双向钻削动力头的制作方法

本发明属于钻削设备技术领域，更具体地说，是涉及一种双向钻削动力头。

背景技术：

武装战车的许多部件在总装时都需要钻削水平向和铅垂向定位销孔，由于武装战车内部装配空间狭小，通常只能由操作人员手持手电钻进行人工钻孔，劳动强度大，效率低且加工精度低，严重制约了武装战车总装的效率和生产节拍。

技术实现要素：

本发明提供了一种双向钻削动力头，旨在解决现有技术中武装战车总装时水平向和铅垂向的定位销孔钻孔效率低、加工精度低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种双向钻削动力头，包括：

立柱，所述立柱内部设有容置腔；

主轴箱，设置在所述立柱上方且通过旋转轴与所述立柱旋转连接；

摆转机构，用于驱动所述主轴箱绕所述旋转轴90度摆转并锁紧，以使得所述主轴箱具有水平向和铅垂向两个工作位；

主轴，贯穿所述主轴箱，所述主轴的第一端设有用于安装钻头的锥孔，所述主轴的轴线垂直于所述旋转轴的轴线；

蜗轮，用于驱动所述主轴旋转进行钻进，所述蜗轮套设在所述主轴外侧且与固设在所述旋转轴上的蜗杆啮合，所述蜗杆与所述旋转轴共轴线，沿所述主轴的轴线方向，所述主轴与所述蜗轮滑动配合；

主轴直线进给机构，铰接在所述主轴的第二端用于驱动所述主轴沿其轴线方向直线移动；及

主轴旋转驱动机构，设置在所述容置腔内，用于驱动所述旋转轴旋转。

进一步地，沿所述主轴的轴线方向，所述主轴箱上设有两个阀腔，所述主轴直线进给机构与所述阀腔一一对应，分别滑动设置在两个所述阀腔内构成两个单向液压缸驱动机构，两个所述单向液压缸驱动机构同步驱动。

进一步地，所述主轴直线进给机构包括：

活塞，滑动设置在所述阀腔内用于将所述阀腔分为隔离的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体上设有进油口，所述第二腔体上设有出油口；及

活塞杆，用于驱动所述主轴直线移动，所述活塞杆的第一端连接所述活塞，第二端贯穿阀腔端盖与铰接在所述主轴的第二端的连接板固连，所述活塞杆与所述阀腔端盖之间设有密封件。

进一步地，所述蜗轮和所述主轴通过相互嵌合的花键构成键构成沿主轴轴线方向的移动副。

进一步地，所述旋转轴依次贯穿所述主轴箱和所述立柱，所述摆转机构套设在所述旋转轴的第一端且固定在所述主轴箱的侧壁上，所述主轴旋转驱动机构设置在所述旋转轴的第二端。

进一步地，所述立柱上设有两个销孔，两个所述销孔位于以所述旋转轴的轴线为圆心的圆周上，且间隔90度，所述摆转机构用于分别插入两个所述销孔以实现所述主轴箱水平向和铅垂向的两个工作位的定位。

