CN109014274A - 一种改进后的主轴中心钻机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种改进后的主轴中心钻机构，包括机头座、主轴座、主轴、中空拉杆、夹头、伸缩油缸、回转油缸、中心钻头，所述主轴安装于所述机头座、主轴座内并块可在机头座内旋转，所述中空拉杆位于所述主轴内并可在主轴内旋转，所述中空拉杆一端与所述回转油缸连接，另一端与所述夹头连接，所述中空拉杆内设有中心钻心轴，所述中心钻心轴一端与所述伸缩油缸连接，另一端与所述中心钻头连接。采用借助原先主轴本体，拉杆规划设计结构简单，依靠液压油缸之伸缩动作带动主轴内心轴与中心钻头轴向移动，从而可将部分较长工件需做两端或背面中心钻孔加工工艺简化，并保证在主轴内部中心钻孔加工更为稳定精密功效。

Description

一种改进后的主轴中心钻机构
技术领域
本发明涉及一种改进后的主轴中心钻机构。
背景技术
随着市场竞争越来越激烈，客户端对产品要求日益严格，面对同行业者的技术功能竞争力，怎样改进数控车床在加工工艺方面的高效高质量性，提升较高的加工效率、精度、结构简易化、操作方便化成为数控机床领域的竞争核心。主轴内部中心钻孔装置基于原先主轴油压缸卡盘连接，仅需通过主轴座后端支撑机构连接伸缩油缸配置中间心轴与中心钻头实现中心钻孔功能。机械结构简单紧凑，可由原标准配置追加配置功能，占用内部空间小，在保证高精度要求的同时，可大大缩短加工时间，从而提高加工工件品质合格率，同时配置高精密等级滚针轴承支撑中心钻心轴，可高效精密运用此机构。此装置需要满足以下几点:1.满足公司标准车床高端配置的要求且正常使用,即尽可能在提高性能的基础上适当保持一定改造成本；2.此装置的总成本不宜过高且方便操作人员安装拆卸；3.此高性能机构将作为模组化设计，将大量运用于该款数控机床配置；4.此机构可通过一次装夹工艺，完成多项加工工序，避免因多次装夹导致同心度误差；5.此机构通过机械固定保证各部件同步高速旋转，油压控制伸缩，稳定性强；6.此机构结构紧密、不需额外增加空间，满足在不同加工条件下的时效性，可大大提高工作效率。
通常CNC机床均配置刀塔中心钻孔,该结构能满足应对客户对加工件加工工序较简单,不需多次实现工件端面中心钻孔工艺条件。若面对较长工件需实现两端中心钻孔等加工工序时,在加工第一道工序需实现先钻孔再尾座顶住工件然后正常加工工件外径，做另一面工序时则需换面再次装夹实现中心钻孔尾座顶住工件在进行车削工序，此时因工件悬出夹头端较长，夹持工件轴向同心度无法保证，钻中心孔甩动力过大，使用者不间断会发生中心钻断裂状况，严重影响加工效率甚至加工不良造成材料报废。进而影响产品质量品质,增加了报废物件，严重时会影响品牌效应。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明目的在于提供一种改进后的主轴中心钻机构，提高加工的稳定性与精密度，达到高效率高精度生产，智能化检测的效果。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改进后的主轴中心钻机构，包括机头座、主轴座、主轴、中空拉杆、夹头、伸缩油缸、回转油缸、中心钻头，所述主轴安装于所述机头座、主轴座内并块可在机头座内旋转，所述中空拉杆位于所述主轴内并可在主轴内旋转，所述中空拉杆一端与所述回转油缸连接，另一端与所述夹头连接，所述中空拉杆内设有中心钻心轴，所述中心钻心轴一端与所述伸缩油缸连接，另一端与所述中心钻头连接。
