CN109794807B - 一种高精度钻铣床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度钻铣床，包括工作台，所述工作台设置在机架上且工作台上设置有机头，所述机架上平行设置有一对螺纹旋向相反的纵向传动丝杠，还包括横向传动丝杠、纵向传动控制装置，所述一对纵向传动丝杠上分别对称设置有立柱，所述横向传动丝杠设置在立柱上且机头设置在横向传动丝杠上，所述机头设置有三坐标位置数显机构，所述纵向传动控制装置平行设置在一对纵向传动丝杠之间用于调节立柱的位置，所述工作台设置有待加工工件的定位和夹紧机构。可以实现机头纵向位置的快速、精确定位。可以实现高精度钻孔，进一步的，实现工件的免划线打眼和快速装夹，提高加工效率。

Description

一种高精度钻铣床

技术领域

本发明涉及一种高精度钻铣床。

背景技术

钻铣床是集合钻、铣、镗、磨于一体的机床设备，可应用于中小型零件加工，即能卧铣，又能立铣，现有的数控钻铣床虽然具有操作轻便灵活的优点，但是在使用过程中，仍存在下述不足：

第一、工件通常在钻孔前需要划线打眼，放置在钻床后再用螺栓、压板和等高垫块等装夹，费工费时，车床的有效工作时间在70％左右，但摇臂钻床的有效工作时间仅有30％左右，大量的时间花费在划线、打眼、装夹等辅助工时上，导致加工效率低。

第二、车床的机械加工精度一般在7级，孔的定位精度考虑到摇臂钻床加工精度差，一般给于8-9级，但钻孔时是目测位置点，精度仍很难保证，导致加工精度低。

钻床加工的生产力与车床加工比成倍的下降，有了数控钻孔机后情况有所改善，但仍未能很好的解决上述问题，需要同时解决刀具(钻头)的移动速度和精度、以及工件的定位精度，定位精度是钻床设备难以解决的难题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种高精度钻铣床，可以实现高精度钻孔，进一步的，实现工件的免划线打眼和快速装夹，提高加工效率。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种高精度钻铣床，包括工作台，所述工作台设置在机架上且工作台上设置有机头，所述机架上平行设置有一对螺纹旋向相反的纵向传动丝杠，还包括横向传动丝杠、纵向传动控制装置，所述一对纵向传动丝杠上分别对称设置有立柱，所述横向传动丝杠设置在立柱上且机头设置在横向传动丝杠上，所述机头设置有三坐标位置数显机构，所述纵向传动控制装置平行设置在一对纵向传动丝杠之间用于调节立柱的位置，所述工作台设置有待加工工件的定位和夹紧机构。

优选，所述纵向传动控制装置包括顺次设置的第一手轮、外螺纹轴套、前轴和伞齿轮，所述第一手轮和外螺纹轴套之间设置有与机架相连的第一轴承，所述外螺纹轴套内置有可前后移动的后轴，所述外螺纹轴套和后轴之间顺次套接有双螺纹环和内螺纹轴套，所述后轴的前端设置有可与前轴花键连接的轴承且后轴的后端与第一手轮连接，所述伞齿轮通过传动连杆与一对纵向传动丝杠连接。

优选，所述前轴远离伞齿轮的一端设置有端面轴承和定位轴套，所述定位轴套与机架相连。

优选，所述前轴靠近后轴的端部设置有孔，所述后轴上设置有可与外螺纹轴套相啮合的花键齿，且花键齿和后轴前端的轴承之间设置有可与内螺纹轴套、前轴端部孔相啮合的活动花键环。

优选，所述双螺纹环的内外侧螺纹间距不同。

优选，所述后轴可沿着外螺纹轴套前后移动L毫米，当后轴移动到最前端时，后轴前端的轴承与前轴花键连接；当后轴移动到最末端时，后轴前端的轴承与前轴花键脱离，后轴的花键齿与外螺纹轴套相啮合，且活动花键环分别与内螺纹轴套、前轴端部孔相啮合。