进一步地，所述摆转机构包括：

摆转臂，固定在所述主轴箱靠近所述旋转轴的第一端的侧壁上，用于驱动所述主轴箱摆转；及

锁紧销钉，贯穿所述摆转臂，用于插入所述销孔将所述主轴箱固定在目标工作位。

进一步地，所述主轴旋转驱动机构包括：

链轮驱动组件，通过从动链轮设置在所述旋转轴的第二端；及

驱动轴，平行设于所述旋转轴下方且与所述立柱旋转连接，用于安装所述链轮驱动组件的主动链轮；及

驱动电机，固设在所述立柱的内部，用于驱动所述驱动轴旋转。

进一步地，所述主轴旋转驱动机构还包括：

主动圆锥齿轮，设置在所述驱动电机的输出端；及

从动圆锥齿轮，设置在所述驱动轴上且与所述主动圆锥齿轮啮合。

进一步地，所述双向钻削动力头还包括：

两组直线导轨副，沿所述立柱的轴线方向平行设置在所述立柱的侧壁外部，用于将所述立柱滑动安装到武装战车上。

本发明提供的双向钻削动力头有益效果在于，主轴箱通过旋转轴旋转设置在立柱上方，主轴箱内设有用于安装钻头的主轴，主轴的轴线垂直于旋转轴，主轴箱可在摆转机构驱动下绕旋转轴进行90度摆转并锁紧，使得主轴具有水平向和铅垂向两个方向的工作位；通过蜗轮和蜗杆的配合实现主轴的旋转驱动，其中蜗轮套设在主轴的外侧，并在主轴的轴线方向上与主轴滑动配合，故主轴可在在蜗轮的驱动下旋转实现钻削主运动，也可以在主轴直线进给机构的驱动下沿主轴轴线方向直线移动，实现钻削直线进给运动；蜗杆固设在旋转轴上与旋转轴同轴，故可以通过驱动旋转轴的旋转实现蜗杆的旋转，主轴旋转驱动机构设置在立柱的容置腔内，用于驱动旋转轴旋转，进而实现蜗杆的旋转，最终实现主轴的钻进。本方案中通过蜗轮和蜗杆的设置，满足了主轴和旋转轴在空间上的交叉垂直，且旋转轴和蜗杆同轴固连，一方面可以实现主轴跟随主轴箱绕旋转轴摆转时的水平向和铅垂向的两个工作位的要求，极大的节约了空间，能够满足战车内部狭小空间的要求，另一方面，实现了钻头的自动钻进，加工精度及效率均大大提高，操作人员仅需通过摆转机构进行主轴箱的定位即可，减轻了操作人员的劳动强度。本发明提供的双向钻削动力头，适用于武装战车内部狭小空间中钻削水平向和铅垂向两个方向定位销孔的需求，操作简单，减轻了操作人员的劳动强度，提高了加工效率和加工精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的双向钻削动力头的结构示意图；

图2是图1的a-a剖视图；

图3是图2的b-b剖视图；

图4是图1的e-e剖视图；

图5是图2的c-c剖视图；

图6是图2的d-d剖视图。

其中，各附图标记：

1、立柱；11、销孔；12、第四滚动轴承；2、主轴箱；21、阀腔；22、主轴箱盖；23、第一侧壁；24、第二侧壁；25、第二滚动轴承；3、旋转轴；4、摆转机构；41、摆转臂；42、锁紧销钉；5、主轴；51、锥孔；52；第三滚动轴承；6、蜗轮；61、第一滚动轴承；7、蜗杆；8、主轴直线进给机构；81、活塞；82、进油口；83、出油口；84、活塞杆；85、阀腔端盖；86、密封件；87、连接板；9、主轴旋转驱动机构；91、链轮驱动组件；911、从动链轮；912、链条；913、主动链轮；92、驱动轴；93、驱动电机；94、主动圆锥齿轮；95、从动圆锥齿轮；10、直线导轨副；101、直线导轨；102、导轨滑块。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图3，现对本发明提供的双向钻削动力头进行说明。双向钻削动力头包括立柱1、主轴箱2、摆转机构4、贯穿主轴箱2的主轴5、蜗轮6、蜗杆7、主轴直线进给机构8及主轴旋转驱动机构9，主轴箱2设置在立柱1上方且通过旋转轴3与立柱1旋转连接；摆转机构4用于驱动主轴箱2绕旋转轴3进行90度摆转并锁紧，以使得主轴箱2具有水平向和铅垂向两个工作位；主轴5的第一端设有用于安装钻头的锥孔51，主轴5的轴线垂直于旋转轴3的轴线；蜗轮6用于驱动主轴5旋转进行钻进，蜗轮6套设在主轴外侧且与固设在旋转轴3上的蜗杆7啮合，蜗杆7与旋转轴5共轴线，沿主轴5的轴线方向，主轴5与蜗轮6滑动配合；主轴直线进给机构8铰接在主轴5的第二端用于驱动主轴5沿其轴线方向直线移动；主轴旋转驱动机构9设置在立柱1的容置腔内，用于驱动旋转轴3旋转，以实现主轴5的旋转。

