带阻尼的气动推动电机内轴进给的钻孔机的制作方法

本发明涉及机加工设备领域，特别涉及一种带阻尼的气动推动电机内轴进给的钻孔机。

背景技术：

现有钻床、攻牙机一般由机架、鼠笼式电机、传动轴、升降套、升降进给装置组成。传动轴上端部与电机主轴后端部通过皮带轮传动连接，传动轴与升降套则以内外花键轴套形式套合，升降套下端部安装钻夹头，升降套外圆通过齿条与升降进给装置的传导齿轮传动连接，升降进给装置则通过升降电机、齿轮付带动传导齿轮、齿条升降，或是直接以手柄控制传导齿轮实施手动升降。

这种结构的缺陷在于：升降进给装置提供的升降速度是定值，在钻头或丝锥到达工件端面前的空行程与进行钻孔或攻牙工况时是等速的，退刀也是等速，而要提高工效则要求空行程要高速、工况行程慢速。尤其是在自动化生产线上会影响其它工位的效率。而另一种公知的动力头，是由电机通过皮带传动带动传统机械主轴旋转，由气缸推动机械主轴进给加工，机械传动过程中产生的功率损耗及噪音难于排除，该动力头由于末端带有电机，重心位置偏向末端，对设在前端的装夹固定位刚性要求较高，占用空间偏大，不利于多台组合使用。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服以上缺点，提供一种带阻尼的气动推动电机内轴进给的钻孔机，该钻孔机利用电机内轴作为升降轴且内轴上连接有可调行程的阻尼气缸，不仅能使刀具在空行程时高速行进到位、在工况行程中自动减速、回程时高速回位，提高工效，而且能通过行程调节机构调节空行程和工况行程的长度，应用范围广，此外结构简单、占用空间小、制造成本低。

本发明是这样实现的：一种带阻尼的气动推动电机内轴进给的钻孔机，其特征在于：包括电机组件，所述电机组件包括用来与外部机架固定安装连接的壳体、固定在壳体内的定子、活动设置于定子中部的转子铁芯以及设置于转子铁芯中部的电机主轴；所述电机主轴包括同轴固定安装于转子铁芯中央孔中的轴套体和同轴活动套设于轴套体体内的内轴，所述轴套体的两端转动连接于壳体上，所述内轴不能相对轴套体转动但能相对轴套体轴向移动，内轴的前端从轴套体端口伸出并设置有用于安装钻孔刀具的连接部件；

所述钻孔机还包括固设于壳体后端且与内轴相连接的可调行程阻尼气缸，所述可调行程阻尼气缸包括气缸本体、滑动连接于气缸本体内的气缸活塞、设置于气缸活塞上的阻尼机构，所述阻尼机构的前端伸入轴套体内且与内轴相连接，所述内轴能相对阻尼机构转动但不能相对阻尼机构轴向移动，所述阻尼机构的后端露置于气缸本体外且连接有用于调节空行程和工况行程长度的行程调节机构。

此外，本发明以上技术方案还进一步做了如下改进：

为了保证阻尼机构工作的稳定性、可靠性，在工作方向提供充足的阻尼力，在非工作方向阻尼力消失，所述阻尼机构包括阻尼拉杆、同轴活动套设于阻尼拉杆外周的阻尼外管、固设于阻尼拉杆前端且滑动连接于阻尼外管内腔内的阻尼活塞以及设置于阻尼外管后端的浮动油封，气缸活塞的内孔中部设有密封槽和密封圈，阻尼拉杆中段滑动穿过密封圈，方便对阻尼外管内的液压油进行密封；所述阻尼外管的后端面与气缸活塞之间存在间隙以形成气压平衡槽，所述气缸活塞上设有用于连通气压平衡槽和气缸本体内腔以使得在浮动油封移动时阻尼外管位于浮动油封后端部分气压保持不变的气压平衡孔，所述阻尼外管内腔内填充有阻尼介质，所述阻尼活塞将内腔分隔为位于其前端的前腔体和位于其后端的后腔体，所述阻尼活塞上分别设有连通前腔体和后腔体的小通道和大通道，所述大通道上设有单向启闭装置，所述单向启闭装置在阻尼工作行程时自动关闭且在非阻尼工作行程时自动打开，所述气缸活塞与阻尼外管后端固定连接且同轴滑动连接于阻尼拉杆上，所述阻尼外管的前端伸入轴套体内且与内轴相连接，所述阻尼拉杆的后端露置于气缸本体外，所述行程调节机构与阻尼拉杆后端相连接。

