一種適用于高速平面精銑的銑削裝置制造方法
【專利摘要】一種適用于高速平面精銑的銑削裝置，包括銑刀盤、可調振動銑削裝置以及在線動平衡裝置，可調振動銑削裝置安裝在刀柄和銑刀盤聯接處，而在線動平衡裝置在后部與銑床的主軸系統相連，并在其前端連接可調振動銑削裝置，利用可調振動銑削裝置的振動器進行反饋調節，而在線動平衡裝置在檢測到不平衡量時，然后采用電控液壓多路閥控制不同油道的進油量達到盤銑刀銑削時的動平衡以達到銑床高速穩定銑削的目的，保證高速銑削時的穩定性和提高刀片使用壽命。
【專利說明】一種適用于高速平面精銑的銑削裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及機械加工【技術領域】，具體涉及一種適用于高精度平面銑削加工的高速平面精銑的銑削裝置。
【背景技術】
[0002]在機加工領域中，平面銑削一直是一種很重要的切削加工方法，一些要求高、對產品性能起關鍵影響的高精平面都需要采用面銑加工成型。在一些需要精細加工的行業，特別是在汽車零部件加工行業中，一些關鍵的核心部件中有許多要求嚴格的配合表面(如汽車發動機的缸體、缸蓋等)，這些配合表面都需要用面銑的方式加工成型，由于平面銑削刀盤直徑較大，且在加工過程中屬于斷續切削，在正常加工過程中難以保證銑削表面質量。而為了保證銑削表面質量，市面上大多數用于精銑的面銑刀都具有軸向以及徑向調整裝置來進行刀頭的適應性調整，然而這種調整裝置在進行調整的過程中必然會引起刀具系統動平面的破壞。因此，目前制約高速精密平面銑削發展的關鍵難題依然是平面銑削過程中刀具系統的動平衡破壞引起切削不穩定以及斷續切削沖擊對刀具壽命影響。
【發明內容】
[0003]本發明所解決的技術問題在于提供一種適用于高速平面精銑的銑削裝置，已解決上述技術背景中的缺陷。
[0004]本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現:
一種適用于高速平面精銑的銑削裝置，包括銑刀盤、可調振動銑削裝置以及在線動平衡裝置，其中，可調振動銑削裝置安裝在刀柄和銑刀盤聯接處，而在線動平衡裝置在后部與銑床的主軸系統相連，并在其前端連接可調振動銑削裝置；
所述可調振動銑削裝置包括刀柄端以及刀盤端，兩者為可分離結構，其刀柄端上設置有一個聯接柱，此聯接柱與刀柄固定，在其柱面上設置有成組分布的驅動鍵，聯接柱插裝在銑刀盤上并通過刀盤端固定；而刀盤端為一卡盤結構，其上沿盤面均勻設置有四個振動器，所述振動器為一硫化橡膠成型的柱體結構，且在此硫化橡膠柱體結構中成型有一個金屬彈簧，此振動器裝配時夾裝在刀盤端的腔結構中，并在兩側通過金屬板進行隔離，其兩側的金屬板中一側作為夾持端與驅動鍵接觸面共同作用以加持刀柄，而另一側則設置有一個調節螺釘以調整預壓縮量的方式來調整振動器的剛度；
所述在線動平衡裝置主體為能套裝在銑床旋轉主軸上的固定套筒，此固定套筒的前端設置有外螺紋面，并在外螺紋面位置處套裝有并排的三組平衡單元，其每個平衡單元上均包括有油槽塊以及平衡塊，油槽塊以及平衡塊均為金屬環結構，平衡塊套裝在油槽塊上并通過油槽塊套裝在固定套筒上，所述平衡塊的內側面設置有一個1/Γ1/3弧面大小的扇形弧面槽，裝配時，扇形弧面槽兩兩之間呈120°夾角排布；而所述油槽塊的環面上設置有并排的兩圈環形凸階，兩圈環形凸階的中間環形槽空間正對扇形弧面槽并與扇形弧面槽共同組成一個獨立的密閉油腔，而在固定套筒側旁開有三組油孔，油孔后部通過不同油道分別連通到三個密閉油腔中。
[0005]在本發明中，相鄰的兩組平衡單元之間通過連接螺栓固連，并在其一側端面通過螺紋連接件與可調振動銑削裝置中的刀盤端相連。
[0006]在本發明中，所述相鄰的兩個平衡單元之間以及平衡單元兩側均設置有限位擋塊進行限位。
[0007]在本發明中，油槽塊與平衡塊為間隙配合，且在油槽塊的兩圈環形凸階兩側設置有旋轉密封。
[0008]在本發明中，與可調振動銑削裝置相連的銑刀盤優選采用橡膠材料刀盤。
[0009]在本發明中，旋轉主軸與固定套筒可以相對轉動，固定套筒與銑床固定部件固定連接，刀盤旋轉時帶動與刀盤連接的三個平衡單元一起轉動。
