一种自控进给状态的钻削动力头的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种自控进给状态的钻削动力头，它包括动力装置、进给部分和钻削部分，所述进给部分包括丝杠、与丝杠配合并上下移动的转换装置、与转换装置固定连接的滑板和与滑板配合的直线导轨副，钻削部分与滑板固定连接。通过把丝母和丝母座之间的连接设计成浮动式结构，并通过感应开关检测位置的方式以实现进给状态自动转化，即进给方式为；当钻头未接触工件时处于快进状态，接触工件后自动转为工进状态，钻透或钻至沉孔深度时自动转为快退状态。除沉孔深度需要输入数值外，无需输入钻头长度和工件厚度等进给行程数据；既能钻通孔又能钻沉孔，加工效率高，结构简单，并且无需维护，还能避免操作人员的一些误操作。
【专利说明】一种自控进给状态的钻削动力头
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钻削动力头，尤其是一种自控进给状态的钻削动力头。
【背景技术】
[0002]目前，钻床上伺服进给的钻削动力头一般不能自动控制各进给状态之间的转换，需要事先输入工件厚度、钻头长度和空行程留量，计算出快进、工进和快退的转换位置，通过数控装置进行控制或通过对刀确定工进的起始位置，钻透后再由工进状态转换为快退状态，从而完成通孔的加工。由于针对不同钻头和不同厚度的工件，操作者必须经常测量并输入工件厚度和钻头长度等参数，使得操作比较繁琐，有时还会出现工况改变之后忘记输入工件厚度和钻头长度等参数，结果造成误操作或损坏钻头的情况，同时由于空行程留量还使得钻孔的效率降低，这就是现有技术所存在的不足之处。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种自控进给状态的钻削动力头，该钻削动力头可以自动转换进给状态。
[0004]本方案是通过如下技术措施来实现的:该自控进给状态的钻削动力头包括动力装置、进给部分和钻削部分，所述进给部分包括丝杠、与丝杠配合并上下移动的转换装置、与转换装置固定连接的滑板和与滑板配合的直线导轨副，钻削部分与滑板固定连接。
[0005]上述转换装置包括丝母、连接套、弹簧、限位板、丝母座、感应开关和感应杆，所述丝母与丝杠配合，所述感应杆和连接套分别与丝母的上下两端固定连接，连接套的下端固定连接有限位板，连接套的上边沿向外侧下方翻转形成容置槽，丝母座安装在容置槽与限位板之间，且丝母座的高度大于容置槽外边沿的下端面与限位板上端面之间的距离，丝母座的内侧下端设置有定位肩I，丝母座的上端与容置槽外边沿插接配合，弹簧位于丝母座与连接套之间，弹簧的上端与容置槽配合、下端与定位肩I配合，丝母座的外侧固定连接有与感应杆对应的感应开关。该转换装置中采用丝母座的浮动安装结构后，通过丝母座的上下浮动，带动感应开关接近感应杆使感应开关产生开关信号，或者使感应开关远离感应杆并失去开关信号，控制系统根据感应开关反馈的信号控制钻削部分的进给状态。
[0006]上述丝母座中安装有感应开关的一端边缘宽于容置槽外边沿的外边缘，使感应开关可以安装在丝母座的上端，以缩短感应开关的动作行程，保证其开关信号的稳定性。
[0007]上述丝母座的上端与容置槽外边沿的插接配合结构为:丝母座中安装有感应开关的一端设置有与容置槽外边沿配合的条形定位槽，丝母座中与该端沿丝杠轴线对称的一端外侧设置有与容置槽外边沿形状匹配的定位肩II。该插接结构一方面可以实现丝母座的上下浮动，并且丝母座上下浮动过程中，容置槽外边沿和丝母座可以相互定位；另一方面还可以防止丝母座的周向转动，以保证进给动作的正常进行。
[0008]上述滑板与丝母座固定连接，这种结构形式可以保证当钻削部分的钻头没有接触工件时以及工件钻透后，在钻削部分的重力及弹簧的弹簧力作用下，丝母座可以压紧在限位板上，使感应开关远离感应杆并失去开关信号。
[0009]上述钻削部分包括电机、减速器和钻头，减速器与滑板固定连接，滑板沿直线导轨副的上下移动时带动减速器及电机和钻头同步动作，实现钻头的进给。
[0010]上述动力装置为伺服电机，伺服电机通过传动机构驱动丝杠，通过伺服电机可以精确的控制丝杠的转动。
