一种大型型腔零件内腔加工装置

技术领域

本发明属于零件加工技术领域，具体涉及一种大型型腔零件内腔加工装置。

背景技术

现有技术中，对于带内腔或是干涉结构的零件，常常使用角度铣头进行加工，传统的机床角度铣头采用的是将机床主轴的动力传导到刀具的方式，如公开号为CN101664819A的中国专利一种多面筒内平面及槽铣床，主轴装在悬臂变速箱的外端，主轴的上边安装立铣刀，用于铣槽，主轴的下边安装端铣刀，用于铣平面。由变频调速电动机通过多级齿轮变速得到加工需要的转速，传动复杂，只能一次转向，且重量重，悬臂的纵深尺寸受到机床主轴承重限制，加工能力有限；现有技术中也存在多自由度悬臂加工的方式，如公开号为CN108115532A的中国专利公开了一种复合材料部件内腔侧壁根部装配孔的加工装置及加工方法，所述的加工装置为六自由度悬臂加工装置，包括X向直线运动部件、Y向直线运动部件、Z向直线调整部件、X’轴悬臂制孔单元、Y’轴旋转调整部件和Z轴旋转调整部件，采用气动马达作为回转主轴动力源具有体积小、转速高的优点，适于狭小空间复合材料的钻孔加工，适合加工小型零件，对于内腔纵深较大的零件，悬臂的刚度无法保证，无法满足加工精度的要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种大型型腔零件内腔加工装置，通过设置延伸臂，配合电主轴直接驱动刀具，刚性好，保证加工精度，重量轻，臂展长，能够加工内腔纵深较大的零件。

本发明通过以下技术方案得以实现：

一种大型型腔零件内腔加工装置，包括延伸臂、电主轴、刀具，延伸臂为空心方管结构，延伸臂一端固定有安装座，安装座中固定连接电主轴，电主轴端部装夹有刀具，延伸臂另一端设置有用于和加工中心主轴连接的安装盘，使用时，将延伸臂安装到加工中心主轴上，利用延伸臂将刀具伸入到复杂腔体零件的内腔中，对内腔表面进行加工，延伸臂空心方管结构，既降低重量，又保证其刚性，通过电主轴直接驱动刀具，免去了复杂的传动结构，在机床主轴承重不变的条件下，保证延伸臂的延伸长度，能够加工内腔纵深较大的零件，结构简单，改造成本低。

所述延伸臂包括相互垂直连接的第一延伸臂和第二延伸臂，安装盘固定在第一延伸臂上端，第二延伸臂一端与第一延伸臂下端滑动连接，第二延伸臂通过电机驱动内置的滚珠丝杠在第一延伸臂端部沿第二延伸臂的延伸方向滑动，第二延伸臂另一端连接有安装座，提高了刀具位置的调节能力，提高加工能力。

所述第一延伸臂和第二延伸臂通过若干相互啮合的燕尾形滑槽滑动连接，限位精度高，保证加工精度。

所述第二延伸臂上沿其滑动方向设置有刻度标尺，便于操作人员对标定位，计算距离。

所述第二延伸臂与安装座之间设置有旋转臂，旋转臂一端与第二延伸臂转动连接，旋转臂通过内置的电机控制在第一延伸臂中线和第二延伸臂中线所在的公共平面上转动，安装座安装在旋转臂的另一端，利用旋转臂转动实现转向，能够绕开复杂腔体零件的外部干涉结构，对零件内腔表面进行加工，进一步提高刀具调节的自由度，提高加工能力。

所述旋转臂转动的角度范围为±90°。

所述第二延伸臂上对应旋转臂转动位置外侧设置有角度标尺，便于操作人员对标定位，计算距离。

所述旋转臂与安装座之间设置有回转机构，回转机构的固定端安装在旋转臂端部，回转机构转动端与安装座固定连接，回转机构通过内置的电机驱动回转机构转动端绕旋转臂延伸方向转动，配合旋转臂，实现在内腔中的多角度倾斜加工，更进一步提高加工能力。

