專利名稱：多頭數控鉆床的換刀機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種多頭數控鉆床，具體涉及一種多頭數控鉆床的換刀機構。
背景技術：
鉆床在現代工業中應用廣泛，是常見的機械加工設備，多用于鉆孔和攻絲等工藝， 分為普通鉆床和數控鉆床兩類。在現代機械加工中，往往要求連續完成工件的鉆孔、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，提高生產效率。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。數控 鉆床具有定位準確，加工精度和效率高等優點，但又因其結構復雜、價格昂貴、保養不便，使 很多中小企業難以接受。發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種多頭數控鉆床的換刀機構，它可以克 服現有的數控多鉆頭鉆床結構復雜、價格昂貴、保養不便的缺陷。為解決上述技術問題，本實用新型多頭數控鉆床的換刀機構的技術解決方案為包括圓盤、機械手、刀具夾頭、速度與角度可控伺服電機，圓盤上設置多個機械手， 多個機械手相對于圓盤圓周均布，機械手夾持有刀具夾頭；刀具夾頭上裝有刀具鉆頭；圓 盤通過聯軸器連接速度與角度可控伺服電機；機械手及速度與角度可控伺服電機分別與數 控系統的信號輸出端連接。所述機械手、刀具夾頭與刀具鉆頭的數目相同。本實用新型可以達到的技術效果是本實用新型的多個刀具鉆頭在圓盤上沿圓周方向等角度分布，可實現一次裝夾， 連續加工多道工序，能夠有效地解決現有數控鉆床不方便連續對工件孔多道工序的加工問 題；本實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。本實用新型不僅生產效率高、加工精度高、價格低廉、能夠降低勞動強度，而且結 構緊湊簡單、設計合理，可廣泛應用于機械加工領域。以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明


圖1是安裝有本實用新型的多頭數控鉆床的結構示意圖；圖2是本實用新型多頭數控鉆床的換刀機構的示意圖；圖3是多頭數控鉆床的變速箱內部結構的示意圖；圖4是多頭數控鉆床的花鍵軸與變速箱的傳動示意圖。圖中附圖標記說明[0017] 1為底座，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， 沈為輸出齒輪，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為聯軸器，20為刀具夾頭，22為立柱，25為輸入齒輪。
具體實施方式
本實用新型多頭數控鉆床的換刀機構，用于如
圖1所示的多頭數控鉆床。多頭數控鉆床包括底座1、換刀機構、鉆頭機構、進給機構，底座1設置有工作臺， 底座1上固定設置有立柱22，立柱22頂部設置換刀機構；底座1上固定設置有支撐架15， 支撐架15通過螺栓與底座1固定連接；支撐架15上設置有鉆頭機構，鉆頭機構連接進給機 構，進給機構驅動鉆頭機構的主軸外套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、鉆頭機構、進給機構的控制 端均與數控系統的信號輸出端連接。如圖2所示，本實用新型換刀機構包括圓盤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通過聯軸器17連接速度與角度可控伺服電機14 ；機械手19與數控系統的信號輸出端 連接。換刀機構的圓盤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。速度與角度可控伺服電機14通過螺栓固定設置于支撐架15上；速度與角度可控伺服電機14通過聯軸器17帶動圓盤2相對于底座1轉動，每次 固定轉動一定角度(當機械手19為四個時轉動90度)，使機械手19所夾持的刀具夾頭20 旋轉至鉆頭機構的氣動夾具3的對應位置處。鉆頭機構包括伺服電機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內設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的輸出齒輪沈與花鍵軸4的花鍵段相嚙合，花鍵軸4的光軸段通過軸承固定設 置于主軸外套7內；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 對應位置的刀具夾頭20，從而實現對所需刀具鉆頭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。[0036]進給機構包括升降電機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 (即換刀機構的控制端)、伺服電機13 (即鉆頭機構的 控制端)、升降電機6 (即進給機構的控制端)均與數控系統的信號輸出端連接。本實用新型的工作過程如下將工件定位于底座1的工作臺上，數控系統驅動升降電機6，升降電機6驅動齒輪 5轉動，齒輪5的轉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及設置于主 軸外套7內的花鍵軸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；當第一工序刀具鉆頭21隨著花鍵軸4下降至加工工件的起始位置時，數控系統驅 動伺服電機13，伺服電機13通過變速箱12內的輸出齒輪沈驅動花鍵軸4轉動，花鍵軸4 的轉動帶動花鍵軸4輸出端的第一工序刀具鉆頭21，使其按設定轉速旋轉，完成主運動，即 開始對工件進行鉆孔加工；當所鉆孔到達所需深度后，數控系統反向驅動升降電機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停止轉動；數 控系統控制機械手19，使機械手19夾持住第一工序刀具夾頭20，同時鉆頭機構的氣動夾具 3釋放第一工序刀具夾頭20 ；數控系統驅動升降電機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；數控 系統驅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驅動圓盤2旋轉，每次 固定轉動一定角度(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(即鉆頭機構的氣動夾具3的對應位置)；數控系統驅動升降電機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 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；數控系統再次驅動升降電機6，開始第二道工序的加工。當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。
權利要求1.一種多頭數控鉆床的換刀機構，其特征在于包括圓盤(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)通過聯軸器(17)連接速度與角度可控伺服電機(14);機械手(19)及速度與 角度可控伺服電機(14)分別與數控系統的信號輸出端連接。
2.根據權利要求1所述的多頭數控鉆床的換刀機構，其特征在于所述機械手(19)、刀 具夾頭(20)與刀具鉆頭(21)的數目相同。
專利摘要本實用新型公開了一種多頭數控鉆床的換刀機構，包括圓盤、機械手、刀具夾頭、速度與角度可控伺服電機，圓盤上設置多個機械手，多個機械手相對于圓盤圓周均布，機械手夾持有刀具夾頭；刀具夾頭上裝有刀具鉆頭；圓盤通過聯軸器連接速度與角度可控伺服電機；機械手及速度與角度可控伺服電機分別與數控系統的信號輸出端連接。本實用新型的多個刀具鉆頭在圓盤上沿圓周方向等角度分布，可實現一次裝夾，連續加工多道工序，能夠有效地解決現有數控鉆床不方便連續對工件孔多道工序的加工問題；本實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。本實用新型可廣泛應用于機械加工領域。
文檔編號B23Q3/155GK201833215SQ20102059381
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月5日 優先權日2010年11月5日
發明者林哲然 申請人:林穎