CN2860691Y - 卧式自动钻孔机 - Google Patents

Abstract

一种卧式自动钻孔机，包括轴向连接的内壁面设有可与外部压力气体导通的周向凹槽的主机壳体和内壁面轴向设有导向键的后机壳体、设于主机壳体中的对应其周向凹槽而沿壁体周向开有气孔的气浮主轴套、将该套固定的前盖、活套于后机壳体及气浮主轴套中的气浮主轴组件，该气浮主轴组件一端设有带可转动夹头主轴的夹头组件、另一端设有可使得气浮主轴组件与导向键相对滑动的进刀组件，还包括通过第一连轴器与进刀组件连接的固定在后机壳体内的步进电机，后机壳体的端面设有可引入导线的后盖。本实用新型利用气浮原理，大大减少了钻头反复位移的摩擦阻力，节省能源；还可精确地控制钻头的位移，提高钻孔的质量和延长钻头的寿命。

Description

卧式自动钻孔机

技术领域

本实用新型涉及钻孔机械加工设备，尤其涉及一种可用于加工小型工件上高精度孔的卧式自动钻孔机。

背景技术

对于加工小型工件上的高精度孔，多半采用小型卧式钻孔机进行，如加工不锈钢表带上的孔。这类钻孔机体积小、移动安装方便，精度高，受到企业的普遍欢迎。图5示出了目前使用较多的一种小型卧式钻孔机的基本结构示意图，该钻孔机包括：外壳01、活套于外壳腔体内的套筒02、通过第一轴承03和第二轴承04设于套筒内的进刀机构，该进刀机构通过一减速机构07(一对带轮)与电机08连接。外壳上设有可带动套筒02轴向移动的汽缸05。其中进刀机构包括：装于第一轴承03内的右端穿出套筒右端的钻夹头主轴06(右端可装夹钻头)、装于第二轴承04内的左端穿出套筒和外壳左端的花键轴套09，花键轴套的右端套于钻夹头主轴06的左端。而花键轴套09的内圆与钻夹头主轴的配合，以及花键轴套09的外圆与第二轴承04的配合均是采用花键连接配合。开机后，花键轴套09可以带动钻夹头主轴06转动，汽缸05可以带动套筒02及钻夹头主轴06作轴向移动。通过外设的控制装置及辅助机构，可以控制钻夹头主轴的进刀退刀以及通过控制进退刀的时间间隔ΔT来控制进退刀的距离。对于较厚的硬质材料，通常要经过反复的进退刀，才能够完成钻孔加工。因此，现有小型卧式钻孔机存在下列明显的缺陷：

1、外壳与套筒之间为滑动摩擦，摩擦阻力较大，汽缸带动套筒反复的进退刀，耗能大大增加；

2、通过控制进退刀的时间间隔ΔT来控制进退刀的距离，对于材质的软硬不同以及需要很短时间间隔改变行程的工况，实际上是很难精确控制的；

3、对于一些较硬的材质或较小较深的孔的加工，由于不能精确控制进退刀的位移，常常因退刀排屑冷却不及时，易折断钻头，降低使用寿命及影响孔的质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是要解决现有钻孔机耗能高、钻头行程不易准确控制的技术问题，提出一种耗能底、钻头行程控制准确的卧式自动钻孔机。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是构造一种卧式自动钻孔机，其包括轴向连接的内壁面设有可与外部压力气体导通的周向凹槽的主机壳体和内壁面轴向设有导向键的后机壳体、设于所述主机壳体中的对应其周向凹槽而沿壁体周向开有气孔的气浮主轴套、将该套固定的前盖、活套于所述后机壳体及气浮主轴套中的气浮主轴组件，该气浮主轴组件一端设有带可转动夹头主轴的夹头组件、另一端设有可使得所述气浮主轴组件与所述导向键相对滑动的进刀组件，还包括通过第一连轴器与所述进刀组件连接的固定在所述后机壳体内的步进电机，所述后机壳体的端面设有可引入全部导线的后盖。

其中，所述的气浮主轴组件包括：气浮主轴筒、设于该筒内一端的所述夹头组件、将该夹头组件固定于气浮主轴筒端的锁紧螺母和密封环、通过第二连轴器与该夹头组件连接的固定在气浮主轴筒内的主轴电机、固定连接在该气浮主轴筒另一端的所述进刀组件。

所述的进刀组件包括：固定连接在所述气浮主轴筒端面的可与所述导向键配合滑动的丝母、设于该丝母内孔中的丝杠、套于该丝杠一端上并与该丝母一端面连接的螺丝套筒；设于所述丝母另一端面丝杠上的调整丝母、依次设于丝杠细轴段上的推力轴承、内孔带有进刀径向轴承的第一定位块、第一垫片、第一止推环和与所述步进电机连接的所述的第一连轴器。

