专利名称：一种复合动力头装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种复合动力头装置，依据本实用新型的实施例，具体是涉及一 种应用于对管或管状体进行钻孔和锪孔加工的复合动力头装置。
背景技术：
在工业生产中，钻锪孔加工的应用比较广泛，比如在锅炉行业的锅炉生产过程中， 需要对联箱管进行钻孔，进而对钻削成型的孔再进行锪孔加工。不过为了满足装配精度的 要求，包括对联箱管在内的部件进行钻锪孔的加工有比较高的工艺要求，尤其是对钻孔的 光洁度和锪孔深度有较高的工艺要求，并且期望钻孔和锪孔两道工序所成型孔有比较高的 同轴度。因此，必须对钻孔时的钻削加工参数和锪孔深度进行精确控制，以实现前述要求。目前的加工设备一般采用液压进给和液压马达驱动主轴或者直接用电动机驱动 主轴，不能实现进给速度和主轴转速的精确匹配，无法实现速度的无级调速，加工完成后孔 的光洁度较差；另外，动力头和夹具一般也是分离的，或者没有配置夹具，夹具独立动作，定 位精度较差。单独采用丝杠进给的动力头刀具相对于工件的弯曲、变形、偏移等状态自适应 能力不足。当刀具在工件上的切削起始点与动力头的运动参考点距离较大时，会形成较长 的震颤力臂，对孔的加工精度和光洁度均有不利影响。再者，配置多主轴的设备中，当主轴 间距与工艺要求发生偏离时，调整手段非常繁琐不便。
发明内容因此，本实用新型为了克服现有动力头装置进给速度和主轴转速无法精确匹配， 且成孔精度差的缺陷，提供了一种能够使进给速度和主轴转速精确匹配的动力头装置，且 该动力头装置所成孔精度高。本实用新型采用以下技术方案该实用新型复合动力头装置，包括工进升降机构，包括竖直设置的第一丝杠丝母副及安装于该丝杠丝母副上端用于 驱动其第一丝杠的升降电机；主轴，驱动于主轴电机，下端部安装有刀具，并通过连接部件安装于所述丝杠丝母 副的丝母座上；水平顶推机构，含有作为工进升降机构载体的滑枕和通过水平设置的直线导轨与 该滑枕连接的第一溜板；冷却装置，用于所述刀具的冷却；快速升降机构，驱动端连接于所述第一溜板；其中，所述工进升降电机和主轴电机驱动于数控系统以关联工进升降电机的升降 速度与主轴电机的转速，且所述刀具为钻头及位于钻头根部的锪刀同轴复合而成的复合刀具。依据本实用新型技术方案的复合动力头装置为保证加工的精度，首先设有快速升降机构，其驱动端连接于所述第一溜板，那么通过快速升降装置的快速进刀，不仅可以节约 工时，而且很好的弥补了工进升降机构刚度不足的问题，保证了加工的精度。而快速升降机 构的实现基于机械原理是非常容易实现的，所增加的成本并不高。进一步地，通过工进升降 电机和主轴电机的关联驱动，用于解决两者速度匹配的问题，保证工进升降电机的进给速 度和主轴电机的切削速度的匹配，可以进一步的保证加工的精度。而刀具采用钻头及位于 钻头根部的锪刀同轴复合而成的复合刀具使钻孔、锪孔集成在一起，保证了加工工具在加 工状态下的同轴度，可以大大提高成型孔的精度，而锪刀复合到钻头根部可以减小悬臂的 长度，提高钻头的刚度，而使得加工精度可以有很好的保证。上述复合动力头装置，所述冷却装置为具有两个喷头的冷却装置，其中一个喷头 用于钻头的冷却，另一个喷头用于锪刀的冷却。上述复合动力头装置，所述水平顶推机构设有锁紧机构。上述复合动力头装置，所述水平顶推机构的原动件为平行于所述直线导轨设置的 第二丝母丝杠副。上述复合动力头装置，所述锁紧机构为设置于所述水平导轨上的锁紧块。上述复合动力头装置，所述主轴为两个或三个，且为两个时，其中一个位置固定， 另一个通过两主轴间的间距调整机构安装；主轴为三个时，中间一个位置固定，另两个设有 用于与该位置固定的主轴距离调整的间距调整机构。上述复合动力头装置，还设有测量固定主轴与可动主轴间距离的测量尺，连接于 测量尺输出端的读数头，以及连接于读数头输出端的显示器。上述复合动力头装置，所述第一溜板底部设有夹紧工件的夹具头。上述复合动力头装置，所述夹具头的底板通过可拆连接件安装有垫块。上述复合动力头装置，所述夹具头设有半包围加工位置的挡板。
