专利名称：用于钻孔机或类似金加工机械的主轴输送机装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及金加工机械，特别涉及具有各种切割刀具，心轴以及其它附件可以互换地安装于其上的主轴的一类金加工机械。更具体地说，本发明涉及一主轴头其上有用以将主轴朝工件进给的机构。尽管本发明的主轴头很适宜于钻孔机的使用，但是，本发明并不局限于这一应用范围。
钻孔机的主轴沿纵向从主轴头朝工件进给。现以一水平的钻孔及铣削机床为例来研究一下现有的主轴进给机构。所述钻孔主轴在一中空的铣削主轴内，通过键或花键以相对于铣削主轴作滑动移动。这样的一种具有一液压传动装置或一进给丝杆的进给机构与所述钻孔主轴耦合连接，以轴向地相对于铣削主轴驱动钻孔主轴。铣削主轴通过一齿轮系而转动，该齿轮系与一用于钻孔主轴的驱动马达相连接。
因此，根据现(已)有的技术，所述的钻孔主轴是在切削过程中被进给至铣削主轴之外。所以可以想像当伸出所述铣削主轴之外时，所述钻孔主轴主要是以一种悬臂形式被支承的。钻孔主轴的这种悬臂支承显然是不合适的，这是因为在切削过程中它将承受较大的来自安装于其末梢端的切削刀具的弯曲应力。其结果是在负载情况下易于产生钻孔主轴的偏移，从而导致切削刀具的震动。所述钻孔主轴在其自重下也易于产生偏移，这样一来，能够安装于主轴上的切削刀具和附件的大小及重量就受到一定的限制。
其另一不利之处是由于钻孔主轴相对于铣削主轴可以轴向地滑动，所以所述钻孔主轴易于经受轴向变形。因为在切削加工期间热量的增加，使钻孔主轴易受到热变形，对切削加工的精确度产生不利的影响。
本发明提供一种简便而易于实际解决当主轴从主轴头伸出时如何进给钻孔机或此类机器之主轴，而不致降低切削加工中精度或效率的问题。
简要地说，本发明主要为一种用于诸如钻孔机之类金加工机械的主轴头，它具有一置于主轴头壳体上的主轴套筒，该主轴套筒可以沿壳体上的一直线导向通路往复地移出并移进所述的壳体。主轴可转动地置于主轴套筒内并且不能作相对于主轴套筒的轴向移动，以使所述主轴与主轴套筒一起轴向地移进、移出所述壳体。与主轴相连以使其相对于主轴套筒作旋转运动的主轴驱动装置能够与主轴和主轴套筒一起相对于壳体共同作往复运动。进给装置安装于壳体上，用以相对于壳体直线往复地移动主轴、主轴套筒和主轴驱动装置。
这样，通过适当的轴承装置可旋转地安装于主轴套筒内的所述主轴，可被限于相对于主轴头壳体与主轴套筒共同进行轴向移动。所述主轴无论其相对于主轴头壳体的轴向位置如何都能被主轴套筒牢固地支承。经这样的支承，即使在负载下完全伸出主轴头壳体外时主轴也可有效地避免偏移或振动。在主轴向外伸出的位置上没有切削加工精度或效率方面的明显的降落。
可以理解，在主轴头内可转动地支承主轴之轴承装置起到阻止主轴轴向变形的附加效用。其结果是，主轴在切削加工期间不再因遭受热而变形。
通过对下面结合实施例所作的描述以及所附权利要求书的研究，上述的以及本发明其它特点和优点以及实现它的方式将会更加清楚，对本发明的本身理解也将更为深入。
所附附示了按照本发明的一水平钻孔机主轴头的轴向剖视图。
所示的主轴头图中用编号10表示。它具有一壳体11，该壳体11牢固地安装在诸如钻孔机之类金加工机器的床身上(未图示)。所述主轴头壳体11内安装着多种的工作部件和配件，这些下文中会予以陈述。此外，壳体11上还形成了一水平导向通路，图中作为一导向孔11a示出。所述导向孔11a沿图示主轴头壳体11朝前或者说朝左开通。
一主轴套筒12可滑动地置于所述导向孔11a内，它能相对于所述主轴头壳体11作轴向移动。图示的主轴套筒12全部嵌入所述壳体11之内，而实际上所述的主轴套筒部分地伸出所述导向孔11a，即使在处于完全缩紧位置也是如此。所述主轴套筒12具有一个主轴13，该主轴13通过两个或两个以上径向轴承14同轴地，可旋转地嵌入其中。所述主轴13的前端如现有技术那样具有一个锥形孔13a，其中可以插入切削刀具，用于其它一些切削刀具的心轴或是其它附件。
从图中可以看出，所述的轴承14设置在所述主轴套筒12之相对的轴向端部或轴向端部的附近。因此，主轴套筒12一方面允许所述主轴13作旋转运动，同时，主轴套筒12又刚性地将主轴加以保护使其不受弯屈应力的影响。所述轴承14还起到另外的作用，这就是锁定所述主轴13使其不能作相对于所述主轴套筒12的轴向的移动。
所述主轴13有一个主轴驱动装置D，该装置含一齿轮箱15，该齿轮箱15通过轴承14可转动地安装于主轴的后端延伸部分，从所述主轴套筒12向外伸出。一主轴驱动马达18安装并支承于所述的齿轮箱15上。在所述齿轮箱15中，有一齿轮系17将主轴驱动马达18的旋转运动传输给位于主轴13后端延伸部分上的一个或多个从动齿轮16。
