CN2897507Y - 钻头间距可调的三轴数控钻床 - Google Patents
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Abstract
一种钻头间距可调的三细数控钻床，它包括床身，安装在床身导轨上的工作平台，以及设置在工作平台上的动力装置，用于驱动工作平台位移的给进机构，所述动力装置包括由电动机和减速器组成的工进机构，以及由工进机构输出轴驱动的动力轴，所述动力轴包括由上至下平行设置的三根动力轴（l）（2）（3），中间动力轴（2）通过水平位移机构安装在动力装置上，位于中间动力轴（2）上、下方的动力轴（1）（3）通过垂直位移分刀机构安装在动力装置上。由于本钻床将分刀机构的应用、送给机构、工进机构进行了有机结合，在一台钻床上实现了单轴、两轴或三铀同时钻削且三轴钻头间距可调的多轴联动功能，相比现有技术，可极大的提高钻床的自动化程度、以及工作效率和加工精度。
Description
技术领域
本发明所涉及机械加工设备技术，具体说是涉及一种钻头间距可调的三轴数控钻床。
背景技术
制动蹄作为汽车的重要零部件，是一种市场需求量大，品种规格繁多且市场竞争激烈的配件之一。传统的生产工艺多采用小型摇臂钻夹胎具的方法来生产，效率低、精度差、工艺落后也恰是上述技术所存在的不足。为改善这一传统加工工艺，目前已有个别厂家向市场推出了一种双轴结构专用钻床，此类专用钻床相比传统钻床虽可使其生产效率、加工精度得以提高，但由于每一种钻床生产的产品相对比较单一，生产厂家只有购置多种规格的专用钻床才能满足多品种多规格制动蹄的加工需要，这就必然会造成设备资源和资金的浪费。
发明内容
本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而研制一种钻头间距可调的三轴数控钻床。本实用新型的基本的思路是：设计一种既可实现单轴钻削，又可实现两轴钻削或三轴同时钻削，且其三轴钻头间距可调节的钻床，以适应市场对多种类型制动蹄加工的需求，达到提高设备的生产效率、减少设备投资的目的。
本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现：
本实用新型钻头间距可调的三轴数控钻床包括床身，安装在床身导轨上的工作平台，以及设置在工作平台上的动力装置，用于驱动工作平台位移的给进机构，所述动力装置包括由电动机和减速器组成的工进机构，以及由工进机构输出轴驱动的动力轴；所述动力轴包括由上至下平行设置的三根动力轴，其中：中间动力轴通过水平位移机构安装在动力装置上，位于中间动力轴上、下方的动力轴通过垂直位移分刀机构安装在动力装置上。
本实用新型中所述工进机构输出轴为花键轴，在花键轴上依次设置有三个分别与三根动力轴末端设置的锥齿轮相啮合的锥齿轮，其中与中间动力轴末端的锥齿轮相啮合的锥齿轮以固接的方式安装在花键轴上，与上、下动力轴末端的锥齿轮相啮合的锥齿轮以滑动配合的方式安装在花键轴上。
所述垂直位移分刀机构包括垂直设置的正反滚珠丝杠，平行于正反滚珠丝杠设置的直线导轨，安装在直线导轨上的分别与上、下动力轴相固接的导向滑块；所述正反滚珠丝杠通过联轴器与伺服电机连接；所述导向滑块的上、下位移通过与其相结合的正反滚珠丝杠来实现。
本实用新型中与上、下动力轴末端的锥齿轮相啮合的锥齿轮通过连接件分别和与上、下动力轴相固接的导向滑块相固接。
