一种适配多种动力刀塔的气动倍力锁紧镗头的制作方法

本发明属于镗削动力头，尤其涉及一种适配多种动力刀塔的气动倍力锁紧镗头。

背景技术：

1、在现有的镗铣加工设备中，万向角度头作为实现多角度加工的关键组件，广泛应用于高精度加工任务中，尤其是在模具制造、航空航天及复杂零件加工等领域。差速器壳体等铸铁件的镗削加工是车铣复合机床的核心应用场景，其加工精度与装夹稳定性直接受动力头锁紧机构性能制约，现有万向角度头常采用机械手动调节，但在高负载或者持续加工条件下，容易出现锁紧力不足，结构易松动等风险。

2、对于上述问题，专利公开号cn120839556b曾公开了一种万向镗铣动力头装置总成，包括旋转刀具头，旋转刀具头上端转动套设有第一旋转基座，第一旋转基座上端旋转设有第二旋转基座，第二旋转基座上设有角度头；锥齿轮箱，旋转刀具头内设有刀具，锥齿轮箱用于驱动刀具转动进行机械加工；角度盘，角度盘上设有磁栅角度编码器；制动组件，制动组件用于在旋转至设定角度值后贴合至角度盘外壁，对其进行固定限位，通过驱动电机调节角度，结合蜗轮蜗杆自锁、摩擦限位、冷却止回和多重限位结构，实现高精度、高稳定性的角度调节与固定，避免加工中角度偏移，提升万向镗铣加工精度与可靠性，具备可调节角度范围广、精度高、可承受输出切削力提高等优点。

3、现有技术中通过驱动电机等结构的设置，可对镗铣刀具进行多角度调节，但仍存在不足之处：

4、首先，现有的动力刀座在对镗削刀具进行角度调整后，对镗削刀具的固定强度较低，使得对镗削刀具固定用的刀柄底座锁紧力不足，在对铸铁件重载镗削时，极易出现打滑、窜刀、振纹等问题，影响加工精度和加工质量；

5、其次，现有的动力刀座多采用单颗锁紧钢珠设置，单颗钢珠同时承接驱动与夹持复合载荷，容易出现应力集中、偏载磨损、精度衰减快的问题，无法满足对差速器壳体等铸铁件的高精度长效加工需求。

6、最后，现有的动力刀座多采用单弹性件同步复位，断气时解锁与退刀动作同步进行，极易出现时序冲突、机构卡滞，同时缺少过位限位设计，复位时易超程脱开，而且限位面多为滑动摩擦，刀塔高转速旋转时磨损快、寿命短。

技术实现思路

1、本发明为了克服现有技术的不足，提供一种适配多种动力刀塔的气动倍力锁紧镗头。本发明解决了镗削刀座在保证刀具角度灵活调整的同时，还能适配高强度镗削加工的夹持固定。

2、本发明为了实现上述目的，提供如下技术方案：一种适配多种动力刀塔的气动倍力锁紧镗头，包括第一刀柄底座，所述第一刀柄底座的两侧分别转动连接设置有第二刀柄底座和第三刀柄底座，所述第二刀柄底座和第三刀柄底座之间固定连接，所述第二刀柄底座的一侧侧壁固定设置有安装筒，所述安装筒的内部转动设置有传动芯轴，所述传动芯轴的一端于第二刀柄底座的内部固定设置有第一右齿轮，所述第二刀柄底座的端面上设置有第一空腔，所述第一空腔的内部转动设置有第二左齿轮，所述第二左齿轮与第一右齿轮之间通过多个齿轮组进行啮合传动连接，所述第一刀柄底座靠近第二左齿轮的一侧侧壁固定设置有限位轴，所述限位轴与第二左齿轮通过花键轴套结构滑动限位连接，所述第一刀柄底座和第三刀柄底座之间设置有锁紧限位机构，用于对第一刀柄底座角度调整后的锁紧固定。

3、可选的，所述齿轮组包括设置于第一右齿轮的一侧于第二刀柄底座的内部转动的第二右齿轮，所述第二右齿轮与第一右齿轮之间啮合连接，所述第二左齿轮和第二右齿轮之间于第二刀柄底座的内部转动设置有第一左齿轮，所述第一左齿轮分别与其两侧的第二右齿轮和第二左齿轮啮合连接。

