技术领域本发明涉及铣头领域，具体为一种任意分度的高精度五面体铣头。
背景技术：
目前，在大型龙门数控铣床(加工中心)或大型数控镗铣床上使用的五面体铣头，都是采用机床主轴驱动分度，鼠齿盘定位的方式。这种方式的缺点是利用机床主轴驱动铣头的回转部分进行分度，分完度后，机床主轴必须和铣头的回转部分分离，不然机床不能进行切削加工。而分完度后的定位完全依靠鼠齿盘，鼠齿盘的齿数是有限度的，一般分为72齿(每齿5度)、36齿(每齿10度)等等,不能进行任意角度的分度，分度的精度完全取决于鼠齿盘的机械加工精度，无法使用数控系统进行补偿，因此，这种分度方式精度不高，一般不高于±15\，而且不能进行任意角度的分度。
技术实现要素：
本发明所解决的技术问题在于提供一种任意分度的高精度五面体铣头，以解决上述问题。本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种任意分度的高精度五面体铣头，包括垂直主轴组件、水平主轴组件、联接轴组件、垂直四瓣爪组件、水平四瓣爪组件、分度机构、内油缸组件、外油缸组件、固定座组件、回转头组件、垂直主轴换刀机构、铣头尾部加强机构及回转头重量卸荷装置，所述垂直主轴组件位于铣头的底部，所述水平主轴组件位于铣头的侧面，所述联接轴组件位于水平主轴组件的内部，所述垂直四瓣爪组件位于垂直主轴组件内部，所述回转头组件与水平主轴组件连接，所述外油缸组件与固定座组件连接位于回转头组件的上侧，所述内油缸组件位于外油缸组件与固定座组件内部，所述水平四瓣爪组件位于水平主轴组件内，所述分度机构位于回转头组件的侧面。所述回转头夹紧及松开机构位于固定座组件内部，所述重量卸荷装置位于固定座组件内部，所述铣头尾部加强机构位于固定座组件内部。所述垂直主轴换刀机构位于垂直主轴的同轴位置。所述垂直主轴组件包括垂直主轴、螺旋伞齿轮等安装在垂直主轴上。所述水平主轴组件安装于回转头体的水平孔中。所述联接轴组件包括螺旋伞齿轮轴、斜齿轮固定在回转头体的水平孔中，螺旋伞齿轮轴与垂直主轴组件中的螺旋伞齿轮相啮合，机床主电机的动力经过垂直主轴组件中的螺旋伞齿轮轴，传递到联接轴组件中的螺旋伞齿轮轴及斜齿轮上，再传递到水平主轴组件中的斜齿轮，将动力分别传递到垂直和水平两个主轴上。所述垂直四瓣爪组件和水平四瓣爪组件，可沿着各自的主轴内孔轴线前后移动，用以将刀柄及拉钉“吐出”或拉紧。所述分度机构包括伺服电机、压盖第一、螺钉第四、双导程蜗杆、蜗轮、双联角接触球轴承第四、双联角接触球轴承第五、锁紧螺母第六、压盖第二、螺钉第五、平键第四、调整垫、螺钉第六及锁紧螺母第七；伺服电机通过平键第四带动双导程蜗杆，双导程蜗杆的两端装有双联角接触球轴承第四、双联角接触球轴承第五，通过压盖第一、压盖第二和螺钉第四、螺钉第五将轴承和蜗杆安装在回转头体的水平孔中，锁紧螺母第七、锁紧螺母第六分别将双联角接触球轴承第四、双联角接触球轴承第五在轴向锁紧，双联角接触球轴承第四下端面与双导程蜗杆上相对的台阶端面之间留有间隙L1，锁紧螺母的上端面与双导程蜗杆的上轴端面之间留有间隙L2；同理双联角接触球轴承第五上端面与其相对的台阶之间留有间隙L3，锁紧螺母第六的下端面与双导程蜗杆的下轴台阶端面之间留有间隙L4，L1、L2、L3、L4距离相等，双导程蜗杆与蜗轮相啮合，双导程蜗杆可以沿其轴线上下移动进行调整，由于双导程蜗杆的牙齿厚度是从一端向另一端逐渐加厚的，因此，双导程蜗杆与蜗轮之间可以实现无间隙啮合，蜗杆与蜗轮的啮合间隙调整好后，用双联角接触球轴承一、双联角接触球轴承第五两侧的锁紧螺母第六、锁紧螺母第七锁紧。