專利名稱：多頭數(shù)控鉆床的換刀機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多頭數(shù)控鉆床，具體涉及一種多頭數(shù)控鉆床的換刀機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
鉆床在現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用廣泛，是常見(jiàn)的機(jī)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(jī)械加工中，往往要求連續(xù)完成工件的鉆孔、擴(kuò)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(shí)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(jiǎn)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(diǎn)；排頭鉆鉆床的工作效率雖然有所提高，但精度要求仍無(wú)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(diǎn)，但又因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)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)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種多頭數(shù)控鉆床的換刀機(jī)構(gòu)，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(jià)格昂貴、保養(yǎng)不便的缺陷。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型多頭數(shù)控鉆床的換刀機(jī)構(gòu)的技術(shù)解決方案為包括圓盤、機(jī)械手、刀具夾頭、速度與角度可控伺服電機(jī)，圓盤上設(shè)置多個(gè)機(jī)械手， 多個(gè)機(jī)械手相對(duì)于圓盤圓周均布，機(jī)械手夾持有刀具夾頭；刀具夾頭上裝有刀具鉆頭；圓 盤通過(guò)聯(lián)軸器連接速度與角度可控伺服電機(jī)；機(jī)械手及速度與角度可控伺服電機(jī)分別與數(shù) 控系統(tǒng)的信號(hào)輸出端連接。所述機(jī)械手、刀具夾頭與刀具鉆頭的數(shù)目相同。本實(shí)用新型可以達(dá)到的技術(shù)效果是本實(shí)用新型的多個(gè)刀具鉆頭在圓盤上沿圓周方向等角度分布，可實(shí)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(duì)工件孔多道工序的加工問(wèn) 題；本實(shí)用新型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。本實(shí)用新型不僅生產(chǎn)效率高、加工精度高、價(jià)格低廉、能夠降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而且結(jié) 構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，可廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工領(lǐng)域。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明


圖1是安裝有本實(shí)用新型的多頭數(shù)控鉆床的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型多頭數(shù)控鉆床的換刀機(jī)構(gòu)的示意圖；圖3是多頭數(shù)控鉆床的變速箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4是多頭數(shù)控鉆床的花鍵軸與變速箱的傳動(dòng)示意圖。圖中附圖標(biāo)記說(shuō)明[0017] 1為底座，2為圓盤， 4為花鍵軸，6為升降電機(jī)， 9為齒條， 13為伺服電機(jī)， 15為支撐架， 19為機(jī)械手， 21為刀具鉆頭， 沈?yàn)檩敵鳊X輪，3為氣動(dòng)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(jī)，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(shí)施方式
本實(shí)用新型多頭數(shù)控鉆床的換刀機(jī)構(gòu)，用于如
圖1所示的多頭數(shù)控鉆床。多頭數(shù)控鉆床包括底座1、換刀機(jī)構(gòu)、鉆頭機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)，底座1設(shè)置有工作臺(tái)， 底座1上固定設(shè)置有立柱22，立柱22頂部設(shè)置換刀機(jī)構(gòu)；底座1上固定設(shè)置有支撐架15， 支撐架15通過(guò)螺栓與底座1固定連接；支撐架15上設(shè)置有鉆頭機(jī)構(gòu)，鉆頭機(jī)構(gòu)連接進(jìn)給機(jī) 構(gòu)，進(jìn)給機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)鉆頭機(jī)構(gòu)的主軸外套7沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，使氣動(dòng)夾具3 (氣動(dòng)夾具3通過(guò) 刀具夾頭20夾持刀具鉆頭21)能夠沿豎直方向運(yùn)動(dòng)；換刀機(jī)構(gòu)、鉆頭機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)的控制 端均與數(shù)控系統(tǒng)的信號(hào)輸出端連接。如圖2所示，本實(shí)用新型換刀機(jī)構(gòu)包括圓盤2、機(jī)械手19、刀具夾頭20、速度與角度 可控伺服電機(jī)14，圓盤2上設(shè)置多個(gè)機(jī)械手19 (圖2中所示為四個(gè)機(jī)械手)，多個(gè)機(jī)械手19 相對(duì)于圓盤2圓周均布，機(jī)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(guò)聯(lián)軸器17連接速度與角度可控伺服電機(jī)14 ；機(jī)械手19與數(shù)控系統(tǒng)的信號(hào)輸出端 連接。換刀機(jī)構(gòu)的圓盤2通過(guò)立柱22支撐于底座1上。機(jī)械手19、刀具夾頭20與刀具鉆頭21的數(shù)目相同，即每個(gè)刀具夾頭20配置一個(gè) 機(jī)械手19及一個(gè)刀具鉆頭21。速度與角度可控伺服電機(jī)14通過(guò)螺栓固定設(shè)置于支撐架15上；速度與角度可控伺服電機(jī)14通過(guò)聯(lián)軸器17帶動(dòng)圓盤2相對(duì)于底座1轉(zhuǎn)動(dòng)，每次 固定轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度(當(dāng)機(jī)械手19為四個(gè)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)90度)，使機(jī)械手19所夾持的刀具夾頭20 旋轉(zhuǎn)至鉆頭機(jī)構(gòu)的氣動(dòng)夾具3的對(duì)應(yīng)位置處。