CN1268418A - 一种具有镗孔淬火珩磨功能的龙门式激光机床 - Google Patents

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本发明涉及一种具有镗孔淬火珩磨功能的龙门式激光机床。本发明目的在于提供一种结构简单,操作使用方便,占地面积小,同时具有淬火镗孔和珩磨功能的龙门式激光机床,其特征在于:主轴箱和齿条安装在滑座上,通过传动装置可使主轴箱水平或垂直移动或使齿条垂直移动,主轴箱下端可安装镗杆,导光头或珩磨轴。本发明特别适合于汽车维修行业维修汽车发动机部件。

Description

一种具有镗孔淬火珩磨功能的龙门式激光机床
本发明涉及一种具有镗孔淬火珩磨功能的龙门式激光机床。
目前在用激光对气缸、工件淬火的设备中,只能对工件淬火,而不能对工件进行镗削和珩磨,要实现对工件能进行淬火、镗孔和珩磨三种加工,就必须拥有分别能够淬火、镗孔和珩磨的三台加工设备,特别是对于汽车修理行业来说,不仅占地面极大,对设备加工能力也是一种极大的浪费,而且也需要数额较大的投资。
本发明的目的在于提供一种结构简单,操作使用方便、占地面积小、同时具有淬火、镗孔和珩磨功能的龙门式激光机床。
本发明目的是这样实现的:一种具有镗孔淬火珩磨功能的龙门式激光机床,它包括:机床床身,在床身上,中间水平安装有工作台,两端有两立柱,立柱顶端水平安装横梁,在横梁一端有进给箱,横梁的中间装有水平丝杠和传动轴,二者与进给箱联接,进给箱内的电动机及控制装置驱动并控制传动轴和丝杠转动和转向,横梁装有水平移动的滑座,滑座上有主轴箱,主轴箱下端分别可安装镗杆、导光头和珩磨轴;还包括有激光发生器及激光光路装置,主轴箱的空心主轴安装在主轴箱内,其轴线垂直于工作台,电动机驱动装置安装在主轴箱体上,电动机驱动装置驱动空心主轴旋转,主轴箱体后面装有齿条,齿条与齿轮啮合,齿条下端有齿条固定板,垂直丝杠与齿条平行,其下端固定在主轴箱体上;主轴箱和滑座由在其两边的导轨所联接;滑座的一个斜齿轮通过轴承座I在滑座体的后面水平安装,另一个与之相啮合的斜齿轮螺母通过轴承座II在滑座体的前面垂直安装,斜齿轮螺母中间有垂直丝杠穿过,齿轮通过另一个轴承座III在滑座体的后面安装,传动轴与离合器为传递扭矩的滑动联接,传动轴与齿轮及斜齿轮为空套滑动安装,传动轴从齿轮、斜齿轮、离合器三者的孔中穿过,离合控制装置控制离合器,离合器与齿轮结合时则与斜齿轮脱离,传动轴转动则传动齿条垂直移动;离合器与斜齿轮结合时则与齿轮脱离,传动轴转动则传动主轴箱垂直移动;水平螺母固定在滑座体的后面,水平丝杠穿过其中,水平丝杠转动传动滑座和主轴箱水平移动。
镗杆的固定套上端面与主轴箱体下端面为有止口的凸缘联接,镗杆上端与空心主轴为传递扭矩的联接,镗杆由轴承对其在固定套中轴向和径向定位。导光头用其自身的外螺纹与空心主轴下端内螺纹连接。珩磨轴是从空心主轴下端插入空心主轴中,其二者为花键滑动联接,在珩磨轴下部外凸缘安装一带孔的联动装置,该装置与珩磨轴为轴向止推的转动联接,在松脱开齿条固定板的状态下,齿条下端螺柱插在联动装置的孔中,用螺母将联动装置与齿条固联在一起。
一种具有镗孔淬火珩磨功能的龙门式激光机床,它包括机床床身,在床身上中间有工作台,两个立柱,横梁,进给箱,滑座,主轴箱,丝杠,传动轴,光闸,固定反射镜,导光头,导光头末端反射镜,珩磨轴,镗杆,激光发生器。其结构是:下面是机床床身,在床身上中间水平安装工作台,两端有两立柱,两立柱顶端水平安装横梁,横梁一端装有进给箱,横梁导轨表面上装有水平移动的滑座,滑座上装有垂直移动主轴箱,横梁中间装有水平丝杠和传动轴,由进给箱内的电动机和控制装置驱动并控制横梁中间的丝杠和传动轴转动和转向,丝杠转动则滑座与主轴箱水平移动,传动轴转动则主轴箱或齿条垂直移动,在一个立柱的一端的横梁上和滑座上及导光头内设有激光光路装置。主轴箱的下端分别可安装镗杆、导光头和珩磨轴。