进一步的，所述阻尼介质为液压油，所述气缸活塞上设有缓冲油室，所述气缸活塞上还设有连通缓冲油室和后腔体的斜油孔、连通缓冲油室和前腔体的大油孔以及连通缓冲油室和前腔体的小油孔，所述小通道由斜油孔、缓冲油室和小油孔组成，所述大通道由由斜油孔、缓冲油室和大油孔组成，所述单向启闭装置包括设置于缓冲油室内且压迫于大油孔上的弹簧和钢珠。

为了能调节空行程和工况行程的长度，所述行程调节机构包括空行程限位套、限位杆内螺盖、行程调节螺母、行程并紧螺母、调节固定螺盖以及空行程调整垫块，所述空行程限位套同轴活动套设于阻尼拉杆外周且空行程限位套的外周壁滑动连接于气缸本体上，所述限位杆内螺盖为一个圆环盘向后连体延展一个设置有外螺纹的管状体，所述限位杆内螺盖圆环盘位于气缸本体内且圆环盘后端面顶压在空行程限位套的前端面，所述限位杆内螺盖管状体的后端面上设有与阻尼拉杆滑动连接的内密封圈，所述限位杆内螺盖管状体外螺纹与空行程限位套的内周壁螺纹连接，所述行程调节螺母为一个圆环盘向后连体延展一个设置有内螺纹的管状体，所述行程调节螺母管状体的内螺纹与阻尼拉杆的外周壁螺纹连接，所述行程并紧螺母与阻尼拉杆的外周壁螺纹连接且前端面顶紧行程调节螺母的后端面，所述调节固定螺盖为一个开口向前且设置有内螺纹的筒状体，筒状体上部筒盖设有内径小于行程调节螺母管状体外径的中央通孔，所述调节固定螺盖的中央通孔穿过行程调节螺母管状体将行程调节螺母压迫在空行程限位套的后端面上，所述调节固定螺盖的内螺纹与空行程限位套的外周壁螺纹连接，所述空行程调整垫块活动套设于空行程限位套外圆周且位于气缸本体和调节固定螺盖之间。

为了控制阻尼活塞向上的运动距离，所述阻尼外管的内壁上设有当阻尼活塞相对阻尼外管向上进行轴向运动时用以限位阻尼活塞移动位置的限位挡圈。

为了能将不旋转的阻尼外管与旋转的内轴进行连接，并带动内轴上下运动，所述阻尼外管通过联轴器与内轴相连接，所述联轴器包括与内轴固定连接的固定座以及与阻尼外管固定连接的连接轴，所述连接轴转动连接于固定座上使得内轴能相对阻尼机构转动但不能相对阻尼机构轴向移动。

进一步的，所述固定座为具有上开口的筒状体，所述筒状体的开口上设有可拆卸的盖子，所述连接轴上设有第一阶梯轴、第二阶梯轴、第三阶梯轴、第四阶梯轴和第五阶梯轴，所述连接轴转动连接于固定座的筒状体内，所述第一阶梯轴上套设有垫圈一，所述第一阶梯轴的外周壁和筒状体的内周壁之间设有一个以上的钢球一，所述钢球一分别与第一阶梯轴的外周壁、筒状体的内周壁、垫圈一的后端面、第二阶梯轴的前端面相切，所述第二阶梯轴的直径略小于筒状体的内径，所述第三阶梯轴上套设有波形垫圈，所述第四阶梯轴上套设有垫圈二，所述第五阶梯轴的外周壁和筒状体的内周壁之间设有一个以上的钢球二，所述钢球二分别与第五阶梯轴的外周壁、筒状体的内周壁、垫圈二的后端面、盖子的前端面相切。

