CN2254793Y - 一种小孔精密振动加工台钻 - Google Patents

Abstract

一种小孔精密振动加工台钻，台钻钻头进行振动钻削，从而实现精密小孔加工，其主轴实现三个运动：主运动，轴向振动，进给运动。其中进给运动采用机动进给。由于给钻头加上一个有规律的轴向振动，从本质上改善了切削性能，从而带来诸多良好的工艺效果，一次自动进给即能达到较高的精度及表面质量，可代替传统的钻—扩—铰工艺，提高加工效率2-5倍，提高加工精度1-2级，降低表面粗糙度1-2级，实现切屑的自主控制，提高刀具寿命5-10倍，材料的切削加工性越差，加工孔的长径比越大，则愈加显示该实用新型的优良性能。可广泛应用于各种机械零件、电子元件、光学零件中的小孔加工。

Description

一种小孔精密振动加工台钻

本实用新型涉及一种小孔精密加工台钻，属精密钻床类。

长期以来，机械、电子零件中的小孔加工，大多采用精密高速台钻进行加工，目前高速台钻为电动高速台钻，其构成是有一底座，底座上固定有竖直的立柱，立柱上固定有主轴箱和电机，主轴箱内装配有可上下移动的带有可转动主轴的套筒，电机通过皮带传动与主轴皮带轮一体的花键套筒，再通过花键配合将动力传至主轴，使主轴高速转动，转动主轴箱一侧上的进刀手柄，通过装配在主轴箱内的齿轮轴带动主轴下移，实现手动进给。采用这种台钻加工小孔主要存在以下缺陷：钻头容易磨损折断，寿命低；难以实现断屑—排屑；钻入稳定性差，孔径分散度大，表面粗糙度高；加工效率低，劳动强度大。尤其在加工钛合金、高温合金、耐热钢、不锈钢等难切削材料时，这类问题则更加突出。

本实用新型的目的在于提供一种实现切屑的自主控制、提高加工精度及表面质量、延长刀具寿命的小孔精密振动加工台钻。

本实用新型的目的是通过下述技术方式实现的：

图1是小孔精密振动加工台钻的结构示意图。小孔精密振动加工台钻，由底座(33)、立柱(32)、主电机(25)、主轴箱(11)、主轴部件、进给部件等组成。在底座(33)上固定安装竖直的立柱(32)，立柱(32)连接有主轴箱(11)、主轴箱(11)上安装有主电机(25)、进给部件、主轴部件等。主轴(1)的主运动(转动)由主电机(25)及皮带传动机构实现。主轴的进给运动由丝杠(31)螺母(30)机构实现。主轴(1)的上部有上花键套筒(15)，花键啮合传递实现主轴(1)在转动的同时又可进给移动。主轴箱(11)设置有套筒孔，内置有主轴滑套(10)，在主轴滑套(10)内安置有下花键套筒(12)，在主轴(1)的下部安装有端面凸轮激振机构，花键啮合传递实现主轴(1)在转动的同时又可轴向振动。

当钻头以轴向方式进行振动钻削时，切削过程中任意瞬时的实际切削参数都是在周期性的变化的，并随着振动频率、轴向振幅、主轴转速和走刀量的不同组合而变化，形成间断的或连续的切削过程，根据不同的切削条件及加工的要求，合理选择适当的振动参数及切削用量可以得到碎断切屑及不同长度的带状切屑，从而实现切屑的自主控制，成功的解决了钻小孔工序中关键的断屑—排屑问题。

本实用新型具有以下技术优良特点：由于振动钻削解决了小孔加工中关键的断屑—排屑问题，可以得到可控的连续切屑和碎断切屑，大大改善了切削液的使用条件，减小了切屑与钻头排屑槽之间的摩擦，尤其在实现间断分离切削的情况下，则更提高切削液渗入切削区的能力，从而减小刀具的磨损，延长刀具的寿命；由于轴向振动钻孔时，减少了切屑对被加工表面的划伤，消除了刀瘤的产生，并且大大增加切削系统的稳定性能，脉冲切削抑制了钻头—工件系统原有的无规律的振动，从而降低表面粗糙度，降低孔径的尺寸分散性，提高孔与端面的垂直度，一次自动进给即能达到较高的精度及表面质量；可代替传统的钻—扩--铰工艺，提高生产效率；材料的切削加工性越差，加工孔的长径比越大，则愈加显示该振动台钻的优良加工性能；该台钻尤其适用于难切削材料的加工。

本实用新型可广泛应用于各种机械零件、电子元件、光学零件中的小孔加工，如发动机喷油嘴、纺织机械中喷丝板、汽车化油器、液压元件、电路版、仪表、模具零件、照相机、电影机械等零部件的小孔加工

