CN203184696U - 龙门数控钻床模块组合动力头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种龙门数控钻床模块化设计组合动力头，它解决了现有产品技术中因滑台和主轴箱溶为一体方案存在的体积大、加工困难，不同规格动力头需要更换不同主轴箱滑台联体，设计生产周期长，生产成本高等问题，其特征在于：动力头由滑座、滑台、主轴箱三个模块总成组成，滑座安装在龙门钻床横梁的凸导轨上，由伺服电机和滚珠丝杆驱动其左、右水平运动；滑台安装在滑座正面的垂直凹导轨上，由伺服电机和滚珠丝杆驱动其作上、下垂直运动；滑台两侧垂直安装有随动平衡气缸，用于平衡滑台和箱体的重量。滑座、滑台和主轴箱外型按标准模块化设计，实现不同规格动力头只需更换不同主轴箱，重新组合即成。具有结构合理、更换方便、成本低廉、工作效率高等优点，具有广泛的推广应用价值。

Description

龙门数控钻床模块组合动力头

一、技术领域

本实用新型涉及金属加工机床领域，尤其是龙门数控钻机床模块化组合动力头。

二、背景技术：

国内数控机床深入发展，大型机械产品对龙门数控钻床的需求不断增加，数控龙门钻的动力头是机床的关键部分，动力头安装在龙门钻横梁上，传统动力头由滑座和主轴箱滑台组成，滑座安装在横梁的凸导轨上，横梁上安装有水平滚珠丝杆，由安装在右端的伺服电机驱动，滑座背面固定安装有螺母座，螺母座套在横梁丝杆螺母上固定连接，当伺服电机驱动丝杆转动时，丝杆螺母带动滑座在横梁上左、右水平运动。主轴箱滑台安装在滑座的凹导轨上，滑座上装有垂直方向滚珠丝杆，伺服电机安装在滑座上端，主轴箱滑台背面固定安装有螺母座，螺母座套在滑座滚珠丝杆螺母上固定连接，滑座伺服电机驱动丝杆转动时，螺母带动主轴箱滑台上、下垂直运动。由于钻孔孔径不同，需要主轴转速、扭矩和轴向抗力也不同，主轴箱的主轴必须具备低速大拒扭输出功能，所以主轴箱需要经过机械变档，降低主轴转速、增加扭矩输出；至使主轴箱结构比较复杂，一般龙门数控钻床将箱体和滑台做成一体；但不同用户对加工性能要求不同，有的要求钻孔直径达到φ80；有的要求φ50；有的要求具备钻铣功能和高速主轴等，不同加工性能要求多种不同规格主轴箱滑台，造成设计生产周期长，费功费时、增加生产成本。把主轴箱滑台折分成主轴箱和滑台两部分，将滑座、滑台和不同结构主轴箱的外型进行模块化设计，对于不同规格的动力头，只需更换主轴箱重新连接组合，这就是需要解决的困难问题。

三、发明内容

本实用新型的目的就是为了满足不同用户对动力头性能的不同需求，采用模块化设计方式，分别将横梁、滑座、滑台与主轴箱外型（连接部分）模块化设计，多种主轴箱可以与同一种标准滑台相配套，组合成不同规格型号的动力头。