本实用新型中设置在中间动力轴末端的锥齿轮以滑动配合的方式与中间动力轴末端的花键轴相配合；用于驱动中间动力轴水平位移的机构包括与中间动力轴相固接的导向滑块、手轮驱动轴、以及分别与导向滑块和手轮驱动轴相结合的齿轮齿条传动副。
本实用新型中分刀机构的设置可以根据工件上孔的列阵分布，实时调整钻头间距，以满足复杂孔列阵的加工，增强了制动蹄钻床的柔性。本实用新型的控制系统由三轴CNC数控系统、伺服控制系统、PLC可编程控制系统组成，实现多轴联动，提高自动化程度。
本实用新型的工作原理如下：
工作时，伺服电机带动正反滚珠丝杠转动，使分别与上、下动力轴相固接的导向滑块沿直线导轨作垂直方向同步反向的分合，从而达到调整中间钻头与上下两侧钻头间距的目的。在此过程中，中间动力轴是垂直方向固定位置不变的，但是它可以在手轮驱动轴的调整下水平方向移动，中间动力轴末端与锥齿轮相结合的花键结构保证其在水平方向的可移动性，在手轮驱动轴调整中间动力轴的过程中，设置在手轮驱动轴末端的直齿齿轮与齿条啮合，进而通过齿条带动与中间动力轴相固接的导向滑块作水平方向的位移，实现中间动力轴水平方向的伸缩功能。当手轮驱动轴将中间动力轴调整至所需要的位置时，由定位轴销将其固定，以保证中间动力轴的稳定。当中间动力轴在手轮驱动轴的调整下做向前位移，并超出上、下动力轴而更接近工件时，即实现了一个钻头工作的状态；当中间动力轴在手轮驱动轴的调整下做向后位移，并使上、下动力轴更接近工件时，便可实现两个钻头的工作状态，且此两个钻头间距可调。同理，当中间动力轴在手轮驱动轴的调整下做向前或向后位移，并使上、下动力轴与中间动力轴同时接近工件时，即可实现三个钻头平齐的共同工作状态(即三轴同时钻孔工作状态)。在此分刀过程中，上、下动力轴的移动均受伺服电机的控制，伺服控制可以精确的定位分刀的行程并加以极限保护，使得分刀机构能到达到所需要的工作要求。
本实用新型的钻床在必要的时可将整个动力装置拆卸更换为固定间距的动力装置，例如可以在分刀机构不易调整到的多孔定孔距加工中，更换为固定间距动力头，以提高工作效率，适应不同加工的需求。
本实用新型的工进机构中的大功率交流电机是整个工进机构的动力源，通过减速器将动力传递至减速器输出轴(花键轴)，而花键轴上的三个直齿锥齿轮与三动力轴末端的三个直齿锥齿轮相啮合，从而改变动力方向，使钻头正常工作。由于安装在花键轴上的三个直齿锥齿轮中的上下两个直齿锥齿轮分别与连接上、下动力轴的导向滑块刚性固定连接，当上、下动力轴在分刀机构的驱动下做上下位移时，上下两个直齿锥齿会同导向滑块一起移动，保持上、下两对啮合的直齿锥齿轮的相对位置不变，所以在工进机构工作的时候不会对分刀机构的工作形成障碍和冲突。
由于本实用新型将分刀机构的应用，以及进给机构、工进机构的设计进行了有机结合，在一台钻床上实现了单轴、两轴或三轴同时钻削且三轴钻头间距可调的多轴联动功能，相比现有技术，可极大的提高钻床的自动化程度、以及工作效率和加工精度。
附图说明
图1为本实用新型的原理图
图2为本发明的主视图(部分剖视图)。
图3是图2的俯视图(部分剖视图)。
图4是图2的A-A局剖图。
图中：1、2、3是动力轴，4是直线导轨，5是伺服电机，6是联轴器，7是正反滚珠丝杠，8是电动机，9是减速器，10是伺服电机，11是伺服电机，12是精密分度蜗轮装置，13是卡具，14、15是导向滑块，16是手轮驱动轴，17是定位轴销，18是滚珠丝杠，19是与滚珠丝杠18相配合的丝套，20是工进机构输出轴(花键轴)，21是齿轮齿条传动副，22是导向滑块，23是中间动力轴末端的花键轴，24是床身导轨，25是直齿锥齿轮，26是直齿锥齿轮。
