CN2328457Y - 数控微孔钻床 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种数控微孔钻床,是在钻床座上的墙板面上水平安装有主轴和丝杠,丝杠上的丝母通过弯形支架与主轴固连,套在导柱上的异形支架上下依次支承有水平的夹头轴,其上的弹簧夹头分别夹有不同的钻头,多位气缸的导杆与异形支架相连,由主轴带动的夹头轴,其上下由气缸控制,主轴、夹头轴和异形支架的直线运动均由直线导套作导轨,数控操作,故阻力小、定位精度高,特别适于对喷头等工件的高频次大批量微孔加工。

Description

数控微孔钻床
本实用新型属于机械加工设备,尤其是适应于成批加工1毫米以内孔径的钻床。
现有钻床多为普通立式或台式,其直线运动的导轨为燕尾式或圆柱式滑轨,为防止钻床头架因自身重自动下落,还要配有机械锁紧机构,因此造成定位精度低,运动阻力大,操作复杂,自动化程度低,不适于高精度、高频次的大批量流水作业线上的微孔加工。
本实用新型的目的是提供一种定位精度高,运动阻力小,自动化程度高,适于高运动频次、大批量生产的微孔加工钻床。
为达到上述目的,本实用新型是这样来实现的:在钻床座上竖直固定有墙板,墙板板面上安装有数控操作系统,墙板左面,有左支座横向固定在墙板面上,主轴移动电机固定于左支座的左端面,其轴伸入左支座孔中并与水平安装的丝杠左轴头固定连接,丝杠左端用轴承支承在左支座孔内,其右端通过轴承支承在固定于墙板上的右支座内,拧在丝杠上的丝母穿过弯形支架下部下弯的竖向板的横孔,其法兰盘固定在板面上,弯形支架上部上弯的竖向板上有与丝杠中心线平行的孔,支承套的左端固定在孔内,套的右端支承在有多排滚珠支承的直线导套内,直线导套固定安装在固定于墙板上的主轴支座内,主轴两端由轴承支承在支承套内孔的两端,其右端的较粗轴头端面带有内摩擦锥孔,左端的尾部固定有同步带轮,主轴转动电机固定于弯形支架上,其电机轴上固定的同步带轮与主轴上的同步带轮相适应,同步带使两轮相连,在墙板板面上主轴的右侧,竖向固定有垂直于其板面的、由上下连接板连接的两块直角夹板,两根导柱的上、下端固定于连接板上,其两条中心线相互平行并且所在的平面与主轴中心线垂直,导柱穿过异形支架的两翼,支架两翼上的孔和导柱之间用和主轴上同样的直线导套支承,在异形支架上两导柱之间,有与支架连体的、上下依次横向排列的套筒伸出两直角夹板之间的窄部并朝向墙板的右方,其中心线至墙板面和主轴中心线至墙板面距离相等,套筒孔内固定有带多排滚珠的夹头轴直线导套,其内支承套的两端有轴承将夹头轴支承在孔内,在异形支架左端孔内有压缩弹簧套在支承套外并在弹簧座及夹头轴直线导套之间,弹簧座的右端轴径上的凸台挂在异形支架左端的内孔台阶上,支承套左端外径的凸台座在弹簧座左端内孔的台阶上,夹头轴左端头固定有外摩擦锥,其右端伸出套筒部分安装有弹簧夹头,多位气缸固定在导柱下部的墙板面上,多位气缸的导杆与异形支架下端固定连接,在异形支架和多位气缸的右方,安装有能夹持工件的工件夹持装置。
为了实现工件的分度钻孔、摆动角度钻孔及工件的自动装夹和卸料,在多位气缸壁的右侧固定有悬臂支架,在悬臂支架的悬臂端上面固定有一蜗轮箱,摆动定位步进电机的法兰盘固定在箱壁上,其轴头水平伸入箱内与蜗杆固定连接,竖向支承在箱体内的蜗轮轴的轴上端面固定有摆动支架,其摆臂上固定有支架,支架上面安装有支座,其孔中心线与主轴中心线在同一平面内,空心的支撑套由轴承支承在孔内,其较粗端伸出支座,对向弹簧夹头方向,端部沿圆周均布地开有能容纳卡爪座的长槽;导杆轴尾端固定在支撑套细端内孔的滑块上,其头部粗轴颈可滑动地安在支撑套内的一段内孔中,粗轴颈上开有环形凹槽,在滑块与支撑套内孔颈缩段之间的导杆轴的细轴颈上套有压缩弹簧,在导杆轴粗轴头外端,有空心的定位针支架固定在支撑套大端内孔端面上,定位针穿过与其针的直径相适应的定位针支架内孔,其针座固定其上,其针头对向弹簧夹头方向;在支撑套大端的长槽内,有卡爪座销穿过卡爪座中间的横向长孔,两端固定在槽的两侧壁上,卡爪座后部下弯处端部的球头伸向导杆轴的环形槽内,卡爪座头部爪上的凹弧面对向定位针;在支撑套小端轴径上固定有同步带轮,分度步进电机横向固定在支座上的支架上,其轴头固定有同步带轮,同步带连在两同步带轮上,在支架上与支撑套小端相对处,固定有气缸,气缸导杆顶在支撑套内孔的滑块右端面上。
