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钻孔攻牙一体机的制作方法

文档序号:11227156
钻孔攻牙一体机的制造方法与工艺

本发明属于工业机械,特别是涉及钻床和攻牙机领域。



背景技术:

钻床是机械加工常用的一种机床,钻床有手电钻、台钻、冲击钻、摇臂钻等种类,这里以台钻为例,电动机的动力经过皮带调速后,传送到钻床主轴一侧的皮带轮1,皮带轮1的中心是空心轴2,部分钻床皮带轮和空心轴是一体零件,空心轴2的中心设计成四方形直孔或者是其他非圆形直孔,直孔绕主轴中心旋转,主轴5可在直孔中上下移动,由于不是圆形,所以不会打滑,钻床主轴下端有轴套4,轴套4通过轴承3A与主轴5配合,轴套4上有一个垂直槽4A和齿槽4B,通过床身的定位销卡进垂直槽4A,垂直槽4A限制轴套只能上下移动,不能旋转,而齿槽4B则通过和手柄上的齿形杆配合,这里的齿形杆见附图3中C5示意图的C53,摇动手柄,带动轴套4从而带动主轴5上下移动,从而钻孔,原理见附图5:钻床主轴示意图;小型攻牙机是四皮带轮式,这种攻牙机通过摇动手柄使攻牙机主轴上下移动,不同的是,攻牙机需要攻牙机主轴正反转,从而完成攻牙和退出,攻牙机是利用攻牙机主轴上的两个正反向皮带轮,这两个正反向皮带轮共一根皮带,并与床身后端的两个皮带轮成90度角,床身后端的两个皮带轮共一个中心轴,动力传送到后端的两个皮带轮的时候,有一个皮带轮是与该中心轴同步旋转的,另一个皮带轮与该中心轴是通过轴承配合的,因此,其旋转方向与该中心轴始终是相反的,而主轴上的两个皮带轮则是通过离合器向主轴传送动力,由于主轴上的两个皮带轮的旋转方向相反,从而带动离合器进而带动主轴正反转,由于正反向皮带轮和主轴一起上下移动,也就是利用了皮带具有一定的弹性进行工作的,这种设计皮带类似两个U形缠绕在四个皮带轮上,但是,这种设计有一个缺陷,皮带安装过紧,则离合器离合困难,皮带安装过松,则皮带会打滑,攻牙难以进行,而且,皮带弹性有限,因此,主轴移动距离有限,基于皮带原理的攻牙机只能攻小型牙,一般超过M12的牙攻牙机难以胜任,从加工工艺看,攻牙需要在钻孔之后进行,由于丝锥脆弱,攻牙工艺需要工件定位,在钻床上钻孔之后,如果孔和攻牙机主轴不同心,则很容易折断丝锥,这样需要操作人员不停的搬动工件和定位夹具在钻床上和攻牙机之间往返,费时费力。



技术实现要素:

技术原理:在攻牙机主轴上设计能正反向运动的控制装置,钻床与现有的钻床原理相同。

技术特征:钻孔攻牙一体机其钻床和攻牙机共用床身和工作台,床身上具有钻孔和攻牙两根主轴和中间轴,钻孔主轴的原理没有变化,在轴套上设计齿槽和垂直槽,利用轴套带动钻孔主轴上下移动钻孔,攻牙主轴上有齿轮和皮带轮,齿轮和皮带轮通过离合器带动攻牙机主轴完成正反向旋转;在皮带的更换方面,采用了凸轮或多头螺杆完成;在锥柄式钻夹头、锥套或锥柄式钻头的更换方面,采用了半规套换件器完成换件,主轴孔采用缸套提高产品使用寿命;工装方面进行了改进;钻孔攻牙一体机其攻牙原理也可以是现有的四皮带轮式,通过后端的两个皮带轮获得正反向,主轴上的两个皮带轮相应的有正反向,从而分别与离合器离合控制主轴的正反转。

具体实施方式:

