一种自供压式角度头

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种自供压式角度头。

背景技术

在数控加工领域，90％的加工中心都是三轴，只能加工水平面，而零件的侧面无法加工，小的零件通过翻转工件，二次装夹或者多次翻面多次装夹加工，由于每次装夹都有一定的的误差，导致零件整体加工精度降低，无法满足设计图纸要求，并且多次装夹使用人工，和装夹时间增加，导致加工效率降低，成本成增加，尤其大型零件无法翻转加工，这些问题的解决必须使用角度头加工，因为角度头可以将三轴机床垂直向下加工转变成90度横向加工，并且还可以绕竖直轴旋转360度，任意角度加工，使工件一次装夹，可以加工竖直水平面，同时可以加工所有侧面，提高加工效率，保证零件加工精度，有效解决大型零件侧面无法加工的问题。

例如公开号：CN205218168U公开的一种角度头，包括刀柄、角度头传动轴和芯轴刀杆，刀柄一端安装在机床主轴底端其另一端安装主动伞齿轮，角度头传动轴位于刀柄下方并安装有从动伞齿轮，主动伞齿轮和从动伞齿轮配合转动；角度头传动轴的一端固定有夹紧螺母；角度头传动轴沿其轴向设有通孔；芯轴刀杆穿设在通孔内部，芯轴刀杆的一端位于通孔内且固接有拉紧螺栓及与拉紧螺栓配合的夹紧螺母，芯轴刀杆的侧壁与角度头传动轴的内壁过盈配合，芯轴刀杆的另一端伸出角度头传动轴主轴外且连接有锯片铣刀，芯轴刀杆的轴线与刀柄的轴线垂直布置。本发明在保证精度的同时，满足片铣刀的铣削力的要求。通过芯轴导杆的外壁与角度头传动轴的内壁严密配合，获得足够大的接触摩擦力，保证铣削过程平稳顺利。

但是该角度头的传统角度头都是以机械传动，如图7所示，通过刀柄1提供动能，刀柄1带动竖直轴2的转动，竖直轴2通过轴上第一锥齿轮3，带动横向轴5的第二锥齿轮4转动，实现90度转角，第二锥齿轮4带动横向轴5转动，横向轴5安装数控刀具6，实现旋转加工。

但是传统的靠机械传动的角度头存在以下缺点：其一，由于是轴、轴承、齿轮之间旋转摩擦传动，传动过程会产生大量的热能，角度头温度升高，又由于数控机床主轴拉力是一定的，导致角度头设计重量，体积受到限制，目前老式角度头没有冷却装置，因此其转速受到严格限制，正常转速都在4000转/分钟以内，如果转速提高，就会导致轴承，齿轮烧结抱死，设备毁坏。其二，由于是机械传动，轴，轴承，齿轮都有一定体积，强度，重量，导致很难小型化设计，传动距离较短，难以实现微型化设计生产，为解决上述问题，进而提出的一种自供压式角度头。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种自供压式角度头。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种自供压式角度头，包括刀柄，所述刀柄的底端固定连接有蜗杆，所述蜗杆的外壁设置有蜗杆外套，所述刀柄的底部外侧设置有外壳，所述外壳的内部设置有轴承，所述外壳的外壁固定连接有固定装置，所述蜗杆外套的底端固定连接有高压气体存储壳，所述高压气体存储壳的底部固定连接有气体传输装置，所述气体传输装置的底端固定连接有气动机，所述气动机的输出端固定连接有刀具，所述蜗杆外套的外壁固定安装有排气消音器，所述刀柄的外壁设置有防水固定壳。

优选的，所述轴承的内壁与刀柄的底部外壁固定套接，所述轴承的外壁与外壳的内壁固定连接，刀柄转动能够带动轴承内的钢珠转动，轴承内的钢珠转动产生大量的热，同时外界气体通过轴承的钢珠缝隙流过，带走轴承旋转摩擦产生的热量，从而给轴承降温，同时气体温度升高。