钻孔时,先将所编程序通过数控操作系统输入机器,将所需中心钻、微形钻头分别夹在弹簧夹头上,将工件夹持在工件夹持装置上,如果是对喷油嘴钻孔,启动工件夹持装置的气缸,气缸导杆推动导杆轴,在环形槽中的卡爪座球头被带动,卡爪张开,将内孔适合定位针大小的工件安在定位针上,气缸导杆后退,弹簧将滑块后推,带动导杆轴后退,推动球头,使卡爪座的爪部压向工件夹紧;启动主轴转动电机,主轴旋转,启动异形支架上的多位气缸,使夹头轴上的外摩擦锥与主轴端的内摩擦锥孔对位,启动主轴移动电机,主轴前进使摩擦锥面结合,并带动夹头轴上的弹簧夹头转动,夹头轴上的弹簧被压缩,在夹头轴直线导套的支承下,夹头轴将钻头推向工件,当需要钻中心孔再钻孔、扩孔时,可在完成一次钻孔后使主轴后退,夹头轴在弹黄作用下后退,多位气缸动作,使后面的弹簧夹头上的钻头上升到主轴高度,主轴再前进,以上述同样方式钻、扩孔;若需要在喷油咀等工件上进行不同度数和不同摆角的微孔加工时,可启动摆动定位电机,通过蜗轮,使摆动支架带动工件夹持装置在水平方向摆动一定角度钻孔,还可启动分度步进电机,使支撑套带动定位针支架、定位针并带动工件的圆周上转一定度数后钻削。
采用上述结构,由于是数控操作,主轴的进退、钻头的升降和进退等直线运动全部采用由多排滚珠支承的直线导套作导轨,故运动精度高,运动阻力小,采用气缸推进不同钻头的换位钻扩孔,定位精确,自动化程度高,可适应高频次大批量地进行直径为1毫米以内、深度150毫米以内的孔加工。若加上分度和摆动角度在工件不同部位钻孔,再配以气动自动装卸夹紧工件,则适应范围更广,操作也更为方便。
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步详述。
图1为数控微孔钻床的整机示意图;图2为图1中主传动系统图;图3为图2中弯形支架的主视图;图4为图2的C向视图;图5为图2的E-E向视图;图6为图2的B向视图;图7为图2的A-A剖面图;图8为图1中工件夹持装置的剖视图;图9为图8的D向视图;图10为图8中导杆轴的主视图;图11中为图8中支撑套的剖视图。
图1所示的数控微孔钻床由钻床座1、竖直固定其上的墙板3、板面上部的数控操作系统4、其下部的主传动系统2和安装在主传动系统2右部的工件夹持装置5组成。
图2是主传动系统2中,在墙板3的板面上,左支座2.16用螺栓固定其上,支架孔为水平方向,主轴移动电机2.15的法兰盘对在左支座2.16的左端头上并用螺栓固定,其轴头伸入左支座2.16孔中,通过联轴套2.07与其右边的丝杠2.09的左轴头用销和健固定在一起,左支座2.16的右端的丝杠2.09左端轴径上安装有由内外隔套2.04隔开的轴承2.05,其内圈用圆螺母2.06压在丝杠2.09上,左支座2.16的右端面有压盖2.03压在其上,丝杠2.09的右端支承在固定于墙板3上的右支座2.08孔内的轴承2.01内,丝母2.10拧在丝杠2.09上,其外圆面穿过弯形支架2.02下部向下弯的竖向板孔(参见图3),其端部的法兰盘紧固在孔周围,弯形支架2.02中部的水平段侧面用螺栓2.39固定有其轴与丝杠2.09平行的主轴转动电机2.27(参见图4),电机轴上固定安装有同步带轮2.37,弯形支架2.02上部的上弯竖向板上加工有与丝杠2.09中心线平行的孔,支承套2.21的左端固定在孔内并且用顶丝顶紧,套的右端支承在有多排滚珠支承的直线导套2.22内,直线导套2.22安装在固定于墙板上的主轴支座2.23内,并且两端用挡圈2.24卡在支座上,主轴2.17两端由轴承2.20支承在支承套2.21内孔的两端,其右端的较粗的轴头端面带有内摩擦锥孔2.26,左端的尾部固定有同步带轮2.19,用圆螺母2.18压紧在轴上,主轴转动电机2.27上的同步带轮2.37与主轴上的同步带轮2.19对应,由同步带连接两轮。