所述内油缸组件包括环形缸盖、环形活塞、活塞杆、密封圈第一、Yx型密封圈、密封圈第二、螺钉第七、螺钉第八、向心轴承、锁紧螺母第八、第一油孔、第二油孔、第三油孔、第四油孔、第五油孔、下油腔、环形缸体、螺钉第九、密封圈第五及上油腔；由环形缸体、环形缸盖、环形活塞，活塞杆，密封圈第一，Yx型密封圈，密封圈第二，组成了内油缸组件，环形活塞安装在环形缸体的“U”形凹槽内，环形活塞内孔和外圆的凹槽内分别装有2个密封圈第一，一个Yx型密封圈，环形缸体的“U”形凹槽内开有两个对称的圆孔，2个活塞杆安装于孔中，活塞杆顶部与环形活塞的下平面接触，下平面与导套的上平面接触，环形活塞与活塞杆通过螺钉第九固定在一起，2个活塞杆与其安装孔配合面由4个密封圈第五密封，导套内孔的下平面与压块的上平面接触，压块可在主轴上开有的长方孔中上下移动，当压力油沿着油孔进入内油缸的上油腔时，推动环形活塞连同活塞杆、导套、压块一起往下压在心轴第一上，同时推动垂直四瓣爪机构下行，将刀柄“吐出”。反之，当压力油进入内油缸的下油腔时，活塞上行，四瓣爪机构在蝶形弹簧的作用下，将刀柄拉紧。回转头组件包括回转头体、螺钉十二、锁紧盘等。固定座组件包括固定座、环型推压盘、心轴第三、预压螺母、锁紧螺母第十、蝶形弹簧组、螺钉十一、导向平键、四叉形拉紧套、蝶簧套筒及安装法兰；四叉形拉紧套安装在固定座下部的外圆上，四个叉形爪上端面穿过固定座端面上的四个扇形长圆孔与环型推压盘的下端面相接触，并通过螺钉十一将四叉形拉紧套和环型推压盘固定在一起，蝶形弹簧组成组成串地安装在蝶簧套筒的内孔中，中间穿有心轴第三，用预压螺母将蝶形弹簧的弹力调整到需要的数值，蝶形弹簧的弹力调整好后，用锁紧螺母第十锁定，由4个心轴第三、蝶形弹簧组、预压螺母、蝶簧套筒组成的4个蝶形弹簧组合件，安装于四叉形拉紧套的四个叉的空档处，心轴第三的上端面与环型推压盘的下端面相接触，下端面与固定座内腔上平面相接触，心轴第三的下部轴伸可以在固定座901内腔端面上的孔中轴向移动；所述外油缸组件包括环形缸盖、环形活塞、环形缸体、螺钉第十、锁紧螺母第九、止推轴承、密封圈第三、Yx型密封圈、密封圈第四、活塞杆、进油孔及上油腔。由环形缸盖、环形活塞、环形缸体组成的外油缸组件，环形活塞的内外圆的凹槽内分别装有个密封圈第四和一个Yx型密封圈，环形缸盖下部的止口内外圆的凹槽内分别装有2个密封圈第三，环形缸体的“U”凹槽内圆形端面上开有4个活塞孔，4个活塞杆装于此孔中，活塞杆的上端面与环形活塞的下端面相接触，活塞杆的下端面与环形压套的上端面相接触，并用活塞杆下端的螺纹紧固在一起，当压力油从油孔外环形油缸的上油腔时，环形活塞下行，推动活塞杆、四叉形拉紧套、心轴第三下行、蝶形弹簧组合件压缩，使固定座与回转头组件中的锁紧盘之间的夹紧力取消，此时伺服电机转动，带动蜗杆一边自转，一边绕着蜗轮的轴线转动进行分度操作，分度结束后，外环形油缸的液压油卸荷，蝶形弹簧组回弹，将环型推压盘、活塞杆、环形活塞复位，同时再将固定座与回转头组件中的锁紧盘夹紧。本发明抛弃了传统的鼠齿盘定位结构的铣头，使用了伺服电机带动双导程蜗杆，一边自转，一边绕着蜗轮的轴线作行星式转动(蜗轮不转)，实现了回转头组件相对于固定座组件的分度运动；使用了环型外油缸、四叉形拉紧套及蝶形弹簧组合件等组成的夹紧机构，实现了固定座与回转头组件之间的锁紧与松开。