为了描述方便,本说明书所指的钻床和攻牙机是指支撑钻床功能或攻牙功能的所有零部件,下面就结合附图说明如何实施。

钻孔攻牙一体机和钻床结构类似,由基座部分、工作台部分、床身部分和动力部分组成,其动力和钻床一样,采用电动机,故不再详述,基座部分主要由底座、支撑架、齿条和限位环组成,底座上有固定孔用来固定机床,工作台部分和床身部分,动力部分都是依附在支撑架上,齿条的作用是辅助工作台部分的上下移动,限位环是限制齿条的位置,限位环上有紧固螺杆,紧固螺杆将限位环锁紧在支撑架上,工作台部分主要由工作台、工作台支撑、手柄组成,床身部分主要由床身、钻床主轴、攻牙机主轴、中间轴、手柄、电动机支架组成。

基本工作原理,电动机的动力通过塔轮调速之后,传送到中间轴上的塔轮上,塔轮和钻床主轴上的皮带轮通过皮带传动,其钻孔原理和现在的钻床原理一致,中间轴上的皮带轮和齿轮都是供攻牙机工作的,其中齿轮通过螺杆锁紧,不能上下移动,而皮带轮可以上下移动,中间轴上的皮带轮和齿轮是和攻牙机主轴上的皮带轮和齿轮配套使用的,由攻牙机主轴上的皮带轮或齿轮将动力通过离合器传送到攻牙机主轴,从而完成攻牙作业的攻牙和退出,这里所说的塔轮也是皮带轮,它是由N个轮槽直径不同的单个皮带轮组合成的多轮槽的皮带轮,由于其轮槽直径是依次增大或缩小的,看起来类似宝塔,故名,塔轮调速是小型台钻广泛采用的调速方案。

中间轴组件的组成和工作原理:中间轴是接收来自电动机的动力并输出动力,主要由塔轮、皮带轮、齿轮和中间轴组成,塔轮起到调速作用,同时和钻床主轴上的皮带轮配合通过皮带向钻床主轴传送动力,中间轴的皮带轮可以上下移动,而齿轮采用螺杆锁紧,不可以移动,中间轴上的齿轮面宽是攻牙机行程的主要参数,这里的齿轮面宽是指齿轮的上平面和下平面的距离,为了方便理解,附图4的7标识所在的区域就是齿轮的一个平面,与之对应的另一面是另一个平面,面宽就是这二者之间的距离,攻牙机行程的计算公式:行程=中间轴齿轮面宽—攻牙机齿轮面宽,将行程记为T,中间轴齿轮面宽记为L1,攻牙机齿轮面宽记为L2,T=L1 —L2,例如,L2=5mm,L1=55mm,则T=50mm,齿轮面宽也可以是中间轴齿轮面宽小于攻牙机齿轮面宽,原理都是一样,塔轮调速也可以用其他调速原理代替,例如变频调速,无极调速等,这里的齿轮和皮带轮也可以是其他可以正反向旋转的两个组件,但要注意和攻牙机的正反向旋转的两个组件形成配合。

钻床主轴组件的组成和工作原理,钻床主轴主要由皮带轮、空心轴、主轴和轴套组成,动力传送到皮带轮,皮带轮带动空心轴旋转,空心轴有中空的直孔,钻床主轴可以在直孔中上下移动,轴套上有垂直槽,垂直槽限制轴套只能上下移动,不能旋转,而轴套上的齿槽和手柄上的齿形杆配合,摇动手柄,手柄上的齿形杆带动轴套上下移动,轴套通过轴承和主轴配合,就可以钻孔了,皮带轮也可以用其他可以传递动力的部件完成,例如用链轮、齿轮。

