CN104148945A - 线性滑轨专用数控钻床 - Google Patents

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Abstract

一种线性滑轨专用数控钻床，包括有机座、钻头、主轴座，所述机座上设有支撑工件的工作台，工作台上设有工件夹紧装置，所述钻头有四根，分别安装在各自主轴座上，每根钻头主轴通过钻头电机驱动；机座上设有立柱，立柱上安装有四个分别驱动主轴座升降的伺服电机，伺服电机输出轴与丝杆联动，所述丝杆上套设有与之螺纹配合的滑板，主轴座安装在滑板上，所述滑板相对丝杆升降运动；所有电机均与数控电气箱电连接。本发明四套主轴同时工作，把工序分解，在同一时间内完成，从而缩短了加工时间，提高了生产效率；在倒立安装的第四主轴上加设了阻止冷却液及其细铁屑等杂质倾入的气流通道，有效避免了主轴受损，提高了产品使用寿命且成本低廉。

Description

线性滑轨专用数控钻床
技术领域
本发明涉及一种线性滑轨专用数控钻床，属于数控机床技术领域。
背景技术
线性滑轨(别名:直线导轨)是直线运动的执行部件，是应当今机械之高精度化、高性能化以及高速度化的趋势而研发，线性滑轨较之过去的滑动导轨有更低的摩擦系数，利用钢球的滚动，可将原滑动摩擦的摩擦系数降至原来的五十分之一。因此，作为直线运动的功能部件，在机床、印刷、汽车、电子、卷烟等行业用得越来越多,在机电一体化、自动化高度发展的今天，线性滑轨的使用越来越广泛,需求量越来越多。
线性滑轨部件由滑轨101、滑块102、钢球等零件组成，如图1所示，其中主要零件滑轨中间有一排按装紧固螺钉的台阶孔，线性滑轨产品已形成标准化，系列化，它的宽度规格有15、20、25、30、35、45mm，长度规格有4000mm、6000mm，孔距规格有60mm、80mm，以4000mm长度的滑轨为列，共有50个孔，钻孔的工序是钻孔、扩孔、铰孔、孔两端口倒角，现有普通钻床，完成一个孔的时间是:钻孔30秒+扩孔15秒+铰孔5秒+倒角(两端)3秒,完成一支(50孔)的时间是44分。这种钻床加工时间长，生产效率低；这种钻床对工件同步钻孔，局部的热变形更大，散热慢，从而会使工件变形，影响成品质量。
发明内容
本发明的目的是：提供一种生产效率高、跨步钻孔使工件热均匀、散热快、变形小的线性滑轨专用数控钻床。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种线性滑轨专用数控钻床，包括有机座、钻头、安装钻头的主轴座，所述机座上设有支撑工件的工作台，所述工作台上设有工件夹紧装置，所述钻头有四根，分别安装在各自主轴座上，每根钻头主轴通过钻头电机驱动；所述机座上设有立柱，立柱上安装有四个分别驱动主轴座升降的伺服电机，伺服电机输出轴与丝杆联动，所述丝杆上套设有与之螺纹配合的滑板，主轴座安装在滑板上，所述滑板相对丝杆升降运动；所有电机均与数控电气箱电连接；还包括有驱动立柱往复运动的移动机构，所述移动机构包括滚珠丝杆、丝杆螺母和螺母座，所述滚珠丝杆平行工件布置，所述丝杆螺母与滚珠丝杆配合，螺母座通过轴承套装在丝杆螺母上，第二电机通过同步带和同步带轮驱动丝杆螺母，立柱与螺母座固接；所述滚珠丝杆下方设有两个托架，机座表面设有两个平行工件布置的支撑滑轨，所述托架下方设有与所述滑轨配合的滑槽；所述螺母座位于两个托架之间，两个托架内侧分别设有凸起，螺母座一侧设有与凸起相抵配合的拨动销；两个托架通过连接杆连接；所述钻头主轴包括钻孔的第一钻头主轴，扩孔的第二钻头主轴，铰孔和上端倒角的第三钻头主轴，下端倒角的第四钻头主轴，第一钻头主轴、第二钻头主轴和第三钻头主轴的钻头安装在钻头主轴的下端，第四钻头主轴的钻头朝上布置，安装在钻头主轴的顶端，所述第四钻头主轴的钻头位于工件的下端；所述第四钻头主轴上套装有所述的第四钻头主轴座，第四钻头主轴座与第四钻头主轴之间安装有上轴承和下轴承，第四钻头主轴座的顶端安装有与第四钻头主轴间隙配合的第四钻头主轴上盖，第四钻头主轴上盖内壁开有环形槽；所述第四钻头主轴座一侧安装有气管接头，第四钻头主轴座和第四钻头主轴上盖内设有连通的气道，气道的一端与环形槽连通，另一端与气管接头的出口连通；气管接头的入口与输气管连通，所述输气管上设有气水分离装置。