使用了环型内油缸组件及导套、压块及开有长方孔的垂直主轴及四瓣爪机构，实现了垂直主轴的换刀操作；使用了铣头尾部加强机构；加强了铣头主轴尾端的支承强度。使用了重量卸荷装置，保证了铣头分度的高精度。附图说明图1为高精度五面体铣头外观图。图2为高精度五面体铣头俯视图。图3为高精度五面体铣头的侧视图。图4为高精度五面体铣头的正面视图。图5为图3的A－A视图。图6为图4的B－B视图。图7为图4的C-C剖视图。图8为图4的H-H剖视图。图9为图4的D-D剖视图。图10为垂直主轴的外观图。具体实施方式为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。如图1-10所示，一种任意分度的高精度五面体铣头，包括垂直主轴组件1、水平主轴组件2、联接轴组件3、垂直四瓣爪组件4、水平四瓣爪组件5、分度机构6、内油缸组件7、外油缸组件8、固定座组件9、回转头组件10，回转头夹紧及松开机构11，重量卸荷装置12，铣头尾部加强机构13。所述垂直主轴组件1位于铣头的底部，所述水平主轴组件2位于铣头的侧面，所述联接轴组件3位于水平主轴组件2的内部，所述垂直四瓣爪组件4位于垂直主轴组件1内部，所述回转头组件10与水平主轴组件2连接，所述外油缸组件8与固定座组件9连接位于回转头组件10的上侧，所述内油缸组件7位于外油缸组件8与固定座组件9内部，所述水平四瓣爪组件5位于水平主轴组件2内，所述分度机构6位于回转头组件10的侧面。所述回转头夹紧及松开机构位于固定座组件中，所述重量卸荷装置位于固定座组件内部，所述铣头尾部加强机构位于固定座组件内部。垂直主轴组件1包括垂直主轴101、螺旋伞齿轮102等、螺旋伞齿轮102通过安装在垂直主轴101上的平键传递动力。所述水平主轴组件2包括水平主轴201、斜齿轮202等、安装在回转头体1001的内孔中，斜齿轮202安装在水平主轴201的右端部，并通过安装在水平主轴201上的平键传递动力。所述联接轴组件3包括螺旋伞齿轮轴301、斜齿轮302等，安装在回转头体1001的水平孔中，螺旋伞齿轮轴301与垂直主轴组件中的螺旋伞齿轮轴102相啮合，机床主电机的动力经过垂直主轴组件1中的螺旋伞齿轮轴102传递到联接轴组件3中的螺旋伞齿轮轴301及斜齿轮302上，再传递到水平主轴组件2中的斜齿轮202，将动力分别传递到垂直和水平两个主轴上。所述水平四瓣爪组件5安装在水平主轴心部，可沿着水平主轴501内孔轴线左右移动，用于换刀。所述垂直主轴换刀机构中使用了环型内油缸组件7及导套403、压块404及开有长方孔的垂直主轴101及垂直四瓣爪组件4。所述垂直四瓣爪组件4安装在垂直主轴心部，可沿着主轴101内孔轴线上下移动。心轴402的顶部安装有压块404，压块404底部的孔与心轴402上端的圆柱面配合定位，压块404上面装有导套403。所述内油缸组件7包括环形缸盖701、环形活塞702、活塞杆703、密封圈第一704、Yx型密封圈705、密封圈第二706、螺钉第七707、螺钉第八708、向心轴承709、锁紧螺母第八710、环形缸体717、螺钉第九718、密封圈第五719；由环形缸体717、环形缸盖701、环形活塞702，活塞杆703，密封圈第一704，Yx型密封圈705，密封圈第二706，组成的内油缸组件7，环形活塞702安装在环形缸体717的“U”形凹槽内，环形活塞702内孔和外圆的凹槽内分别装有2个密封圈第一704，一个Yx型密封圈705，环形缸体717的“U”形凹槽内开有两个对称的圆孔，2个