攻牙机主轴组件的组成和工作原理,攻牙机主轴主要由主轴、支架、弹簧、离合器、皮带轮、齿轮和轴套组成,支架上的齿槽和手柄上的齿形杆部分配合,通过摇动手柄,带动支架上下移动,而皮带轮和齿轮都可以绕离合器旋转,开机后,由于弹簧的作用,支架会将皮带轮拉向离合器的摩擦片,皮带轮和摩擦片接触,从而带动离合器开始旋转,拉动手柄,支架下移,离合器一起下移,带动主轴下移,当抵紧工件后,离合器无法继续下移,手柄的动力克服弹簧的阻力之后,齿轮和离合器的摩擦片接触开始攻牙,当不需要攻牙之后,手柄松开,不再有动力,在弹簧作用下,将齿轮拉开,而皮带轮抵紧摩擦片,主轴开始反转退出,这里的齿轮和皮带轮也可以是其他可以正反向旋转的两个组件,例如两组齿轮,一组齿轮添加一个反向齿轮,也就是一组是两个齿轮,一组是三个齿轮,或者是齿轮和链轮,在主轴的前端有弹簧,这个弹簧是归位作用,一般台钻归位使用的是平面弹簧,平面弹簧有一个缺点,就是坏了很难找到替代品,加之攻牙行程有限,所以使用弹簧代替了平面弹簧。

缸套的作用:缸套就是一个圆筒状零件,用来套在零件孔结构的一侧,其内径和零件的孔结构的孔径相同或者就是零件的孔结构,在附图5中有一个单独的缸套,缸套结构很简单,就是安装在主轴孔的下端,缸套内侧是轴套,不考虑公差的话,缸套内径就是轴套外径,这涉及产品的出厂精度和使用精度以及维修,钻床也好,攻牙机也好,其床身都是利用铸造工艺获得毛坯件,主轴孔是利用镗床加工的,而镗床加工调模很费事,并且需要专门的模具,一般只适合批量生产,为了加工方便,翻砂件的硬度是有所控制的,太硬加工困难,尺寸不易控制,这样的产品出厂之后,虽然出厂时的精度也可能很高,但是硬度低,容易磨损,用不了多久,其精度就会迅速降低,一旦主轴孔孔径变大,大多数时候是形成喇叭口,用户根本就很难有办法维修,缸套就是解决这个问题的,缸套利用车床加工,加工工艺简单,其钢铁件可以采用热处理获得高硬度,从而延长机床的使用寿命,如果缸套磨损后,只需要利用车床重新车削一个即可,缸套不光可以适用本发明,也可以适用毛坯件采用铸造或锻造工艺,孔加工采用镗床或铰刀,孔壁易于磨损的难以通过车床维修的零件的孔结构部分。

半规套换件器的组成和工作原理:半规套换件器由半规体、套筒和锁紧螺杆或是锁紧手柄组成,半规体是中心为一个半锥孔的半环状部件,两个半规体其中心即组成一个完整的锥孔,套筒有外挡板和内挡板,这两部分将两个半规体限制在中间,两个半规体中,有一个半规体是固定住套筒上的或者是套筒的一部分,只有另一个半规体在锁紧螺杆或锁紧手柄的作用下完成开合,其操作也简单,将换件器通过中孔穿进锥柄式钻头、钻夹头或者是锥套中,利用锁紧螺杆或锁紧手柄将换件器锁紧在锥柄上,摇动钻床或攻牙机的手柄,套筒抵紧床身,用力,即将锥柄式钻头、钻夹头或者是锥套换下来,为了方便使用,套筒上设计了系绳孔,其作用是将换件器系在机器上,以免用时找不到,只是要注意,主轴锥孔的锥度部分要比锥柄短一些,以利半规体安装,一般要求锥孔深度要比锥柄长度短5mm到20mm即可,即锥柄的锥度有一少部分露在锥孔外,目前的小型台钻,铣床都是将主轴和轴套铣出垂直槽,再利用锤子敲击楔铁,取出锥柄,这种结构最大的缺点是贯通的垂直槽对主轴和轴套的结构强度有很大的影响,因此,Z13、Z16等一些小型钻床都没有采用锥孔主轴,Z13、Z16是指钻孔最大直径为13mm,16mm,其次,这种方法需要一手握锤,一手掌住楔铁,这样,锥柄件直接落在钻床上或地上,撞击有可能对锥柄或其他部分精度有影响。