为了能控制气缸活塞的运动方向，所述气缸活塞上固设有磁圈，所述气缸本体外壁在磁圈工作起始位置和终点位置对应处分别装有磁感应接近开关一和磁感应接近开关二。

为了使内轴不能相对轴套体转动但能相对轴套体轴向移动，所述轴套体的外圆紧配合固定安装在转子铁芯的中央孔中，所述内轴的后段同轴套设于轴套体内，所述内轴上设有沿轴向分布的键槽，所述轴套体和内轴之间还装有导向钉，所述导向钉的一端固定安装于轴套体上，所述导向钉的另一端宽度与键槽宽度相匹配且滑动连接于键槽内，从而使内轴不能相对轴套体转动但能相对轴套体轴向移动。

所述用于安装钻孔刀具的连接部件包括夹头和夹头螺母，内轴前端中部设有用来与夹头连接的内锥孔，内轴前端外周设有用来与夹头螺母连接的外螺纹。

较之现有技术而言，本发明具有以下优点：

(1)本发明提供的带阻尼的气动推动电机内轴进给的钻孔机，利用电机内轴作为升降轴且内轴上连接有可调行程的阻尼气缸，不仅能使刀具在空行程时高速行进到位、在工况行程中自动减速、回程时高速回位，提高工效，而且能通过行程调节机构调节空行程和工况行程的长度，应用范围广，此外结构简单、占用空间小、制造成本低；

(2)本发明提供的带阻尼的气动推动电机内轴进给的钻孔机，将电机主轴分解成由轴套体和内轴组成，轴套体固定安装于转子铁芯中央孔中，内轴不能相对轴套体转动但能相对轴套体轴向移动，因此在工作时可以直接使用内轴作为升降轴，利用内轴连着主螺杆旋转而主螺母不旋转来实现工作时内轴的进退，从而省却传动轴、皮带、离合器和变速机构，使结构简化，制造成本低；

(3)本发明提供的带阻尼的气动推动电机内轴进给的钻孔机，在气缸伸缩运动时，利用内置在阻尼拉杆上的阻尼机构与阻尼拉杆同轴的特点，使拉力阻尼作用时能产生稳定而不偏离传动中心的阻尼力以保证传动的稳定性；

(4)本发明提供的带阻尼的气动推动电机内轴进给的钻孔机，通过调节安装在第一进出气口、第二进出气口上的调节阀接头A、调节阀接头B，控制气缸在单位时间内的进排气量大小，在阻尼机构起作用的工作行程内，能调节控制阻尼拉杆伸出的速度；

(5)本发明提供的带阻尼的气动推动电机内轴进给的钻孔机，通过行程调节机构，控制气缸空行程运行时阻尼拉杆快速伸出的长度与工作行程时较慢速伸出的长度，行程调节机构的联动特点从而使气缸在工作时实现空行程阻尼拉杆快速伸出，到达空行程限位点后，自动进入工作行程，到达工作行程可调整位置的限位点后，阻尼拉杆能快速缩回至初始状况。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明带阻尼的气动推动电机内轴进给的钻孔机的结构示意图；

图2是图1中A的局部放大示意图；

图3是图1中联轴器的结构示意图。

图中符号说明：1、电机组件，101、壳体，102、定子，103、转子铁芯，104、轴套体，105、内轴，1051、键槽，106、导向钉，2、可调行程阻尼气缸，201、气缸本体，2011、磁感应接近开关一，2012、磁感应接近开关二，2013、第一进出气口，2014、第二进出气口，2015、调节阀接头A，2016、调节阀接头B，202、气缸活塞，2021、磁圈，2022、气压平衡孔，2023、密封圈，203、阻尼机构，2031、阻尼拉杆，2032、阻尼外管，2033、阻尼活塞，20331、缓冲油室，20332、斜油孔，20333、大油孔，20334、小油孔，2034、浮动油封，2035、弹簧，2036、钢珠，2037、限位挡圈，204、行程调节机构，2041、空行程限位套，2042、限位杆内螺盖，2043、行程调节螺母，2044、行程并紧螺母，2045、调节固定螺盖，2046、空行程调整垫块，2047、内密封圈，3、联轴器，31、固定座，311、盖子，32、连接轴，321、第一阶梯轴，322、第二阶梯轴，323、第三阶梯轴，324、第四阶梯轴，325、第五阶梯轴，33、垫圈一，34、钢球一，35、波形垫圈，36、垫圈二，37、钢球二，401、夹头，402、夹头螺母。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明内容进行详细说明：

