專利名稱：多頭數(shù)控鉆床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)控機床，具體涉及一種多頭數(shù)控鉆床。
背景技術(shù)：
鉆床在現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用廣泛，是常見的機械加工設(shè)備，多用于鉆孔和攻絲等工藝， 分為普通鉆床和數(shù)控鉆床兩類。在現(xiàn)代機械加工中，往往要求連續(xù)完成工件的鉆孔、擴孔、 锪孔、鉸孔及攻絲中的兩道乃至兩道以上的工序，以提高工件孔的形狀、尺寸、位置等精度， 同時減少裝卸和定位次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。普通鉆床的單鉆頭鉆床雖然操作簡單，但需不斷更換鉆頭，存在著不易定位、加工 精度和效率低等缺點；排頭鉆鉆床的工作效率雖然有所提高，但精度要求仍無法滿足。數(shù)控 鉆床具有定位準(zhǔn)確，加工精度和效率高等優(yōu)點，但又因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴、保養(yǎng)不便，使 很多中小企業(yè)難以接受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多頭數(shù)控鉆床，它可以克服現(xiàn)有的數(shù)控多 鉆頭鉆床結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴、保養(yǎng)不便的缺陷。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明多頭數(shù)控鉆床的技術(shù)解決方案為
包括底座、換刀機構(gòu)、鉆頭機構(gòu)、進(jìn)給機構(gòu)，底座設(shè)置有工作臺，底座上固定設(shè)置有立 柱，立柱頂部設(shè)置換刀機構(gòu)；底座上固定設(shè)置有支撐架；支撐架上設(shè)置有鉆頭機構(gòu)，鉆頭機 構(gòu)連接進(jìn)給機構(gòu)，進(jìn)給機構(gòu)驅(qū)動鉆頭機構(gòu)的主軸外套沿豎直方向運動，使設(shè)置于主軸外套 的氣動夾具能夠沿豎直方向運動；換刀機構(gòu)、鉆頭機構(gòu)、進(jìn)給機構(gòu)的控制端均與數(shù)控系統(tǒng)的 信號輸出端連接。所述換刀機構(gòu)包括圓盤、機械手、刀具夾頭、速度與角度可控伺服電機，圓盤上設(shè) 置多個機械手，多個機械手相對于圓盤2圓周均布，機械手夾持有刀具夾頭；刀具夾頭上裝 有刀具鉆頭；圓盤通過聯(lián)軸器連接速度與角度可控伺服電機；機械手與數(shù)控系統(tǒng)的信號輸 出端連接。所述機械手、刀具夾頭與刀具鉆頭的數(shù)目相同。所述鉆頭機構(gòu)包括伺服電機、變速箱、主軸外套、花鍵軸、氣動夾具，變速箱內(nèi)設(shè)置 有相互嚙合的輸出齒輪、輸入齒輪，變速箱的輸入齒輪連接伺服電機；花鍵軸包括花鍵段、 光軸段，變速箱的輸出齒輪與花鍵軸的花鍵段相嚙合，花鍵軸的光軸段通過軸承固定設(shè)置 于主軸外套內(nèi)；花鍵軸的光軸段一端連接氣動夾具；氣動夾具與對應(yīng)位置的刀具夾頭位于 同一軸線上，使氣動夾具能夠鎖緊夾持對應(yīng)位置的刀具夾頭，從而實現(xiàn)對所需刀具鉆頭的 夾持。所述進(jìn)給機構(gòu)包括升降電機、齒輪、齒條，升降電機的輸出軸與齒輪固定連接，齒 條與所述鉆頭機構(gòu)的主軸外套固定連接，齒輪與齒條相嚙合。本發(fā)明可以達(dá)到的技術(shù)效果是
本發(fā)明的換刀機構(gòu)、鉆頭機構(gòu)及進(jìn)給機構(gòu)相互獨立，結(jié)構(gòu)清晰簡潔、易于維護，且由數(shù)