所述齿轮箱15固定于所述主轴套筒12的尾端。因此，所述整个主轴驱动装置D具有相对于所述主轴头壳体11与所述主轴套筒12，从而也与主轴13作共同的直线往复运动。多根(图中画出了两根)导向轨22固定地安装在所述主轴头壳体11内，导引齿轮箱15沿主轴13和主轴套筒12的轴进行上述的直线移动。
所述主轴头10还具有一进给装置F，它连同所述主轴套筒12和主轴驱动装置D一起，沿轴线方向进给所述的主轴13，所述进给装置F具有一进给马达21，最好是一个伺服马达，该伺服马达牢固地安装在所述主轴头壳体11上。进给马达21的旋转可以通过诸如类似这里图示的一丝杆及滚珠螺母那样结构的任何适宜精度的运动转换装置转换成主轴13的直线运动。因此，所述的进给马达21直接与沿平行于所述主轴13轴延伸的一滚珠丝杆19相耦合连接。固定在所述主轴驱动装置D之齿轮箱15的一滚珠螺母23与所述丝杆19相啮合。
在工作时，所述主轴驱动马达18可以被启动来转动所述的主轴13。当所述齿轮系17将所述主轴驱动马达18的旋转运动传输给所述主轴13时，后者就会在所述主轴套筒12内连同未图示的切削工具或诸如此类的插入主轴锥形孔13a中的工具一起旋转。
为了将所述主轴13进给至所述主轴头壳体11之外，可启动所述的进给马达21。所述丝杆19的随之转动，这种转动通过所述的滚珠螺母23转换成所述齿轮箱15沿导向轨22的直线移动，结果，转换成所述主轴套筒12沿主轴头壳体11内的所述导向孔11a的直线移动。因通过轴承14锁定了相对于主轴套筒12及齿轮箱15的轴向移动，所述的主轴13将连同主轴套筒移出主轴头壳体11之外。
可以看出，所述主轴13，无论其相对于主轴头壳体11的轴向位置如何，在其整个长度上都被所述主轴套筒12牢固地予以支承。经这样的支承后，主轴13不会在切削加工中可能产生的弯曲应力下发生变形，这里的弯曲应力由较大刚性的主轴套筒12所承受。主轴13的偏移可忽略不计，确保了最大限度的切削加工精度。主轴13和套筒12所增强的刚度提供了另外的优点，那就是相对于以前来说，能将更大的切削工具和附件安装于所述主轴上。此外，由于通过轴承14抑止3轴向变形，所述主轴13也不会因为切削加工过程中热量的增加而产生延伸。
尽管前面就实施例作了详尽的揭示，但本发明不受所述的实施例的限制。本领域中的技术人员可以根据本发明的精神实质作出种种改变，变化和修改。举例来说，所述的主轴套筒可以是任意的截面形状而不一定象本实施例中描述的呈管状形，只要它应具有空腔来容纳可转动的主轴即可。任何在一般技术人员普通常识范围内的诸如此类的变化都认为仍落在在本发明的范围之内。
权利要求
1.一种用于诸如钻孔机之类金加工机器的主轴头，具有(a)一在其上形成一直线导向通路的壳体；(b)一安装于所述壳体上的主轴套筒，用以沿所述直线导向通路往复地移进和移出所述壳体；(c)一可转动地安装于所述主轴套筒之内并限制其相对于主轴套筒作轴向移动的主轴，该主轴随着所述主轴套筒一起共同进行移进和移出壳体的轴线运动；(d)与主轴相连接的、用以使其转动的主轴驱动装置，该驱动装置能相对于壳体和主轴以及主轴套筒一起共同进行往复运动；(e)安装于壳体上的进给装置，它用来使主轴，主轴套筒和主轴驱动装置相对于壳体进行直线往复运动。
2.如权利要求1所述的主轴头，其特征在于所述主轴驱动装置具有(a)一安装于壳体内并限于与主轴和主轴套筒相对于壳体作直线移动的齿轮箱;(b)一安装于齿轮箱上、用以共同作直线移动的驱动马达;(c)在所述齿轮箱内、用来将驱动马达的旋转运动传输给主轴的一齿轮系。
3.如权利要求2所述的主轴头，其特征在于它还具有安装于壳体上的固定导向装置，所述主轴驱动装置中的齿轮箱可滑动地与所述导向装置啮合，用以沿导向通路进行直线移动。
4.如权利要求3所述的主轴头，其特征在于所述的进给装置具有(a)安装于壳体上的一进给马达;(b)运动转换装置，它用来将进给马达的旋转运动转换成主轴、主轴套筒和主轴驱动装置的直线运动。
5.如权利要求4所述的主轴头，其特征在于所述的运动转换装置具有(a)安装于进给马达和由该马达驱动的一滚珠丝杆;(b)安装于主轴驱动装置上之齿轮箱上并与所述丝杆啮合的一滚珠螺母。
全文摘要
本发明揭示一种用于水平钻孔机上的主轴头。主轴头中含有安装于主轴头壳体上作轴向运动移进移出壳体的主轴套筒。一可旋转地安装于主轴套筒内并与之共同进行轴向移动的主轴。一与主轴相啮合在作钻孔或类似操作时驱动主轴的主轴驱动马达。另一个用以将主轴连同主轴套筒和主轴驱动马达朝工件进给的马达。由于与主轴套筒一同进给，因此主轴即使在伸出壳体的情况下也被牢固地支承着。
文档编号B23B47/18GK1041308SQ8910745
公开日1990年4月18日 申请日期1989年9月20日 优先权日1988年9月22日
发明者足立·沙哈西 申请人:东芝机械株式会社