CN2127330Y - 步进电机驱动的钻床主轴进给装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钻床进给装置的改进，采用 步进电机通过传动齿轮链和包括蜗杆、蜗轮及机动手 动转换机构、小齿轮、齿条在内的主轴升降部分，控制 驱动主轴的快进和工进，代替普通钻床由主电机控制 主轴进给的方式。本实用新型具有结构简单，造价相 对较低，主轴进给量程序控制等特点。可适用于三坐 标微机控制的数控钻床。

Description

本实用新型涉及钻床主轴进给装置，该装置适用于微机控制的数控钻床。

当前钻床的主轴进给装置有以下三种：

第一种是普通钻床主轴进给装置。它是由装在主轴头上的主电机，通过包括滑移齿轮在内的传动齿轮链及蜗杆、蜗轮等主轴升降部件驱动主轴上下移动的。改变滑移齿轮的啮合位置，可以改变传动齿轮链的传动比，从而达到调整主轴进给量的目的。

第二种是工作台两座标控制的数控钻床。它采用了主轴的快速升降由主轴头上主电机以外的另一只小型交流电机控制的技术方案，在主轴箱内安装了一只电磁离合器，当电磁离合器脱开，小电机工作、主轴快进；电磁离合器结合，小电机工作电流切断，钻床主轴实现由主电机驱动的工作进给。这种进给方式，仍需用手柄来改变滑动齿轮的位置以调整主轴的进给量，且还需用一组撞块来控制电磁离合器，以实现主轴的快进、工进的转换及钻孔深度。

第三种是交直流伺服电机驱动的钻床，它是通过伺服电机和滚珠丝杠使主轴头升降而实现主轴进给的。

综上所述，当前的钻床主轴进给装置均存在着明显的不足，第一，第二种所说的进给装置，都为手动或基本手动控制主轴进给量，它们均不能实现三座标自动控制；第三种所说的进给装置，成本昂贵，较难以推广应用。

本实用新型的目的是提供一种由步进电机驱动的，结构比较简单的，主轴进给量程序控制的，并能与驱动工作台的步进电机配合，在微机控制下实现钻床三座标自动操作的造价相对较低的钻床主轴进给装置。

本实用新型采用步进电机通过传动齿轮链部分，以及包括蜗杆、水平轴、装设在水平轴上的且与蜗杆相啮合的蜗轮及机动手动转换机构、小齿轮、齿条在内的主轴升降部分，驱动钻床主轴作上下运动的技术方案，来实现其目的的。它的改进部分在于以下两个方面：

a）所说的传动齿轮链部分，它包括首件主动齿轮活套在销轴上，且与步进电机的输出轴成静连接，与首件主动齿轮啮合的齿轮和另一只齿轮装设在竖轴的两端，且与竖轴均为键连接，与装设在竖轴下端的齿轮啮合的尾件从动齿轮与蜗杆轴为键连接，以上所说的传动齿轮链装设在主轴箱内。

b）所说的装设在水平轴上的机动手动转换机构，它删去了已有的超越进给机构，以保证钻床主轴上下运动的正确定位。它包括蜗轮与水平轴成动配合，结合子固定在蜗轮上，与固定在蜗轮上的结合子相匹配的结合子，与水平轴的花键部位成花键连接，且可沿轴向移动。手柄座与水平轴成动配合，定向件与水平轴的花键部位成花键连接，在端盖的端面上设有定向爪，设在端盖上的销键与定向件的键槽配合，设在定向件端面的定向块与设在端盖端面的定向爪，均嵌插在手柄座端面的具有特定圆心角的弧形槽内，且端盖可沿水平轴轴向移动。在与固定在蜗轮上的结合子相匹配的结合子的内孔的水平轴上套装有弹簧，且该结合子与手柄座两者成牙嵌式离合副配合。

本实用新型具有结构简单，造价相对较低；传动方式简单，且可实现钻床主轴进给量的程序控制，并能与工作台的驱动步进电机配合，在微机控制下实现钻床三座标自动操作等特点，实乃是一种经济型数控钻床的主轴进给装置。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

附图1为应用本实用新型的一种数控钻床的外观简图。

附图2为本实用新型的传动齿轮链部分的剖视图。

附图3为本实用新型的主轴升降部分的剖视图，即为附图2的A－A剖视图。

附图4为附图3的T向视图的放大图。

参见附图1，步进电机（2）、（7）和安装在盖板（10）后面的工作台纵向移动步进电机（图中未标出），由微机装置（1）发出的脉冲指令控制。步进电机（2）驱动钻床主轴（11）实现快速移动和工作进给，其余2只步进电机用于驱动工作台（6）和十字滑台（8）在床身（9）上实现工作台的纵横向移动，主轴旋转速度由手柄（3）控制，主轴箱（12）可在导轨（5）上通过手柄和齿轮、齿条移动（图中未标出）。面板（4）上设有主轴（11）正反向旋转铵钮。

