专利名称：雕刻机头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种雕刻机用的雕刻机头，特别是一种电脑控制雕刻机用的雕刻机头。
在现有的技术中，电脑控制的雕刻机上装有雕刻机头，雕刻机上有电脑控制的二维移动机构带动雕刻机头作平面二维移动，而雕刻机上有电脑控制的同步电机通过同步带和链轮带动雕刻机头中的丝杆螺母付传动刀具主轴上下运动，刀具主轴由直流电机经皮带和皮带轮传动机构带动刀具主轴旋转，从而可实现电脑控制的二维和三维雕刻。但是其雕刻机头的传动机构较复杂，影响雕刻精度。
本实用新型的目的在于提供一种结构简单紧凑的、高效、高精度的电脑控制雕刻机用的雕刻机头。
为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案本实用新型与现有技术一样包含有一个用于固定连接于雕刻机的壳体、电脑控制步进电机驱动的丝杆螺母付、主轴电机、主轴电机驱动的刀具主轴和刀具。其特征在于电脑控制的步进电机直接垂直固定连接于壳体上，其输出轴通过一个弹性联轴节连接丝杆螺母付的垂直安装的丝杆；丝杆螺母付的螺母通过连接机构连接与丝杆平行安装的主轴电机；主轴电机的中心轴直接构成刀具主轴。这样，由电脑控制步进电机的脉冲量，使步进电机旋转一定的转数，通过弹性联轴节带动丝杆旋转一定的转数，丝杆带动螺母作上下垂直直线运动，螺母通过连接机构使主轴电机上下垂直直线运动，安装在主轴上的刀具在主轴电机驱动下实现对工件进行雕刻。
上述的联轴节可以设计为一个圆筒形套筒，其两端内孔分别与步进电机输出轴和丝杆上轴端相匹配；圆筒形套筒有一条纵向切槽，与纵向切槽垂直方向有固紧螺钉连接用的螺孔；圆筒形套筒中部有三条相隔120°的横向切槽，横向切槽的宽度为0.1-0.3毫米。采用这种弹性联轴节，具有一定的联接强度，传递一定的扭矩，又能消除丝杆在安装时产生的积累误差。
上述的丝杆螺母付宜采用消隙丝杆螺母付，以克服惯性引起的误差，提高加工精度。其结构可以设计为丝杆为双头丝杆，螺母为消隙螺母，即是两只螺母之间装有消除反向间隙的弹簧。调整弹簧的预紧力，即可调整丝杆螺母之间的轴向间隙及它们之间的预紧力。丝杆的安装可采用后端定位方式，便于装卸和调整轴向窜动量，其安装结构可设计为丝杆的下端安装着使丝杆轴向定位的轴承，轴承由盖、衬套和螺钉固定于壳体下端部。
上述的丝杆螺母付的螺母与主轴电机的连接机构可以设计为螺母通过传动板，由螺钉以及导柱螺钉、套筒和弹簧连接一个滑座，滑座与一个直线运动导轨付的两根导轨滑动匹配，主轴电机固定安装在滑座的内孔中。直线运动导轨付比滑动导轨付摩擦系数大幅度减小，既可节省电力，也大为提高加工精度。直线运动导轨付的结构可以设计为两根圆柱形导轨与丝杆平行地固定于壳体内；两根导轨通过四个直线轴承与滑座的两只圆孔滑动匹配；直线轴承为内设四排滚珠的滚动轴承。
本实用新型与现有技术相比较，具有如下显而易见的优点本雕刻机头传动机构简单、紧凑，体积小，精度高，由于采用弹性联轴节、消隙丝杆螺母付、直线运动导轨付，既省电力，又大为提高加工效率和加工精度，维修和操作方便。本雕刻机头与电脑控制雕刻机配合，能快速、方便地雕刻出精美的二维及三维的各种图象及和中西文字，广泛应用于广告、美术、装璜、模具及电子仪表等各行业。
附图的图面说明如下
图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。
图2是
图1去掉罩壳的右视图。
图3是图2的俯视图。
图4是弹性联轴节的结构示意图。
图5是图4中A-A处剖面图。
本实用新型的一个最佳实施方案是参见
图1、图2和图3，本雕刻机头包含有一个用于固定连接于雕刻机的壳体2、电脑控制步进电机1驱动的丝杆螺母付4、主轴电机8、主轴电机8驱动的刀具主轴6和刀具13。电脑控制的步进电机1直接垂直固定连接于壳体2上，其输出轴通过一个弹性联轴节3连接丝杆螺母付4的垂直安装的丝杆20；丝杆螺母付4的螺母21通过连接机构连接与丝杆20平行安装的主轴电机8；主轴电机8的中心轴直接构成刀具主轴6。主轴电机8采用内连式中频电动机，转速采用电源变频实现无级调速，最高转速为15000转/分。主轴6安装在二个支承上，上下支承均采用0级精度的单列向心球轴承，下支承采用2个球轴承的结构，用于承受径向力及轴向力，主轴6下端的径向跳动、轴向窜动、端面跳动等几何精度均不超过0.01毫米，以满足高精度雕刻工艺要求。
参见图4，弹性联轴节3是一个圆筒形套筒，其两端内孔分别与步进电机1输出轴和丝杆20上轴端相匹配；圆筒形套筒有一条纵向切槽31，与纵向切槽31垂直方向有固紧螺钉连接用的螺孔29；圆筒形套筒中部有三条相隔126°的横向切槽30，横向切槽30的宽度为0.1-0.3毫米。圆筒形套筒的材料为铝合金，其内孔能与两轴联接接触紧密。