为了便于调节及便于组装后再整体安装,主轴2.17和丝杆2.09及其连接件可先安装在一块调位板2.14上,板四角开有调位长孔2.41,用固定于墙板3上的左右两调节螺钉2.13顶在板下沿上,将板调正后再将螺栓2.25紧固。在墙板3上主轴2.17的右侧,竖向固定有垂直于其板面的、由上下连接板2.70连接的两块直角夹板2.63(参见图5、图6),用销2.72和紧固螺钉2.71连接,两根导柱2.30竖向平行固定在上下连接板2.70上,其两条中心线所在平面与主轴2.17的中心线垂直,异形支架2.31的两翼钻有竖孔,导柱2.30穿过两孔,其中间由如主轴2.17上同样的直线导套支承,在支架两翼之间有与支架连体的、上下依次排列的垂直于导柱2.30的套筒2.29,其个数视需要在一个工件上钻孔次数而定,较深的喷油孔一般要经过打中心孔、钻孔和扩孔,即要三个套筒依次上下排列,套筒2.29伸出两直角夹板2.63之间的窄部并伸向离主轴2.17的方向,在伸出处和直角夹板2.63的间隙处,有导向板2.66固定在两边的直角夹板2.63上的套筒2.29两侧,外面由护板2.65将其罩在内。套筒2.29内各孔中心线与主轴2.18中心线至墙板3等距;固定于导柱2.30下部墙板3板面上的多位气缸2.35,其导杆2.36用连接螺栓连在异形支架2.31的下面,多位气缸2.35也可以是液压缸,气液都可以作为动力源推动导杆2.36,多位气缸的位数应和异形支架2.31上的套筒2.29的个数对应。横向的悬臂支架6的一端固定在多位气缸2.35的外壁右侧面上,其悬臂端沿墙板3板面向远离气缸方向,其上面固定有夹持工件的工件夹持装置5(参见图1),此装置可安装在固定于多位气缸右侧壁的悬臂支架6上,还可固定于钻床座1上。
图7为异形支架2.31的安装横剖面图,支架上的套筒2.29孔内安装有带多排直线排列的滚珠支承的夹头轴直线导套2.47并用顶丝2.48固定,其右端部由带内螺纹的固定盖2.49拧在套外,直线导套2.47内孔的支承套2.55两端由轴承2.56将夹头轴2.43支承在孔内;在异形支架2.31内直线导套2.47左端的垫2.54与弹簧座2.45之间的空腔内,有压缩弹簧2.46套在支承套2.55外圆上,弹簧座2.45右端外圆有凸台勾在异形支架2.31左端的内孔台阶上,支承套2.55左端外径的凸台座在弹簧座2.45左端内孔台阶上,支承套2.55右移可带动弹簧座2.45压缩弹簧2.46,使夹头轴2.43右移进给钻孔。压盖2.44用螺钉固定在弹簧座2.45左端面并挡在支承套2.55左端面上,夹头轴2.43左端头的外摩擦锥2.28右端的孔套在夹头轴2.43左端,其小端插入压盖2.44和支承套2.55内孔左端,顶在轴承2.56左端的隔套2.57上,其大端端面用紧固螺钉压在夹头轴2.43左端面同时与夹头轴2.43键连接。在固定盖2.49拧在夹头轴直线导套2.47右端,从其孔内伸出的夹头轴2.43的右部粗端,有滑移帽2.50将压缩弹簧2.51挡在轴台上,滑移帽2.50右端内的左小右大的斜空腔里有定位钢珠2.52,帽的左端轴颈上有挡圈挡在端面上,弹簧夹头2.32装在夹头轴2.43的右端孔内,夹头轴2.43右端面孔外固定有柱销,弹簧夹头2.32的柄的凸台上的孔套在柱销上,滑移帽2.50内的钢珠2.52进入其柄部的凹坑中。