所述的夹头组件包括：夹头主轴、设于该夹头主轴中部的轴承组和第二垫片及第二止推环，设于夹头主轴一端的与所述主轴电机连接的第二连轴器。

所述的步进电机通过一设于其电机轴上的第二定位块固定于所述的后机壳体内壁面。

所述的第一和第二连轴器可为嵌入式连轴器。

本实用新型采用气浮原理，工作时将产生反复位移的部件-气浮主轴组件与固定件气浮主轴套隔离开来，使得气浮主轴组件的轴向移动(进刀或退刀运动)所受到的摩擦阻力大大下降，用较小功率的步进电机就可以带动气浮主轴组件的移动。利用ΔL位移来控制进刀和退刀的时间，可以获得精确控制，从而可提高钻孔的精度和较好地冷却钻头，以致延长钻头的使用寿命。特别是反复进刀、退刀的摩擦阻力小，节省能源特别明显。本实用新型的体积小、安装方便，全部的电力线和信号线内藏，外形美观，使用安全。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细的说明，其中：

图1是本实用新型较佳实施例的装配示意图；

图2是本实用新型较佳实施例的主视图图1的主视图；

图2A是图2中B-B向的剖视图；

图2B是图2中C-C向的剖视图；

图2C是图2A中D-D向的剖视图；

图3是图1中气浮主轴组件的装配示意图；

图3A是图3中进刀组件的装配示意图；

图3B是图3中夹头组件的装配示意图；

图4是图1电机部件的装配示意图；

图5是现有小型卧式钻孔机的基本结构示意图。

具体实施方式

图1和图2、图2A示出了本实用新型较佳实施例——一种卧式小型自动钻孔机的基本结构，其包括由主机壳体3和后机壳体8轴向连接成一体的矩形外壳，主机壳体3的内壁面设有通过进气孔302与外部压力气体导通的环形凹槽301，后机壳体8的内壁下面轴向装有导向键7，(请参阅图2C)。主机壳体3内装有一气浮主轴套2，沿该套的壁体周向均布有对应于所述主机壳体3上环形凹槽301的气孔13，(请参阅图2B)。一前盖1将气浮主轴套2固定在主机壳体3中。一气浮主轴组件9活套于后机壳体8及气浮主轴套2中，该气浮主轴组件右端套装有带可转动夹头主轴29的夹头组件14、左端连接有一进刀组件15，该组件可使得气浮主轴组件9与后机壳体8上的导向键7产生相对滑动。后机壳体8内还包括通过第一嵌入式连轴器16与进刀组件15连接的固定在后机壳体8内的步进电机10，后机壳体8的左端面装有一后盖11，该后盖上还装有一可引入全部导线的多线位插座12。还包括设于外部的控制器和气泵，控制器内设有带控制软件的芯片，控制器通过内藏于壳体中的电力线和信号线与本钻孔机中的用电器连接，气泵通过导管与主机壳体3上进气孔302连接。由于控制部分和气体输送部分可以采用现有成熟的技术，本文不再多述，图中也未示出。

如图3所示，所述的气浮主轴组件9包括：与气浮主轴套2间隙配合的气浮主轴筒17、套装于该筒内右端的带可转动夹头主轴29的夹头组件14、将该夹头组件固定于气浮主轴筒17右端的锁紧螺母30和密封环31、通过第二嵌入式连轴器18与该夹头组件14连接的主轴电机36，该电机固定在气浮主轴筒17内壁上，并与外部的控制器电连接。还包括通过螺钉组40固定连接在该气浮主轴筒17左端面壁体上的所述进刀组件15(请参阅图2A)。

如图3A所示，所述的进刀组件15包括：通过螺钉组40固定连接在所述气浮主轴筒17左端面壁体上的可与所述导向键7配合滑动的丝母19，该丝母的外缘上还嵌装有与外部控制器电连接的位移传感器(图中未示出)。该丝母内孔中设有一可与其配合转动的丝杠20，该丝杠右端上套有一螺丝套筒21，该套筒通过螺钉组41连接在丝母19的右端面上，而丝母左端面的丝杠上设有的一调整丝母22，丝杠细轴段23上依次设有的推力轴承24、内孔带有进刀径向滚珠轴承26的第一定位块25、第一垫片27、第一止推环28和与所述步进电机10连接的第一嵌入式连轴器16，第一定位块25固定于后机壳体的内壁上(请参阅图2A)。

如图3B所示，所述的夹头组件14包括：可转动的并可装夹多种直径钻头的ER11夹头主轴29、设于该夹头主轴中部的轴承组32和第二垫片33及第二止推环34，设于夹头主轴一端的与所述主轴电机36连接的第二连轴器18。轴承组32由两径向滚珠轴承42和设于两轴承之间的隔离环43构成，该轴承组由第二止推环34和锁紧螺母30定位在所述气浮主轴筒17内壁面的右端(请参阅图2A)。