4、可选的，所述第一空腔的端口处于第二刀柄底座的侧壁上可拆卸设置有密封盖，所述限位轴的顶部设置有第一凹槽，所述第一凹槽的内部设置有耐磨垫块，所述耐磨垫块的顶部与密封盖的内顶面相互抵接，所述耐磨垫块的外部于耐磨垫块和第一凹槽之间设置有矩形弹簧。

5、可选的，所述密封盖和第二左齿轮之间设置有第一角接触球轴承，所述第二左齿轮和第一空腔之间设置有第一深沟球轴承。

6、可选的，所述锁紧限位机构包括设置在第一刀柄底座一侧于第三刀柄底座侧壁上的第二空腔，所述第二空腔的内部靠近第一刀柄底座的端口处设置有与第三刀柄底座固定连接的环形限位件，所述环形限位件的下方于第二空腔的内部滑动设置有固定牙盘，所述固定牙盘通过齿牙啮合结构与环形限位件之间配合连接，所述固定牙盘与第一刀柄底座之间通过端面键进行同步转动限制。

7、可选的，所述固定牙盘的下方于第二空腔的内部滑动设置有自锁牙盘，所述自锁牙盘的上方于固定牙盘的下端面设置有环形挤压槽，所述自锁牙盘的顶部与环形挤压槽滑动连接，所述环形挤压槽的外部于固定牙盘的外圆面上呈环状均匀设置有多个通孔，每个所述通孔的内部均滑动设置有两个锁紧钢珠，多个所述锁紧钢珠的外部于第二空腔的内侧壁上设置有环形滚动槽，多个所述锁紧钢珠的外部于自锁牙盘的外圆面上设置有锥形斜面。

8、可选的，所述环形挤压槽的下方于自锁牙盘的外圆面固定设置有加力活塞，所述加力活塞与第二空腔的内侧壁之间密封滑动连接，所述第二空腔的端口一侧于第三刀柄底座的侧壁上固定设置有气密压盖，所述气密压盖的侧壁上设置有进气端口。

9、可选的，所述自锁牙盘的外部于固定牙盘的外圆面上设置有环形限位槽，所述环形限位槽和自锁牙盘之间设置有多个限位钢柱，所述自锁牙盘和固定牙盘之间设置有碟形弹簧。

10、可选的，所述环形限位槽的宽度与固定牙盘和环形限位件的齿牙啮合深度之和，小于自锁牙盘在第二空腔内部的轴向方向的最大滑动行程。

11、可选的，所述碟形弹簧的刚性强度大于矩形弹簧。

12、综上所述，与现有技术相比，本方案的有益效果为：

13、（1） 本发明通过第二左齿轮和固定牙盘以及环形限位件等组件的设置，能够在镗削刀具角度调整完成后，在对第一刀柄底座进行硬性固定的同时，通过环形限位件和第二左齿轮等组件对第一刀柄底座的两侧进一步的挤压固定，使得在对变速器外壳等高强度铸铁件进行镗削时，第一刀柄底座以及其内部的镗削刀具能够保持稳定的加工状态，提高镗削精度和质量；

14、（2） 本发明通过两个锁紧钢珠和环形滚动槽以及锥形斜面等组件的设置，能够将动力刀塔输出气源对加力活塞的支撑力，转变为锥形斜面挤压多个锁紧钢珠至环形滚动槽内部，并带动固定牙盘轴向滑动，对第一刀柄底座的一侧形成挤压锁紧，从而实现气动倍力锁紧，显著提升对第一刀柄底座的夹持刚性与抗振性，同时两个锁紧钢珠的设置有效分担复合载荷，避免单点应力集中，提高锁紧钢珠的使用寿命；

15、（3） 本发明通过碟形弹簧和限位钢柱以及环形限位槽等组件的设置，能够防止自锁牙盘和固定牙盘之间相对位移过大，使得锥形斜面脱离对多个锁紧钢珠在通孔内部的限位，同时还能够在动力刀塔对第二空腔内部进行断气时，通过碟形弹簧自身的弹性张紧力，可实现锁紧钢珠和环形滚动槽的先行解锁，再对环形限位件和固定牙盘的后续解锁，从而完全放开对第一刀柄底座的转动限制，同时在完成对第一刀柄底座的角度调整后，对第二空腔的内部充气升压时，在碟形弹簧的弹性张紧力作用下可完成先对第一刀柄底座进行啮合转动限制，保证第一刀柄底座的角度固定，再对第一刀柄底座进行挤压限位，保证在镗削加工时的稳定。