优选地，所述中空拉杆内部的两端设有滚针轴承，所述滚针轴承端部设有油封及锁固套，可对滚针轴承起到润滑密封防护与端面限位功能。
优选地，所述中心钻心轴的末端设有支架，所述支架的两端设有固定板，所述伸缩油缸通过固定板连接于支架上，所述主轴座与所述支架之间设有固定架，为伸缩油缸提供了稳固的支撑功效。
优选地，所述固定板上设有感测器支架，所述感测器支架上设有接近开关，接近开关可检测伸缩油缸之行程。
优选地，所述机头座与支架之间设有油缸固定支架，油缸固定支架锁固与机头座与支架上形成受力回流圈，保证伸缩油缸与主轴前端机构运作稳定性。
优选地，所述中心钻心轴与伸缩油缸连接端设有双头圆键，使其中心钻心轴按照固定轨迹移动，并不会因为滚针轴承使用过久后磨损造成跟转问题。
优选地，所述中心钻心轴与所述伸缩油缸之间设有定位套和行程检测环。
优选地，所述回转油缸后端设有感测支架，所述感测支架上装有两个接近开关，接近开关用于检测油缸伸缩之行程检测环位置。
优选地，所述中心钻心轴通过螺帽套筒与压盖固定于所述中心钻头。
如上所述，本发明提供的一种改进后的主轴中心钻机构，具有以下有益效果：通过提供一种内置于数控车床主轴内的中心钻孔装置，采用借助原先主轴本体，拉杆规划设计结构简单，依靠液压油缸之伸缩动作带动主轴内心轴与中心钻头轴向移动，从而可将部分较长工件需做两端或背面中心钻孔加工工艺简化，并保证在主轴内部中心钻孔加工更为稳定精密功效。一次装夹即可完成工件外径、端面、槽型、螺纹以及背面中心孔加工，在某些特殊工件工艺条件下可大大节省加工工艺时间，并可避免部分长工件换面加工中心孔之抖刀震刀，切削量不一致问题。中心钻内部采用专利技术的动平衡和自动补偿系统，即使针对毛坯件或斜面仍可加工；该机构将高精密P3级滚针轴承置于中心钻心轴与中空拉杆之间，可保证中心钻移动时稳定性与加工时精密度。
附图说明
图1为一种改进后的主轴中心钻机构的结构示意图。
1、主轴座，2、主轴，3、中空拉杆，4、中心钻心轴，5、滚针轴承，6、油封，7、锁固套，8、感测支架，9、接近开关，10、固定板，11、支架，12、感测器支架，13、伸缩油缸，15、双头圆键，16、定位套，17、检测环，18、固定架，19、中心钻头，20、夹头，21、油缸固定支架，22、回转油缸。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明公开了一种中心钻机构，油压控制伸缩油缸制动活塞杆带动中心钻轴向移动并配合轴承内外圈滚动关系实现对高速旋转工件端面钻孔的工作原理。主要组合件有：主轴，中空拉杆，滚针轴承，中心钻心轴，支撑块，伸缩油缸，接近开关，中心钻头等。
本发明发明专利是数控车床的提高型结构设计，在可控成本范围内，满足客户加工工件工序较多情况下，避免多次装夹的引起的加工精度误差，灵活多变，适用范围广。
本发明发明专利是一种改造数控车床，即相对于传统数控车床刀塔中心钻孔工艺的改进措施，原理简单且安装及拆卸均较方便灵活，方便现场组装人员的组装及售后维修人员的维修，减轻工人的作业强度，大大提高工件品质要求。
