机床双向可切换加工装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及了一种机床加工装置，尤其是涉及了一种机床双向可切换加工装置。
【背景技术】
[0002]随着我国加快推进工业化进程，国务院部署加快推进实施“中国制造2025”，实现制造业升级。对高档机床的需求也越来越大，而传统的低端机床不便加工型腔内部，更无法在工件表面、型腔内部直接改变加工方向完成加工，使得整个产业发展脚步受影响。因此，能在工件表面或者型腔内部加工并且切换加工方向以及加工动力的机床双向可切换加工装置应运而生。
[0003]现有型腔内部加工装置，如专利号为201420632300.7，授权公告日为2015年2月18日，名称为用于孔内加工盲孔装置的中国实用新型专利，该加工装置是一种用于孔内加工盲孔装置，包括连接架、钻孔机构和传动机构，钻孔机构通过连接架安装在摇臂钻床的钻杆外套上，该钻孔机构通过传动机构由钻杆带动钻孔机构旋转。该装置存在的不足是:加工装置在竖直方向上占用空间过大，无法在大、深型腔内部完成加工，也就是说对加工工件型腔大小深浅均有要求，不能实现横向较深型腔的加工；而且，无法实现垂直平面内的加工，也就是说加工方向较为单一，不能切换刀具加工方向。
【发明内容】
[0004]为了解决现有的加工存在的上述问题，本发明提供一种机床双向可切换加工装置，能实现工件表面和型腔内部两个加工方向加工。
[0005]本发明采用以下的技术方案:
[0006]本发明包括机架、动力传递机构、动力切断与恢复机构、垂直一体刀具机构和水平刀具；动力传递机构包括安装在机床上的机床主轴、主动皮带轮、皮带、输出主动轴和输出从动轴；机床主轴和输出主动轴均竖直安装在机架上，机床主轴与主动皮带轮同轴安装，输出主动轴与从动皮带轮同轴安装，主动皮带轮经皮带与从动皮带轮传动连接；输出主动轴顶部同轴装有主动锥齿轮，输出从动轴水平安装在机架上，输出从动轴上同轴装有从动锥齿轮，主动锥齿轮与从动锥齿轮配合而带动输出从动轴转动；输出从动轴伸出机架的外端部安装有水平刀具，输出从动轴处机架的端面上安装有输出从动轴端盖；动力切断与恢复机构:机架上装有控制电机，控制电机的输出轴上固定装有凸轮，从动锥齿轮位于机架内端部的两侧方设有L型推杆，L型推杆的一边竖直穿过机架后另一边向输出主动轴弯折，凸轮的边缘与从动锥齿轮内端部的端面和L型推杆的一边侧面接触配合形成凸轮副；L型推杆另一边的端部铰接有滚轮，滚轮与套在输出主动轴上的圆形推块接触，输出主动轴上安装有垂直一体刀具机构，圆形推块垂直一体刀具机构配合连接。
[0007]所述的L型推杆的中部与机架铰接，铰接处安装有用于弹性复位的复位扭簧。
[0008]所述的垂直一体刀具机构包括:上盖、膜片弹簧、上摩擦盘、下摩擦盘和垂直一体刀具，上盖底部与垂直一体刀具固定连接，膜片弹簧、上摩擦盘和下摩擦盘均安装在上盖和垂直一体刀具之间内；圆形推块装在上盖顶部中心孔内，圆形推块底面向下依次安装有膜片弹簧、上摩擦盘和下摩擦盘，下摩擦盘与输出主动轴同轴固定连接，下摩擦盘与垂直一体刀具的顶面配合形成摩擦副；膜片弹簧为环形结构，其中环部内凹，膜片弹簧内环部与圆形推块底面边缘接触，膜片弹簧中环部与上盖通过第一固定螺钉固定连接，膜片弹簧外环部与上摩擦盘的外边缘通过第二固定螺钉固定连接。
[0009]所述的膜片弹簧内环部与圆形推块底面之间、上摩擦盘底面与下摩擦盘顶面之间光滑连接。
[0010]当所述的凸轮的长径端顶在从动锥齿轮内端部端面和L型推杆侧面时，主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，使得水平刀具伸出工作；并且受L型推杆推力，圆形推块向下压缩膜片弹簧，下摩擦盘底面与垂直一体刀具分离，垂直一体刀具不工作。
[0011]当所述的凸轮的非长径端顶在从动锥齿轮内端部端面和L型推杆侧面时，主动锥齿轮与从动锥齿轮不啮合，水平刀具不伸出工作；圆形推块未受L型推杆推力，膜片弹簧未被压缩，下摩擦盘底面与垂直一体刀具摩擦接触，垂直一体刀具工作。
[0012]所述的输出主动轴与输出从动轴之间的皮带传动比为1:1。
[0013]所述的主动锥齿轮与从动锥齿轮之间的齿轮传动比为1:1。
[0014]本发明的有益效果在于:
[0015]本发明能实现工件表面、型腔或是盲孔内部水平面和垂直面两个方向加工，并且快速便捷，实现了机床双向可切换加工。
[0016]并且本发明占用空间小，能实现在深型腔内部完成加工，实现了横向较深型腔的加工。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的结构示意图。
[0018]图2是本发明的水平方向加工工况示意图。
[0019]图3是本发明的竖直方向加工工况示意图。
[0020]图4是本发明凸轮未到达动力切换点的工况示意图。
[0021]图5是本发明凸轮到达动力切换点的工况示意图。