主轴5贯穿主轴箱2，主轴箱2前后的两侧壁上有对称的两个用于使主轴5穿过的圆柱孔，每个圆柱孔均设有第一滚动轴承61用于支撑蜗轮6，蜗轮6与蜗杆7啮合，用于在蜗杆7的驱动下旋转；主轴箱2左右对称的第一侧壁23和第二侧壁24上各有一个中空耳轴，旋转轴3通过两个第二滚动轴承25支撑在该对称的中空耳轴中；蜗杆7与旋转轴3固连且共线，旋转轴3的轴线方向垂直于主轴5的轴线方向，即通过相互的啮合的蜗轮6和蜗杆7实现了旋转轴3对主轴5的旋转驱动。应理解的是，蜗杆7和旋转轴3可以为两个零件，也可以一个整体，即为轴蜗杆。主轴5为中空结构，主轴5的第一端设置有用于安装钻头的锥孔51，优选地，锥孔51为莫氏锥孔。

本方案中，通过第二滚动轴承25实现了旋转轴3和主轴箱2的旋转连接，一方面主轴箱2在摆转机构4的驱动下绕旋转轴3摆转，另一方便，旋转轴3在主轴旋转驱动机构9的驱动下旋转，实现主轴5的旋转进给，可选地，主轴旋转驱动机构9可以为电机驱动的链传动，也可以为电机驱动的同步带传动。

主轴直线进给机构8铰接在主轴5的第二端，用于驱动主轴5沿主轴5的轴线方向前后移动，实现钻削的直线进给，应理解是，主轴5沿轴线方向前后移动时，蜗轮6套设在主轴5外圆周，且通过第一滚动轴承61旋转设置在主轴箱2内部，蜗轮6与主轴5仅具有沿主轴5轴线方向的相对直线移动，不存在相对转动，可选地，蜗轮6与主轴5通过键连接。可选地，主轴直线进给机构8可以为液压缸驱动机构、也可以为电动推杆、滚珠丝杠螺母副等。

立柱1为h形立柱，且立柱1设有容置腔，主轴旋转驱动机构9设置在该容置腔内，用于节约空间。

上述方案中，主轴箱通过旋转轴旋转设置在立柱上方，主轴箱内设有用于安装钻头的主轴，主轴的轴线垂直于旋转轴，主轴箱可在摆转机构驱动下绕旋转轴进行90度摆转并锁紧，使得主轴具有水平向和铅垂向两个方向的工作位；通过蜗轮和蜗杆的配合实现主轴的旋转驱动，其中蜗轮套设在主轴的外侧，并在主轴的轴线方向上与主轴滑动配合，故主轴可在在蜗轮的驱动下旋转实现钻削主运动，也可以在主轴直线进给机构的驱动下沿主轴轴线方向直线移动，实现钻削直线进给运动；蜗杆固设在旋转轴上与旋转轴同轴，故可以通过驱动旋转轴的旋转实现蜗杆的旋转，主轴旋转驱动机构设置在立柱的容置腔内，用于驱动旋转轴旋转，进而实现蜗杆的旋转，最终实现主轴的钻进。本方案中通过蜗轮和蜗杆的设置，满足了主轴和旋转轴在空间上的交叉垂直，且旋转轴和蜗杆同轴固连，一方面可以实现主轴跟随主轴箱绕旋转轴摆转时的水平向和铅垂向的两个工作位的要求，极大的节约了空间，能够满足战车内部狭小空间的要求，另一方面，实现了钻头的自动钻进，加工精度及效率均大大提高，操作人员仅需通过摆转机构进行主轴箱的定位即可，减轻了操作人员的劳动强度。本发明提供的双向钻削动力头，适用于武装战车内部狭小空间中钻削水平向和铅垂向两个方向定位销孔的需求，操作简单，减轻了操作人员的劳动强度，提高了加工效率和加工精度。