主轴箱及滑座包括主轴箱体、滑座体、轴承座、水平螺母、电动机驱动装置、空心主轴、离合器、离合器控制装置,斜齿轮、斜齿轮螺母、垂直丝杠、齿轮、齿条、齿条固定板、导轨;空心主轴安装在主轴箱体内,其轴线垂直于工作台,电动机驱动装置安装在主轴箱体上,电动机驱动装置驱动空心主轴旋转,主轴箱体后面装有用于珩磨进给的齿条,齿条与齿轮啮合,齿条下端有齿条固定板,当齿条不工作时,用其固定齿条,垂直丝杠与齿条平行,其下端固定在主轴箱体上,主轴箱和滑座由在其两边的导轨联接;一个斜齿轮通过轴承座I在滑座体的后面水平安装,另一个与之相啮合的斜齿轮螺母通过轴承座II在滑座体的前面垂直安装,斜齿轮螺母中间有垂直丝杠穿过,齿轮通过另一个轴承座III在滑座体的后面安装,传动轴与离合器为传递扭矩的滑动联接,传动轴与齿轮及斜齿轮为空套滑动安装。传动轴从齿轮、斜齿轮和离合器三者的孔中穿过,离合控制装置控制离合器,离合器与齿轮结合时则与斜齿轮脱离,齿条被驱动垂直移动(这时应先松脱开齿条固定板),主轴箱不能被驱动,反之离合装置与斜齿轮结合时则与齿轮脱离,齿条不能被驱动,主轴箱被斜齿轮和斜齿轮螺母及丝杠驱动垂直移动,水平螺母固定在滑座体的后面,水平丝杠穿入其中。
被加工工件固定在工作台上。
镗杆的固定套上端面与主轴箱体下端面为有止口的凸缘联接,镗杆上端与空心主轴为传递扭矩的联接,镗杆由轴承对其在镗杆固定套中进行轴向和径向定位,由主轴箱电动机驱动空心主轴镗杆旋转,主轴箱垂直进给移动这样以实现对工件的镗孔加工。在主轴箱的下端空心主轴的内螺纹与导光头的外螺纹联接,导光头内装有聚焦镜,下面装有末端反射镜,光闸打开后,来自激光发生器的激光束由滑座上的固定反射镜穿过空心主轴和导光头内的聚焦镜,由导光头末端的反射镜,使激光沿径向射向工件孔内壁,导光头由空心主轴传动旋转,主轴箱垂直进给移动,实现对工件孔内壁的淬火:拆下末端反射镜,激光束直接向下射向加工件表面,装在主轴箱上的导光头不旋转,通过丝杠驱动主轴箱传动导光头水平直线移动和工作台Y向移动或导光头不移动工作台X向Y向移动实现平面淬火;珩磨轴从空心主轴下端插入空心主轴,其二者为花键滑动联接,在珩磨轴的下部外凸缘安装一带孔的联动装置,该装置与珩磨轴为轴向止推的转动联接,在松脱开齿条固定板状态下,将齿条下端螺柱插入联动装置的孔中,并用螺母将联动装置与齿条固联在一起,用离合控制装置控制滑座后部的离合器脱离与主轴箱的垂直传动,合上与齿条的垂直传动,由齿条推动珩磨轴垂直移动,空心主轴传动珩磨轴旋转,珩磨头安装在珩磨轴上,实现对工件孔珩磨。
本发明的优点在于:1、在一台机床上能先后完成镗孔、淬火、珩磨三种加工工艺。
2、本发明结构简单、紧凑、占地面积小,操作使用方便,特别适合于维修汽车发动机部件。