下面结合实施例对本实用新型作进一步详述。

在底座(33)上固定安装有竖直的立柱(32)，立柱(32)连接有主轴箱(11)，主轴箱(11)上安装有电机座连板(22)、主电机(26)，主轴箱(11)设置有套筒孔，内安置有主轴滑套(10)，在主轴滑套(10)内通过轴承(13)安置有下花键套筒(12)，下花键套筒(12)内安装主轴(1)，主轴(1)为花键轴。

主轴(1)的上部与上花键套筒(15)啮合，上花键套筒(15)通过轴承(14)安装在主轴箱(11)上，在上花键套筒(15)上固定有皮带轮(16)，皮带轮(23)安装在主电机轴(24)上，这样，当主电机轴(24)旋转时，通过皮带传动，带动上花键套筒(15)转动，从而带动主轴(1)转动，形成主轴(1)的主运动。同时，主轴(1)进给时可在上花键套筒(15)内移动。

在主轴(1)的下部刚性连接一端面凸轮6)，用螺母(5)作轴向紧固，碟形弹簧(4)安装在主轴(1)上，推力轴承(3)外圈安装在压环螺母(2)上，内圈紧靠碟形弹簧(4)，在主轴滑套(10)上装有销轴(8)，销轴(8)上装滚子轴承(7)，调整压环螺母(2)，在碟形弹簧(4)的作用下，轴承(7)紧靠在端面凸轮(6)的上端面上，端面凸轮(6)的上端面为凸轮曲面，这样，当主轴(1)旋转时，端面凸轮(6)转动，从而使主轴(1)(钻头)产生轴向振动。

在主轴箱(11)上安装有进给电机(19)、谐波减速器(26)，进给电机(19)的输出轴(20)与谐波减速器(26)的输入轴(18)通过联轴器(21)连结，丝杠(31)通过轴承(9)安装在主轴箱(11)上，谐波减速器(26)的输出轴(28)与丝杠(31)通过联轴器(29)连结，从而带动丝杠(31)转动，螺母(30)固定安装在主轴滑套(10)上，因为丝杠(31)轴向不能移动，通过丝杠螺母啮合，丝杠(31)转动，从而带动螺母(30)移动，从而带动主轴滑套(10)移动，即带动主轴滑套(10)上的主轴(1)进给或返回。实现精密机动进给运动。

主轴箱(11)由锁紧手柄(27)锁紧在立柱(32)上。

通过上述机构，从而使主轴实现三个运动：主运动、轴向振动、进给运动。其中进给运动采用机动进给，主轴的轴向振动由端面凸轮机构实现，振幅由端面凸轮6的行程决定，振动频率为主轴每转振动一至两次为好，可保证可靠的断屑—排屑。

利用该实施例钻孔加工，与现有台钻加工技术相比，具有以下优良特点：

一次自动进给即能达到较高的精度及表面质量，可代替传统的钻—扩—铰工艺，提高加工效率2-5倍，与普通台钻相比，提高加工精度1-2级，降低表面粗糙度1-2级；实现切屑的自主控制，根据不同的切削条件及加工的要求，选择适当的振动参数及切削用量可以得到碎断切屑及不同长度的带状切屑，成功的解决了钻小孔工序中关键的断屑—排屑问题；提高刀具寿命5--10倍；材料的切削加工性越差，加工孔的长径比越大，则愈加显示该实用新型的优良性能。

Claims (3)

1.一种小孔精密振动加工台钻，由底座(33)、立柱(32)、主电机(25)、主轴箱(11)、主轴部件、进给部件等组成，底座(33)上固定竖直的立柱(32)，立柱(32)连接有主轴箱(11)，主轴箱(11)上安装有主电机(25)、进给部件、主轴部件等，主轴(1)的上部有上花键套筒(15)，主轴箱(11)设置有套筒孔，内置有主轴滑套(10)，在主轴滑套(10)内安置有下花键套筒(12)，其特征在于主轴(1)的下部安装有端面凸轮激振机构。

2.根据权利要求1所述的台钻，其特征在于端面凸轮激振机构由主轴(1)上刚性连接一个端面凸轮(6)构成，端面凸轮(6)用螺母(5)作轴向紧固，碟形弹簧(4)安装在主轴(1)上，推力轴承(3)外圈安装在压环螺母(2)上，内圈紧靠碟形弹簧(4)，在主轴滑套(10)上装有销轴(8)，销轴(8)上装滚子轴承(7)，滚子轴承(7)紧靠在端面凸轮(6)的上端面上，螺母(30)固定安装在主轴滑套(10)上，丝杠与螺母啮合。

3.根据权利要求1及2所述的台钻，其特征在于进给部件由在主轴箱(11)上安装的进给电机(19)、谐波减速器(26)构成，进给电机(19)的输出轴(20)与谐波减速器(26)的输入轴(18)通过联轴器(21)连结，丝杠(31)通过轴承(9)安装在主轴箱(11)上。

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