3控系統(tǒng)統(tǒng)一控制，能夠增加操作靈活性，提高生產(chǎn)效率，降低成本。本發(fā)明的多個刀具鉆頭在圓盤上沿圓周方向等角度分布，可實現(xiàn)一次裝夾，連續(xù) 加工多道工序，能夠有效地解決現(xiàn)有數(shù)控鉆床不方便連續(xù)對工件孔多道工序的加工問題； 本發(fā)明還能夠減少工件的重定位誤差，因此獲得的孔的形狀、尺寸、位置精度高。本發(fā)明不僅生產(chǎn)效率高、加工精度高、價格低廉、能夠降低勞動強度，而且結(jié)構(gòu)緊 湊簡單、設(shè)計合理，可廣泛應(yīng)用于機械加工領(lǐng)域。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明 圖1是本發(fā)明多頭數(shù)控鉆床的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的換刀機構(gòu)的示意圖； 圖3是本發(fā)明的變速箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖4是本發(fā)明的花鍵軸與變速箱的傳動示意圖。圖中附圖標(biāo)記說明 1為底座， 3為氣動夾具， 5為齒輪， 7為主軸外套， 12為變速箱，
14為速度與角度可控伺服電機， 17為聯(lián)軸器， 20為刀具夾頭， 22為立柱， 25為輸入齒輪。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明多頭數(shù)控鉆床包括底座1、換刀機構(gòu)、鉆頭機構(gòu)、進(jìn)給機構(gòu)，底 座1設(shè)置有工作臺，底座1上固定設(shè)置有立柱22，立柱22頂部設(shè)置換刀機構(gòu)；底座1上固定 設(shè)置有支撐架15，支撐架15通過螺栓與底座1固定連接；支撐架15上設(shè)置有鉆頭機構(gòu)，鉆 頭機構(gòu)連接進(jìn)給機構(gòu)，進(jìn)給機構(gòu)驅(qū)動鉆頭機構(gòu)的主軸外套7沿豎直方向運動，使氣動夾具3 (氣動夾具3通過刀具夾頭20夾持刀具鉆頭21)能夠沿豎直方向運動；換刀機構(gòu)、鉆頭機構(gòu)、 進(jìn)給機構(gòu)的控制端均與數(shù)控系統(tǒng)的信號輸出端連接。如圖2所示，換刀機構(gòu)包括圓盤2、機械手19、刀具夾頭20、速度與角度可控伺服電 機14，圓盤2上設(shè)置多個機械手19(圖2中所示為四個機械手)，多個機械手19相對于圓盤 2圓周均布，機械手19夾持有刀具夾頭20 ；刀具夾頭20上裝有刀具鉆頭21 ；圓盤2通過聯(lián) 軸器17連接速度與角度可控伺服電機14 ；機械手19與數(shù)控系統(tǒng)的信號輸出端連接。換刀機構(gòu)的圓盤2通過立柱22支撐于底座1上。機械手19、刀具夾頭20與刀具鉆頭21的數(shù)目相同，即每個刀具夾頭20配置一個 機械手19及一個刀具鉆頭21。
2為圓盤， 4為花鍵軸，
6為升降電機， 9為齒條， 13為伺服電機， 15為支撐架， 19為機械手， 21為刀具鉆頭， 26為輸出齒輪，
速度與角度可控伺服電機14通過螺栓固定設(shè)置于支撐架15上；
速度與角度可控伺服電機14通過聯(lián)軸器17帶動圓盤2相對于底座1轉(zhuǎn)動，每次固定 轉(zhuǎn)動一定角度(當(dāng)機械手19為四個時轉(zhuǎn)動90度)，使機械手19所夾持的刀具夾頭20旋轉(zhuǎn) 至鉆頭機構(gòu)的氣動夾具3的對應(yīng)位置處。鉆頭機構(gòu)包括伺服電機13、變速箱12、主軸外套7、花鍵軸4、氣動夾具3，如圖3所 示，變速箱12內(nèi)設(shè)置有相互嚙合的輸出齒輪26、輸入齒輪25，變速箱12的輸入齒輪25連 接伺服電機13 ；變速箱12通過螺栓與支撐架15固定連接；花鍵軸4包括花鍵段、光軸段， 變速箱12的輸出齒輪26與花鍵軸4的花鍵段相嚙合，花鍵軸4的光軸段通過軸承固定設(shè) 置于主軸外套7內(nèi)；花鍵軸4的光軸段一端(即花鍵軸4的輸出端)連接氣動夾具3，如圖4 所示；氣動夾具3與對應(yīng)位置的刀具夾頭20位于同一軸線上，使氣動夾具3能夠鎖緊夾持 對應(yīng)位置的刀具夾頭20，從而實現(xiàn)對所需刀具鉆頭21的夾持；