[0011]本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，该自控进给状态的钻削动力头中，通过转换装置自动转换钻头的工作状态:当钻削部分的钻头未接触工件时，钻头处于快进状态；钻头接触工件后自动转为工进状态；钻头钻透工件后或钻至沉孔深度时，钻头自动转为快退状态。除沉孔深度需要输入数值外，无需输入其它进给行程数据(如钻头的长度和工件的厚度)。该钻削动力头既能钻通孔又能钻沉孔，加工效率高，结构简单，并且无需维护，还能避免操作人员的一些误操作。由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明【具体实施方式】中钻削动力头快进状态时的结构示意图。
[0013]图2为图1中Z部放大图。
[0014]图3为本发明【具体实施方式】中钻削动力头快进转工进状态时的结构示意图。
[0015]图4为图3中Z部放大图。
[0016]图5为本发明【具体实施方式】中钻削动力头工进转快退状态时的结构示意图。
[0017]图6为图5中Z部放大图。
[0018]图7为本发明【具体实施方式】中钻削动力头退回到原位时的结构示意图。
[0019]图8为图7中Z部放大图。
[0020]图9为图2中A-A剖视结构示意图。
[0021 ] 图中，1-电机，2-减速器，3-钻头，4-工件，5-直线导轨副，6_丝杠，7_滑板，8_伺服电机，9-感应杆，10-感应开关,11-条形定位槽,12-丝母座，13-限位板,14-定位肩I ,15-弹簧，16-连接套，17-定位肩II，18-容置槽外边沿，19-容置槽，20-丝母。
【具体实施方式】
[0022]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过【具体实施方式】，并结合其附图，对本方案进行阐述。
[0023]一种自控进给状态的钻削动力头，如图所示，它包括动力装置、进给部分和钻削部分，该动力装置采用伺服电机8，以实现对丝杠6转动的精确控制，伺服电机8通过传动机构(如同步带传动机构)驱动丝杠6转动。
[0024]其中，进给部分包括丝杠6、与丝杠6配合并上下移动的转换装置、与转换装置固定连接的滑板7和与滑板7配合的直线导轨副5，滑板7与转换装置中的丝母座12固定连接，转换装置中的丝母20与丝杠6配合，实现转换装置沿丝杠6的上下移动，转换装置移动时带动滑板7同步动作，通过滑板7带动钻削部分实现进给运动。
[0025]钻削部分包括电机1、减速器2和钻头3，钻削部分与滑板7固定连接，具体来说是钻削部分中的减速器2与滑板7固定连接，由滑板7带动钻削部分上下移动。[0026]转换装置包括丝母20、连接套16、弹簧15、限位板13、丝母座12、感应开关10和感 应杆9，所述丝母20与丝杠6配合并沿丝杠6上下运动，所述感应杆9和连接套16分别与 丝母20的上下两端固定连接(如：螺钉连接)，连接套16的下端固定连接(如：螺钉连接）有 限位板13，连接套16的上边沿向外侧下方翻转形成容置槽19，丝母座12安装在容置槽19 与限位板13之间，且丝母座12的高度大于容置槽19外边沿的下端面与限位板13上端面 之间的距离，即丝母座12的下端与限位板13配合时，丝母座12的上端高于容置槽外边沿 18的下端，通过容置槽外边沿18对丝母座12的上端进行限位，防止丝母座12径向窜动，保 证丝母座12的动作稳定性，从而保证了感应开关10的开关信号的稳定性。丝母座12的内 侧下端设置有定位肩I 14，丝母座12的上端与容置槽外边沿18插接配合，弹簧15位于丝 母座12与连接套16之间，弹簧15的上端与容置槽19配合、下端与定位肩I 14配合，通过 弹簧15保证连接套16和丝母座12之间有一定的距离，从而保证开关信号的可靠性。
[0027]丝母座12的外侧固定连接(如：螺钉连接)有与感应杆9对应的感应开关10，且丝 母座12中安装有感应开关10的一端边缘宽于容置槽外边沿18的外边缘，使感应开关10 可以安装在丝母座12的上端，以缩短感应开关10的动作行程，保证其开关信号的稳定性。