优选，所述后轴前端的轴承为滚针轴承。

优选，所述内螺纹轴套和前轴端部孔之间设置有定位环。

优选，所述L为10-30。

优选，所述定位和夹紧机构包括纵向丝杠副和横向丝杠副，所述纵向丝杠副和横向丝杠副之间通过连轴节连接，所述纵向丝杠副和横向丝杠副上各对称设置有一对定位夹紧组件，所述纵向丝杠副的端部设置有第二手轮，所述横向丝杠副设置有调节手轮。

优选，所述调节手轮通过一组过桥与横向丝杠副的纵向传动组件啮合，所述调节手轮与第二手轮平行设置。

优选，所述纵向丝杠副和横向丝杠副的端部通过定位座安装在工作台上，所述定位夹紧组件通过滚珠螺母设置在纵向丝杠副或横向丝杠副上。

优选，所述定位夹紧组件包括上下平行设置的下基座和上基座，所述下基座和上基座之间设置有涨环副，所述下基座和上基座通过螺杆连接且所述下基座和上基座之间贯穿设置有涨轴。

优选，所述涨轴与下基座和上基座之间分别设置有锁圈和第二轴承，所述下基座和上基座上设置有螺纹旋向相反的螺纹。

优选，所述涨环副包括可卡合的第一涨环和第二涨环，所述第一涨环和第二涨环之间设置有定位销和弹簧。

优选，所述涨环副通过直线轴承设置在下基座上。

本发明的有益效果是：

第一、机架部件上安装有纵向传动控制装置，可以快速或慢速调节一对纵向传动丝杠，进而控制立柱快速或慢速同步位移，可以实现机头纵向位置的快速、精确定位。

第二、横向传动丝杠安装在立柱上，其一侧设置有手轮，另一侧设置有电机，均可控制横向传动丝杠从而带动机头作左右横向移动，实现横向位置的定位。而且，本发明三坐标移动采用成熟的位移感应器，在机头正上方安装有三坐标位置显示器。

第三、本发明将两组不同层的丝杠(纵向丝杠副和横向丝杠副)用定位块呈十字型反向安装在工作台面板上或机架上，横向丝杠转动增加一组过桥，在丝杠螺母上连接定位夹紧组件，每组丝杠正反向螺纹装配，转动手轮使定位夹紧组件开或合。

第四、涨轴和涨环副接触处是椭圆的，无工件时涨环副与涨轴呈松开状态，在弹簧作用下与工作台面板槽部不接触，当需要装夹工件时，分别转动纵向丝杠手轮和横向丝杠手轮，使得定位夹紧组件接触工件，当需要夹紧工件时用工具转动涨轴头端部，旋转不足45度(在该力作用下，此时夹紧部件已自锁)时工件被定位。

第五、本结构可以实现高精度钻孔，进一步的，实现工件的免划线打眼和快速装夹，提高加工效率。

附图说明

图1是本发明一种高精度钻铣床总装示意图；

图2是本发明机架与纵向传动机构的结构示意图；

图3是本发明纵向传动机构控制装置；

图4是本发明纵向传动控制装置A状态下的剖视图；

图5是本发明纵向传动控制装置B状态下的剖视图；

图6是本发明后轴的结构示意图；

图7是本发明工件的定位和夹紧机构结构示意图；

图8是本发明定位与夹紧部件结构示意图；

图9是本发明涨环副的结构示意图；

图10是本发明数显座的外观示意图；

附图的标记含义如下：

1：机架；2：纵向传动丝杠；3：立柱；4：横向传动丝杠；5：三坐标位置数显机构；6：机头；7：工作台；8：定位和夹紧机构；9：纵向传动控制装置；10：第一手轮；11：外螺纹轴套；12：第一轴承；13：前轴；14：端面轴承；15：定位轴套；16：伞齿轮；17：后轴；18：双螺纹环；19：内螺纹轴套；20：定位环；21：活动花键环；22：滚针轴承；23：花键齿；24：第二手轮；25：纵向丝杠副；26：定位座；27：定位夹紧组件；28：滚珠螺母；29：横向丝杠副；30：连轴节；31：纵向传动组件；32：过桥；33：锁圈；34：第二轴承；35：下基座；36：直线轴承；37：涨环副；38：上基座；39：螺杆；40：涨轴；41：第一涨环；42：弹簧；43：定位销；44：第二涨环；45：外壳座；46：数显板；47：按钮。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1-10所示，其中，图1是本发明总装示意图，图2-10为组成部件结构示意图，一种高精度钻铣床，包括工作台7，工作台7表面为水平的面板结构，所述工作台7设置在机架1上且工作台7上设置有机头6，机头6是钻铣床的钻、扩、铰、镗、孔加工主要部件，其上设置有铣刀，当工件被固定后，通过机头6进行加工，此为现有技术，在此不再赘述。

