CN203124793U - 数控钻床主轴进给和主轴箱升降的机械传动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数控钻床主轴进给和主轴箱升降的机械传动装置，它解决了现有技术存在结构复杂、工作效率低等问题，其特征在于：两者统一由伺服电机驱动，伺服电机安装在箱体右侧盖外侧，用两对传动齿轮及齿轮轴组成两级减速机构，安装在主轴箱腔体内，传动装置末级齿轮安装在原来主轴进给机构的蜗杆上。蜗杆轴下端伸出箱体外，将常开式电磁离合器、同步带轮组、安装在箱体底部外侧，蜗杆轴下端插入电磁离合器芯孔内固定连接；电磁离合器壳套在同步轮A内固定连接，箱体的升降丝杆安装于立柱两导轨中间，丝杆螺母通过轴承安装在螺母座内，同步轮B套装在丝杆螺母上固定连接，通过轮带与同步轮A联接传动，形成笫二条传动链，解决主轴箱升降问题。

Description

数控钻床主轴进给和主轴箱升降的机械传动装置

一、技术领域 

本实用新型涉及金属加工机床领域，尤其是数控钻床主轴进给变档和主轴箱升降的联动机械装置。

二、背景技术： 

随着国家工业现代化的不断深入，数控机床是机床行业的发展方向，钻孔类机床是机械加工机床的主要种类之一，传统立式钻孔类机床在加工时的进给方式采用的是由主轴上、下移动来完成加工进给和退出，其结构是采用独立式主轴，主轴用轴承安装在主轴套内成为一联合体，联合体垂直安装在主轴箱的导向套内，把主轴套外园的一方向加工成齿条，水平齿轮轴与联合体相互垂直安装，其齿轮和主轴套齿条相啮合，机床加工时由水平轴齿轮带动齿条驱动主轴套联合体在导向套内上下移动来完成加工进给或退出。进给速度的变化则有一套复杂的进给变速机构，一般由4—5根轴和十余个齿轮组成，采用手动旋转手柄，由拨叉移动滑动齿轮变换档位，实现6—9种不同进给速度。

另外，由于被加工件高、低不同，必要时须将主轴箱向上或向下移动，调整主轴下端面与工作台的距离，主轴箱的升降是用另外一套手动蜗杆、蜗轮机构来完成，箱体上下移动和主轴上下移动其方向是相同的，统称为钻床Z向座标移动。在钻孔类机床进行数控化改造升级时，必须将主轴箱的Z向进给变速由原来的机械有级换档变成数控无级变速，实现程序控制。为了和社会广泛存在的传统钻孔机床保持一定的通用性，在保持主轴变速机构和主轴进给结构不变的前提下，把原来的机械有级换档进给机构和箱体手动升降机构统一起来，由伺服电机驱动，实现数控程序控制，是钻孔机床数控改造的技术难点之一。 

三、发明内容 

本实用新型为传统钻床主轴箱Z向移动实现数控改造的附加装置，所要解决的技术问题是；用一种简易机械传动装置代替钻孔机床原来的主轴进给6—9级机械变档机构和手摇主轴箱体升降机构，把两者统一起来由伺服电机驱动，实现主轴箱Z向座标移动由数控程序控制。本实用新型所涉及的范围不包括钻床原有的主轴转速变速系统，不包括原有钻床的主轴进给方式和其结构，也不涉及机床其它座标的数控改造方案；

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：包括钻床主轴箱、蜗杆、蜗轮、两对传动齿轮和轴、电磁离合器、同步轮、带、和丝杆，其特征在于：伺服电机呈立式垂直安装在主轴箱体右盖外侧上部，用两对传动齿轮和轴组成两级减速机构，安装在主轴箱体内，末级传动齿轮安装在钻床主轴箱的主轴进给机构的蜗杆上，使伺服电机和传动齿轮与主轴进给机构联成一条传动链，通过蜗轮带动主轴，实现加工时主轴进给和退回无级变速；蜗杆轴下端伸出箱体外，将常开式电磁离合器、同步带轮组、安装在箱体底部外侧，蜗杆轴下端插入电磁离合器芯孔，两者固定连接、电磁离合器壳套装在同步轮A内，两者固定连接，断电时电磁离合器呈分离状态，蜗杆可以独立转动，通电后电磁离合器呈接合状态，蜗杆和同步轮A同步转动；箱体的升降丝杆为普通丝杆，安装于立柱两导轨中间，两端由固定座固定，丝杆本身不能转动，丝杆螺母通过轴承安装在螺母座内，螺母相对于螺母座可以独立转动，螺母座固定在箱体后壁外侧，同步轮B套装在丝杆螺母外，两者固定连接，上述同步轮A和同步轮B用轮带联接传动。

对比现有技术，本实用新型技术方案的有益效果为： 

1、安装本实用新型后，钻孔机床加工时Z向进给，由原来机械变档、有级进给、升级为程序控制无级变速进给，机床在对不同金属材料，加工不同直径孔的时候，可以自动选择合理进给速度。

