夹头能加工出与工件平面上任意一条边成任意角度的四方孔。

[0034] 在本发明的一个实施例中，所述角度调整装置包括开设在外壳体上六角孔、与主轨迹块直齿啮合的外卡齿以及伸入六角孔内用于调节外卡齿的内六角扳手。

[0035] 在本发明的一个实施例中，所述角度调整装置还包括一外卡齿锁紧装置，所述外卡齿锁紧装置一端与外卡齿连接，另一端伸出到外壳体外部。

[0036] 通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

[0037] 本发明结构简单，内置的轨迹辅助副能够使得钻孔精度高，以及降低了勒洛三角主轴上勒洛三角形块三个端角的磨损，延长了使用寿命；且增设了角度调节装置，能钻出与工件平面上任意一条边成任意角度的四方孔；另外，采用可更换的锥柄，能在任何通用铣床或钻床上加工，通用性广。

附图说明

[0038] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0039] 图1为勒洛三角形0-330°转动原理图；

[0040] 图2为勒洛三角形0-330°转动时形成的轨迹原理图；

[0041] 图3为本发明剖视图；

[0042] 图4为本发明结构示意图；

[0043] 图5为本发明勒洛三角主轴结构示意图；

[0044] 图6为本发明部分结构分解示意图；

[0045] 图7为主轨迹块的结构示意图；

[0046] 图8为轨迹辅助副的结构示意图；

[0047] 图9为本发明的部分结构示意图。

[0048] 图中数字和字母所表示的相应部件名称：

[0049] 10、外壳体 20、勒洛三角主轴 21、主轴本体 22、勒洛三角形块 23、第一夹持块 24、第二夹持块 30、主轨迹块 31、四方孔 32、直齿 40、轨迹辅助副 41、不规则孔 50、偏心齿轮传动轴 51、偏心齿轮 60、行星传动齿轮 70、偏心齿轮传动轴导向锥度轴承 80、双定位销法兰盖 90、锥柄 100、勒洛三角主轴浮动端盖 110、单向平面轴承 120、连接套筒 
130、刀杆定向胀套 140、深沟球轴承 150、六角孔 160、观察孔 170、外卡齿锁紧装置 180、端盖。

具体实施方式

[0050] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

[0051] 参加图1至图9所示，本发明公开了一种方孔铣削夹头，包括外壳体10置在外壳体内的勒洛三角主轴20、套设在勒洛三角主轴上的主轨迹块30、套设在勒洛三角主轴上且位于主轨迹块上、下两侧的两个轨迹辅助副40、与勒洛三角主轴上端连接的偏心齿轮传动轴50、套设在偏心齿轮传动轴上的行星传动齿轮60、设置在偏心齿轮传动轴上的偏心齿轮传动轴导向锥度轴承70、用于安装偏心齿轮传动轴导向锥度轴承的双定位销法兰盖80、套设在偏心齿轮传动轴一端的锥柄90、套设在勒洛三角主轴上且位于辅助轨迹副下方的勒洛三角主轴浮动端盖100、套设在勒洛三角主轴上且位于勒洛三角主轴浮动端盖下方的单向平面轴承110、与勒洛三角主轴下端连接的连接套筒120以及设置在连接套筒内的刀杆定向胀套130。

[0052] 勒洛三角主轴20包括主轴本体21、设置在主轴本体上的勒洛三角形块22、位于勒洛三角形块下方的第一夹持块23以及位于勒洛三角形块上方的第二夹持块24，主轴本体21、勒洛三角形块22、第一夹持块23以及第二夹持块24为一体结构，其稳定性高，加工成本低；第一夹持块23、第二夹持块24与勒洛三角形块22之间都具有等距的间隙；勒洛三角形块
22与第一夹持块23以及勒洛三角形块22与第二夹持块24之间的间隙内均设有沿圆周方向等间距分布的三个深沟球轴承140，三个深沟球轴承140与勒洛三角形块22的三个端角分别同等位置分布，且其外侧边位于勒洛三角形块三个端角外侧边的外侧；工作时，勒洛三角形块的三个端角的平滑过渡由六个深沟球轴承替代。

[0053] 主轨迹块30为圆柱体结构，其中部开有四方孔31，主轨迹块30套设在勒洛三角形块22外侧，勒洛三角形块22的转动轨迹形成的结构正好与该四方孔大小相同，因此，勒洛三角形块转动时在这个四方孔内始终有四个约束点受约束并顺滑转动。