参见附图2，齿轮（14）一端通过轴承（15）可旋转地安装在销轴（16）上，另一端通过螺钉（13）与步进电机（2）的输出轴静连接。与齿轮（14）啮合的齿轮（26）安装在花键竖轴（24）上，花键竖轴（24）通过轴承（25）、（22）安装在主轴箱（12）内，其下端与齿轮（17）花键连接。轴承（22）上方有一防油罩（23）。与齿轮（17）啮合的齿轮（18）与蜗杆（19）静连接。与蜗杆（9）啮合的蜗轮（21）固装在衬套（20）上，衬套（20）与水平轴（38）成滑动配合。

参见附图3，衬套（20）与水平轴（38）滑动配合，结合子（41）固定在蜗轮（21）上，结合子（42）与水平轴（38）通过花键部位（31）连接，结合子（42）可在水平轴（38）上沿轴向滑动。在结合子（42）内孔的水平轴（38）上套装有弹簧（33）。手柄座（44）可在水平轴（38）上回转一个特定角度，定向件（39）与水平轴（38）花键连接，装在端盖（30）上的销键（28）与设在定向件（39）的键槽（29）配合，结合子（42）与手柄座（44）两者成牙嵌式离合副（43）、（34）配合。定向件（39）端面设有的定向块（40），和在端盖（30）端面上的定向爪（32）均嵌插在手柄座（44）端面的具有特定圆心角的弧形槽（27）中，以确保手柄座（44）只能转动一个特定的角度，从而使结合子（42）和手柄座（44）的牙嵌式离合副（43）、（34）恰好脱开或合拢，如附图4那样。

如附图3所示，当实行微机控制操作时，将端盖（30）往外拔出，手动使手柄座（44）旋转θ角，然后将端盖（30）向内推进，定向爪（32）***设在手柄座（44）上的弧形槽（27）和定向块（40）之间，手柄座（44）上端的牙嵌式离合副（34）、（43）脱开（如附图4的实线所示），结合子（42）上移与结合子（41）结合。步进电机（2）在微机（1）控制下工作，通过传动齿轮链及蜗杆（19）蜗轮（21）、结合子（41）、（42），传动水平轴（38）旋转，并通过小齿轮（37），齿条（35），使主轴套（36）及钻床主轴（11）一起上下移动。若把端盖（30）向外拔出，手柄座（44）反转θ角，再把端盖（30）向内推进，手柄座（44）上端的牙嵌式离合副（34）、（43）合拢（如附图4的虚线所示），结合子（42）在弹簧（33）作用下，与结合子（41）脱开，钻床主轴（11）停止机动进给。手动转动手柄座（44），即可实行手动进给。

实施例：步进电机（2）的型号为110BF，步进电机的步距角为0.75°，水平轴（38）上的小齿轮（37）的分度圆半径为        24.5mm，齿轮（14）、（26）、（17）、（18）的总速比为40：55，蜗杆（19）与蜗轮（21）的减速比为1：47，微机（1）每发出一个脉冲指令，主轴上下移动距离S

$\mathrm{S\; =\; \pi \; \times 49\times }\frac{\mathrm{0.75}}{\mathrm{360\; \times }\frac{\mathrm{55}}{\mathrm{40}}\mathrm{\times 47}}\mathrm{=\; 0.00496mm}$

本实用新型根据微机发出的不同指令，步进电机（2）得到不同数量的脉冲信号，而具有不同的转速，钻床主轴（11）也将具有不同的进给量。

Claims (1)

1、一种步进电机驱动的钻床主轴进给装置，具有步进电机(2)和传动齿轮链部分，以及包括蜗杆(19)、水平轴(38)、装设在水平轴(38)上的且与蜗杆(19)相啮合的蜗轮(21)及机动手动转换机构及小齿轮(36)、齿条(35)在内的主轴升降部分，其特征在于：

a)所说的传动齿轮链部分，它包括首件主动齿轮(14)活套在销轴(16)上，且与步进电机(2)的输出轴成静连接，与齿轮(14)啮合的齿轮(26)和齿轮(17)，装设在竖轴(24)的两端，且与竖轴(24)均为键连接，与齿轮(17)啮合的尾件从动齿轮(18)，与蜗杆(19)轴为键连接，所说的传动齿轮链装设在主轴箱(12)内；

b)所说的装设在水平轴(38)上的机动手动转换机构，它包括蜗轮(21)与水平轴(38)成动配合，结合子(41)固定在蜗轮(21)上，结合子(42)与水平轴(38)的花键部位(31)成花键连接，结合子(42)可沿轴向移动，手柄座(44)与水平轴(38)成动配合。定向件(39)与水平轴(38)的花键部位(31)成花键连接，在端盖(30)的端面上设有定向爪(32)，设在端盖(30)上的销键(28)与定向件(39)的键槽(29)配合，设在定向件(39)端面的定向块(40)与设在端盖(30)端面的定向爪(32)，均嵌插在手柄座(44)端面的具有特定圆心角的弧形槽(27)内，且端盖(30)可沿水平轴(38)轴向移动，在结合子(42)内孔的水平轴(38)上套装有弹簧(33)，结合子(42)与手柄座(44)两者成牙嵌式离合副(43)、(34)配合。

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