优选的，所述外壳的外壁螺纹连接有多个锁紧螺丝，松开锁紧螺丝能够调整角度头的角度，锁紧螺丝固定，控制加工方向。

优选的，所述高压气体存储壳的内部设置有气体储存腔，所述蜗杆的输出端与高压气体存储壳的输入端相连通，气体储存腔用于存储高压气体。

优选的，所述气体传输装置包括第一气体传输管道、第二气体传输管道，所述高压气体存储壳的输出端与第一气体传输管道的输出端相连通，所述第一气体传输管道的输出端与气动机的输入端相连通，所述气动机的气体输出端与第二气体传输管道的输入端相连通。

优选的，所述排气消音器的输出端设置有排气口，所述蜗杆外套、高压气体存储壳的内部开设有排气孔，所述第二气体传输管道的输出端与排气孔的输入端相连通，所述排气孔的输出端与排气消音器的输入端相连通。

优选的，所述防水固定壳的底部设置有进气口，所述进气口位于轴承的上方，通过防水固定壳的设计，使进气口位于防水固定壳的底部，能够防止加工润滑液、粉尘、废料无法进入角度头的内部。

优选的，所述高压气体存储壳的内部固定安装有泄压阀，泄压阀能够起到保护蜗杆的作用，当蜗杆转速升高，蜗杆旋转使高压气体进入高压气体存储壳内，蜗杆会源源不断的压缩空气为气动机供给。

本发明的有益效果为：

1、本发明中，通过蜗杆旋转压缩成高压气体，通过高压气体给气动机提供动力，同时通过气体能够给设备降温，用气体把设备产生的热量带走，保持设备连续工作。

2、本发明中，第一气体传输管道、第二气体传输管道形状能够任意改变，方便提供超长距离传输，使传输线路形状能够转弯，体积能够细长。

3、本发明中，通过气动传动其结构比较简单，体积能够小型化，运行可靠性高，气动机转速高，能够达20000转/分钟以上。

4、本发明中，通过排气消音器起到消音降噪的作用，通过防水固定壳的设计，使进气口位于防水固定壳的底部，能够防止加工润滑液、粉尘、废料无法进入角度头的内部。

总之，传统角度头都是机械传动，配件比较大，小型化设计空间有限，该自供压式角度头先通过蜗杆旋转产生高压气体，在通过气体传输能量，再用气动机转换成切削动能，气体传输设备能够设计的很小，并且气动机设计结构简单，能够设计很小，两者配合，能够设计出超小型角度加工头，方便角度头小型化设计。

附图说明

图1为本发明的一种自供压式角度头的主视图。

图2为本发明的一种自供压式角度头的侧视图。

图3为本发明的一种自供压式角度头的图2中A-A处的截面图。

图4为本发明的一种自供压式角度头的排气消音器、排气口、轴承、防水固定壳、进气口的结构示意图。

图5为本发明的一种自供压式角度头的俯视图。

图6为本发明的一种自供压式角度头的气动机、刀具的结构示意图。

图7为传统角度头的主视图。

图中标号：1、刀柄；2、固定装置；3、外壳；4、蜗杆；5、蜗杆外套；6、高压气体存储壳；601、气体储存腔；7、泄压阀；8、气体传输装置；9、气动机；10、刀具；11、排气消音器；1101、排气口；12、轴承；13、防水固定壳；1301、进气口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例：

如附图1至附图6所示：

一种自供压式角度头，包括刀柄1，刀柄1用于连接数控机床旋转主轴，获取旋转动能，刀柄1的底端固定连接有蜗杆4，刀柄1提供动能带动蜗杆4转动，蜗杆4高速旋转，向下压缩气体，把高压气体压入高压气体存储壳6内，蜗杆4的外壁设置有蜗杆外套5，蜗杆外套5用于密封配合蜗杆4压缩气体，刀柄1的底部外侧设置有外壳3，外壳3的内部设置有轴承12，外壳3的外壁固定连接有固定装置2，蜗杆外套5的底端固定连接有高压气体存储壳6，高压气体存储壳6的底部固定连接有气体传输装置8，气体传输装置8的底端固定连接有气动机9，通过气动机9把高压气体转换成动能，带动刀具10旋转，通过刀具10对工件进行切削加工，气动机9的输出端固定连接有刀具10，蜗杆外套5的外壁固定安装有排气消音器11，排气消音器11起到消音降噪的作用，刀柄1的外壁设置有防水固定壳13。