下面结合说明书附图详述本实用新型的技术方案，使本领域的技术人员更具体的 了解本实用新型，其中图1为依据本实用新型技术方案的一种复合动力头装置的主视结构示意图。图2相应于图1中所示复合动力头装置右半部的俯视结构示意图。图3为主轴布置结构示意图。图中1、工进升降电机，2、联轴器，3、电机座，4、轴承，5、第一丝杠，6、丝母座，7、滑 枕，8、滑枕滑块，9、直线导轨，10、第二丝杠，11、锁紧块，12、液压缸活塞杆，13、固定座，14、 显示器，15、第一溜板，16、夹具头，17、筋板，18、夹具溜板滑块，19、垫块，20、冷却装置，21、 冷却装置固定座，22、主轴箱，23、法兰盘，24、减速箱，25、动力头溜板，26、主轴电机，27、立 柱及矩形导轨，28、挡板，29、手轮，30、间距调整丝杠副，31、间距调整丝母座。
具体实施方式
参照说明书附图1所示的复合动力头装置，包括工进升降机构，包括竖直设置的第一丝杠丝母副及安装于该丝杠丝母副上端用于 驱动其第一丝杠5的升降电机；[0030]主轴，驱动于主轴电机26，下端部安装有刀具，并通过连接部件安装于所述丝杠丝 母副的丝母座6上；水平顶推机构，含有作为工进升降机构载体的滑枕7和通过水平设置的直线导轨 与该滑枕连接的第一溜板15 ；冷却装置22，用于所述刀具的冷却；快速升降机构，驱动端连接于所述第一溜板；其中，所述工进升降电机和主轴电机驱动于数控系统以关联工进升降电机的升降 速度与主轴电机的转速，且所述刀具为钻头及位于钻头根部的锪刀同轴复合而成的复合刀具。工进升降机构、主轴、水平顶推机构和冷却装置现有的动力头装置都含有，当然， 所说的主轴多设置于主轴箱22内，主轴也通常通过同步带或者减速箱24进行连接，以获得 合适的速度。关于快速升降机构，从某种程度上来讲，其升降精度要求不高，那么对能够实现升 降的机构基本上都可以采用，比如丝母丝杠副，液压缸或者气动缸，图1右侧所示的是采用 液压缸连接的结构，液压缸的活塞杆12通过固定座13连接到第一溜板上。关于所说的连接部件，并不是指单独的某一具体的部件，而是为了反映主轴与丝 母座的同步运动(除主轴的转动外)关系而引入的虚拟部件，如图1所示，在本例中所说的 连接部件可以是主轴箱固装在动力头溜板25上，动力头溜板连接在丝母座上，也可以在附 加滑枕7，滑枕7与动力头溜板一体，且滑枕7与丝母座相连接的结构，为了达到所述同步运 动的目的，本领域的技术人员还可以采用其他的结构形式。进一步地，在本方案中，在理解了上述复合动力头的基本结构后，可以选择或者组 合以下技术手段所述冷却装置为具有两个喷头的冷却装置，其中一个喷头用于钻头的冷却，另一 个喷头用于锪刀的冷却，可以提高对刀具的冷却效果和适应性，避免在加工过程中频繁地 调整冷却喷头的位置来保证冷却效果。自然，在这种具有进给运动形式的设备中，冷却装置 通常是与待冷却的刀具同步进给的，因此，本领域的技术人员也容易想到，冷却装置要通过 冷却装置固定座21安装于能够与刀具同步进给但不转动的零部件上，比如本方案中的主 轴箱22底部。优选地，所述水平顶推机构设有锁紧机构，以便于在成孔过程中保证刀具在水平 方向上的位置稳定性，进而保证所成孔的轴向跳动度在设定范围内。进一步地，为了获得较高的传动精度，所述水平顶推机构的原动件为平行于所述 直线导轨设置的第二丝母丝杠副。丝杠丝母副为本方案诸多直线运动副中的优选结构，传 动精度高，利于获得钻头精确的初始定位。所述锁紧机构为设置于所述水平导轨上的锁紧块，锁紧块是目前导轨副常用的锁 紧机构，锁紧块具有分居于导轨两侧的块体，并分别形成有驱动块体垂直于导轨侧面方向 运行的液压腔，锁紧易于控制，且锁紧可靠。关于运动部件的锁紧，其实有很多种选择，该部 件中的任意可动部分均可以作为锁紧的对象，依据机械原理，传动机构或者运动副中的任 一可动构件被锁定，均可以限制传动机构和运动副的活动，本领域的技术人员可以参考。