鉆頭機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)13、變速箱12、主軸外套7、花鍵軸4、氣動(dòng)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(jī)13 ；變速箱12通過(guò)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的輸出齒輪沈與花鍵軸4的花鍵段相嚙合，花鍵軸4的光軸段通過(guò)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(dòng)夾具3，如圖4 所示；氣動(dòng)夾具3與對(duì)應(yīng)位置的刀具夾頭20位于同一軸線上，使氣動(dòng)夾具3能夠鎖緊夾持 對(duì)應(yīng)位置的刀具夾頭20，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所需刀具鉆頭21的夾持；伺服電機(jī)13通過(guò)變速箱12、花鍵軸4、氣動(dòng)夾具3，將動(dòng)力傳至刀具夾頭20。[0036]進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括升降電機(jī)6、齒輪5、齒條9，升降電機(jī)6的輸出軸通過(guò)鍵與齒輪5固 定連接，齒條9與鉆頭機(jī)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(jī)6通過(guò)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(jī)14 (即換刀機(jī)構(gòu)的控制端)、伺服電機(jī)13 (即鉆頭機(jī)構(gòu)的 控制端)、升降電機(jī)6 (即進(jìn)給機(jī)構(gòu)的控制端)均與數(shù)控系統(tǒng)的信號(hào)輸出端連接。本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下將工件定位于底座1的工作臺(tái)上，數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)升降電機(jī)6，升降電機(jī)6驅(qū)動(dòng)齒輪 5轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪5的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)與之嚙合的齒條9向下移動(dòng)，并同時(shí)帶動(dòng)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(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)；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(shí)，數(shù)控系統(tǒng)驅(qū) 動(dòng)伺服電機(jī)13，伺服電機(jī)13通過(guò)變速箱12內(nèi)的輸出齒輪沈驅(qū)動(dòng)花鍵軸4轉(zhuǎn)動(dòng)，花鍵軸4 的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)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(yùn)動(dòng)，即 開(kāi)始對(duì)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(dòng)升降電機(jī)6，升降電機(jī)6帶動(dòng)花鍵軸 4向上移動(dòng)至換刀高度，同時(shí)停止伺服電機(jī)13的工作，第一工序刀具鉆頭21停止轉(zhuǎn)動(dòng)；數(shù) 控系統(tǒng)控制機(jī)械手19，使機(jī)械手19夾持住第一工序刀具夾頭20，同時(shí)鉆頭機(jī)構(gòu)的氣動(dòng)夾具 3釋放第一工序刀具夾頭20 ；數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)升降電機(jī)6，帶動(dòng)花鍵軸4向上移動(dòng)，直至氣動(dòng) 夾具3完全脫離刀具夾頭20，使花鍵軸4輸出端釋放對(duì)第一工序刀具鉆頭21的夾持；數(shù)控 系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)速度與角度可控伺服電機(jī)14，速度與角度可控伺服電機(jī)14驅(qū)動(dòng)圓盤2旋轉(zhuǎn)，每次 固定轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)構(gòu)的氣動(dòng)夾具3的對(duì)應(yīng)位置)；數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)升降電機(jī)6，升降電機(jī)6帶動(dòng)花鍵 軸4向下移動(dòng)，使氣動(dòng)夾具3夾持住第二工序刀具夾頭20，同時(shí)第二工序刀具夾頭20對(duì)應(yīng) 的機(jī)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(dòng)升降電機(jī)6，開(kāi)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(jī)停止工作，即完 成工件多道工序的加工。
權(quán)利要求1.一種多頭數(shù)控鉆床的換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于包括圓盤(2)、機(jī)械手(19)、刀具夾頭(20)、速度與角度可控伺服電機(jī)(14)，圓盤(2)上設(shè)置多個(gè)機(jī)械手(19)，多個(gè)機(jī)械手(19)相 對(duì)于圓盤(2)圓周均布，機(jī)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(guò)聯(lián)軸器(17)連接速度與角度可控伺服電機(jī)(14);機(jī)械手(19)及速度與 角度可控伺服電機(jī)(14)分別與數(shù)控系統(tǒng)的信號(hào)輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頭數(shù)控鉆床的換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述機(jī)械手(19)、刀 具夾頭(20)與刀具鉆頭(21)的數(shù)目相同。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種多頭數(shù)控鉆床的換刀機(jī)構(gòu)，包括圓盤、機(jī)械手、刀具夾頭、速度與角度可控伺服電機(jī)，圓盤上設(shè)置多個(gè)機(jī)械手，多個(gè)機(jī)械手相對(duì)于圓盤圓周均布，機(jī)械手夾持有刀具夾頭；刀具夾頭上裝有刀具鉆頭；圓盤通過(guò)聯(lián)軸器連接速度與角度可控伺服電機(jī)；機(jī)械手及速度與角度可控伺服電機(jī)分別與數(shù)控系統(tǒng)的信號(hào)輸出端連接。本實(shí)用新型的多個(gè)刀具鉆頭在圓盤上沿圓周方向等角度分布，可實(shí)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(duì)工件孔多道工序的加工問(wèn)題；本實(shí)用新型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。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B23Q3/155GK201833215SQ20102059381
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)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(qǐng)人:林穎