图8、图9为固定在悬臂支架6上的一种工件夹持装置5,工件的夹持可以是通用的台钳、普通夹头等固定夹具,在钻如喷油咀等在围绕喷管中心孔的喷头上钻多角度和方位的针孔时,可在悬臂支架6的悬臂上端安装一固定蜗轮箱5.01,摆动定位步进电机5.02横卧对在箱壁上固定,其轴与蜗杆轴5.21连接,竖向支承在箱体内的蜗轮轴5.03的上端面固定有摆动支架5.40,其摆臂上有用平键5.04定位的支架5.05固定其上,支架5.05上面固定有支座5.39,其孔中心线与主轴2.17中心线在同一平面上,空心的支撑套5.35内有由内外隔套5.37、5.38隔开的两轴承5.36支承在支座5.39内孔中,右端面有压盖5.07压在其上,支撑套5.35的粗端伸出支座5.39左端面对向弹簧夹头2.32方向(参见图1),其端部开有沿圆周均布的2-3个能容纳卡爪座5.25的长槽(参见图11),导杆轴5.34尾部的外螺纹(参见图10)拧在支撑套5.35细端内孔的滑块5.19左端面上,其头部粗轴颈与支撑套5.35内大端的一段孔滑配合,轴颈上开有环形凹槽,在导杆轴5.34粗轴颈右端的支撑套5.35内孔颈缩段与滑块5.19之间内孔的导杆轴上套有压缩弹簧5.18,定位针支架5.31的法兰盘外圆座在支撑套5.35大端的孔台阶位于导杆轴5.34左方并用螺栓固定,定位针5.33穿过定位针支架5.31内孔,针及孔的配合以将针轻轻敲入孔中为宜,其大端的外螺纹拧在支架内孔螺纹上,其针对向弹簧夹头2.32方向;在支撑套5.35大端的长槽内,有卡爪座销5.24穿过顺槽安装的卡爪座5.25中部的横向长孔,两端固定在槽两壁上,卡爪座5.25后部下弯处端头的球头伸入导杆轴5.34的环形槽内,座的弯部有横向的安装有弹簧5.23和柱销5.22的孔,柱销作为缓冲顶在支座5.39左端面上,在支撑套5.35长槽下方还有对向卡爪座5.25的盲孔,压缩弹簧5.27作为卡爪座5.25的辅助支撑安装其孔内。为了调节工件夹持的长短,在卡爪座5.25头部开有竖向长孔,卡爪5.32尾部用螺栓5.29固定在可调长孔内,其爪头部与工件接触面做成凹弧面。在支撑套5.35小端的压盖5.07右侧,有同步带轮5.13用平键和圆螺母5.12固定在其外轴颈上,分度步进电机5.09横卧固定在安装于支座5.39右端的支架5.17上,其轴上固定的同步带轮5.16由同步带5.14与同步带轮5.13相连;在支架5.17上的与支撑套5.35小端相对处固定有水平安置的气缸,气缸导杆5.10顶在支撑套5.35孔内的滑块5.19的右端面上,为了精确测量工件转角,在两圆螺母5.12之间还可固定有定位盘5.08,其下端相对安装的光电开关5.06可对定位情况作出反应。

Claims (3)

1.一种数控微孔钻床,包括钻床座(1)、夹紧钻头的弹簧夹头(2.32)、推动弹簧夹头(2.32)移位的多位气缸(2.35)上的导杆(2.36)、能装夹工件的工件夹持装置(5)以及数控操作系统(4),其特征在于:在钻床座(1)上竖直固定有墙板(3),其板面左面有左支座(2.16)横向固定在墙板(3)上,主轴移动电机(2.15)固定于左支座(2.16)的左端面上,其轴伸入左支座(2.16)孔中并与水平安装的丝杠(2.09)左轴头固定连接,丝杠(2.09)左端用轴承(2.05)支承在左支座(2.16)孔内,其右端通过轴承(2.01)支承在固定于墙板(3)上的右支座(2.08)内,拧在丝杠(2.09)上的丝母(2.10)穿过弯形支架(2.02)下部下弯的竖向板的横孔,其法兰盘固定在板面上,弯形支架(2.02)上部上弯的竖向板上有与丝杠(2.09)中心线平行的孔,支承套(2.21)的左端固定在孔内,套右端支承在有多排滚珠支承的直线导套(2.22)内,直线导套(2.22)固定安装在固定于墙板(3)上的主轴支座(2.23)内,主轴(2.17)两端有轴承(2.20)支承在支承套(2.21)内孔两端,其右部的较粗的轴头端面有内摩擦锥孔(2.26),左端的尾部固定有同步带轮(2.19),主轴转动电机(2.27)固定于弯形支架(2.02)上,其电机轴上固定的同步带轮(2.37)与主轴上的同步带轮(2.19)相适应,同步带使两轮相连;在墙板(3)板面上的主轴(2.17)右侧,竖向固定有垂直于其板面的、由上下连接板(2.70)连接的两块直角夹板(2.63),