图1、机床总体结构示意图图2、主轴箱纵剖面结构简图图3、主轴箱与滑座横剖面结构简图图4、珩磨轴与主轴箱联接结构简图图5、镗杆与主轴箱联接结构简图图6、珩磨轴联动装置简图图7、离合器剖面图下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1在图1中,下部为龙门式激光机床床身1中间装有工作台2,工作台2可X向Y向移动,在床身1的一侧有A立柱3床身1的另一侧装有B立柱4,A立柱3和B立柱4顶端装有水平横梁6,横梁6一端装有进给箱7,横梁6的导轨表面上装有水平移动滑座9,在滑座9上安装有主轴箱8,横梁6中间装有水平丝杠11和传动轴10,主轴箱8由进给箱7内的电动机和控制装置驱动并控制横梁6中间的水平丝杠11或传动轴10正、反向转动,水平丝杠11转动,则主轴箱8及滑座9水平横向移动,传动轴10转动则主轴箱8或者齿条12上下垂直移动,横梁6一侧上方有激光光闸13,滑座9的上部装有固定反射镜14,在空心主轴15的下部装有导光头16,导光头16中间装有聚焦镜17,下端装有末端反射镜18,该机床还包括一个激光发生器,在机床加工过程由电器驱动和控制实现,可以手动调整,也可以程序预置自动加工;主轴箱8和滑座9包括主轴箱体19,滑座体20,滚动轴承座I21,滚动轴承座II22,滚动轴承座III23,水平螺母24,电动机驱动装置25,空心主轴15,离合器26,离合控制装置27,斜齿轮28,斜齿轮螺母29,垂直丝杠30,齿轮31,齿条12,齿条固定板32,滚动导轨33;空心主轴15和电动机驱动装置25并列安装在主轴箱体19内,空心主轴15轴线垂直于工作台2,电动机驱动装置25驱动空心主轴15旋转,主轴箱体19后面装有齿条12,齿条12与齿轮31啮合,齿条12下端有齿条固定板32齿条12不工作时用其固定齿条12,垂直丝杠30与齿条12平行,下端固定在主轴箱体19上;主轴箱8和滑座9由其两边的滚动导轨33联接;一个斜齿轮28通过轴承座I21在滑座体20的后面水平安装,另一个与之啮合的斜齿轮螺母29通过轴承座II22在滑座体20的前面垂直安装,垂直丝杠30从斜齿轮螺母29中穿过,齿轮31通过轴承座III23在滑座体20的后面安装,传动轴10与离合器26为传递扭矩的滑动联接,传动轴10与齿轮31及斜齿轮28为空套滑动安装,传动轴10从离合器26、齿轮31和斜齿轮28的孔中穿过,利用离合控制装置27控制离合器26,离合器26与齿轮31结合时,则与斜齿轮28脱离,传动轴10转动则传动齿条12垂直移动(此时齿条固定板32与齿条12为脱离状态),离合器26与斜齿轮28结合时,则与齿轮31脱离,传动轴10转动则通过斜齿轮28、斜齿轮螺母29、垂直丝杠30、传动主轴箱8垂直移动,水平螺母24固定在滑座体20的后面,水平丝杠11穿过其中。
被加工工件固定在工作台上。
镗杆34的固定套35上端面与主轴箱体19的下端面为有止口的凸缘联接,镗杆34的上端与空心主轴15下端为传递扭矩的联接,镗杆34由轴承在固定套35中进行轴向和径向定位。机床镗孔时在镗杆下端装上镗刀,由主轴箱的电动机驱动装置25驱动镗刀旋转,主轴箱8垂直进给移动实现镗孔。
机床珩磨时,从空心主轴15下端插入珩磨轴36,其二者为花键滑动联接,在珩磨轴36的下部外凸缘安装一带孔的联动装置37,该装置与珩磨轴为轴向止推的转动联接,松脱开齿条固定板32,将齿条12下端螺柱插在联动装置37的孔中,并用螺母将联动装置37齿条12固联在一起,用离合控制装置27使滑座9后部的离合器26脱离与主轴箱8的传动,合上与齿条12的垂直传动,由齿条12推动珩磨轴36垂直移动,可实现每分钟数十米的大进给量,空心主轴1 5传动珩磨轴36旋转,珩磨头38安装在珩磨轴36上,实现对工件孔珩磨。