如图1-3所示，为本发明提供的一种带阻尼的气动推动电机内轴进给的钻孔机，其特征在于：包括电机组件1，所述电机组件1包括用来与外部机架固定安装连接的壳体101、固定在壳体101内的定子102、活动设置于定子102中部的转子铁芯103以及设置于转子铁芯103中部的电机主轴；所述电机主轴包括同轴固定安装于转子铁芯103中央孔中的轴套体104和同轴活动套设于轴套体104体内的内轴105，所述轴套体104的两端转动连接于壳体101上，所述内轴105不能相对轴套体104转动但能相对轴套体104轴向移动，内轴105的前端从轴套体104端口伸出并设置有用于安装钻孔刀具的连接部件；

所述钻孔机还包括固设于壳体101后端且与内轴105相连接的可调行程阻尼气缸2，所述可调行程阻尼气缸2包括气缸本体201、滑动连接于气缸本体201内的气缸活塞202、设置于气缸活塞202上的阻尼机构203，所述阻尼机构203的前端伸入轴套体104内且与内轴105相连接，所述内轴105能相对阻尼机构203转动但不能相对阻尼机构203轴向移动，所述阻尼机构203的后端露置于气缸本体201外且连接有用于调节空行程和工况行程长度的行程调节机构204。

为了保证阻尼机构工作的稳定性、可靠性，在工作方向提供充足的阻尼力，在非工作方向阻尼力消失，所述阻尼机构203包括阻尼拉杆2031、同轴活动套设于阻尼拉杆2031外周的阻尼外管2032、固设于阻尼拉杆2031前端且滑动连接于阻尼外管2032内腔内的阻尼活塞2033以及设置于阻尼外管2032后端的浮动油封2034，气缸活塞202的内孔中部设有密封槽和密封圈2023，阻尼拉杆2031中段滑动穿过密封圈2023，方便对阻尼外管内的液压油进行密封；所述阻尼外管2032的后端面与气缸活塞202之间存在间隙以形成气压平衡槽，所述气缸活塞202上设有用于连通气压平衡槽和气缸本体201内腔以使得在浮动油封2034移动时阻尼外管2032位于浮动油封2034后端部分气压保持不变的气压平衡孔2022，所述阻尼外管2032内腔内填充有阻尼介质，所述阻尼活塞2033将内腔分隔为位于其前端的前腔体和位于其后端的后腔体，所述阻尼活塞2033上分别设有连通前腔体和后腔体的小通道和大通道，所述大通道上设有单向启闭装置，所述单向启闭装置在阻尼工作行程时自动关闭且在非阻尼工作行程时自动打开，所述气缸活塞202与阻尼外管2032后端固定连接且同轴滑动连接于阻尼拉杆2031上，所述阻尼外管2032的前端伸入轴套体104内且与内轴105相连接，所述阻尼拉杆2031的后端露置于气缸本体201外，所述行程调节机构204与阻尼拉杆2031后端相连接。

进一步的，所述阻尼介质为液压油，所述阻尼活塞2033上设有缓冲油室20331，所述阻尼活塞2033上还设有连通缓冲油室20331和后腔体的斜油孔20332、连通缓冲油室20331和前腔体的大油孔20333以及连通缓冲油室20331和前腔体的小油孔20334，所述小通道由斜油孔20332、缓冲油室20331和小油孔20334组成，所述大通道由由斜油孔20332、缓冲油室20331和大油孔20333组成，所述单向启闭装置包括设置于缓冲油室20331内且压迫于大油孔20333上的弹簧2035和钢珠2036。