如图1所示，本发明提供一种改进后的主轴中心钻机构，包括机头座、主轴座1、主轴2、中空拉杆3、夹头20、伸缩油缸13、回转油缸22、中心钻头19，所述主轴2安装于所述机头座、主轴座1内并块可在机头座内旋转，所述中空拉杆3位于所述主轴2内并可在主轴2内旋转，所述中空拉杆3一端与所述回转油缸22连接，另一端与所述夹头20连接，所述中空拉杆3内设有中心钻心轴4，所述中心钻心轴4一端与所述伸缩油缸13连接，另一端与所述中心钻头19连接。
在本实施例中，所述中空拉杆3内部的两端设有滚针轴承5，所述滚针轴承5端部设有油封6及锁固套7，可对滚针轴承5起到润滑密封防护与端面限位功能。
在本实施例中，所述中心钻心轴4的末端设有支架11，所述支架11的两端设有固定板10，所述伸缩油缸13通过固定板连接于支架11上，所述主轴座1与所述支架11之间设有固定架18，为伸缩油缸13提供了稳固的支撑功效。
在本实施例中，所述固定板10上设有感测器支架12，所述感测器支架12上设有接近开关，接近开关可检测伸缩油缸13之行程。
在本实施例中，所述机头座与支架11之间设有油缸固定支架21，油缸固定支架21锁固与机头座与支架11上形成受力回流圈，保证伸缩油缸13与主轴前端机构运作稳定性。
在本实施例中，所述中心钻心轴4与伸缩油缸13连接端设有双头圆键15，使其中心钻心轴4按照固定轨迹移动，并不会因为滚针轴承5使用过久后磨损造成跟转问题。
在本实施例中，所述中心钻心轴4与所述伸缩油缸13之间设有定位套16和行程检测环17。
在本实施例中，所述回转油缸22后端设有感测支架8，所述感测支架8上装有两个接近开关9，接近开关9用于检测油缸伸缩之行程检测环17位置。
在本实施例中，所述中心钻心轴19通过螺帽套筒与压盖固定于所述中心钻头19。
本发明发明专利的工作原理：为在原先主轴结构基础上追加主轴内中心钻孔机构。通过伸缩油缸控制中心钻移动，并由高精密滚针轴承支撑中心钻心轴将主轴中空拉杆与中心钻心轴高速旋转动作分离，实现主轴夹具夹紧工件做高速旋转，中心钻钻头研轴向直线运动完成钻孔动作。可避免因长工件需做中心钻孔工艺时，工件悬出过长打中心孔与外圆柱不同心问题与中心钻断裂问题；同时也可大大提升加工效率，降低操作人员工作量的同时又提高了工作效率与生产量。
主轴2安装于主轴座1内部，且能在机头内高速旋转。中空拉杆3连接回转油缸与夹头20并与主轴2紧密连接三者形成一组可做高速旋转与前后拉伸动作。伸缩油缸13通过固定板10连接于支架11上；固定架18连接于主轴座1与支架11上，为伸缩油缸13提供了稳固的支撑功效，同时通过油缸固定支架21锁固于机头座1与支架11上形成受力回流圈，保证伸缩油缸13与主轴前端机构运作稳定性。感测器支架12端面锁固于固定板10上，并装有接近开关可检测伸缩油缸13之行程，在回转油缸后端同样配置感测支架8，并装有两颗接近开关9用于检测油缸伸缩之行程检测环17位置，为自动化动作流程提供了可靠的反馈信号与动作的流畅性。中心钻心轴4置于中空拉杆3内，并经由高精密滾針軸承5裝置于中空拉杆3内部两端，并在滚针轴承5端部设有油封6及锁固套7，可对滚针轴承5起到润滑密封防护与端面限位功能。中心钻心轴19一端通过螺帽套筒与压盖锁固中心钻头19；另一端与伸缩油缸13活塞杆紧固连接。实现在一道工序即可对背面钻孔与端面车削、切槽、钻孔等功能，从而有效提高了工作效率。