作为本发明提供的双向钻削动力头的一种具体实施方式，请参阅图2、图4和图5，沿主轴5的轴线方向，主轴箱2上设有两个阀腔21，主轴直线进给机构8与阀腔21一一对应，分别滑动设置在两个阀腔21内构成两个单向液压缸驱动机构，两个单向液压缸驱动机构同步驱动。

阀腔21的轴线平行于主轴5的轴线方向，以使得主轴直线进给机构8的进给方向平行于主轴5的轴线方向，主轴直线进给机构8有两套，分别滑动设置在两个阀腔21内部，构成两个单向液压缸驱动机构，两个单项液压缸驱动机构同步驱动实现主轴5的直线移动，相比较电动推杆和滚珠丝杠螺母直线驱动机构，占用空间小，控制简单。

作为本发明提供的双向钻削动力头的一种具体实施方式，请参阅图3至图5，主轴直线进给机构8包括活塞81和活塞杆84，活塞81滑动设置在阀腔21内用于将阀腔21分为隔离的第一腔体和第二腔体，第一腔体上设有进油口82，第二腔体上设有出油口83；活塞杆84用于驱动主轴5直线移动，活塞杆84的第一端连接活塞81，第二端贯穿阀腔端盖85与铰接在主轴5第二端的连接板87固连，活塞杆84与阀腔端盖85之间设有密封件86。

活塞84、阀腔端盖85以及主轴箱盖22上均设有密封件86，活塞81、活塞杆84、阀腔端盖85、主轴箱盖22以及阀腔21共同构成一个单向液压缸，该液压缸的有杆腔为第一腔体，无杆腔为第二腔体。

连接板87与主轴5的第二端通过第三滚动轴承52铰接，即主轴5与连接板87之间只能相对自由转动，不能相对移动；实际应用中，通过活塞杆84带动连接杆87沿主轴5的轴向移动，以实现主轴5的直线进给，两个活塞杆84同步驱动且对称设置，保障主轴5移动的平稳。

作为本发明提供的双向钻削动力头的一种具体实施方式，蜗轮6和主轴5通过相互嵌合的花键构成沿主轴5轴线方向的移动副。主轴5与蜗轮6之间不能相对转动只能相对移动，蜗轮6旋转带动主轴5旋转，主轴5可以沿主轴5的轴线方向相对于蜗轮6移动，实现了主轴5两个自由度的分割，且花键的连接方式稳定可靠。

作为本发明提供的双向钻削动力头的一种具体实施方式，请参阅图2和图6，旋转轴3依次贯穿主轴箱2和立柱1，摆转机构4套设在旋转轴3的第一端且固定在主轴箱2的侧壁上，主轴旋转驱动机构9设置在旋转轴3的第二端。

立柱1为h形立柱，h形立柱的上部设有两个同轴圆柱孔，该两个同轴圆柱孔分别与主轴箱2第一侧壁23和第二侧壁24上两个中空耳轴配合构成转动副，用于安装旋转轴3，摆转机构4和主轴旋转驱动机构9分别设置在旋转轴3的两侧，节约空间，且摆转机构4套设在旋转轴3上，则摆转机构4驱动主轴箱2绕旋转轴3摆转时，摆转机构4的操作端距离旋转轴3的距离不变。可选地，摆转机构4可以与旋转轴4铰接，通过端面齿轮与主轴箱2的侧壁相互啮合，实现主轴箱2的驱动。

作为本发明提供的双向钻削动力头的一种具体实施方式，请参阅图1、图5和图6，立柱1上设有两个销孔11，两个销孔11位于以旋转轴3的轴线为圆心的圆周上，且间隔90度，摆转机构4用于分别插入两个销孔11以实现主轴箱2水平向和铅垂向的两个工作位的定位。