如图4所示，所述的步进电机10通过一装于其电机轴上的第二定位块35固定于在后机壳体8内壁面上，电机轴上装有与所述丝杠20连接的第一嵌入式连轴器16(请参阅图2A)。步进电机10与外部控制器保持电连接。

本实用新型可卧式可方便的固定在工作台上，对工件进行自动钻孔加工。例如，可以用两台相对安装的钻孔机，对装夹在中间的不锈钢表带进行自动钻孔加工。开机后，主轴电机36带动装有钻头的ER11夹头主轴29转动；步进电机10根据控制器设定的程序带动丝杠21朝一个方向转动，促使与其配合的丝母19沿导向槽7向前滑动，从而推动整个气浮主轴组件9进刀对表带钻孔；同时外部的压力气体通过设于主机壳体3上的进气孔302进入环形凹槽301，并由对应于环形凹槽301而周向均布在气浮主轴套2上的气孔13进入气浮主轴套2和气浮主轴组件9的径向间隙形成环形的气垫，即输入的压力气体便将气浮主轴组件9浮起，使之脱离与气浮主轴套2的直接接触，从而使得气浮主轴组件9的轴向移动(进刀或退刀运动)受到的摩擦阻力大大下降，那么用较小功率的步进电机10就可以带动气浮主轴组件9的移动，节省了电能。根据控制器设定的程序，气浮主轴组件9位移(进刀)一定距离后，丝母上的传感器给控制器发出信号，控制器控制步进电机10带动丝杠21反转，促使丝母19连带气浮主轴组件9反向移动——退刀排屑。由于工艺的要求，对于一些工件需要反复进刀和退刀排屑，本实用新型利用ΔL位移来控制进刀和退刀的时间，便于精确控制，从而可以提高钻孔的精度和较好地冷却钻头，以致延长钻头的使用寿命。特别是反复进刀、退刀的摩擦阻力小，节省能源更为明显。本实用新型的体积小、安装方便，全部的电力线和信号线内藏，外形美观，使用安全。

Claims (6)

1、一种卧式自动钻孔机，其特征在于，包括轴向连接的内壁面设有可与外部压力气体导通的周向凹槽(301)的主机壳体(3)和内壁面轴向设有导向键(7)的后机壳体(8)、设于所述主机壳体(3)中的对应其周向凹槽(301)而沿壁体周向开有气孔(13)的气浮主轴套(2)、将该气浮主轴套固定的前盖(1)、活套于所述后机壳体(8)及气浮主轴套(2)中的气浮主轴组件(9)，该气浮主轴组件一端设有带可转动夹头主轴(29)的夹头组件(14)、另一端设有可使得所述气浮主轴组件(9)与所述导向键(7)相对滑动的进刀组件(15)，还包括通过第一连轴器(16)与所述进刀组件(15)连接的固定在所述后机壳体(8)内的步进电机(10)，所述后机壳体(8)的端面设有可引入全部导线的后盖(11)。

2、如权利要求1所述的卧式自动钻孔机，其特征在于，所述气浮主轴组件(9)包括：气浮主轴筒(17)、设于该筒内一端的所述夹头组件(14)、将该夹头组件固定于气浮主轴筒(17)端的锁紧螺母(30)和密封环(31)、通过第二连轴器(18)与该夹头组件(14)连接的固定在气浮主轴筒(17)内的主轴电机(36)、固定连接在该气浮主轴筒(17)另一端的所述进刀组件(15)。

3、如权利要求2所述的卧式自动钻孔机，其特征在于，所述的进刀组件(15)包括：固定连接在所述气浮主轴筒(17)端面的可与所述导向键(7)配合滑动的丝母(19)、设于该丝母内孔中的丝杠(20)、套于该丝杠一端上并与该丝母(19)一端面连接的螺丝套筒(21)；设于所述丝母另一端面丝杠上的调整丝母(22)、依次设于丝杠细轴段(23)上的推力轴承(24)、内孔带有进刀径向轴承(26)的第一定位块(25)、第一垫片(27)、第一止推环(28)和与所述步进电机(10)连接的所述的第一连轴器(16)。

4、如权利要求3所述的卧式自动钻孔机，其特征在于，所述的夹头组件(14)包括：夹头主轴(29)、设于该夹头主轴中部的轴承组(32)和第二垫片(33)及第二止推环(34)，设于夹头主轴一端的与所述主轴电机(36)连接的第二连轴器(18)。

5、如权利要求4所述的卧式自动钻孔机，其特征在于，所述的步进电机(10)通过一设于其电机轴上的第二定位块(35)固定于所述的后机壳体(8)内壁面。

6、如权利要求5所述的卧式自动钻孔机，其特征在于，所述的第一和第二连轴器(16、18)为嵌入式连轴器。

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