[0028]丝母座12的上端与容置槽外边沿18的插接配合结构为：丝母座12中安装有感应 开关10的一端设置有与容置槽外边沿18配合的条形定位槽11，丝母座12中与该端沿丝杠 6轴线对称的一端外侧设置有与容置槽外边沿18形状匹配的定位肩II 17。该结构可以保 证丝杠6旋转时丝母20不旋转，最终保证进给动作的正常进行。
[0029]该钻削动力头的动作过程为：伺服电机8通过传动机构(如同步带传动机构）带动 丝杠6旋转，与丝杠6配合的丝母20带动滑板7沿直线导轨副5上下移动，滑板7移动时 带动电机I、减速器2和钻头3同步动作，从而实现钻削动力头的进给运动。钻头3的动力 由电机I和减速器2提供。
[0030]将工件4放到工作台上，如图I和图2所示，动力头处于快进的状态，在钻削部分 的重力及弹簧15的弹簧力作用下，丝母座12压在限位板13上；由于感应杆9和感应开关 10距离较远，所以感应开关10处于无信号的状态。
[0031]如图3和图4所示，当钻头3接触工件4后，钻头3停止向下移动，丝母20、连接套 16及感应杆9克服弹簧15的弹簧力继续下移，当连接套16和丝母座12接触后，感应杆9 激发感应开关10产生开关信号，控制系统根据此信号调控伺服电机8的转速，使钻头3由 快进状态转换为工进状态。
[0032]如图5和图6所示，当工件4钻透后，在钻削部分的重力及弹簧15的弹簧力作用 下，丝母座12压在限位板13上，使连接套16和丝母座12脱开，感应开关10失去信号，控 制系统根据此信号调控伺服电机8的转速，使钻头3由工进状态转换为快退状态。
[0033]如图7和图8所示，进给部分和钻削部分退回到原位，此工作循环过程结束。
[0034]在钻沉孔时，控制系统根据伺服驱动器输出的编码器脉冲判断出沉孔的深度，钻 头3达到沉孔深度后，控制系统调控伺服电机8的转速，使钻头3自动由工进状态转换为快 退状态。
[0035]本发明中未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然， 上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述实施方式，本领域的普通技术人员 在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种自控进给状态的钻削动力头，它包括动力装置、进给部分和钻削部分，其特征是:所述进给部分包括丝杠、与丝杠配合并上下移动的转换装置、与转换装置固定连接的滑板和与滑板配合的直线导轨副，钻削部分与滑板固定连接。
2.根据权利要求1所述的自控进给状态的钻削动力头，其特征是:所述转换装置包括丝母、连接套、弹簧、限位板、丝母座、感应开关和感应杆，所述丝母与丝杠配合，所述感应杆和连接套分别与丝母的上下两端固定连接，连接套的下端固定连接有限位板，连接套的上边沿向外侧下方翻转形成容置槽，丝母座安装在容置槽与限位板之间，且丝母座的高度大于容置槽外边沿的下端面与限位板上端面之间的距离，丝母座的内侧下端设置有定位肩I，丝母座的上端与容置槽外边沿插接配合，弹簧位于丝母座与连接套之间，弹簧的上端与容置槽配合、下端与定位肩I配合，丝母座的外侧固定连接有与感应杆对应的感应开关。
3.根据权利要求2所述的自控进给状态的钻削动力头，其特征是:所述丝母座中安装有感应开关的一端边缘宽于容置槽外边沿的外边缘。
4.根据权利要求3所述的自控进给状态的钻削动力头，其特征是:所述丝母座的上端与容置槽外边沿的插接配合结构为:丝母座中安装有感应开关的一端设置有与容置槽外边沿配合的条形定位槽，丝母座中与该端沿丝杠轴线对称的一端外侧设置有与容置槽外边沿形状匹配的定位肩II。
5.根据权利要求2、3或4所述的自控进给状态的钻削动力头，其特征是:所述滑板与丝母座固定连接。
6.根据权利要求1或2所述的自控进给状态的钻削动力头，其特征是:所述钻削部分包括电机、减速器和钻头，减速器与滑板固定连接。
7.根据权利要求1或2所述的自控进给状态的钻削动力头，其特征是:所述动力装置为伺服电机，伺服电机通过传动机构驱动丝杠。
【文档编号】B23B47/20GK103586505SQ201310614590
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】赵广, 周文奇, 亓化振 申请人:济南华汉电气科技有限公司