所述机架1上平行设置有一对螺纹旋向相反的纵向传动丝杠2，图1和图2中，纵向传动丝杠2设置在工作台7的两侧，一对纵向传动丝杠2上分别对称设置有立柱3，一对纵向传动丝杠2上的螺纹旋向相反且螺距相等，一对纵向传动丝杠2的螺纹类型可以是矩形螺纹、梯形螺纹等。以图1方向为例，一对纵向传动丝杠2用于进行纵向位置的调节，通过纵向传动控制装置9控制立柱3的纵向位置。而一对立柱3之间设置有横向传动丝杠4，所述横向传动丝杠4设置在立柱3上且机头6设置在横向传动丝杠4上。

所述机头6设置有三坐标位置数显机构5，如图10所示，三坐标位置数显机构5包括外壳座45、数显板46和按钮47，三坐标位置数显机构5采用成熟的位移感应器，可以实现精确定位，避免目测出现误差。

如图2所示，所述纵向传动控制装置9平行设置在一对纵向传动丝杠2之间用于调节立柱3的位置，而所述工作台7设置有待加工工件的定位和夹紧机构8，图1中，工作台7的面板上设置有相互垂直的开槽，定位夹紧组件27可以沿着开槽移动实现开或合。

下面对纵向传动控制装置9的结构进行详细介绍，如图2-6所示，所述纵向传动控制装置9包括顺次设置的第一手轮10、外螺纹轴套11、前轴13和伞齿轮16，所述第一手轮10和外螺纹轴套11之间设置有与机架1相连的第一轴承12，所述外螺纹轴套11内置有可前后移动的后轴17，比如，后轴17可沿着外螺纹轴套11前后移动L毫米，则L可取10-30，优选后轴17可沿着外螺纹轴套11前后移动20毫米。

所述外螺纹轴套11和后轴17之间顺次套接有双螺纹环18和内螺纹轴套19，双螺纹环18的内外侧螺纹间距不同。所述后轴17的前端设置有可与前轴13花键连接的轴承且后轴17的后端与第一手轮10连接，后轴17前端的轴承可以采用滚针轴承22，如图6所示。所述伞齿轮16通过传动连杆与一对纵向传动丝杠2连接。所述前轴13远离伞齿轮16的一端设置有端面轴承14和定位轴套15，所述定位轴套15与机架1相连。

所述前轴13靠近后轴17的端部设置有孔，所述后轴17上设置有可与外螺纹轴套11相啮合的花键齿23，且花键齿23和后轴17前端的轴承之间设置有可与内螺纹轴套19、前轴13端部孔相啮合的活动花键环21。所述内螺纹轴套19和前轴13端部孔之间设置有定位环20。

纵向传动控制装置的轴承和定位轴套可以安装在面板上，通过伞齿轮与传动部件连接。假设所述后轴17可沿着外螺纹轴套11前后移动20毫米，当后轴17移动到最前端时，后轴17前端的轴承与前轴13花键连接，此时，如图4所示，后轴17的端部与前轴花键连接，转动第一手轮10时立柱3实现快速移动。

而当后轴17移动到最末端时(拉动第一手轮10后退(20mm))，如图5所示，后轴17前端的轴承与前轴13花键脱离，后轴17的花键齿23与外螺纹轴套11相啮合，且活动花键环21分别与内螺纹轴套19、前轴13端部孔相啮合。也即：后轴17末端花键齿23与外螺纹轴套11的花键齿啮合、后轴17的内螺纹轴套通过活动花键环21与前轴13端部孔同轴套接、后轴17的端部与前轴花键脱离。