所述气道呈直线结构。
所述气道为3个，均匀布置。
所述机座上设有固定支撑滑轨的支撑座，所述支撑座为四个，两两成对布置。
本发明的工作过程如下：四套主轴分别担负着钻孔、扩孔、铰孔和倒角的任务，四套主轴在结构上是单动的，如图3所示，上面三套主轴分别担负：第一套主轴钻孔、第二套主轴扩孔、第三套主轴铰孔以及上端面的倒角、第四套主轴(装在下面倒立按装的)下端面的倒角。在数字系统的控制下，第一套主轴钻孔的同时，第二套主轴在已钻孔的孔位上扩孔，第三套主轴在已扩孔的孔位上在铰孔，倒角。第二套主轴扩孔完毕后，主轴上升，第四套主轴开始下端倒角，从传统的加工方法上可以看出，占用时间最长的是钻孔，占用30秒，后面的工序占用时间都比它少，所以，在时间上，不加时间，就是钻孔时间，待第一套主轴钻孔完毕后，四套主轴同时前进一个距离，前进多少距离呢？在问题的提出一节当中提到了工件的孔距是60mm，80mm,但从简图2可以看出，不是前进60mm或80mm，而是前进240mm的距离钻第二个孔，大家知道，240是60和80的最小公倍数，不难看出，此种设计满足了多规格的要求。重复以上工序，按240mm的孔距全长第一遍钻完。四套主轴快速返回离第一次起点的60mm或80mm，开始钻孔，重复以上工序，全长第二遍钻完，四套主轴快速返回离第二次起点的60mm或80mm，开始钻孔，重复以上工序，全长第三遍钻完，以此循环，就完成了60mm或80mm的孔距要求。快速返回的速度是36m/分，工件是4m，快速返回的时间大约7秒，返回3次是21秒。第二电机带动丝杆螺母，丝杆螺母带动螺母座，由于主轴箱与螺母座固接，从而带动主轴箱往复运动。
本发明的优点在于：1、四套主轴同时工作，把工序分解，在同一时间内完成，从而缩短了加工时间，提高了生产效率；2、采用跨步钻孔法，使热均匀，散热块，工件变形小；3、在倒立安装的第四主轴上加设了阻止冷却液及其细铁屑等杂质倾入的气流通道，有效避免了主轴受损，提高了产品使用寿命且成本低廉；4、滚珠丝杆组成的移动机构中，通过两个托架保证了滚珠丝杆不下垂，保证滚珠了丝杆的运动精度，延长了滚珠丝杆的使用寿命。
附图说明
图1是线性滑轨示意图；
图2是本发明钻床整体示意图；
图3是本发明主轴结构示意图；
图4是本发明移动机构示意图；
图5是本发明第四主轴结构示意图；
图6是本发明滚珠丝杆与丝杆螺母配合示意图。
具体实施方式
结合图2-7，一种线性滑轨专用数控钻床，包括有机座1、钻头2、安装钻头的主轴座3，所述机座上设有支撑工件103的工作台，所述工作台上设有工件夹紧装置，所述钻头有四根，分别安装在各自主轴座上，每根钻头主轴通过钻头电机4驱动；所述机座上设有立柱5，立柱上安装有四个分别驱动主轴座升降的伺服电机6，伺服电机输出轴与丝杆联动，所述丝杆上套设有与之螺纹配合的滑板7，主轴座安装在滑板上，所述滑板相对丝杆升降运动；所有电机均与数控电气箱8电连接；还包括有驱动立柱往复运动的移动机构，所述移动机构包括滚珠丝杆21、丝杆螺母22和螺母座23，所述滚珠丝杆平行工件布置，所述丝杆螺母与滚珠丝杆配合，螺母座通过轴承24套装在丝杆螺母上，第二电机通过同步带25和同步带轮26驱动丝杆螺母，立柱与螺母座固接；所述滚珠丝杆下方设有