具体实施方式
本实用新型以下将结合实施例(附图)作以详细描述，但并不限制本实用新型。
如图1、2、3所示，本实用新型钻头间距可调的三轴数控钻床包括床身，安装在床身导轨24上的工作平台，以及设置在工作平台上的动力装置，用于驱动工作平台位移的给进机构，所述动力装置包括由电动机8和减速器9组成的工进机构，以及由工进机构输出轴20驱动的由上至下平行设置的三根动力轴1、2、3，其中：中间动力轴2通过水平位移机构安装在动力装置上，位于中间动力轴2上、下方的动力轴1、3通过垂直位移分刀机构安装在动力装置上。所述工进机构输出轴为花键轴，在花键轴上依次设置有三个分别与动力轴1、2、3末端设置的锥齿轮26相啮合的锥齿轮25，其中与中间动力轴2末端的锥齿轮相啮合的锥齿轮以固接的方式安装在花键轴上，与上、下动力轴1、3末端的锥齿轮相啮合的锥齿轮以滑动配合的方式安装在花键轴上。
所述给进机构包括伺服电机10、由伺服电机10驱动的减速器，以及与减速器输出端相结合的滚珠丝杠18，滚珠丝杠18通过与其相配合的丝套19与工作平台相结合。工作平台在伺服电机10的控制下沿导轨24水平移动，实现本发明工作进给速度及动力头工进速度的调整。
在工作平台前端的床身设置有分度机构，所述分度机构包括中由伺服电机11驱动的精密分度蜗轮装置12，以及与精密分度蜗轮装置12连接的卡具13。其工作原理是：精密分度蜗轮装置12在伺服电机11的驱动下，带动与精密分度蜗轮装置12连接的卡具13顺(逆)时针转动一定角度，到下一个工位；通过设置伺服驱动器的参数来调整回转速度，由CNC或外接“手摇脉冲发生器”的位置命令信号(+/-)来控制回转方向，在工作台上设计有“工件零位”限位开关，以在工件到达加工工位时做出提示。
如图3、4所示，所述垂直位移分刀机构包括垂直设置的正反滚珠丝杠7，平行于正反滚珠丝杠7设置的直线导轨4，安装在直线导轨4上的分别与上、下动力轴相固接的导向滑块14、15；所述正反滚珠丝杠7通过联轴器6与伺服电机5连接；所述导向滑块14、15的上下位移通过与其相结合的正反滚珠丝杠7来实现。与上、下动力轴1、3末端的锥齿轮相啮合的锥齿轮通过连接件分别与导向滑块14、15相固接，与导向滑块14、15形成刚性连接体(如图1所示)。
如图1、3、4所示，设置在中间动力轴2末端的锥齿轮以滑动配合的方式与中间动力轴2末端的花键轴23相配合；用于驱动中间动力轴2水平位移的机构包括与中间动力轴2相固接的导向滑块22、手轮驱动轴16、以及分别与导向滑块22和手轮驱动轴16相结合的齿轮齿条传动副21、和用于中间动力轴2定位的定位轴销17。
工作时，伺服电机5带动正反滚珠丝杠7使导向滑块14、15沿直线导轨4同步反向的分合达到调整钻头间距的目的。在此过程中动力轴2是垂直方向固定位置不变的，但是它可以在手轮驱动轴16的调整下水平方向移动，动力轴2末端的花键结构保证其在水平方向的可移动性，在所述的手轮杆16调整动力轴2的过程中，手轮驱动轴16末端加工出的直齿齿轮与齿条啮合，而齿条与导向滑块22刚性连接后，可以实现手轮驱动轴16对动力轴2水平方向伸缩功能的调整，在手轮驱动轴16将动力轴2调整至所需要的位置时，由定位轴销17将其固定，以保证动力轴的稳定。