此时，转动第一手轮10时，外螺纹轴套11转动，其内螺纹带动双螺纹环18的外螺纹，双螺纹环18的内螺纹连动内螺纹轴套19转动，内螺纹轴套19的花键齿与前轴13的活动花键环21齿同轴套接活动花键环齿转动。由于双螺纹环18的螺距不等(外螺纹轴套11与内螺纹轴套19相应不等)，外螺纹轴套11转动一圈仅等于双螺纹环18内外螺距之差，实现精细微调。

如图7所示，所述定位和夹紧机构8包括纵向丝杠副25和横向丝杠副29，所述纵向丝杠副25和横向丝杠副29的端部通过定位座26安装在工作台7上，所述纵向丝杠副25和横向丝杠副29之间通过连轴节30连接。本发明将两组不同层的丝杠(纵向丝杠副和横向丝杠副)用定位块呈十字型反向安装在工作台面板上或机架上。

所述纵向丝杠副25和横向丝杠副29上各对称设置有一对定位夹紧组件27，所述定位夹紧组件27通过滚珠螺母28设置在纵向丝杠副25或横向丝杠副29上。所述纵向丝杠副25的端部设置有第二手轮24，所述横向丝杠副29设置有调节手轮。

图7中，所述调节手轮与第二手轮24平行设置，所述调节手轮通过一组过桥32与横向丝杠副29的纵向传动组件31啮合，过桥32包括连杆、齿轮传动等结构，实现横向丝杠副29上定位夹紧组件27水平位置的调节。

其中，如图8所示，所述定位夹紧组件27包括上下平行设置的下基座35和上基座38，所述下基座35和上基座38之间设置有涨环副37，所述下基座35和上基座38通过螺杆39连接且所述下基座35和上基座38之间贯穿设置有涨轴40。

优选，所述涨轴40与下基座35和上基座38之间分别设置有锁圈33和第二轴承34，所述下基座35和上基座38上设置有螺纹旋向相反的螺纹。而涨环副37采用对半结构，即：所述涨环副37包括可卡合的第一涨环41和第二涨环44，所述第一涨环41和第二涨环44之间设置有定位销43和弹簧42，所述涨环副37通过直线轴承36设置在下基座35上。

本发明的有益效果是：

第一、机架部件上安装有纵向传动控制装置，可以快速或慢速调节一对纵向传动丝杠，进而控制立柱快速或慢速同步位移，可以实现机头纵向位置的快速、精确定位。

第二、横向传动丝杠安装在立柱上，其一侧设置有手轮，另一侧设置有电机，均可控制横向传动丝杠从而带动机头作左右横向移动，实现横向位置的定位。而且，本发明三坐标移动采用成熟的位移感应器，在机头正上方安装有三坐标位置显示器。

第三、本发明将两组不同层的丝杠(纵向丝杠副和横向丝杠副)用定位块呈十字型反向安装在工作台面板上或机架上，横向丝杠转动增加一组过桥，在丝杠螺母上连接定位夹紧组件，每组丝杠正反向螺纹装配，转动手轮使定位夹紧组件开或合。

第四、涨轴和涨环副接触处是椭圆的，无工件时涨环副与涨轴呈松开状态，在弹簧作用下与工作台面板槽部不接触，当需要装夹工件时，分别转动纵向丝杠手轮和横向丝杠手轮，使得定位夹紧组件接触工件，当需要夹紧工件时用工具转动涨轴头端部，旋转不足45度(在该力作用下，此时夹紧部件已自锁)时工件被定位。