2、原有机床的进给变速系统，用手转动手柄操作变档，经过几根传动轴、十多个齿轮挂档转换，才能达到6—9档进给速度，本实用新型传动链简单，方便伺服电机安装，简化了箱体内部结构，通过降速传动加大了电机扭矩输入，提高了电机效率。 

3、原有机床的主轴加工进给变速和箱体上下移动是两个分开的系统，分别由手动机械变速和手摇升降，操作复杂、效率低。本传动机构取代了原来的两种传动机构，取消了手动操作，统一由数控程序控制，实现了自动化，优化了机床性能。 

四、附图说明

图1、机械传动装置结构示意图；

图2、机械传动装置在整机上位置示意图。

图中：主轴箱体1，蜗轮2，蜗杆3，右侧盖4，伺服电机5，传动齿轮6、7，齿轮轴8，传动齿轮9，电磁离合器10，同步轮A11，同步带12，螺母座13，同步轮B14，螺母15，升降丝杆16，丝杆固定座17、18。  

五、具体实施方式

以下结合附图进一步说明本实用新型的具体实施方式。

本实用新型装置是在保留钻孔机床原主轴箱内主变速系统和主轴进给结构（图示略）不变前提下，其结构如图1所示：由主轴箱体1和箱体右侧盖4组成封闭腔体，蜗轮2、蜗杆3和传动齿轮6、7、9以及齿轮轴8安装在腔体内，伺服电机5垂直安装在箱体右侧盖4外侧上端，其中齿轮6直接安装在电机轴上，齿轮7安装在齿轮轴8上，齿轮9安装在蜗杆3上，蜗杆3下端伸出到主轴箱体1外。 

钻孔加工时主轴进给或退出：伺服电机5由程序设定转速，齿轮6将转动传给齿轮7、再由齿轮8传给齿轮9带动蜗杆3转动，蜗杆3将传动分成两路，一路是解决钻孔机床加工时主轴的进给或退出问题，蜗杆3带动蜗轮2转动，与钻孔机床原有主轴进给机构相御接，蜗轮2通过爪式离合装置带动水平齿轮轴转动，水平轴齿轮再传动给主轴套齿条、带动主轴和主轴套联合体上下移动，完成加工时主轴的进给或退出，这一路传动系统属于钻孔机床主轴箱原有结构，不属于本实用新型范围。 

另一条传动路线是解决主轴箱体1的上、下移动问题；如图1所示，蜗杆3下端伸出箱体外，电磁离合器10、同步轮A11、安装在箱体底部外侧，蜗杆3下端插入电磁离合器10的芯孔并固定连接、电磁离合器10的外壳套装在同步轮A11内并固定连接。当电磁离合器10未通电时，离合器芯与壳体呈分离状态，可以各自独立转动；离合器10通电后，离合器芯与壳体的摩擦片成结合状态，两者成为一体，同步转动。 

如图1所示方案中，主轴箱体1的升降丝杆16为普通丝杆，安装于立柱两导轨中间，两端由固定座17和固定座18固定，丝杆本身不能转动，丝杆螺母15通过轴承安装在螺母座13内，螺母15相对于螺母座13可以独立转动，螺母座13固定在箱体后壁外侧，同步轮B套装在丝杆螺母15上、相互固定连接，同步转动，同步轮A11和同步轮B14以轮带联接传动。 

箱体的上升下降：当离合器10通电后，电磁离合器芯与壳呈结合状态，蜗杆3转动时带动同步轮（A）11同步转动，同步轮（A）11通过轮带带动同步轮（B）14和丝杆螺母15在丝杆16上转动，因丝杆固定在立柱上是不转动的，螺母转动则带动箱体和传动机构一起在立柱导轨上向上移动，当电机反向时则一起向下移动。 

Claims (1)

1.一种数控钻床主轴进给和主轴箱升降的机械传动装置，包括钻床主轴箱、蜗杆、蜗轮、两对传动齿轮和轴、电磁离合器、同步轮、带、和丝杆，其特征在于：伺服电机呈立式垂直安装在主轴箱体右盖外侧上部，用两对传动齿轮和轴组成两级减速机构，安装在主轴箱体内，末级传动齿轮安装在钻床主轴箱的主轴进给机构的蜗杆上，使伺服电机和传动齿轮与主轴进给机构联成一条传动链，通过蜗轮带动主轴，实现加工时主轴进给和退回无级变速；蜗杆轴下端伸出箱体外，将常开式电磁离合器、同步带轮组、安装在箱体底部外侧，蜗杆轴下端插入电磁离合器芯孔，两者固定连接、电磁离合器壳套装在同步轮A内，两者固定连接，断电时电磁离合器呈分离状态，蜗杆可以独立转动，通电后电磁离合器呈接合状态，蜗杆和同步轮A同步转动；箱体的升降丝杆为普通丝杆，安装于立柱两导轨中间，两端由固定座固定，丝杆本身不能转动，丝杆螺母通过轴承安装在螺母座内，螺母相对于螺母座可以独立转动，螺母座固定在箱体后壁外侧，同步轮B套装在丝杆螺母外，两者固定连接，上述同步轮A和同步轮B用轮带联接传动。

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