[0010]有益效果:本發明在提高切削穩定性上，利用了振動切削的原理，設計了相應結構，很好的解決了端面銑削由于斷續切削帶來的沖擊，提高了切削穩定性；在動平衡上，對平衡頭結構進行了創新，采用簡單的結構，實現連續注液，同時避免了同類設計的復雜結構，工作時可以利用切削冷卻油作為動平衡介質，綜合利用了資源。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明的較佳實施例的裝配結構示意圖。
[0012]圖2為本發明的較佳實施例的可調振動銑削裝置示意圖。
[0013]圖3為圖2的A部分細節圖。
[0014]圖4為圖3的振動器結構圖。
[0015]圖5為本發明的較佳實施例的在線動平衡裝置示意圖。
[0016]圖6為圖5中第二平衡單元的部分細節圖。
[0017]圖7為平衡單元的平衡塊示意圖。
[0018]圖8為平衡單元的油槽塊示意圖。
[0019]其中:1、銑刀盤；2、可調振動銑削裝置；3、在線動平衡裝置；4、銑床主軸；11、振動器；12、調節螺釘；13、驅動鍵槽；14、驅動鍵；15、刀柄；16、驅動鍵接觸面；17、內側圓形頂板；18、外側圓形頂板；19、橡膠柱體；20、金屬彈簧；21、第一平衡單元；22、第二平衡單元；23、第三平衡單元；24、固定套筒；25、油道；26、連接螺栓；27、平衡塊；28、密閉油腔；29、旋轉密封；30、擋塊；31、外螺紋面；32、油槽塊；33、扇形弧面槽；34、環形凸階；35、出油孔。
【具體實施方式】
[0020]為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0021]參見圖1的一種適用于高速平面精銑的銑削裝置，在本實施例中，銑削裝置包括銑刀盤1、可調振動銑削裝置2、在線動平衡裝置3以及連接在在線動平衡裝置3后部作為動力接入端的銑床主軸4。其中，可調振動銑削裝置2安裝在銑刀盤刀柄15和銑刀盤I聯接處，在線動平衡裝置3則安裝在刀柄15上。
[0022]如圖2、圖3、圖4所示的可調振動銑削裝置2包括可分離拆裝的刀柄端以及刀盤端，刀柄端包括刀柄15，刀柄15上部連接在線動平衡裝置3，下部設置有一個聯接柱，在線動平衡裝置3通過此聯接柱與刀柄15固定，并在其上設置有驅動鍵14，而刀盤端為一卡盤結構，其上沿盤面均勻設置有四個振動器11。振動器11包括位于兩側的兩塊內側圓形頂板17以及外側圓形頂板18，且在內側圓形頂板17以及外側圓形頂板18之間設置有通過硫化工藝處理的橡膠柱體19，此橡膠柱體19內成型有一個金屬彈簧20，以保證產生穩定的振動和能承受較大的載荷。
[0023]可調振動銑削裝置2的工作原理為:普通的刀盤為刀柄15上的驅動鍵接觸面16與刀盤上的驅動鍵槽13接觸，銑床主軸4旋轉時通過驅動鍵14帶動銑刀盤I旋轉，實現銑刀切削。本發明在銑刀盤I的驅動鍵槽13上裝有四個振動器11，工作時，振動器11的外側圓形頂板18作為工作面與驅動鍵14的工作面接觸，振動器11的剛度可以通過調節螺釘12進行調節，如圖3所示。
[0024]此時，根據振動切削產生的條件:首先必須要有一種能產生振幅為a，頻率為f的振動源，當切削速度為V時，在滿足V < 2 π af的條件下，就能實現振動切削，取V(l=2 π af，當V ( v0/3時，振動切削效果最佳。振動切削分為自激振動切削和強迫振動切削，本發明的銑刀盤，利用盤銑刀斷續切削產生切削力的變化，引起銑刀盤I上驅動鍵槽13上振動器11的振動，通過調節螺釘12來對振動器11的剛度(預壓縮量)進行變化調節，使之達到V ^ 2 π af的最佳切削條件，實現振動切削，同時由于振動器11的存在，減小了刀片切削時切向切削力的沖擊。
[0025]如圖5所示，在線動平衡裝置中包括第一平衡單元21、第二平衡單元22以及第三平衡單元23層疊而成，三個平衡單元之間通過獨立的擋塊30固定，并依次套裝在固定套筒24的外螺紋面31上，并通過固定套筒24套裝在銑床主軸4上。同時，三個平衡單元兩兩之間通過連接螺栓26進行連接，并在第一平衡單元21的左側端面通過連接螺栓26固連在刀柄15上。