本实用新型的技术方案是：动力头是由滑座、滑台和主轴箱三部分组成，在龙门钻床横梁导轨中间水平安装有滚珠丝杆，丝杆两端由轴承座固定安装于横梁上，丝杆右端部安装驱动伺服电机，滑座安装在横梁的凸导轨上，滑座上安装有导轨压板和镶条，调整滑座滑动间隙及精度，（如果用户对动力头运动精度要求高，运动速度快，横梁上凸导轨可以改装直线滚动导轨付）。滑座背面固定有丝杆螺母座，螺母座套在横梁滚珠丝杆螺母上固定连接，当横梁伺服电机驱动丝杆转动时，滚珠丝杆螺母带动滑座在横梁上水平横向运动。滑座正面有垂直凹导轨，滚珠丝杆由上、下轴承座固定安装在滑座两凹导轨中间，驱动伺服电机安装在滚珠丝杆上端，滑台安装在滑座正面的凹导轨上，滑座凹导轨两侧安装有导轨压板和镶条，调整滑台的滑动间隙及精度；加工时应保证滑座正面凹导轨和横梁凸导轨相互垂直。滑台背面设置了固定螺母座，该螺母座套在滑座滚珠丝杆螺母上固定连接，当滑座伺服电机驱动滚珠丝杆转动时，螺母带动滑台在滑座凹导轨内上、下垂直运动。主轴箱安装在滑台正面的中心线上，由定位轴和定位销保证定位精度，具体是，保证主轴箱的主轴和滑座凹导轨平行并且与横梁凸导轨相互垂直，主轴箱和滑台由螺栓固定连接；主轴箱左、右侧盖长度超出箱体侧面窗口，与箱体侧面和滑台筋板侧面同时固定连接，（由加工工艺保证两侧面宽度一致）左、右侧盖板既能盖住箱体左右窗口，也能加强滑台与主轴箱体的连接强度。因为滚珠丝杆不能自锁，在主轴箱和滑台联体两侧每侧安装1只随动稳压平衡气缸，气缸座固定安装在滑座上，气缸活塞杆和滑台上端支架用柱销联接，具体是，气缸安装和滑座导轨相互平行，当滑台和主轴箱联体在滑座凹导轨内上下移动时，其重量由气缸平衡，减轻丝杆重力负荷，保证运动轻松自如，气缸有稳压装置，运行时平衡力不变。

和其它动力头不同的是：所述方案中滑台和主轴箱是分开的，滑座、滑台、主轴箱均采用模块化设计，多种主轴箱可以与一种滑台、滑座组合，装配成不同规格动力头。所述主轴箱为Z5150、Z5180、ZXK5150C和SYC850以及其它模块化的主轴箱。

本实用新型的有益效果为：1、传统龙门钻床动力头将主轴箱和滑台溶为一起，用户需要不同规格动力头就要重新设计生产主轴箱体滑台、滑座，费功费时、周期长、成本高；本实用新型将主轴箱和滑台分开模块化设计，不同规格动头只需要换一种箱体，重新与滑台组合就可以满足用户要求，现有Z5150、Z5180、ZXK5150C和SYC850主轴箱和上述滑台可以组合成钻孔直径达φ50、φ80、钻铣功能+高速主轴各种不同型号和性能动力头，加快了设计和生产同期，提高了经济效益。2、龙门数控钻床动力头上、下（Z向）垂直运动行程长，滑台导轨长度达到1300—1700mm，主轴箱和滑台一体使箱体孔系加工困难，导轨与主轴平行度精度难于保证，安装调试主轴精度及附件（如打刀缸等）困难。3、因龙门数控钻床体积庞大，将滑台和主轴箱分开加工和装配，不仅调试机床整机精度方便，机床维修时，可以折开分别维修，不必为了维修箱体就要折散整个动力头。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

四、附图说明

图1为本实用新型主视结构示意图；

图2为本实用新型俯视结构示意图；

图3为本实用新型在龙门数控钻床上的位置示意图；

图4为本实用新型与Z5180主轴箱组合结构示意图；

图5为本实用新型与ZXK5150C主轴箱组合结构示意图。

图中：1为横梁，2、6为滚珠丝杆，3、7为轴承座，4、9为导轨压板和镶条，5为滑座，8、12为丝杆螺母座，10、18为伺服电机，11为滑台，13为盖板，14为定位轴，15为主轴箱，16为主轴箱电机，17为平衡气缸，19、20为立柱，21为动力头，22为工作台，23为底座，24为Z5180主轴箱，25为ZXK5150C主轴箱。

五、具体实施方式：

如图3所示，龙门数控钻床整机分为底座23、工作台22、右立柱19、左立柱20、横梁1、动力头21和电器等七部分。所述动力头21是由滑座5、滑台11和主轴箱15三部分组成，在龙门钻床横梁1两凸导轨中间水平安装有滚珠丝杆2，两端由轴承座3固定，在丝杆右端安装驱动伺服电机18，滑座5安装在横梁1的凸导轨上，滑座5上安装有导轨压板和镶条4，滑座5背面固定有丝杆螺母座8，螺母座8套装在横梁滚珠丝杆2的螺母上，滑座正面有垂直凹导轨，滚珠丝杆6由上、下的轴承座7固定在两导轨中间，顶部设置伺服电机10驱动，滑台11安装在滑座5正面的凹导轨上，滑座5凹导轨两侧安装有导轨压板和镶条9，滑台背面固定有螺母座12，螺母座12套装在滑座滚珠丝杆6的螺母上；主轴箱15安装在滑台11的正前方，由定位轴14和定位销保证定位精度，主轴箱15和滑台11由螺栓固定连接；滑台11两侧垂直安装有随动平衡气缸17，缸体固定在滑座5上，气缸活塞杆和滑座凹导轨相平行，活塞杆和滑台11上端支架用柱销联接。