机床对工件孔激光淬火时,拆下镗杆34或珩磨轴36,利用导光头16自身的外螺纹与空心主轴15下端内螺纹连接,光闸13打开后,来自激光发生器的激光束由滑座9上的固定反射镜14穿过空心主轴15,聚焦镜17,由导光头16末端反射镜18射向工件孔内壁,导光头16由空心主轴15传动旋转,激光旋转扫描工件孔内壁,主轴箱8垂直进给移动,实现对工件进行淬火。机床对平面激光淬火时,将导光头16末端反射镜18拆下,激光束直接向下对着加工件外表面,装在主轴箱8上的导光头16不旋转,通过水平丝杠11驱动主轴箱8传动导光头水平直线移动和工作台Y向移动或导光头不移动工作台X向Y向移动实现平面淬火。
实施例2在实施例1中传动轴10是使用光杠、六方杠、或花键轴中之一,其它同实施例1。
实施例3在上述实施例中电动机驱动装置25是使用电动机驱动同步带传动或电动机驱动齿轮传动,其它同上述实施例。
实施例4在上述实施例中离合器26是牙嵌离合器、摩擦离合器或电磁离合器中之一,其它同上述实施例。
实施例5在上述实施例中传动轴10与离合器26为传递扭矩的滑动联接是离合器26内孔安装滑键与光杠键槽轴向可移动的联接、离合器26内孔为花键孔与花键轴的滑动联接或离合器26内孔为六方孔与六方杠滑动联接中之一,其它同上述实施例。
实施例6在上述实施例中镗杆34的上端与空心主轴15下端为传递扭矩的联接是采用端面键联接、柱销联接或牙嵌联接中之一,其它同上述实施例。

Claims (4)

1.一种具有镗孔淬火珩磨功能的龙门式激光机床,它包括:机床床身,在床身上,中间水平安装有工作台,两端有两立柱,立柱顶端水平安装横梁,在横梁一端有进给箱,横梁的中间装有水平丝杠和传动轴,二者与进给箱联接,进给箱内的电动机及控制装置驱动并控制传动轴和丝杠转动和转向,横梁装有水平移动的滑座,滑座上有主轴箱,主轴箱下端分别可安装镗杆、导光头和珩磨轴;还包括有激光发生器及激光光路装置,其特征在于:主轴箱的空心主轴安装在主轴箱内,其轴线垂直于工作台,电动机驱动装置安装在主轴箱体上,电动机驱动装置驱动空心主轴旋转,主轴箱体后面装有齿条,齿条与齿轮啮合,齿条下端有齿条固定板,垂直丝杠与齿条平行,其下端固定在主轴箱体上;主轴箱和滑座由在其两边导轨所联接;滑座的一个斜齿轮通过轴承座I在滑座体的后面水平安装,另一个与之相啮合的斜齿轮螺母通过轴承座II在滑座体的前面垂直安装,斜齿轮螺母中间有垂直丝杠穿过,齿轮通过另一个轴承座III在滑座体的后面安装,传动轴与离合器为传递扭矩的滑动联接,传动轴与齿轮及斜齿轮为空套滑动安装,传动轴从齿轮、斜齿轮、离合器三者的孔中穿过,离合控制装置控制离合器,离合器与齿轮结合时则与斜齿轮脱离,传动轴转动则传动齿条垂直移动;离合器与斜齿轮结合时则与齿轮脱离,传动轴转动则传动主轴箱垂直移动;水平螺母固定在滑座体的后面,水平丝杠穿过其中,水平丝杠转动传动滑座和主轴箱水平移动。
2.根据权力要求1所述的一种具有镗孔淬火珩磨功能的龙门式激光机床,其特征在于:所述的镗杆的固定套上端面与主轴箱体下端面为有止口的凸缘联接,镗杆上端与空心主轴为传递扭矩的联接,镗杆由轴承对其在固定套中轴向和径向定位。
3.根据权力要求1所述的一种具有镗孔淬火珩磨功能的龙门式激光机床,其特征在于:所述的导光头用其自身的外螺纹与空心主轴下端内螺纹连接。
4.根据权力要求1所述的一种具有镗孔淬火珩磨功能的龙门式激光机床,其特征在于:所述的珩磨轴是从空心主轴下端插入空心主轴中,其二者为花键滑动联接,在珩磨轴下部外凸缘安装一带孔的联动装置,该装置与珩磨轴为轴向止推的转动联接,在松脱开齿条固定板的状态下,齿条下端螺柱插在联动装置的孔中,用螺母将联动装置与齿条固联在一起。
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