两个销孔11共圆，且间距为90度，摆转机构4的操作端距离旋转轴3的距离不变，摆转机构4的操作端设有分别用于插入两个销孔11的销钉，其中销钉距离旋转轴3的距离即为两个销孔11所处圆的半径大小，一个销孔11使得主轴箱2处于水平状态，另一个销孔使主轴箱2处于铅垂状态。应理解的是，可以在立柱1上设置多个销孔，以实现主轴箱2多个工作位置的定位。本方案操作简单，定位准确。

作为本发明提供的双向钻削动力头的一种具体实施方式，请参阅图1和图6，摆转机构4包括用于驱动主轴箱2摆转的摆转臂41和锁紧销钉42，摆转臂41固定在主轴箱2靠近旋转轴3的第一端的侧壁上，锁紧销钉42贯穿摆转臂41，用于插入销孔11将主轴箱2固定在目标工作位。应理解的是，目标工作位有两个，即水平工作位和铅垂工作位。

图1至图6为钻削水平定位销孔的工作状态，将钻头(图中未画中)安装在主轴5的莫氏锥孔内，启动主轴旋转驱动机构9，通过蜗杆7、蜗轮6带动主轴5连同钻头旋转，实现钻削主运动。压力油通过两个进油口82分别进入两个阀腔21的第一腔体即有杆腔，压力油推动两个活塞81直线移动移动，通过连接板87带动主轴5连同钻头一起移动，实现钻削进给运动。当需钻削铅垂向定位销孔时，拔出锁紧销钉42，通过摆转臂41驱动主轴箱2旋转，使其刚好转动90度，将锁紧销钉42插入立柱1侧壁上的锁紧销孔p中，此时主轴5连同钻头刚好处于铅垂状态。

作为本发明提供的双向钻削动力头的一种具体实施方式，请参阅图2，主轴旋转驱动机构9包括链轮驱动组件91、用于安装链轮驱动组件91的主动链轮913的驱动轴92和驱动电机93，链轮驱动组件91通过从动链轮911设置在旋转轴3的第二端，驱动轴92平行设于旋转轴3下方且与立柱1旋转连接，驱动电机93固设在立柱1的内部，用于驱动驱动轴92旋转。

h形立柱的中部设有两对同轴圆柱孔，两个同轴圆柱孔通过两个第四滚动轴承12支承驱动轴92。主动链轮913和从动链轮911位于同一竖直平面内，两者通过链条912连接，主动链轮913为小链轮，从动链轮911为大链轮，以实现减速传递。可选地，也可以采用同步带驱动组件代替链轮驱动组件。可选地，驱动电机93为伺服电机，通过减速器与驱动轴92固连。本方案通过链轮驱动实现了旋转轴3的旋转驱动。

作为本发明提供的双向钻削动力头的一种具体实施方式，请参阅图1、图5和图6，主轴旋转驱动机构9还包括相互啮合的主动圆锥齿轮94和从动圆锥齿轮95，主动圆锥齿轮94设置在驱动电机93的输出端，从动圆锥齿轮设置95在驱动轴92上。通过相互的啮合的主动圆锥齿轮和从动圆锥齿轮实现了旋转驱动轴的轴线方向，则实际应用中驱动轴92可以平行于旋转轴3设置在立柱1内部，驱动电机93位于驱动轴92的下方，而不需要和驱动轴92共轴，极大的节约了立柱1的宽度，即节约了本装置的宽度尺寸。

作为本发明提供的双向钻削动力头的一种具体实施方式，请参阅图1和图2，双向钻削动力头还包括两组用于将立柱1滑动安装到武装战车上的直线导轨副10，直线导轨副10沿立柱轴线方向平行设置在立柱1的侧壁外部。

直线导轨副10包括沿竖直方向设置在立柱1的侧壁上的直线导轨101和与该直线导轨101滑动配合的导轨滑块102，通过该机构实现了双向钻削动力头的安装和沿立柱1轴箱方向的移动，实现了本动力头整体升降，且便于进行立柱1的方向的定位。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。