在工作过程中，机构通过油压电磁阀控制伸缩油缸13活塞轴向移动，带动中心钻心轴4与中心钻头做轴向移动。在中空拉杆3内部两端配置两颗P3等级高精密滚针轴承5，使其中空拉杆3带动滚针轴承5内圈做高速旋转，而滚针轴承5内圈与中心钻心轴4精密配合使其不同步旋转，也为中心钻心轴4在滚针轴承5内移动提供了稳定的支撑。中心钻心轴4与伸缩油缸13连接端设有双头圆键15，使其中心钻心轴4按照固定轨迹移动，并不会因为滚针轴承5使用过久后磨损造成跟转问题。伸缩油缸13后端配置接近开关9可检测伸缩油缸13钻孔深度，同时回转油缸后端同样配置两颗接近开关9检测夹头夹紧松开信号，为自动化检测信号反馈流程提供了有效的必要条件。因伸缩油缸13伸出悬出于回转油缸外部较长，特配置连接支撑机构固定架18与油缸固定支架21，形成环形圈形式力流线，保证了支撑稳定性，使其主轴在高速旋转时不会致使后端甩动损坏轴承或支撑机构。最终实现主轴2、中空拉杆3、滚针轴承5外圈同步做高速旋转动作；伸缩油缸13带动中心钻心轴4与滚针轴承5内圈及中心钻头19整体轴向移动。夹头20夹持工件高速旋转，中心钻头19做轴向移动实现钻孔功能。
综上所述，本发明提供一种改进后的主轴中心钻机构，结构简单，适应性强。通过控制在一定范围成本允许下再参照标准主轴连接机构前提下，采用与主轴座及夹头油缸轴承分割紧密连接方式，因该结构安装调节方便，在加工较长工件需双面钻孔定位时，不需采用高悬臂长车削端面钻孔，在一道工序即可完成外径、端面、背面钻孔等工序，在换面加工另一道工序时即可直接实现尾座顶住工件进行车削加工，避免悬出轴过长时高风险加工工艺，且保证钻中心孔与原加工面之间同心度。大大提高加工的稳定性与精密度，同时配置近接开关检测中心钻打孔位置检测功能保证加工时信号稳定传输动作衔接稳定，达到高效率高精度、智能化检测的效果。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种改进后的主轴中心钻机构，其特征在于：包括机头座、主轴座、主轴、中空拉杆、夹头、伸缩油缸、回转油缸、中心钻头，所述主轴安装于所述机头座、主轴座内并块可在机头座内旋转，所述中空拉杆位于所述主轴内并可在主轴内旋转，所述中空拉杆一端与所述回转油缸连接，另一端与所述夹头连接，所述中空拉杆内设有中心钻心轴，所述中心钻心轴一端与所述伸缩油缸连接，另一端与所述中心钻头连接。
2.根据权利要求1所述的一种改进后的主轴中心钻机构，其特征在于：所述中空拉杆内部的两端设有滚针轴承，所述滚针轴承端部设有油封及锁固套。
3.根据权利要求2所述的一种改进后的主轴中心钻机构，其特征在于：所述中心钻心轴的末端设有支架，所述支架的两端设有固定板，所述伸缩油缸通过固定板连接于支架上，所述主轴座与所述支架之间设有固定架。
4.根据权利要求3所述的一种改进后的主轴中心钻机构，其特征在于：所述固定板上设有感测器支架，所述感测器支架上设有接近开关。
5.根据权利要求4所述的一种改进后的主轴中心钻机构，其特征在于：所述机头座与支架之间设有油缸固定支架。
6.根据权利要求1所述的一种改进后的主轴中心钻机构，其特征在于：所述中心钻心轴与伸缩油缸连接端设有双头圆键。
7.根据权利要求6所述的一种改进后的主轴中心钻机构，其特征在于：所述中心钻心轴与所述伸缩油缸之间设有定位套和行程检测环。
8.根据权利要求4所述的一种改进后的主轴中心钻机构，其特征在于：所述回转油缸后端设有感测支架，所述感测支架上装有两个接近开关。
9.根据权利要求1所述的一种改进后的主轴中心钻机构，其特征在于：所述中心钻心轴通过螺帽套筒与压盖固定于所述中心钻头。
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