伺服電機13通過變速箱12、花鍵軸4、氣動夾具3，將動力傳至刀具夾頭20。進(jìn)給機構(gòu)包括升降電機6、齒輪5、齒條9，升降電機6的輸出軸通過鍵與齒輪5固 定連接，齒條9與鉆頭機構(gòu)的主軸外套7固定連接，齒輪5與齒條9相嚙合；
升降電機6通過螺栓固定設(shè)置于變速箱12的底部；
速度與角度可控伺服電機14 (即換刀機構(gòu)的控制端)、伺服電機13 (即鉆頭機構(gòu)的控制 端)、升降電機6 (即進(jìn)給機構(gòu)的控制端)均與數(shù)控系統(tǒng)的信號輸出端連接。本發(fā)明的工作過程如下
將工件定位于底座ι的工作臺上，數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動升降電機6，升降電機6驅(qū)動齒輪5轉(zhuǎn) 動，齒輪5的轉(zhuǎn)動帶動與之嚙合的齒條9向下移動，并同時帶動主軸外套7及設(shè)置于主軸外 套7內(nèi)的花鍵軸4作直線運動，從而使固定于花鍵軸4輸出端的第一工序刀具鉆頭21獲得 豎直方向的運動；
當(dāng)?shù)谝还ば虻毒咩@頭21隨著花鍵軸4下降至加工工件的起始位置時，數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動伺 服電機13，伺服電機13通過變速箱12內(nèi)的輸出齒輪26驅(qū)動花鍵軸4轉(zhuǎn)動，花鍵軸4的轉(zhuǎn) 動帶動花鍵軸4輸出端的第一工序刀具鉆頭21，使其按設(shè)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，完成主運動，即開始 對工件進(jìn)行鉆孔加工；
當(dāng)所鉆孔到達(dá)所需深度后，數(shù)控系統(tǒng)反向驅(qū)動升降電機6，升降電機6帶動花鍵軸4向 上移動至換刀高度，同時停止伺服電機13的工作，第一工序刀具鉆頭21停止轉(zhuǎn)動；數(shù)控系 統(tǒng)控制機械手19，使機械手19夾持住第一工序刀具夾頭20，同時鉆頭機構(gòu)的氣動夾具3釋 放第一工序刀具夾頭20 ；數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動升降電機6，帶動花鍵軸4向上移動，直至氣動夾具 3完全脫離刀具夾頭20，使花鍵軸4輸出端釋放對第一工序刀具鉆頭21的夾持；數(shù)控系統(tǒng) 驅(qū)動速度與角度可控伺服電機14，速度與角度可控伺服電機14驅(qū)動圓盤2旋轉(zhuǎn)，每次固定 轉(zhuǎn)動一定角度(如90度)，使圓盤2上的第二工序刀具夾頭20定位到花鍵軸4的同心位置 (即鉆頭機構(gòu)的氣動夾具3的對應(yīng)位置)；數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動升降電機6，升降電機6帶動花鍵軸 4向下移動，使氣動夾具3夾持住第二工序刀具夾頭20，同時第二工序刀具夾頭20對應(yīng)的 機械手19釋放刀具夾頭20，使花鍵軸4輸出端夾持住第二工序刀具鉆頭21，完成換刀； 數(shù)控系統(tǒng)再次驅(qū)動升降電機6，開始第二道工序的加工。當(dāng)工件的所有工序完成后，使花鍵軸4上升到初始高度，所有電機停止工作，即完 成工件多道工序的加工。
權(quán)利要求