为了能调节空行程和工况行程的长度，所述行程调节机构204包括空行程限位套2041、限位杆内螺盖2042、行程调节螺母2043、行程并紧螺母2044、调节固定螺盖2045以及空行程调整垫块2046，所述空行程限位套2041同轴活动套设于阻尼拉杆2031外周且空行程限位套2041的外周壁滑动连接于气缸本体201上，所述限位杆内螺盖2042为一个圆环盘向后连体延展一个设置有外螺纹的管状体，所述限位杆内螺盖2042圆环盘位于气缸本体201内且圆环盘后端面顶压在空行程限位套2041的前端面，所述限位杆内螺盖2042管状体的后端面上设有与阻尼拉杆2031滑动连接的内密封圈2047，所述限位杆内螺盖2042管状体的外螺纹与空行程限位套2041的内周壁螺纹连接，所述行程调节螺母2043为一个圆环盘向后连体延展一个设置有内螺纹的管状体，所述行程调节螺母2043管状体的内螺纹与阻尼拉杆2031的外周壁螺纹连接，所述行程并紧螺母2044与阻尼拉杆2031的外周壁螺纹连接且前端面顶紧行程调节螺母2043的后端面，所述调节固定螺盖2045为一个开口向前且设置有内螺纹的筒状体，筒状体上部筒盖设有内径小于行程调节螺母2043管状体外径的中央通孔，所述调节固定螺盖2045的中央通孔穿过行程调节螺母2043管状体将行程调节螺母2043压迫在空行程限位套2041的后端面上，所述调节固定螺盖2045的内螺纹与空行程限位套2041的外周壁螺纹连接，所述空行程调整垫块2046活动套设于空行程限位套2041外圆周且位于气缸本体201和调节固定螺盖2045之间。

为了控制阻尼活塞向上的运动距离，所述阻尼外管2032的内壁上设有当阻尼活塞2033相对阻尼外管2032向上进行轴向运动时用以限位阻尼活塞2033移动位置的限位挡圈2037。

为了能将不旋转的阻尼外管与旋转的内轴进行连接，并带动内轴上下运动，所述阻尼外管2032通过联轴器3与内轴105相连接，所述联轴器3包括与内轴固定连接的固定座31以及与阻尼外管2032固定连接的连接轴32，所述连接轴32转动连接于固定座31上使得内轴105能相对阻尼机构203转动但不能相对阻尼机构203轴向移动。

进一步的，所述固定座31为具有上开口的筒状体，所述筒状体的开口上设有可拆卸的盖子311，所述连接轴32上设有第一阶梯轴321、第二阶梯轴322、第三阶梯轴323、第四阶梯轴324和第五阶梯轴325，所述连接轴32转动连接于固定座31的筒状体内，所述第一阶梯轴321上套设有垫圈一33，所述第一阶梯轴321的外周壁和筒状体的内周壁之间设有一个以上的钢球一34，所述钢球一34分别与第一阶梯轴321的外周壁、筒状体的内周壁、垫圈一33的后端面、第二阶梯轴322的前端面相切，所述第二阶梯轴322的直径略小于筒状体的内径，所述第三阶梯轴323上套设有波形垫圈35，所述第四阶梯轴324上套设有垫圈二36，所述第五阶梯轴325的外周壁和筒状体的内周壁之间设有一个以上的钢球二37，所述钢球二37分别与第五阶梯轴325的外周壁、筒状体的内周壁、垫圈二的后端面、盖子311的前端面相切。

为了能控制气缸活塞的运动方向，所述气缸活塞202上固设有磁圈2021，所述气缸本体201外壁在磁圈2021工作起始位置和终点位置对应处分别装有磁感应接近开关一2011和磁感应接近开关二2012。

为了使内轴不能相对轴套体转动但能相对轴套体轴向移动，所述轴套体104的外圆紧配合固定安装在转子铁芯103的中央孔中，所述内轴105的后段同轴套设于轴套体104内，所述内轴105上设有沿轴向分布的键槽1051，所述轴套体104和内轴10之间还装有导向钉106，所述导向钉106的一端固定安装于轴套体104上，所述导向钉106的另一端宽度与键槽1051宽度相匹配且滑动连接于键槽1051内，从而使内轴105不能相对轴套体104转动但能相对轴套体104轴向移动。

所述用于安装钻孔刀具的连接部件包括夹头401和夹头螺母402，内轴105前端中部设有用来与夹头401连接的内锥孔，内轴105前端外周设有用来与夹头螺母402连接的外螺纹。