两根导柱(2.30)的上下端固定于连接板(2.70)上,其两条中心线平行且所在的平面与主轴(2.17)中心线垂直,导柱(2.30)穿过异形支架(2.31)两翼上的竖孔,支架两翼上的孔和导柱(2.30)之间用与主轴上同样的直线导套支承,在异形支架(2.31)上两导柱(2.30)之间,有与支架连体的、上下依次横向排列的套筒(2.29)伸出两直角夹板(2.63)之间的窄部并朝向墙板(3)的右方,其中心线至墙板(3)表面和主轴(2.17)中心线至墙板(3)表面距离相等,套筒(2.29)孔内固定有带多排滚珠的夹头轴直线导套(2.47),其内的支承套(2.55)的两端有轴承(2.56)将夹头轴(2.43)支承在孔内,在异形支架(2.31)左端孔内有压缩弹簧(2.46)套在支承套(2.55)外并在弹簧座(2.45)及夹头轴直线导套(2.47)之间,弹黄座(2.45)的右端凸台挂在异形支架(2.31)左端的内孔台阶上,支承套(2.55)左端外径的凸台座在弹簧座(2.45)左端的内孔台阶上,夹头轴(2.43)左端头固定有外摩擦锥(2.42),其右端伸出套筒(2.29)部分安装有弹簧夹头(2.32),多位气缸(2.35)固定在导柱(2.30)下部的墙板(3)上,多位气缸(2.35)的导杆(2.36)与异形支架(2.31)下端固定连接,在异形支架(2.31)和多位气缸(2.35)的右方安装有工件持装置(5)。
2.如权利要求1所述的数控微孔钻床,其特征在于:丝杠(2.09)和主轴(2.17)及其上面的连接件安装在一块调位板(2.14)上,板的四角开有调位长孔(2.41),四个螺钉(2.25)穿过长孔拧在墙板(3)上,板下部有两支固定于墙板(3)上的调节螺钉(2.13)顶在其下边沿上。
3.如权利要求1或2所述的数控微孔钻床,其特征在于:在多位气缸(2.35)壁右侧固定有悬臂支架(6),其悬臂端上面安装一蜗轮箱(5.01),摆动定位步进电机(5.02)的法兰固定在箱壁上,其轴头水平伸入箱内并与蜗杆轴(5.21)固定连接,竖向支承在箱体内的蜗轮轴(5.03)的轴上端固定有摆动支架(5.40),其摆臂上固定有支架(5.05),支架(5.05)上面安装有支座(5.39),其孔中心线与主轴(2.17)中心线在同一平面内,空心的支撑套(5.35)由轴承(5.36)支承在孔内,其较粗端伸出支座(5.39)对向弹簧夹头(2.32)方向,端部沿圆周均布地开有能容纳卡爪座(5.25)的长槽,导杆轴(5.34)尾端固定在支撑套(5.35)内细端内孔的滑块(5.19)上,其头部的粗轴颈可滑动地安在支撑套(5.35)内的一段内孔中,粗轴颈上开有环形凹槽,在滑块(5.19)与支撑套(5.35)内孔颈缩段间的导杆轴(5.34)的轴颈上套有弹簧(5.18),在导杆轴(5.34)轴头左端,有空心的定位针支架(5.31)固定在支撑套(5.35)大端内孔端面上,定位针(5.33)穿过与其相适应的定位针支架(5.31)的内孔,其针座固定其上,定位针(5.33)的针头对向弹簧夹头(2.32)方向;在支撑套(5.35)大端的长槽内,有卡爪座销(5.24)穿过卡爪座(5.25)中间的横向长孔,两端固定在槽的两侧壁上,卡爪座(5.25)后部下弯处端部的球头伸向导杆轴(5.34)的环形槽内,卡爪座(5.25)头部有凹弧面对向定位针(5.33)的卡爪(5.32);在支撑套(5.35)小端外圆上固定有同步带轮(5.13),分度步进电机(5.09)横向固定在支座(5.39)上的支架(5.17)上,其轴头固定有同步带轮(5.16),同步带(5.14)挂连在两同步带轮(5.16)、(5.13)上,在支架(5.17)上与支撑套(5.35)小端相对处固定有气缸(5.11),气缸导杆(5.10)顶在支撑套(5.35)内孔的滑块(5.19)的右端面上。
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