活塞杆703安装于孔中，活塞杆703顶部与环形活塞702的下平面接触，下平面与导套403的上平面接触，环形活塞702与活塞杆703通过螺钉第九718固定在一起，2个活塞杆703与其安装孔配合面由4个密封圈第五719密封，导套403内孔的下平面与压块404的上平面接触，压块404可在主轴101上开有的长方孔116中上下移动，当压力油进入内油缸的上油腔720时，推动环形活塞702连同活塞杆703、导套403、压块404一起往下压在心轴402上，推动垂直四瓣爪组件4下移，“吐出”刀具。当内油缸的下油腔716进油时，环形活塞702上行，带动垂直四瓣爪组件4上移，抓取刀具。所述分度机构6包括伺服电机601、压盖第一602、螺钉第四603、双导程蜗杆604、蜗轮605、双联角接触球轴承第四606、双联角接触球轴承第五607、锁紧螺母第六608、压盖第二609、螺钉第五610、平键第四611、调整垫612、螺钉第六613及锁紧螺母第七614；伺服电机601通过平键第四611带动双导程蜗杆604，双导程蜗杆604的两端装有双联角接触球轴承第四606、双联角接触球轴承第五607，通过压盖第一602、压盖第二609和螺钉第四603、螺钉第五610将轴承和蜗杆安装在回转头体1001的水平孔中，锁紧螺母第七614、锁紧螺母第六608分别将双联角接触球轴承第四606、双联角接触球轴承第五607在轴向锁紧，双联角接触球轴承第四606下端面与双导程蜗杆604上相对的台阶端面之间留有间隙L1，锁紧螺母614的上端面与双导程蜗杆604的上轴端面之间留有间隙L2；同理双联角接触球轴承第五607上端面与其相对的台阶之间留有间隙L3，锁紧螺母第六608的下端面与双导程蜗杆604的下轴台阶端面之间留有间隙L4，L1、L2、L3、L4距离相等，双导程蜗杆604与蜗轮605相啮合，双导程蜗杆604可以沿其轴线上下移动进行调整，由于双导程蜗杆的牙齿厚度是从一端向另一端逐渐加厚的，因此，双导程蜗杆604与蜗轮605之间可以实现无间隙啮合，蜗杆与蜗轮的啮合间隙调整好后，用双联角接触球轴承一606、双联角接触球轴承第五607两侧的锁紧螺母第六608、锁紧螺母第七614锁紧。所述外油缸组件8包括环形缸盖801、环形活塞802、环形缸体803、螺钉第十804、锁紧螺母第九805、止推轴承806、密封圈第三807、Yx型密封圈808、密封圈第四809、活塞杆810、进油孔811及上油腔812；固定座组件9包括固定座901、环型推压盘902、心轴第三903、预压螺母904、锁紧螺母第十905、蝶形弹簧组906、螺钉十一907、导向平键908、四叉形拉紧套909、蝶簧套筒910及安装法兰911；回转头组件10包括回转头体1001、螺钉十二1002、锁紧盘1003。所述回转头夹紧及松开机构，由回转头组件10、外油缸组件8、及固定座901、环型推压盘902、轴第三903、预压螺母904、锁紧螺母第十905、蝶形弹簧组906、螺钉十一907、蝶簧套筒910、叉形拉紧套909、蝶簧套筒910组成。