所述回转机构的转动范围是0～360°。

所述回转机构设置有角度标尺，便于操作人员对标定位，计算距离。

本发明的有益效果在于：

与现有技术相比，通过设置延长臂，利用延伸臂将刀具伸入到复杂腔体零件的内腔中，对内腔表面进行加工，延伸臂空心方管结构，既降低重量，又保证其刚性，通过电主轴直接驱动刀具，免去了复杂的传动结构，在机床主轴承重不变的条件下，保证延伸臂的延伸长度，能够加工内腔纵深较大的零件，结构简单，改造成本低。通过设置可滑动的第二延伸臂、旋转臂和回转机构，增加了刀具位置调节的自由度，能够绕开复杂腔体零件的外部干涉结构，对零件内腔表面进行加工，并能够进行多角度倾斜加工，提高了加工能力，安装到普通三轴加工中心的主轴上，使三轴加工中心具有一定的五轴加工中心的加工能力，改造简单，成本低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是图1的仰视图；

图4是本发明的加工装置进行内腔加工的示意图。

图中：1-延伸臂，2-电主轴，3-刀具，4-安装座，5-安装盘，6-旋转臂，7-回转机构，11-第一延伸臂，12-第二延伸臂。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1至图3所示，一种大型型腔零件内腔加工装置，包括延伸臂1、电主轴2、刀具3，延伸臂1为空心方管结构，延伸臂1一端固定有安装座4，安装座4中固定连接电主轴2，电主轴2端部装夹有刀具3，延伸臂1另一端设置有用于和加工中心主轴连接的安装盘5，使用时，将延伸臂1安装到加工中心主轴上，利用延伸臂1将刀具伸入到复杂腔体零件的内腔中，对内腔表面进行加工，延伸臂1空心方管结构，既降低重量，又保证其刚性，通过电主轴直接驱动刀具，免去了复杂的传动结构，在机床主轴承重不变的条件下，保证延伸臂的延伸长度，能够加工内腔纵深较大的零件，结构简单，改造成本低。

所述延伸臂1包括相互垂直连接的第一延伸臂11和第二延伸臂12，安装盘5固定在第一延伸臂11上端，第二延伸臂12一端与第一延伸臂11下端滑动连接，第二延伸臂12通过电机驱动内置的滚珠丝杠在第一延伸臂11端部沿第二延伸臂12的延伸方向滑动，第二延伸臂12另一端连接有安装座4，提高了刀具位置的调节能力，提高加工能力。

所述第一延伸臂11和第二延伸臂12通过若干相互啮合的燕尾形滑槽滑动连接，限位精度高，保证加工精度。

所述第二延伸臂12上沿其滑动方向设置有刻度标尺，便于操作人员对标定位，计算距离。

所述第二延伸臂12与安装座4之间设置有旋转臂6，旋转臂6一端与第二延伸臂12转动连接，旋转臂6通过内置的电机控制在第一延伸臂11中线和第二延伸臂12中线所在的公共平面上转动，安装座4安装在旋转臂6的另一端，利用旋转臂6转动实现转向，能够绕开复杂腔体零件的外部干涉结构，如图4所示，对零件内腔表面进行加工，进一步提高刀具调节的自由度，提高加工能力。

所述旋转臂6转动的角度范围为±90°。

所述第二延伸臂12上对应旋转臂6转动位置外侧设置有角度标尺，便于操作人员对标定位，计算距离。

所述旋转臂6与安装座4之间设置有回转机构7，回转机构7的固定端安装在旋转臂6端部，回转机构7转动端与安装座4固定连接，回转机构7通过内置的电机驱动回转机构7转动端绕旋转臂6延伸方向转动，配合旋转臂6，实现在内腔中的多角度倾斜加工，更进一步提高加工能力。

所述回转机构7的转动范围是0～360°。

所述回转机构7设置有角度标尺，便于操作人员对标定位，计算距离。

本发明提供的一种大型型腔零件内腔加工装置，通过设置延长臂，利用延伸臂将刀具伸入到复杂腔体零件的内腔中，对内腔表面进行加工，延伸臂空心方管结构，既降低重量，又保证其刚性，通过电主轴直接驱动刀具，免去了复杂的传动结构，在机床主轴承重不变的条件下，保证延伸臂的延伸长度，能够加工内腔纵深较大的零件，结构简单，改造成本低。通过设置可滑动的第二延伸臂、旋转臂和回转机构，增加了刀具位置调节的自由度，能够绕开复杂腔体零件的外部干涉结构，对零件内腔表面进行加工，并能够进行多角度倾斜加工，提高了加工能力，安装到普通三轴加工中心的主轴上，使三轴加工中心具有一定的五轴加工中心的加工能力，改造简单，成本低。