一種多頭數(shù)控鉆床，其特征在于包括底座(1)、換刀機構(gòu)、鉆頭機構(gòu)、進(jìn)給機構(gòu)，底座(1)設(shè)置有工作臺，底座(1)上固定設(shè)置有立柱(22)，立柱(22)頂部設(shè)置換刀機構(gòu)；底座(1)上固定設(shè)置有支撐架(15)；支撐架(15)上設(shè)置有鉆頭機構(gòu)，鉆頭機構(gòu)連接進(jìn)給機構(gòu)，進(jìn)給機構(gòu)驅(qū)動鉆頭機構(gòu)的主軸外套(7)沿豎直方向運動，使設(shè)置于主軸外套(7)的氣動夾具(3)能夠沿豎直方向運動；換刀機構(gòu)、鉆頭機構(gòu)、進(jìn)給機構(gòu)的控制端均與數(shù)控系統(tǒng)的信號輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頭數(shù)控鉆床，其特征在于所述換刀機構(gòu)包括圓盤(2)、 機械手(19)、刀具夾頭(20)、速度與角度可控伺服電機(14)，圓盤(2)上設(shè)置多個機械手(19)，多個機械手(19)相對于圓盤(2)圓周均布，機械手(19)夾持有刀具夾頭(20)；刀具 夾頭(20)上裝有刀具鉆頭(21)；圓盤(2)通過聯(lián)軸器(17)連接速度與角度可控伺服電機 (14)；機械手(19)與數(shù)控系統(tǒng)的信號輸出端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多頭數(shù)控鉆床，其特征在于所述機械手(19)、刀具夾頭(20)與刀具鉆頭(21)的數(shù)目相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頭數(shù)控鉆床，其特征在于所述鉆頭機構(gòu)包括伺服電機 (13)、變速箱(12)、主軸外套(7)、花鍵軸(4)、氣動夾具(3)，變速箱(12)內(nèi)設(shè)置有相互嚙合 的輸出齒輪(26)、輸入齒輪(25)，變速箱(12)的輸入齒輪(25)連接伺服電機(13)；花鍵軸(4)包括花鍵段、光軸段，變速箱(12)的輸出齒輪(26)與花鍵軸(4)的花鍵段相嚙合，花鍵 軸(4)的光軸段通過軸承固定設(shè)置于主軸外套(7)內(nèi)；花鍵軸(4)的光軸段一端連接氣動夾 具(3);氣動夾具(3)與對應(yīng)位置的刀具夾頭(20)位于同一軸線上，使氣動夾具(3)能夠鎖 緊夾持對應(yīng)位置的刀具夾頭(20)，從而實現(xiàn)對所需刀具鉆頭(21)的夾持。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頭數(shù)控鉆床，其特征在于所述進(jìn)給機構(gòu)包括升降電機 (6)、齒輪(5)、齒條(9)，升降電機(6)的輸出軸與齒輪(5)固定連接，齒條(9)與所述鉆頭 機構(gòu)的主軸外套(7)固定連接，齒輪(5)與齒條(9)相嚙合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多頭數(shù)控鉆床，包括底座、換刀機構(gòu)、鉆頭機構(gòu)、進(jìn)給機構(gòu)，底座設(shè)置有工作臺，底座上固定設(shè)置有立柱，立柱頂部設(shè)置換刀機構(gòu)；底座上固定設(shè)置有支撐架；支撐架上設(shè)置有鉆頭機構(gòu)，鉆頭機構(gòu)連接進(jìn)給機構(gòu)，進(jìn)給機構(gòu)驅(qū)動鉆頭機構(gòu)的主軸外套沿豎直方向運動，使設(shè)置于主軸外套的氣動夾具能夠沿豎直方向運動；換刀機構(gòu)、鉆頭機構(gòu)、進(jìn)給機構(gòu)的控制端均與數(shù)控系統(tǒng)的信號輸出端連接。本發(fā)明的換刀機構(gòu)、鉆頭機構(gòu)及進(jìn)給機構(gòu)相互獨立，結(jié)構(gòu)清晰簡潔、易于維護，且由數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)一控制，能夠增加操作靈活性，提高生產(chǎn)效率，降低成本。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于機械加工領(lǐng)域。
文檔編號B23Q3/155GK101982269SQ201010533318
公開日2011年3月2日 申請日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者林哲然 申請人:林穎