本实用新型的运动传递路线：

A、动力头横向水平运动：动力头滑座5安装在横梁1凸导轨上，由横梁导轨压板镶条4调整滑动间隙及精度；横梁滚珠丝杆2通过横梁丝杆两端轴承座3安装在横梁两导轨中间，丝杆右端和伺服电机相联接，滑座背面固定安装螺母座8套在横梁丝杆螺母上固定连接，当横梁右端伺服电机18驱动横梁滚珠丝杆2转动时，丝杆螺母通过滑座螺母座8带动滑座（含滑台、主轴箱）在横梁上左、右横向水平滑动。

B、滑台、主轴箱上、下运动：滑台11安装在滑座5正面凹导轨上，滑座导轨压板镶条9调整滑动间隙及精度；滑座滚珠丝杆6由两端轴承座7安装在滑座上，上端与伺服电机10联接驱动，滑台背面固定安装螺母座12套装在滑座滚珠丝杆螺母上固定连接，当滑座丝杆6上端伺服电机10驱动丝杆转动时，丝杆螺母通过滑台螺母座12带动滑台（含主轴箱）在滑座凹导轨内垂直上、下运动。主轴箱和滑台联体两侧各安装壹只随动稳压平衡气缸17（外购件），气缸座固定安装在滑座上，气缸活塞杆和滑台上端支架用柱销联接，滑台11和主轴箱15重量由气缸平衡，减轻丝杆重力负荷，滑台上升时气缸活塞杆伸出，滑台下降时活塞杆缩进，运行中平衡力不变。

C、主轴箱更换：主轴箱15是龙门数控钻床加工执行机构，箱体内装有主轴、齿轮及机械变档机构，主轴箱15与滑台11连接由定位轴14定位，用螺栓固定连接。因滑台11和主轴箱15连接部分外型经模快化设计，不同规格动力头只需要更换不同主轴箱，定位和连接方法相同。图4为滑台11与Z5180主轴箱组合实施例；附图5为滑台11与ZXK5150C主轴箱组合实施例；主轴箱15固定后，将箱体左、右盖板13用螺栓与主轴箱15两侧面和滑台11左、右筋板同时固定连接，以加强动力头整体刚度。

以上实施例只是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作较多的限制，凡是依据对本实用新型的技术本质作简单修改或等同的变化和修饰，均仍属本实用新型保护的范围。

Claims (2)

1.一种龙门数控钻床模块组合动力头，它是由滑座（5）、滑台（11）和主轴箱（15）三部分组成，其特征是：滑座（5）安装在龙门钻床横梁（1）的凸导轨上，滑座（5）上安装有导轨压板和镶条（4），在横梁（1）导轨中间水平安装有滚珠丝杆（2），两端由轴承座（3）固定于横梁（1）上，丝杆右端安装驱动伺服电机（18），滑座（5）背面固定有丝杆螺母座（8），螺母座（8）套在横梁滚珠丝杆螺母上固定连接，滑座正面有垂直凹导轨和滚珠丝杆（6），滚珠丝杆（6）由上、下的轴承座（7）固定在凹导轨中间，由安装于顶部的伺服电机（10）驱动，滑台（11）安装在滑座（5）正面的凹导轨上，滑座（5）凹导轨两侧安装有导轨压板和镶条（9），背面固定有螺母座（12），螺母座（12）套在滑座滚珠丝杆螺母上固定连接；主轴箱（15）安装在滑台（11）的正面的中心线上，由定位轴（14）和定位销保证定位精度，主轴箱（15）和滑台（11）由螺栓固定连接；滑台（11）两侧垂直安装有随动平衡气缸（17），缸体固定在滑座（5）上，气缸活塞杆和滑座凹导轨平行，活塞杆和滑台（11）上端支架用柱销联接，运行中平衡滑台和箱体重量。

2.根据权利要求1所述龙门数控钻床模块组合动力头，其特征在于：所述主轴箱（15）为Z5150、Z5180、ZXK5150C和SYC850主轴箱。

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