专利名称：气控电动动力头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种动力头，尤其是用于数控钻削的高转速高精度的气控 电动动力头。
技术背景动力头是数控钻床的关键部件，在实际使用中，它必须能够适应不同 的钻头、不同厚度的工件，并能根据不同的工进起始位置、不同的加工要 求(通孔或沉孔)，根据特定的程序快进、工进、快退。CN2581103Y号专利文献公开的"自控行程锅筒数控钻床"的动力头， 是通过由油缸、平台、导轨、前后导向套、弹簧及调节螺栓组成的液压台 来驱动钻头快进、工进、快退，这种动力头，在钻头未接触工件前，为快 进，接触工件后为工进，钻透后自动变成快退，这种动力头只能用于加工 通孔，且加工效率较低，维护成本较高。CN1640595A号专利文献公开的自控行程数控钻削的动力头，动力头 伺服驱动器的指令进行工作，进给部分主要有运动导轨副、丝杠螺母副、 伺服电机以及传动件组成，虽然可以提高一定的工作效率，能够加工通孔 和沉孔，其机械结构和伺服驱动器都比较复杂，维修难度较大。发明内容本发明的目的在于针对上述液压台驱动的动力头只能用于加工通 孔，且加工效率较低，维护成本较高的实际问题，以及采用伺服驱动器控 制伺服电机的动力头机械结构和伺服驱动器都比较复杂，维修难度较大的 实际问题，提供一种新的用于数控钻削的高转速高精度的气控电动动力 头。本发明的目的是这样实现的 一种气控电动动力头，包括壳体、传动 轴、钻头夹具、后盖，其特征在于动力头中还包括滑套、滑套前法兰、 滑套后法兰和被动轮，其中a)壳体的前端设有滑套前法兰，壳体内设有滑套后法兰，滑套的前法兰与后法兰之间为气缸，气缸前端和后端的壳体上均设有气孔，滑套通过 前法兰和后法兰支撑于壳体中，滑套上设有同心的活塞，活塞与所述的气 缸匹配；b) 传动轴的前部由前后轴承支撑于滑套内壁，其前端设有钻头夹具， 所述的钻头夹具穿过与滑套前端连接的轴承盖；传动轴的后部为花键；c) 被动轮的轴心为花键套，被动轮轴心的花键套穿过后盖并通过轴承 安装于后盖中，传动轴后部的花键与被动轮的花键套对接；d) 活塞上设有密封圈，前、后法兰与壳体、滑套之间均设有密封圈。 在本发明中所述的传动轴前端与滑套前端的轴承盖之间形成密封装置。在本发明中所述的密封装置为J形超薄防尘圈和内、外隔圈组成的 密封装置，或迷宫式密封装置，或同时设置J形超薄防尘圈和内、外隔圈 组成的密封装置和迷宫式密封装置。在本发明中所述的滑套的后端设有推板，壳体上设有与滑套上同步 运动的推板对应的槽，推板一端穿过壳体上的槽外露。在本发明中位于活塞行程的前、后端设有活塞缓冲装置。在本发明中所述的活塞缓冲装置由缓冲塞和缓冲圈组成，其中，缓 冲塞位于活塞前、后端的滑套外壁上，缓冲圈置于气缸的两端并与滑套前 法兰和滑套后法兰固为一体，缓冲圈的外圈与气缸匹配，缓冲圈的内圈与 缓冲塞匹配，缓冲圈上设有贯通的壁孔，气缸上的气孔和缓冲圈上的壁孔 相通，缓冲圈侧壁上的小气孔与壁孔相通。在本发明中所述的被动轮轴心的花键套穿过后盖并通过轴承安装于 后盖中是指被动轮轴心的花键套穿过轴承座通过至少两个并列的轴承定 位，所述的轴承座与后盖连接。在本发明中轴承座与轴承之间以及被动轮的花键套与轴承座之间均 设有限位卡；所述的被动轮为被动皮带轮，或被动齿轮。在本发明中所述被动皮带轮通过传动皮带与电动机输出轴上的主动 皮带轮连接，或由被动齿轮与电动机输出轴上的主动齿轮啮合。在本发明中所述的电动机为直流串激电动机，其工作电压为直流220伏。本发明的优点在于由于动力头中采用气源控制钻头快进、工进、快退，结构相对比较紧凑；由于传动轴前端与滑套前端的轴承盖之间设有密 封装置，可以防止加工粉尘进入动力头，影响动力头的正常工作；由于滑 套的后端设有推板，壳体上设有与滑套上同步运动的推板对应的槽，推板 一端穿过壳体上的槽外露，通过外露的推板，可以获取与滑套行程有关的 信息，据此，可以发出操作动力头的各种控制信号，外露的推板也可以防 止滑套(包括活塞)在前后位移的过程中发生旋转；位于活塞行程的前、 后端设有活塞缓冲装置，可以减小活塞运动中对动力头形成的前后冲击 力，保护钻头；动力头的动力采用后部为花键的传动轴，并使传动轴的花 键与被动轮轴心花键套对接的传递方式，可以保证钻头在整个运动过程都 能获得动力， 被动轮轴心的花键套穿过轴承座通过至少两个并列的轴承定 位，轴承座与后盖连接，受力更加合理；轴承座与轴承之间以及被动轮的 花键套与轴承座之间均设有限位卡可以防止高速运动的有关部件发生位 移和脱落；采用直流串激电动机更利于控制。