[0022]图6是本发明水平面加工工况下动力切换装置结构位置示意图。
[0023]图7是本发明竖直面加工工况下动力切换装置结构位置示意图。
[0024]图8是本发明膜片弹簧未变形时受力和形状原理图。
[0025]图9是本发明膜片弹簧变形时受力和形状原理图。
[0026]图中:1_机床主轴；2_主动皮带轮；3-皮带；4_机架；5_主轴端盖；6-凸轮；7-控制电机；8-L形推杆；9_输出从动轴；10_从动锥齿轮；11_输出从动轴端盖；12_水平刀具；13-主动锥齿轮；14-从动皮带轮；15_滚轮；16-膜片弹簧；17-上摩擦盘；18-下摩擦盘；19_上盖；20_垂直一体刀具；21_螺栓孔；22_推力轴承；23_复位扭簧；24_圆形推块；25-第一固定螺钉；26_第二固定螺钉；27_输出主动轴。
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图对本作进一步说明。
[0028]如图1所示，本发明包括机架4、动力传递机构、动力切断与恢复机构、垂直一体刀具机构和水平刀具。
[0029]如图1?图3所示，动力传递机构包括安装在机床上的机床主轴1、主动皮带轮2、皮带3、输出主动轴27和输出从动轴9 ;机床主轴I和输出主动轴27均通过推力轴承22竖直安装在机架4上，机床主轴I与主动皮带轮2同轴安装，输出主动轴27与从动皮带轮14同轴安装，主动皮带轮2经皮带3与从动皮带轮14传动连接；输出主动轴27顶部同轴装有主动锥齿轮13，输出从动轴9水平安装在机架4上，输出从动轴9上同轴装有从动锥齿轮10，主动锥齿轮13与从动锥齿轮10配合而带动输出从动轴9转动；输出从动轴9通过轴承水平套在机架4中并在轴承两端通过衬套轴向限位。
[0030]如图1?图3所示，输出从动轴9伸出机架4的外端部安装有水平刀具12，输出从动轴9处机架4的端面上安装有输出从动轴端盖11。
[0031]如图1?图3所示，动力切断与恢复机构:机架4上装有控制电机7，控制电机7的输出轴上固定装有凸轮6，从动锥齿轮10位于机架4内端部的两侧方设有L型推杆8，L型推杆8的一边竖直穿过机架4后另一边向输出主动轴27弯折，凸轮6的边缘与从动锥齿轮10内端部的端面和L型推杆8的一边侧面接触配合形成凸轮副；L型推杆8另一边的端部铰接有滚轮15，滚轮15与套在输出主动轴27上的圆形推块24接触，输出主动轴27上安装有垂直一体刀具机构，圆形推块24垂直一体刀具机构配合连接。L型推杆8的中部与机架4铰接，铰接处安装有用于弹性复位的复位扭簧23。
[0032]机架4上设有用于连接的螺栓孔21。
[0033]如图6和图7所示，垂直一体刀具机构包括:上盖19、膜片弹簧16、上摩擦盘17、下摩擦盘18和垂直一体刀具20，上盖19底部与垂直一体刀具20固定连接，膜片弹簧16、上摩擦盘17和下摩擦盘18均安装在上盖19和垂直一体刀具20之间内；圆形推块24装在上盖19顶部中心孔内，圆形推块24底面向下依次安装有膜片弹簧16、上摩擦盘17和下摩擦盘18，下摩擦盘18与输出主动轴27同轴固定连接，下摩擦盘18与垂直一体刀具20的顶面配合形成摩擦副。
[0034]如图8和图9所示，膜片弹簧16为环形结构，其中环部向下内凹，膜片弹簧16内环部与圆形推块24底面边缘接触，膜片弹簧16中环部与上盖19通过第一固定螺钉25固定连接，中环部位置相对上盖静止，膜片弹簧16外环部与上摩擦盘17的外边缘通过第二固定螺钉26固定连接。
[0035]如图6和图7所示，膜片弹簧16内环部与圆形推块24底面之间、上摩擦盘17底面与下摩擦盘18顶面之间光滑连接。上摩擦盘与下摩擦盘之间相对光滑，无法传递摩擦力。
[0036]如图3、图5和图7所示，当凸轮6的长径端顶在从动锥齿轮10内端部端面和L型推杆8侧面时，主动锥齿轮13与从动锥齿轮10啮合，使得水平刀具12伸出工作；并且受L型推杆8推力，圆形推块24向下压缩膜片弹簧16，如图9所示，下摩擦盘18底面与垂直一体刀具20分离，垂直一体刀具20不工作。
[0037]如图2、图4和图6所示，当凸轮6的非长径端顶在从动锥齿轮10内端部端面和L型推杆8侧面时，主动锥齿轮13与从动锥齿轮10不啮合，水平刀具12不伸出工作；圆形推块24未受L型推杆8推力，膜片弹簧16未被压缩，如图8所示，下摩擦盘18底面与垂直一体刀具20摩擦接触，下摩擦轮将动力通过接触摩擦传递给垂直一体刀具，垂直一体刀具20工作，完成水平面的加工。
[0038]输出主动轴27与输出从动轴9之间的皮带传动比为1:1，使得装置可以在合理工况内调节主轴转速来获得一个理想的刀具切削转速。
[0039]主动锥齿轮13与从动锥齿轮10之间的齿轮传动比为1: 1，使得装置可以在合理工况内调节主轴转速在竖直平面内同样获得一个理想的刀具切削转速。
[0040]垂直一体刀具20与下盖固定连接，其刀具垂直于水平面，两者视为一体