四叉形拉紧套909安装在固定座901下部的外圆上，四个叉形爪上端面穿过固定座901端面上的四个扇形长圆孔与环型推压盘902的下端面相接触，并通过螺钉十一907将四叉形拉紧套909和环型推压盘902固定在一起，蝶形弹簧组906成组成串地安装在蝶簧套筒910的内孔中，中间穿有心轴第三903，用预压螺母904将蝶形弹簧的弹力调整到需要的数值，蝶形弹簧的弹力调整好后，用锁紧螺母第十905锁定，由4个心轴第三903、蝶形弹簧组906、预压螺母904、蝶簧套筒910组成的4个蝶形弹簧组合件，安装于四叉形拉紧套909的四个叉的空档处，心轴第三903的上端面与环型推压盘902的下端面相接触，下端面与固定座901内腔上平面相接触，心轴第三903的下部轴伸可以在固定座901内腔端面上的孔中轴向移动；由环形缸盖801、环形活塞802、环形缸体803组成了外油缸组件8，环形活塞的内外圆的凹槽内分别装有2个密封圈第四809和一个Yx型密封圈808，环形缸盖801下部的止口内外圆的凹槽内分别装有2个密封圈第三807，环形缸体803的“U”凹槽内圆形端面上开有4个活塞孔，4个活塞杆810装于此孔中，活塞杆810的上端面与环形活塞902的下端面相接触，活塞杆810的下端面与环形压套902的上端面相接触，并用活塞杆810下端的螺纹紧固在一起，当压力油从油孔811外环形油缸8的上油腔812时，环形活塞802下行，推动活塞杆810、四叉形拉紧套909、心轴第三903下行、蝶形弹簧组合件906压缩，使固定座901与回转头组件10中的锁紧盘1003之间的夹紧力取消，此时伺服电机601转动，带动蜗杆604一边自转，一边绕着蜗轮605的轴线转动进行分度操作，分度结束后，外环形油缸8的液压油卸荷，蝶形弹簧组906回弹，将环型推压盘902、活塞杆810、环形活塞802复位，同时再将使固定座901与回转头组件10中的锁紧盘1003夹紧。所述重量卸荷装置。外油缸组件(8)及环型推压盘(902)、由零件(903、904、905、906)组成的4个蝶形弹簧组件、和具有特殊结构的四叉形拉紧套(909)及固定座(901)，实现了在分度时固定座与回转头组件(10)之间的松开和夹紧操作。在此设计中，回转头组件(10)及相关部件在取消了夹紧力之后，其重力通过止推轴承(806)传递到环形缸体(803)进而传递到固定座(901)上，而固定座(901)与锁紧盘(1003)之间的间隙可以由锁紧螺母(805)进行调整并锁紧，在固定座(901)与锁紧盘(1003)之间的夹紧力取消后，其重力由止推轴承(806)承担，由于止推轴承转动时是滚动摩擦，所以分度时阻力很小，避免了蜗轮蜗杆在工作时因受力太大引起的弹性变形，保证了分度的高精度。所述铣头尾部加强机构。在垂直主轴(101)的上部安装了向心轴承(709)，当主轴尾端使用皮带传动时，径向力由向心轴承(709)传递到环形缸盖(701)上，而环形缸盖(701)与回转头体(1001)通过螺钉(708)联接在一起，而回转头组件(10)在机床工作时是和固定座(901)夹紧在一起的，因此向心轴承(709)获得了足够的支承刚度。因此本五面体铣头即可以与电机轴直联驱动(垂直主轴101的轴线与主轴电机轴线同轴)，也可以用皮带从侧面径向驱动。本发明抛弃了传统的鼠齿盘定位结构的铣头，使用了伺服电机带动双导程蜗杆，一边自转，一边绕着蜗轮的轴线作行星式转动，实现了回转头组件相对于固定座组件的分度运动；使用了环型外油缸、四叉形拉紧套及蝶形弹簧组合件等组成的夹紧机构，实现了固定座与回转头组件之间的锁紧与松开。使用了环型内油缸组件及导套、压块及开有长方孔的垂直主轴及四瓣爪机构，实现了垂直主轴的换刀操作；使用了铣头尾部加强机构；加强了铣头主轴尾端的支承强度。使用了重量卸荷装置，保证了铣头分度的高精度。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。