图1是本发明实施例的结构示意图；图2是图1在工进工位时的结构示意图。图中1、壳体，2、滑套，3、传动轴，4、轴承盖，5、前法兰，6、 小气孔，7、气缸，8、缓冲塞，9、活塞，10、主动轮，11、被动轮，12、 后盖，13、轴承座，14、推板，15、后法兰，16、气孔，17、密封圈，18、 壁孔，19、轴承，20、 J形超薄防尘圈，21、钻头夹具，22、内、外隔圈， 23、电动机，24、传动皮带，25、内限位卡，26、外限位卡，27缓冲圈， 28、迷宫式密封装置。
具体实施方式
附图非限制性地公开了本发明的一个实施例的具体结构，下面结合附 图对本发明作进一步地描述。由图1图2可见，本发明包括壳体1、滑套2、传动轴3、钻头夹具 21、后盖12，其中壳体l的前端设有滑套前法兰5，壳体l内设有滑套 后法兰15，滑套2的前法兰5与后法兰15之间为气缸7，气缸7的前端 和后端的壳体1上均设有气孔16,滑套2通过前法兰5和后法兰15支撑 于壳体1中，滑套2上设有同心的活塞9，活塞9与所述的气缸7匹配； 传动轴3的前部由前后轴承19支撑于滑套2内壁，其前端为钻头夹具21 ， 所述的钻头夹具21穿过滑套2前端的轴承盖4，轴承盖4与滑套2连接， 传动轴3的后部为花键；被动轮11的轴心为花键套，被动轮11轴心的花 键套穿过后盖12并通过并列的轴承19安装于后盖12中，传动轴3后部 的花键与被动轮11的花键套对接；活塞9上设有密封圈17，前法兰5、后 法兰15与壳体1之间均设有密封圈17，前法兰5、后法兰15与滑套之间 也设有密封圈17。传动轴3与钻头夹具21的连接处设有密封装置；位于 活塞15行程的前、后端设有活塞缓冲装置，所述的活塞缓冲装置由缓冲 塞8和缓冲圈27组成，其中，缓冲塞8位于活塞9前、后端的滑套2外 壁上，缓冲圈27分别与前法兰5和后法兰15固为一体，缓冲圈27的外 圈与气缸6匹配，缓冲圈27的内圈与缓冲塞8匹配，缓冲圈27上设有贯 通的壁孔18，气缸7上的气孔16和缓冲圈27上的壁孔18相通，缓冲圈 27侧壁上的小气孔6与壁孔18相通；所述的被动轮11为被动皮带轮，被 动皮带轮通过传动皮带24与电动机23输出轴上的主动轮10连接，所述 的电动机23为直流串激电动机，其工作电压为直流220伏。在本实施例中，传动轴3与钻头夹具21的连接处的密封装置是由J 形超薄防尘圈20和设在两轴承19间的内、外隔圈22组成的密封装置， 同时还设置了迷宫式密封装置28，该迷宫式密封装置28是由被动轮3端 部拱起的堰与轴承盖4上的对应槽之间配对组合后形成的。在本实施例中，滑套2的后端设有推板14，壳体1上设有与滑套2上 同步运动的推板14对应的槽，推板14 一端穿过壳体1上的槽外露，具体 实施时，外露的推板14端部可以设有反映滑套行程的探头。在本实施例中，轴承座13与轴承19之间设有外限位卡26，被动轮11的花键套与轴承座13之间均设有内限位卡25。本动力头使用中，在程序控制下，气缸7两端的气孔16可以交替进 气或出气，活塞9驱动滑套2在前法兰5和后法兰15之间移动，滑套2 在移动中带动传动轴3同步位移，使钻头夹具上的钻头实现快进、工进、 快退；同时，电动机23通过传动皮带24带动被动轮11，由被动轮11的 轴心花键套与传动轴3后部的花键对接，驱动钻头高速旋转。当活塞15 即将抵达行程的前后终点，活塞缓冲装置开始起作用，快进时，当缓冲塞 8 —旦接触缓冲圈27，将堵塞由缓冲圈27的壁孔18和壳体1的气孔16 形成的排气通道，改由缓冲圈27的小气孔6和壳体1的气孔16形成的排 气通道继续排气，由于小气孔6远小于壁孔18，增大了排气阻力，降低了 活塞9的运动速度，避免钻头与工件的碰撞，保护了钻头；快退时，同样 的装置也防止了活塞9对后法兰15的撞击。在对动力头控制时，根据设 计程序，结合外露的推板14端部探头获取的信息，改变气缸7两端气孔 16的进气或出气交替时机，以及电动机23工作状态。具体实施时，所述的密封装置也可以单独使用J形超薄防尘圈20和内、 外隔圈22组成的密封装置，或单独使用迷宫式密封装置28;所述的被动 轮11也可以采用被动齿轮，并通过被动齿轮与电动机输出轴上的主动齿轮 啮合驱动动力头。