[0026]三個平衡單元結構類似，均包括如圖7、圖8所示的平衡塊以及油槽塊，參照圖6的結構示意圖，并以第二平衡單元22作為參考件，其包括平衡塊27以及油槽塊32，平衡塊27和油槽塊32均為金屬環結構，且平衡塊27套裝在油槽塊32外表面。平衡塊27的結構如圖7所示，其內側成型有一扇形弧面槽33，在裝配時，第一平衡單元21、第二平衡單元22以及第三平衡單元23中的三個扇形弧面槽33之間相互錯開120°，而油槽塊32的外環面上設置有并排的兩圈環形凸階34，兩圈環形凸階34的中間環形槽空間正對平衡塊27內側的扇形弧面槽33，并與扇形弧面槽33共同組成一個獨立的密閉油腔28，而在固定套筒24側旁開有三組油孔，油孔后部通過不同油道25分別連通到三個密閉油腔28中。
[0027]而在每個平衡單元中的環形凸階34兩側均設置有旋轉密封29，旋轉密封29均為高速旋轉密封，以達到密封密閉油腔28中油體的作用，而在每個油槽塊32的兩圈環形凸階34之間的環形槽內均設置有一個出油孔35，出油孔35通過獨立的密閉油腔28連接到固定套筒24的進油孔上。
[0028]切削加工時，銑床主軸4帶動銑刀盤I旋轉切削，銑床主軸4與固定套筒24可以相對轉動，固定套筒24與銑床固定部件固定連接，銑刀盤I旋轉時帶動與銑刀盤I連接的第一平衡單元21、第二平衡單元22以及第三平衡單元23 —起轉動。當傳感器檢測到盤銑刀工作時的不平衡量，然后采用電控液壓多路閥控制不同油道25的進油量，從而達到盤銑刀銑削時的動平衡。
[0029]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種適用于高速平面精銑的銑削裝置，包括銑刀盤、可調振動銑削裝置以及在線動平衡裝置，其特征在于，可調振動銑削裝置安裝在刀柄和銑刀盤聯接處，而在線動平衡裝置在后部與統床的王軸系統相連，并在其如端連接可調振動統削裝直； 所述可調振動銑削裝置包括刀柄端以及刀盤端，兩者為可分離結構，其刀柄端上設置有一個聯接柱，此聯接柱與刀柄固定，在其柱面上設置有成組分布的驅動鍵，聯接柱插裝在銑刀盤上并通過刀盤端固定；而刀盤端為一卡盤結構，其上沿盤面均勻設置有四個振動器，所述振動器為一硫化橡膠成型的柱體結構，且在此硫化橡膠柱體結構中成型有一個金屬彈簧，此振動器裝配時夾裝在刀盤端的腔結構中，并在兩側通過金屬板進行隔離，其兩側的金屬板中一側作為夾持端與驅動鍵接觸面共同作用以夾持刀柄，而另一側則設置有一個調節螺釘以調整預壓縮量的方式來調整振動器的剛度； 所述在線動平衡裝置主體為能套裝在銑床旋轉主軸上的固定套筒，此固定套筒的前端設置有外螺紋面，并在外螺紋面位置處套裝有并排的三組平衡單元，其每個平衡單元上均包括有油槽塊以及平衡塊，油槽塊以及平衡塊均為金屬環結構，平衡塊套裝在油槽塊上并通過油槽塊套裝在固定套筒上，所述平衡塊的內側面設置有一個1/Γ1/3弧面大小的扇形弧面槽，裝配時，扇形弧面槽兩兩之間呈120°夾角排布；而所述油槽塊的環面上設置有并排的兩圈環形凸階，兩圈環形凸階的中間環形槽空間正對扇形弧面槽并與扇形弧面槽共同組成一個獨立的密閉油腔，而在固定套筒側旁開有三組油孔，油孔后部通過不同油道分別連通到三個密閉油腔中。
2.根據權利要求1所述的一種適用于高速平面精銑的銑削裝置，其特征在于，相鄰的兩組平衡單元之間通過連接螺栓固連，并在其一側端面通過螺紋連接件與可調振動銑削裝置中的刀盤端相連。
3.根據權利要求1所述的一種適用于高速平面精銑的銑削裝置，其特征在于，相鄰的兩個平衡單元之間以及平衡單元兩側均設置有限位擋塊進行限位。
4.根據權利要求1所述的一種適用于高速平面精銑的銑削裝置，其特征在于，油槽塊與平衡塊為間隙配合，且在油槽塊的兩圈環形凸階兩側設置有旋轉密封。
5.根據權利要求1所述的一種適用于高速平面精銑的銑削裝置，其特征在于，與可調振動銑削裝置相連的銑刀盤為橡膠材料刀盤。
【文檔編號】B23C9/00GK104191005SQ201410372002
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】何志堅, 周志雄 申請人:湖南大學