参见
图1、图2和图3，丝杆螺母付4采用消隙丝杆螺母付，其丝杆20为双头丝杆，螺母21为消隙螺母，它是两只螺母之间装有消除反向间隙的弹簧。丝杆螺母付4的丝杆20的安装结构是丝杆20的下端安装着使丝杆轴向定位的轴承15，轴承15由盖16、衬套17和螺钉18固定于壳体2下端部。上述的丝杆螺母付4的螺母21与主轴电机8的连接机构是螺母21通过传动板22，由螺钉28以及导柱螺钉25、套筒23和弹簧24连接一个滑座9，滑座9与一个直线运动导轨付7的两根导轨26滑动匹配，主轴电机8固定安装在滑座9的内孔中。上述的直线运动导轨付7的结构是两根圆柱形导轨26与丝杆20平行地固定于壳体2内；两根导轨26通过四个直线轴承27与滑座9的两只圆孔滑动匹配；直线轴承27为内设有四排滚珠的滚动轴承。
雕刻刀具13通过弹簧夹头安装在主轴6内孔中，主轴6下端有设置刻度盘10，旋转刻度盘10可微量调整雕刻刀具13伸出的长度。刻度盘18下端有通过压盖11固定的触脚12。触脚12能与工件表面接触，依靠上述螺母21与主轴电机8连接机构中的弹簧24的弹力，雕刻刀具13能随工件厚度的变化而作上下浮动，适于进行二维图象雕刻。在进行三维雕刻时，旋紧螺钉25，压紧弹簧24而使雕刻刀具13不能上下浮动，由电脑控制三维运动。
壳体2通过四个内六角螺钉19安装在雕刻机上，壳体2的正面通过螺钉14固定安装一个罩住主轴电机8的罩壳5。
权利要求1.一种电脑控制雕刻机用的雕刻机头，包括一个用于固定连接于雕刻机的壳体(2)、电脑控制步进电机(1)驱动的丝杆螺母付(4)、主轴电机(8)、主轴电机(8)驱动的刀具主轴(6)和刀具(13)，其特征在于电脑控制的步进电机(1)直接垂直固定连接于壳体(2)上，其输出轴通过一个弹性联轴节(3)连接丝杆螺母付(4)的垂直安装的丝杆(20)；丝杆螺母付(4)的螺母(21)通过连接机构连接与丝杆(20)平行安装的主轴电机(8)；主轴电机(8)的中心轴直接构成刀具主轴(6)。
2.根据权利要求1所述的雕刻机头，其特征在于弹性联轴节(3)是一个圆筒形套筒，其两端内孔分别与步进电机(1)输出轴和丝杆(20)上轴端相匹配；圆筒形套筒有一条纵向切槽(31)，与纵向切槽(31)垂直方向有固紧螺钉连接用的螺孔(29)；圆筒形套筒中部有三条相隔120°的横向切槽(30)，横向切槽(30)的宽度为0.1-0.3毫米。
3.根据权利要求1所述的雕刻机头，其特征在于丝杆螺母付(4)为消隙丝杆螺母付，其丝杆(20)为双头丝杆，螺母(21)为消隙螺母，它是两只螺母之间装有消除反向间隙的弹簧。
4.根据权利要求1所述的雕刻机头，其特征在于丝杆螺母付(4)的丝杆(20)的安装结构是丝杆(20)的下端安装着使丝杆轴向定位的轴承(15)，轴承(15)由盖(16)、衬套(17)和螺钉(18)固定于壳体(2)下端部。
5.根据权利要求1所述的雕刻机头，其特征在于丝杆螺母付(4)的螺母(21)与主轴电机(8)的连接机构是螺母(21)通过传动板(22)，由螺钉(28)以及导柱螺钉(25)、套筒(23)和弹簧(24)连接一个滑座(9)，滑座(9)与一个直线运动导轨付(7)的两根导轨(26)滑动匹配，主轴电机(8)固定安装在滑座(9)的内孔中。
6.根据权利要求5所述的雕刻机头，其特征在于直线运动导轨付(7)的结构是两根圆柱形导轨(26)与丝杆(20)平行地固定于壳体(2)内；两根导轨(26)通过四个直线轴承(27)与滑座(9)的两只圆孔滑动匹配；直线轴承(27)为内设有四排滚珠的滚动轴承。
7.根据权利要求1所述的雕刻机头，其特征在于雕刻的刀具(13)通过弹簧夹头安装在主轴(6)内孔中，主轴(6)下端有设置刻度盘(10)，刻度盘(10)下端有通过压盖(11)固定的触脚(12)。
8.根据权利要求1所述的雕刻机头，其特征在于壳体(2)通过四个内六角螺钉(19)安装在雕刻机上，壳体(2)的正面通过螺钉(14)固定安装一个罩住主轴电机(8)的罩壳(5)。
专利摘要本实用新型是一种电脑控制雕刻机用的雕刻机头。它包含有一个壳体、电脑控制步进电机驱动的丝杆螺母副、主轴电机、主轴电机驱动的刀具主轴和刀具,步进电机直接垂直固定连接于壳体上,其输出轴通过一个弹性联轴节连接丝杆螺母副的丝杆;丝杆螺母副的螺母通过连接机构连接主轴电机;主轴电机的中心轴直接构成刀具主轴。本雕刻机头传动机构简单、紧凑,体积小,精度高,与电脑控制雕刻机配合,能雕刻出二维及三维图象和文字。
文档编号B44B3/04GK2278599SQ9623068
公开日1998年4月15日 申请日期1996年9月12日 优先权日1996年9月12日
发明者陆兴德 申请人:洛克机电系统工程(上海)有限公司