权利要求
1、一种气控电动动力头，包括壳体、传动轴、钻头夹具、后盖，其特征在于动力头中还包括滑套、滑套前法兰、滑套后法兰和被动轮，其中a)壳体的前端设有滑套前法兰，壳体内设有滑套后法兰，滑套的前法兰与后法兰之间为气缸，气缸前端和后端的壳体上均设有气孔，滑套通过前法兰和后法兰支撑于壳体中，滑套上设有同心的活塞，活塞与所述的气缸匹配；b)传动轴的前部由前后轴承支撑于滑套内壁，其前端设有钻头夹具，所述的钻头夹具穿过与滑套前端连接的轴承盖；传动轴的后部为花键；c)被动轮的轴心为花键套，被动轮轴心的花键套穿过后盖并通过轴承安装于后盖中，传动轴后部的花键与被动轮的花键套对接；d)活塞上设有密封圈，前、后法兰与壳体、滑套之间均设有密封圈。
2、 根据权利要求1所述的气控电动动力头，其特征在于所述的传 动轴前端与滑套前端的轴承盖之间形成密封装置。
3、 根据权利要求2所述的气控电动动力头，其特征在于所述的密 封装置为J形超薄防尘圈和内、外隔圈组成的密封装置，或迷宫式密封装 置，或同时设置J形超薄防尘圈和内、外隔圈组成的密封装置和迷宫式密 封装置。
4、 根据权利要求1所述的气控电动动力头，其特征在于所述的滑 套的后端设有推板，壳体上设有与滑套上同步运动的推板对应的槽，推板一端穿过壳体上的槽外露。
5、 根据权利要求1或2或3或4所述的气控电动动力头，其特征在 于位于活塞行程的前、后端设有活塞缓冲装置。
6、 根据权利要求5所述的气控电动动力头，其特征在于所述的活塞缓冲装置由缓冲塞和缓冲圈组成，其中，缓冲塞位于活塞前、后端的滑 套外壁上，缓冲圈置于气缸的两端并与滑套前法兰和滑套后法兰固为一 体，缓冲圈的外圈与气缸匹配，缓冲圈的内圈与缓冲塞匹配，缓冲圈上设 有贯通的壁孔，气缸上的气孔和缓冲圈上的壁孔相通，缓冲圈侧壁上的小 气孔与壁孔相通。
7、 根据权利要求1或2或4所述的气控电动动力头，其特征在于所述的被动轮轴心的花键套穿过后盖并通过轴承安装于后盖中是指被动轮轴心的花键套穿过轴承座通过至少两个并列的轴承定位，所述的轴承座 与后盖连接。
8、 根据权利要求7所述的气控电动动力头，其特征在于轴承座与轴承之间以及被动轮的花键套与轴承座之间均设有限位卡；所述的被动轮为被动皮带轮，或被动齿轮。
9、 根据权利要求8所述的气控电动动力头，其特征在于所述被动皮带轮通过传动皮带与电动机输出轴上的主动皮带轮连接，或由被动齿轮 与电动机输出轴上的主动齿轮啮合。
10、 根据权利要求9所述的气控电动动力头，其特征在于所述的电动机为直流串激电动机，其工作电压为直流220伏。
全文摘要
本发明涉及一种气控电动动力头，包括壳体、传动轴、钻头夹具、后盖以及滑套、滑套前法兰、滑套后法兰和被动轮，其中壳体的前端设有滑套前法兰，壳体内设有滑套后法兰，滑套的前法兰与后法兰之间为气缸，气缸前端和后端的壳体上均设有气孔，滑套支撑于滑套前法兰和滑套后法兰，滑套上设有同心的活塞，活塞与气缸匹配；传动轴的前部由前后轴承支撑于滑套内壁，其前端设有钻头夹具，所述的钻头夹具穿过与滑套前端连接的轴承盖；传动轴的后部为花键；被动轮的轴心为花键套，被动轮轴心的花键套穿过后盖并通过轴承安装于后盖中，传动轴后部的花键与被动轮的花键套对接；活塞上设有密封圈，前、后法兰与壳体、滑套之间均设有密封圈。
文档编号B23B47/00GK101259543SQ20081002391
公开日2008年9月10日 申请日期2008年4月22日 优先权日2008年4月22日
发明者堃 蒋 申请人:南京众杰工贸有限公司