一种选择，参考说明书附图3，为了提高成孔效率，所述主轴为两个或三个，且为两个时，其中一个位置固定，另一个通过两主轴间的间距调整机构安装；主轴为三个时，中间 一个位置固定，另两个设有用于与该位置固定的主轴距离调整的间距调整机构。如前所述， 涉及到直线调整，本方案优选丝母丝杠副，当然，在这里，所说的调整不是频繁进行的，那么 最好采用人工调整的结构，比如在对应的丝杠上安装手轮29，同时，为了保证结构的稳定 性，需要在间距调整机构上设置锁紧装置，设置方式可以选择前述的总原则。相对简化的， 所说的间距调整机构还可以采用结构简单、成本低廉的轴孔配合的滑动副，也可以采用轨 道副。进一步地，为了为精确调整提供参考，该装置还可以设有测量固定主轴与可动主 轴间距离的测量尺，连接于测量尺输出端的读数头，以及连接于读数头输出端的显示器14， 工人可以有一个直观的参考。为了便于定位和运动的控制，所述第一溜板底部设有夹紧工件的夹具头16。优选地，所述夹具头的底板通过可拆连接件安装有垫块19，那么垫块可以根据需 要进行更换，以调整压头下平面的位置，以适应刀具的不同长度，且可以实现刀具对工件表 面的自适应功能。为了防止碎屑和冷却液四处飞溅，所述夹具头设有半包围加工位置的挡板28，挡 板还可以辅助切断切屑。
权利要求一种复合动力头装置，包括工进升降机构，包括竖直设置的第一丝杠丝母副及安装于该丝杠丝母副上端用于驱动其第一丝杠(5)的升降电机；主轴，驱动于主轴电机(26)，下端部安装有刀具，并通过连接部件安装于所述丝杠丝母副的丝母座上(6)；水平顶推机构，含有作为工进升降机构载体的滑枕(7)和通过水平设置的直线导轨与该滑枕连接的第一溜板(15)；冷却装置(22)，用于所述刀具的冷却；其特征在于其还包括快速升降机构，驱动端连接于所述第一溜板；其中，所述升降电机和主轴电机驱动于数控系统以关联升降电机的升降速度与主轴电机的转速，且所述刀具为钻头及位于钻头底部的锪刀同轴复合而成的复合刀具。
2.根据权利要求1所述的复合动力头装置，其特征在于所述冷却装置为具有两个喷 头的冷却装置，其中一个喷头用于钻头的冷却，另一个喷头用于锪刀的冷却。
3.根据权利要求1所述的复合动力头装置，其特征在于所述水平顶推机构设有锁紧 机构。
4.根据权利要求3所述的复合动力头装置，其特征在于所述水平顶推机构的原动件 为平行于所述直线导轨设置的第二丝母丝杠副。
5.根据权利要求3或4所述的复合动力头装置，其特征在于所述锁紧机构为设置于 所述水平导轨上的锁紧块。
6.根据权利要求1所述的复合动力头装置，其特征在于所述主轴为两个或三个，且为 两个时，其中一个位置固定，另一个通过两主轴间的间距调整机构安装；主轴为三个时，中 间一个位置固定，另两个设有用于与该位置固定的主轴距离调整的间距调整机构。
7.根据权利要求6所述的复合动力头装置，其特征在于还设有测量固定主轴与可动 主轴间距离的测量尺，连接于测量尺输出端的读数头，以及连接于读数头输出端的显示器 (14)。
8.根据权利要求1所述的复合动力头装置，其特征在于所述第一溜板底部设有夹紧 工件的夹具头(16)。
9.根据权利要求8所述的复合动力头装置，其特征在于所述夹具头的底板通过可拆 连接件安装有垫块(19)。
10.根据权利要求8或9所述的复合动力头装置，其特征在于所述夹具头设有半包围 加工位置的挡板(28)。
专利摘要本实用新型公开了一种复合动力头装置设置了快速升降机构，驱动端连接于所述第一溜板；且其工进升降电机和主轴电机驱动于数控系统以关联工进升降电机的升降速度与主轴电机的转速，刀具为钻头及位于钻头根部的锪刀同轴复合而成的复合刀具。依据本实用新型技术方案的复合动力头能够使进给速度和主轴转速精确匹配，且该动力头装置所成孔精度高。
文档编号B23B41/00GK201669437SQ201020210519
公开日2010年12月15日 申请日期2010年6月1日 优先权日2010年6月1日
发明者李荣华, 高旸 申请人:山东法因数控机械股份有限公司