其中：

a、轴承12的内壁与刀柄1的底部外壁固定套接，轴承12的外壁与外壳3的内壁固定连接，刀柄1转动能够带动轴承12内的钢珠转动，轴承12内的钢珠转动产生大量的热，同时外界气体通过轴承12的钢珠缝隙流过，带走轴承12旋转摩擦产生的热量，从而给轴承12降温，同时气体温度升高。

b、外壳3的外壁螺纹连接有多个锁紧螺丝，松开锁紧螺丝能够调整角度头的角度，锁紧螺丝固定，控制加工方向。

c、高压气体存储壳6的内部设置有气体储存腔601，蜗杆4的输出端与高压气体存储壳6的输入端相连通，气体储存腔601用于存储高压气体。

其中：

d、气体传输装置8包括第一气体传输管道、第二气体传输管道，第一气体传输管道、第二气体传输管道形状能够任意改变，方便提供超长距离传输，使传输线路形状能够转弯，体积能够细长，第一气体传输管道、第二气体传输管道，高压气体存储壳6的输出端与第一气体传输管道的输出端相连通，第一气体传输管道的输出端与气动机9的输入端相连通，气动机9的气体输出端与第二气体传输管道的输入端相连通。

e、排气消音器11的输出端设置有排气口1101，蜗杆外套5、高压气体存储壳6的内部开设有排气孔，第二气体传输管道的输出端与排气孔的输入端相连通，排气孔的输出端与排气消音器11的输入端相连通。

f、防水固定壳13的底部设置有进气口1301，进气口1301位于轴承12的上方，通过防水固定壳13的设计，使进气口1301位于防水固定壳13的底部，能够防止加工润滑液、粉尘、废料无法进入角度头的内部。

g、高压气体存储壳6的内部固定安装有泄压阀7，泄压阀7能够起到保护蜗杆4的作用，当蜗杆4转速升高，蜗杆4旋转使高压气体进入高压气体存储壳6内，蜗杆4会源源不断的压缩空气为气动机9供给。

本实施例的具体使用方式与作用：

本发明使用时，刀柄1连接数控机床旋转主轴，获取旋转动能，刀柄1转动从而带动蜗杆4转动，蜗杆4高速旋转，向下压缩气体，把高压气体压入高压气体存储壳6内，同时蜗杆4的顶端产生负压吸收气体，然后外界气体通过进气口1301进入角度头内部，气体通过轴承12钢珠间的缝隙进入蜗杆4内；

同时刀柄1转动能够带动轴承12内的钢珠转动，轴承12内的钢珠转动产生大量的热，同时外界气体通过轴承12的钢珠缝隙流过，带走轴承12旋转摩擦产生的热量，从而给轴承12降温，同时气体温度升高，从而提高高压气体存储壳6内部压强，使气动机9能够获取更强的动能；

高压气体存储壳6内的高压气体通过第一气体传输管道输送至气动机9内，通过气动机9把高压气体转换成动能，带动刀具10旋转，通过刀具10对工件进行切削加工；

同时气体经过气动机9能够把气动机9旋转摩擦产生的热量带走，然后气体在通过第二气体传输管道进入高压气体存储壳6、蜗杆外套5内部的排气孔内，在通过角度头中部安装的排气消音器11将气体排出，气体通过高压气体存储壳6、蜗杆外套5内部的排气孔，带走部分高压气体存储壳6、蜗杆外套5的壳体温度，达到角度头整体降温，排气消音器11起到消音降噪的作用。

上述结构及过程请参阅图1-6。

本发明与专利CN111805281A、CN205218168U相比，其一，本发明自带压缩空气装置，压缩成高压气体，通过高压气体给气动机提供动力，同时通过气体能够给设备降温，用气体把设备产生的热量带走，保持设备连续工作，其二，气体传动能够提供超长距离传输，传输线路形状能够转弯，体积能够细长，其三，气动传动其结构比较简单，体积能够小型化，运行可靠性高，气动机转速高，可达20000转/分钟以上。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。