0引言

最初的數(shù)控龍門加工中心只配備立式銑頭，用來加工水平表面及 垂直孔，而四周面的加工，需要將工件立起來加工，極不方便又效率 底下，后來為満足用戶及市場需求，多數(shù)廠商便在龍門加工中心上配 備的臥式鏜銑頭，起初的臥式銑頭為手動更換，后來漸漸地變成自動 更換，發(fā)展到今天多數(shù)的龍門機床都備有頭庫，高檔的龍門機床可能 備有3到4件銑頭，包括立式銑頭、臥式銑頭、雙軸頭等。

本文提到的是一種無需交換的立臥復合鏜銑頭，在銑頭上配置垂 直和水平兩個方向同時旋轉(zhuǎn)的復合主軸，當加工不同的表面（水平面 或四周面等）時，只需垂直和水平主軸安裝上對應的刀具，既可實現(xiàn) 立式和臥式加工。其優(yōu)點在于無需更換主軸頭，從而節(jié)省輔助時間， 極大地提高了效率。

1結構原理

本文介紹的立臥復合鏜銑頭，要通過螺紋連接安裝在龍門機床滑 枕的端部；主運動的動力來自于滑枕上端的主軸電機，臥式主軸通過 螺旋傘齒輪實現(xiàn)動力輸出，立式主軸通過圓柱斜齒輪實現(xiàn)動力輸出， 可實現(xiàn)自動換刀、自動分度。帶有刀柄清潔及中心出水等功能。

2自動分度及自動換刀

2.1自動分度

在實際加工過程中，立臥復合鏜銑頭經(jīng)常要轉(zhuǎn)換不同的角度，因 此鏜銑頭必須具自動分度的功能，本例選用了高精度分度定位鼠牙盤， 以更可靠地保證分度精度。其具體的動作流程為，如圖2所示，在油 腔2供油時，推動活塞動作，使分度齒輪咬合（其中活塞與下頭體把 和為一個整體），同時，上下鼠牙盤脫開，此時，下頭體可以旋轉(zhuǎn)到 預先設定的角度，完成分度；然后，油腔1供油，推動活塞反向動作， 拉緊下頭體，與此同時，上下鼠牙盤咬合，實現(xiàn)精確定位。

2.2自動換刀

因為是立臥復合銑頭，所以換刀分立式主軸換刀和臥式主軸換刀 兩種，立式主軸換刀過程為，卸刀油缸供油，壓縮碟璜組，使拉抓張開， 此時換刀機械手將刀具送入主軸錐孔，控制系統(tǒng)得到指令后，油缸卸 荷，碟璜復位，拉抓將刀具拉緊；而臥式主軸的換刀過程與其類似， 需要注意的是，換刀時，下頭體必須復位，回到分度零點，以保證換刀機械手正常工作。

3設計要點

3.1高精度、高剛性

高精度和高剛性是立臥復合銑頭的一般性要求，因此零部件及配 套件均要求極高的精度，必要時，需要相關工藝保證。本例，主軸軸 承選用前三后二的布置，前端為三列角接觸球軸承，后端為兩列深溝 球軸承，可以很好的承受軸向力和徑向力；此外，傳動齒輪、拉刀力 等均需校核以保證主軸剛性。至于精度，這里與軸承內(nèi)外圏配合的主 軸和頭體均需要配磨，以保證精度要求，而頭體的分度，選用高精度 鼠牙盤以保證分度精度。

3.2動作循環(huán)

自動換刀和自動分度是立臥復合銑頭的兩大動作，如何保證動作 的可靠和穩(wěn)定，需要注意以下兩點：其一，合理的結構設計；本例的 用于頭體分度的活塞和油缸體比較特殊，既往復運動又相對轉(zhuǎn)動，因 此在活塞和油缸體之間設計一組滾針軸承，用于支撐和傳動，而密封 采用O型橡膠圏加格萊圏的組合密封結構，且選用品質(zhì)有保證的品牌， 以保證油路不串腔；其二，正確的動作指令；用于頭體自動分度的齒 輪耦合器，在分度時嚙合，分度完成后脫開，為了保證其每次嚙合時 不會出現(xiàn)打齒的故障，就要求控制系統(tǒng)在每次分度前，記錄其主軸的 相位，以保證齒輪耦合器的順利嚙合。

伴隨著立臥復合鏜銑頭在龍門類加工中心上的應用日益廣泛，其 作為一個獨立而關鍵的核心部件，也引起業(yè)內(nèi)更多的關注，本文通過 具體案例，闡述了立臥復合鏜銑頭的結構原理，并總結了該類銑頭設 計過程中的要點，為后續(xù)設計及優(yōu)化提供了理論依據(jù)及借鑒。

伯特利數(shù)控相關產(chǎn)品：加工中心,鉆攻中心,高速加工中心,立式加工中心,雕銑機