皮带更换或调速的改进,C18是一个多头螺杆,C18和C10配合可以完成电动机支架的锁紧和松开,当电动机支架松开后,电动机主轴上的塔轮随电动机移动,电动机上的塔轮和中间塔轮的皮带松动,滑板移动,这样可以很轻松的完成皮带的更换或调速,C18和C10也可以采用凸轮代替其功能。

工作台的改进,目前的钻床工作台仅仅提供槽口,在钻床上安装夹具等比较麻烦,本发明在工作台背面设计了挡板,L型槽口,将螺帽从大头槽口放进之后,将螺帽放置在L型槽口上中,L型槽口的侧边比螺帽的对边稍大即可,一般侧边比对边0.51mm到2mm即可,L型槽口放置螺杆也可以,但是拆卸夹具后,露出工作台的螺杆有可能妨碍后续工作,而采用螺帽,需要安装夹具时,只需要螺杆即可,拆卸夹具后,不会妨碍后续的任何工作,对边是指螺帽或螺杆两两相对的平行面。

附图说明:

附图1、附图2和附图3是钻孔攻牙一体机整体示意图:这三幅附图中符号相同的为同一零件或同一类型的零件,本说明书中其他同一幅附图,符号相同的表示为同一零件或同一类型的零件;A1是底座,A2是支撑架,A3是齿条,A4是限位环,A11是底座固定孔,B1是工作台,B2是工作台支撑,B3是锁紧手柄,B4是手柄,C1是床身,C2是塔轮,C3是攻牙机主轴,C4是钻床主轴,C5是钻床手柄,C6是攻牙机手柄,C7是弹簧,C8是平面弹簧,C9是电动机支架,C10是电动机支架锁紧手柄,C11是螺杆,C12是紧固孔,C13是限位销孔,C14是耳子,C15是钻孔深度限位,C16是开关盒,C17是紧固孔,C18是拉杆;

附图1添加了A4的放大图,A41是螺杆;

附图2添加了B4相关部件的详图,B41是齿轮,B42是伞齿,B43是和B42对应的伞齿,B44是手柄,B45是手柄把,其中B41和B42是一体零件或者是组合在一起同步旋转的零件;

附图3添加了C5的详图和C18的放大图;C51是球状体握手,C52是手柄杆,C53是齿形杆,C54是螺杆,C54中间有切割槽,C18是一个多头螺杆,攻牙机的手柄和C5结构类似,只是其手柄杆只有一个,C54没有切割槽。

附图4是中间轴示意图,1是塔轮,2是轴承,3是皮带轮,4是齿轮,5是中间轴,6是紧固螺杆,7是齿轮的一个平面。

附图5是钻床主轴示意图,1是皮带轮,2是空心轴,3和3A都是轴承,4是轴套,5是主轴,6是缸套,其中4A是轴套上的垂直槽,4B是钻床轴套上的齿槽, 1A放大图是显示的空心轴与钻床主轴的接触面示意图,2放大图是空心轴的放大图。

附图6是攻牙机主轴示意图,1是螺帽,2是弹簧,3是垫片,4是支架,5是离合器,6是皮带轮,7是齿轮,8是主轴,9是轴套,91是轴套上的垂直槽,两幅放大图分别是6和8也就是皮带轮和齿轮的放大图,5也就是离合器的放大图,离合器上的条形结构是弹簧片,离合器仅是表明原理,具体的离合器结构复杂。

附图7是半规套换件器示意图,1是半规体,2是螺杆,3是套筒,其中31是套筒上的系绳孔,32是螺纹孔,33是外挡板,34是内挡板,35是中心孔。

附图8是中间塔轮座示意图,1是滑板座,2是滑板,3是塔轮轴,4是轴承,塔轮安装在轴承上。

附图9是工作台的背面的部分放大图,1是螺杆,2是挡板,3是L型槽口,4是大头槽口。

再多了解一些
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