该发明的工作原理为：

首先操作设定阻尼拉杆空行程工作的长度：如图1所示，把气缸活塞202设置停留在最上端即初始位置，根据空行程和工况行程的长度来调整磁感应接近开关一2011和磁感应接近开关二2012在气缸本体201上的位置。通过预先设置空行程调整垫块2046的高度，即按所需的高度放置不同厚度的空行程调整垫块2046，相当于在初始位置，设置了调节固定螺盖2045前端面和空行程调整垫块2046后端面的距离，以实现阻尼拉杆空行程工作长度的调节。

然后操作调整液压阻尼工作行程的长度：拧松行程并紧螺母2044，预先把阻尼拉杆2031拧至所需要的高度，即调整阻尼活塞2033的后端面到限位挡圈2037前端面的距离，为了防止阻尼拉杆2031走位，调整后再拧紧行程并紧螺母2044。

开始使用时，启动开关，第一进出气口2013进气，第二进出气口2014排气，气压带动气缸活塞202和限位杆内螺盖2042向前运动，气缸活塞202和限位杆内螺盖2042则带动阻尼外管2032、阻尼拉杆2031、行程调节螺母2043、行程并紧螺母2044、调节固定螺盖2045和空行程限位套2041一起快速向前移动。

当调节固定螺盖2045碰到空行程调整垫块2046时，限位杆内螺盖2042、阻尼拉杆2031、行程调节螺母2043、行程并紧螺母2044、调节固定螺盖2045和空行程限位套2041则停止向前运动，与此同时，电机组件1启动，通过转子铁芯103带动轴套体104转动，轴套体104通过导向钉106带动内轴105同步转动。在气压的作用下，气缸活塞202继续带动阻尼外管2032和内轴105向前移动，进入钻孔或攻牙工况行程，因工况行程时阻尼拉杆2031和阻尼活塞2033保持不动，造成后腔体的液压油受压通过阻尼活塞2033上的斜油孔20332进入缓冲油室20331，然后通过小油孔20334进入前腔体；弹簧2035压迫着钢珠2036顶住大油孔20333，因液压油流向和弹簧2035弹力方向一致，大油孔20333始终处于关闭状态，不通过液压油；由于小油孔20334的孔径设定较小，液压油通过速度较慢，减缓了阻尼外管2032的前行速度，阻尼气缸进入工作行程的液压阻尼状态。因阻尼外管2032向前移动过程中，前腔可容纳液压油的体积大于后腔可容纳液压油的体积，在移动的过程中，后腔的压力逐渐减小，浮动油封2034则向前移动以适应后腔压力的变化。

因阻尼油孔大小不变，预先调整调节阀接头A 2015和调节阀接头B 2016可调进排气孔的大小，可控制气缸在单位时间里的进排气量大小，使阻尼外管2032前行时克服阻尼力变得可快或慢一点，即达到调整工作行程快慢的目的。移动时，阻尼外管2032带着卡在管孔内壁槽中的限位挡圈2037前行，所以限位挡圈2037能限制阻尼外管2032向下移动的极限位置。

当气缸活塞202上的磁圈2021向前移动至磁感应接近开关二2012能感应到的位置时，阻尼工作行程结束，此时外部控制装置使第一进出气口2013出气，第二进出气口2014进气，气压带动气缸活塞202向后移动，气缸活塞202带动阻尼外管2032和内轴105向后运动，前腔体内的液压油受压从小油孔20334进入缓冲油室20331，同时液压油进入大油孔20333克服弹簧2035的弹力和钢珠2036的重力顶开钢珠，从而进入缓冲油室20331，缓冲油室20331内的液压油则通过斜油孔20332进入后腔体，由于大油孔20333和小油孔20334同时进油，所以回程的速度快，浮动油封2034也和前向移动时的原理相同，向后自动回位。当气缸活塞的后端面碰到限位杆内螺盖2042前端面时则带动限位杆内螺盖2042一起向后移动，限位内螺盖2042则带动阻尼拉杆2031、行程调节螺母2043、行程并紧螺母2044、调节固定螺盖2045和空行程限位套2041一起快速向后移动，当气缸活塞202上的磁圈2021向前移动至磁感应接近开关一2011能感应到的位置时，回位行程结束，进气停止，电机组件1停止转动，一个运行周期结束，等待进入下一个运行周期。

上述具体实施方式只是对本发明的技术方案进行详细解释，本发明并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。