两个托架27，机座表面设有两个平行工件布置的支撑滑轨28，所述托架下方设有与所述滑轨配合的滑槽；所述螺母座位于两个托架之间，两个托架内侧分别设有凸起，螺母座一侧设有与凸起相抵配合的拨动销29；两个托架通过连接杆30连接；所述钻头主轴包括钻孔的第一钻头主轴31，扩孔的第二钻头主轴32，铰孔和上端倒角的第三钻头主轴33，下端倒角的第四钻头主轴34，第一钻头主轴、第二钻头主轴和第三钻头主轴的钻头安装在钻头主轴的下端，第四钻头主轴的钻头朝上布置，安装在钻头主轴的顶端，所述第四钻头主轴的钻头位于工件的下端；所述第四钻头主轴上套装有所述的第四钻头主轴座41，第四钻头主轴座与第四钻头主轴之间安装有上轴承42和下轴承43，第四钻头主轴座的顶端安装有与第四钻头主轴间隙配合的第四钻头主轴上盖44，第四钻头主轴上盖内壁开有环形槽45；所述第四钻头主轴座一侧安装有气管接头46，第四钻头主轴座和第四钻头主轴上盖内设有连通的气道47，气道的一端与环形槽连通，另一端与气管接头的出口连通；气管接头的入口与输气管48连通，所述输气管上设有气水分离装置49。所述气道呈直线结构。所述气道为3个，均匀布置。所述机座上设有固定支撑滑轨的支撑座51，所述支撑座为四个，两两成对布置。
以上实施例仅是本发明的个案，任何根据本发明精神所作的替换均应理解为未脱离本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种线性滑轨专用数控钻床，包括有机座、钻头、安装钻头的主轴座，所述机座上设有支撑工件的工作台，所述工作台上设有工件夹紧装置，其特征在于：所述钻头有四根，分别安装在各自主轴座上，每根钻头主轴通过钻头电机驱动；
所述机座上设有立柱，立柱上安装有四个分别驱动主轴座升降的伺服电机，伺服电机输出轴与丝杆联动，所述丝杆上套设有与之螺纹配合的滑板，主轴座安装在滑板上，所述滑板相对丝杆升降运动；所有电机均与数控电气箱电连接；
还包括有驱动立柱往复运动的移动机构，所述移动机构包括滚珠丝杆、丝杆螺母和螺母座，所述滚珠丝杆平行工件布置，所述丝杆螺母与滚珠丝杆配合，螺母座通过轴承套装在丝杆螺母上，第二电机通过同步带和同步带轮驱动丝杆螺母，立柱与螺母座固接；
所述滚珠丝杆下方设有两个托架，机座表面设有两个平行工件布置的支撑滑轨，所述托架下方设有与所述滑轨配合的滑槽；所述螺母座位于两个托架之间，两个托架内侧分别设有凸起，螺母座一侧设有与凸起相抵配合的拨动销；两个托架通过连接杆连接；
所述钻头主轴包括钻孔的第一钻头主轴，扩孔的第二钻头主轴，铰孔和上端倒角的第三钻头主轴，下端倒角的第四钻头主轴，第一钻头主轴、第二钻头主轴和第三钻头主轴的钻头安装在钻头主轴的下端，第四钻头主轴的钻头朝上布置，安装在钻头主轴的顶端，所述第四钻头主轴的钻头位于工件的下端；
所述第四钻头主轴上套装有所述的第四钻头主轴座，第四钻头主轴座与第四钻头主轴之间安装有上轴承和下轴承，第四钻头主轴座的顶端安装有与第四钻头主轴间隙配合的第四钻头主轴上盖，第四钻头主轴上盖内壁开有环形槽；所述第四钻头主轴座一侧安装有气管接头，第四钻头主轴座和第四钻头主轴上盖内设有连通的气道，气道的一端与环形槽连通，另一端与气管接头的出口连通；气管接头的入口与输气管连通，所述输气管上设有气水分离装置。
2.根据权利要求1所述的线性滑轨专用数控钻床，其特征在于：所述气道呈直线结构。
3.根据权利要求2所述的线性滑轨专用数控钻床，其特征在于：所述气道为3个，均匀布置。
4.根据权利要求3所述的线性滑轨专用数控钻床，其特征在于：所述机座上设有固定支撑滑轨的支撑座，所述支撑座为四个，两两成对布置。
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