当动力轴2由手轮驱动轴16调整超出动力轴1和动力轴3而更接近工件时，即实现了一个钻头工作的状态；当手轮杆16调整动力轴2使动力轴1和动力轴3更接近工件时，可实现两个钻头的工作状态，且此两个钻头间距可调，同理可实现调整三个钻头平齐工作，即为三轴同时钻孔的工作状态。在此分刀过程中，动力轴1、3的移动均受伺服电机5的控制，伺服控制可以精确的定位分刀的行程并加以极限保护，使得分刀机构能到达到所需要的工作要求。本实用新型在必要的时候可将整个分刀机构拆卸更换为固定间距的动力头，例如可以在分刀机构不易调整到的多孔定孔距加工中，更换为固定间距动力头，以提高工作效率，适应不同加工的需求。
工进机构的设计关键在于与分刀机构的有机结合，在实现以上分刀机构所述的要求前提下，完成工进的任务，大功率的交流电机8是整个工进机构的动力源，通过减速器9将动力传递至于减速器9花键所连接的花键轴20，而花键轴20上三个直齿锥齿轮25与三动力轴末端的三个直齿锥齿轮26向啮合，从而改变动力方向，使钻头正常工作。由于安装在花键轴上的三个直齿锥齿轮中的上下两个直齿锥齿轮分别与连接上、下动力轴的导向滑14、15块刚性固定连接，当上、下动力轴在分刀机构的驱动下做上下位移时，上下两个直齿锥齿会同导向滑块一起移动，保持上、下两对啮合的直齿锥齿轮的相对位置不变，所以在工进机构工作的时候不会对分刀机构的工作形成障碍和冲突。
Claims (5)
1、一种钻头间距可调的三轴数控钻床，它包括床身，安装在床身导轨上的工作平台，以及设置在工作平台上的动力装置，用于驱动工作平台位移的给进机构，所述动力装置包括由电动机(8)和减速器(9)组成的工进机构，以及由工进机构输出轴(20)驱动的动力轴，其特征在于：所述动力轴包括由上至下平行设置的三根动力轴(1)(2)(3)，其中：中间动力轴(2)通过水平位移机构安装在动力装置上，位于中间动力轴(2)上、下方的动力轴(1)(3)通过垂直位移分刀机构安装在动力装置上。
2、根据权利要求1所述的钻头间距可调的三轴数控钻床，其特征在于：所述工进机构输出轴为花键轴，在花键轴上依次设置有三个分别与动力轴(1)(2)(3)末端设置的锥齿轮相啮合的锥齿轮，其中与中间动力轴(2)末端的锥齿轮相啮合的锥齿轮以固接的方式安装在花键轴上，与上、下动力轴(1)(3)末端的锥齿轮相啮合的锥齿轮以滑动配合的方式安装在花键轴上。
3、根据权利要求1所述的钻头间距可调的三轴数控钻床，其特征在于：所述垂直位移分刀机构包括垂直设置的正反滚珠丝杠(7)，平行于正反滚珠丝杠(7)设置的直线导轨(4)，安装在直线导轨(4)上的分别与上、下动力轴相固接的导向滑块(14)(15)；所述正反滚珠丝杠(7)通过联轴器(6)与伺服电机(5)连接；所述导向滑块(14)(15)的上下位移通过与其相结合的正反滚珠丝杠(7)来实现。
4、根据权利要求1或2所述的钻头间距可调的三轴数控钻床，其特征在于：设置在中间动力轴(2)末端的锥齿轮以滑动配合的方式与中间动力轴(2)末端的花键轴相配合；用于驱动中间动力轴(2)水平位移的机构包括与中间动力轴(2)相固接的导向滑块(22)、手轮驱动轴(16)、以及分别与导向滑块(22)和手轮驱动轴(16)相结合的齿轮齿条传动副(21)。
5、根据权利要求2或3所述的钻头间距可调的三轴数控钻床，其特征在于：与上、下动力轴(1)(3)末端的锥齿轮相啮合的锥齿轮通过连接件分别与导向滑块(14)(15)相固接。
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