第五、本结构可以实现高精度钻孔，进一步的，实现工件的免划线打眼和快速装夹，提高加工效率。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种高精度钻铣床，包括工作台（7），所述工作台（7）设置在机架（1）上且工作台（7）上设置有机头（6），所述机架（1）上平行设置有一对螺纹旋向相反的纵向传动丝杠（2），其特征在于，还包括横向传动丝杠（4）、纵向传动控制装置（9），所述一对纵向传动丝杠（2）上分别对称设置有立柱（3），所述横向传动丝杠（4）设置在立柱（3）上且机头（6）设置在横向传动丝杠（4）上，所述机头（6）设置有三坐标位置数显机构（5），所述纵向传动控制装置（9）平行设置在一对纵向传动丝杠（2）之间用于调节立柱（3）的位置，所述工作台（7）设置有待加工工件的定位和夹紧机构（8），所述纵向传动控制装置（9）包括顺次设置的第一手轮（10）、外螺纹轴套（11）、前轴（13）和伞齿轮（16），所述第一手轮（10）和外螺纹轴套（11）之间设置有与机架（1）相连的第一轴承（12），所述外螺纹轴套（11）内置有可前后移动的后轴（17），所述外螺纹轴套（11）和后轴（17）之间顺次套接有双螺纹环（18）和内螺纹轴套（19），所述后轴（17）的前端设置有可与前轴（13）花键连接的轴承且后轴（17）的后端与第一手轮（10）连接，所述伞齿轮（16）通过传动连杆与一对纵向传动丝杠（2）连接。

2.根据权利要求1所述的一种高精度钻铣床，其特征在于，所述前轴（13）远离伞齿轮（16）的一端设置有端面轴承（14）和定位轴套（15），所述定位轴套（15）与机架（1）相连。

3.根据权利要求1所述的一种高精度钻铣床，其特征在于，所述前轴（13）靠近后轴（17）的端部设置有孔，所述后轴（17）上设置有可与外螺纹轴套（11）相啮合的花键齿（23），且花键齿（23）和后轴（17）前端的轴承之间设置有可与内螺纹轴套（19）、前轴（13）端部孔相啮合的活动花键环（21）。

4.根据权利要求3所述的一种高精度钻铣床，其特征在于，所述后轴（17）可沿着外螺纹轴套（11）前后移动L毫米，当后轴（17）移动到最前端时，后轴（17）前端的轴承与前轴（13）花键连接；当后轴（17）移动到最末端时，后轴（17）前端的轴承与前轴（13）花键脱离，后轴（17）的花键齿（23）与外螺纹轴套（11）相啮合，且活动花键环（21）分别与内螺纹轴套（19）、前轴（13）端部孔相啮合。

5.根据权利要求4所述的一种高精度钻铣床，其特征在于，所述内螺纹轴套（19）和前轴（13）端部孔之间设置有定位环（20）。

6.根据权利要求1所述的一种高精度钻铣床，其特征在于，所述定位和夹紧机构（8）包括纵向丝杠副（25）和横向丝杠副（29），所述纵向丝杠副（25）和横向丝杠副（29）之间通过连轴节（30）连接，所述纵向丝杠副（25）和横向丝杠副（29）上各对称设置有一对定位夹紧组件（27），所述纵向丝杠副（25）的端部设置有第二手轮（24），所述横向丝杠副（29）设置有调节手轮。

7.根据权利要求6所述的一种高精度钻铣床，其特征在于，所述调节手轮通过一组过桥（32）与横向丝杠副（29）的纵向传动组件（31）啮合，所述调节手轮与第二手轮（24）平行设置，所述纵向丝杠副（25）和横向丝杠副（29）的端部通过定位座（26）安装在工作台（7）上，所述定位夹紧组件（27）通过滚珠螺母（28）设置在纵向丝杠副（25）或横向丝杠副（29）上。

8.根据权利要求7所述的一种高精度钻铣床，其特征在于，所述定位夹紧组件（27）包括上下平行设置的下基座（35）和上基座（38），所述下基座（35）和上基座（38）之间设置有涨环副（37），所述下基座（35）和上基座（38）通过螺杆（39）连接且所述下基座（35）和上基座（38）之间贯穿设置有涨轴（40）。

9.根据权利要求8所述的一种高精度钻铣床，其特征在于，所述涨轴（40）与下基座（35）和上基座（38）之间分别设置有锁圈（33）和第二轴承（34），所述下基座（35）和上基座（38）上设置有螺纹旋向相反的螺纹，所述涨环副（37）包括可卡合的第一涨环（41）和第二涨环（44），所述第一涨环（41）和第二涨环（44）之间设置有定位销（43）和弹簧（42），所述涨环副（37）通过直线轴承（36）设置在下基座（35）上。

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