[0054] 两个轨迹辅助副40的中部均设有四条边为曲线的不规则孔41，其与六个深沟球轴承140配合工作，工作时，上、下三个深沟球轴承140均在此不规则孔41内转动，由于深沟球轴承其外侧边位于勒洛三角形块三个端角外侧边的外侧，深沟球轴承140先与轨迹辅助副40的不规则孔41的孔壁接触，此时正好使得勒洛三角形块的三个端角与主轨迹块30四方孔的内壁之间为圆弧过渡，这样即可避免勒洛三角形块三个端角与四方孔的内壁之间产生磨损而使勒洛三角主轴在高速旋转过程中失去约束，影响加工精度。

[0055] 偏心齿轮传动轴50设有一与偏心齿轮传动轴圆心偏离的偏心齿轮51，偏心齿轮51的直径小于行星传动齿轮60，偏心齿轮51与行星传动齿轮60两者之间相配合形成公转以及自转，以此来提供勒洛三角主轴的回转动力以及确保回转时按轨迹回转。

[0056] 偏心齿轮传动轴导向锥度轴承70用于为偏心齿轮传动轴垂直旋转提供导向。

[0057] 双定位销法兰盖80用于调节整个装置在外壳体内部的松紧在适合的力度使整个装置平稳运行,并为偏心齿轮传动轴导向锥度轴承提供安装位置,在法兰面上还安装有两个定位销(图中未标出),其与机床主轴端静止部分相连接,以使整套装置(除偏心齿轮传动轴与勒洛三角主轴外)处于位置度固定状态。

[0058] 锥柄90的另一端与机床主轴连接，为了适应不同机器的要求，锥柄可以设置为任何通用结构，本发明锥柄拆下后为直径25带键槽的直柄。

[0059] 勒洛三角主轴浮动端盖100用于承载勒洛三角主轴的下压力，单向平面轴承110也用于承载勒洛三角主轴的下压力；保证了整体的稳定性，提高了加工精度。

[0060] 连接套筒120的内孔为勒洛三角形结构，连接套筒用于安装刀杆，使刀杆与勒洛三角主轴间接连接，保持整个加工结构定向。

[0061] 本发明刀杆定向胀套130与普通胀套不同的是，普通胀套的内孔是圆的,而本发明刀杆定向胀套的内孔是勒洛三角形的,目的是控制刀杆上的刀片向着一个方向,即保持与勒洛三角主轴上的勒洛三角形块的端点始终为同一个方向。

[0062] 为了能够加工出不同角度的四方孔，本发明在主轨迹块30的外周面上均布有若干个直齿32，以及在外壳体内设有角度调整装置(图中未画出)，角度调整装置用于调整主轨迹块上四方孔的角度，从而使得方孔铣削夹头能加工出与工件平面上任意一条边成任意角度的四方孔，角度调整装置包括开设在外壳体上六角孔150、与主轨迹块直齿啮合的外卡齿以及伸入六角孔内用于调节外卡齿的内六角扳手；使用时，通过在六角孔150插入内六角扳手，并转动扳手带动外卡齿旋转，外卡齿带动主轨迹块旋转，主轨迹块的角度变换之后，加工形成的四方孔在工件平面上的角度也会改变。

[0063] 为了便于观察角度的调节范围，在外壳体上开设观察孔160，以及在轨迹辅助副的外圆周面上标上刻度，通过观察孔观看轨迹辅助副上的刻度变化即可知道调节的范围；为了起到防尘作用，在观察孔上设有透明玻璃。

[0064] 为了对调整好的角度进行锁紧，本发明还在外壳体内设有外卡齿锁紧装置170，外卡齿锁紧装置一端与外卡齿连接，另一端伸出到外壳体外部，当角度调整完成后，将外卡齿锁紧装置推进外壳体内部，并顶住外卡齿使之固定即可；将外卡齿锁紧装置抽出外壳体时，即可转动内六角扳手调整到需要的角度。

[0065] 为了提高整个装置的防尘功能，在在锥柄与双定位销法兰盖之间设置端盖180，这样便能阻止灰尘从锥柄与双定位销法兰盖之间进入装置内部。

[0066] 本发明刀杆的一端为与连接套筒内孔配合的勒洛三角形结构，刀杆(图中未画出)的另一端设有可更换的刀片，刀杆只需要一把，刀片磨损后只需要换刀片即可，大大的节省了采购非标方孔加工刀具的成本。

[0067] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。