专利名称：多功能机床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多功能机床，尤其是用于镗、插、铣和钻削的机床。
现有的铣钻床至少包括底座、位于底座上的工作台、立柱、电机和与立柱相联接的变速箱和主轴箱，并设有可使变速箱和主轴箱沿立柱上下移动的齿轮齿条机构，电机通过变速箱输出的转矩驱动主轴作旋转运动，在必要时所述转矩还通过进给传动链驱动主轴作进给运动；有的铣钻床还具有由电机经丝杠螺母机构驱动并可夹持工件作平面(X、Y向)运动的机动工作台。其不足之处是功能较少，难以适应小批量生产和机械修理行业的要求。
为此，本实用新型的目的在于对上述现有技术进行改进并提供一种多功能机床，它不仅具备镗、插、铣和钻削功能，而且在镗、插、铣和钻削加工之间转换时，具有工作可靠、操作方便等特点。
实现本实用新型目的的技术方案是在包括上述构成的同时，其特殊之处在于具有由曲柄摇杆机构和齿轮齿条机构构成的插削传动链，以及在主轴作旋转和／或进给运动与套筒作插削往复运动之间切换转矩的离合机构。
而且，在变速箱的输出轴上套装有一个具有内、外、锥齿的三联齿轮和与输出轴键联接并具备啮合和空啮合状态的双联滑移齿轮，有一个与三联齿轮的锥齿相啮合的锥齿轮，该锥齿轮轴以键与一个可 以同曲柄外齿相啮合的滑移齿轮相联接，摇杆的一端与连杆相连接，另一端经插削离合器与进给从动轴相联接，摇杆上设有回位弹簧。
而且，进给从动轴上设有与主轴套筒上的齿条相啮合的齿轮、在必要时可通过所述齿轮齿条机构驱使主轴返回上止点的蜗卷弹簧、进给离合器、经进给离合器与进给从动轴相联接并和进给轴上的螺杆相啮合的蜗轮、进给离合器的操纵机构、进给深度限位机构以及进给离合器与插削离合器之间的互锁装置。
而且，设有由行程开关、撞块和挡块构成的套筒行程限制装置。
而且，用于插削加工的刀具与套筒相连接。
由于设置了一个由曲柄摇杆机构和齿轮条机构构成的插削传动链，并在主轴旋转、进给运动与套筒插削往复运行之间装有切换转矩的离合机构，这样，不仅使机床增加了插削功能，而且由离合机构可以保证在镗、铣、钻削与插削加工之间可靠而方便地进行转换。从进一步的构成还可以看出插削传动链和进给传动链共同一个进给从动轴、齿轮齿条机构和变速箱。所设的进给离合器、插削离合器以及二离合器之间的互锁装置，能有效地保证镗、铣、钻与插削加工之间不会相互干涉和因误操作而损坏构件。
本实用新型具有结构紧凑、布局合理、一机多用和操作方便等特点，使用时，只需操纵有关手柄并将相应的刀具装在主轴或套筒上，便可获得所要求的加工方式。因而，本机床特别适用于小批量生产和机械修理行业。
以下将结合附图对本实用新型作进一步详述。
图1为本实用新型外形结构的主视图。
图2为
图1的左视图。
图3为本机床的传动示意图。
图4为进给从动轴的剖视图。
图5为沿图4“A－A”处的局部剖视图。
图6为曲柄摇杆机构与套筒行程限制装置示意图。
图7为主轴套筒的局部剖视图。
参照
图1～图3，本多功能机床包括底座［1］、位于底座［1］上的工作台［2］、立柱［19］、电机［10］和通过基座与立柱相联接的变速箱［8］和主轴箱［5］，并设有可使变速箱［8］和主轴箱［5］沿立柱［19］上下移动的齿轮齿条机构［20］。双速电机［10］位于变速箱［8］的顶部并通过变速箱［8］输出的转矩驱动主轴［3］作旋转运动(即镗、铣、钻削的主运动)，在必要时，所述转矩还经进给传动链［45］驱动主轴［3］作进给运动，所述“必要时”是指需要进给运动的镗、钻削时。为了便于电气的集中控制，可设一个由支架支承的电气按钮站［6］。
变速箱［8］和主轴箱［5］的外部设有插削离合器手柄［7、9］、变速手柄［11、12］、机动进给离合器手柄［14］、手动进给手柄［15］、手动微量进给手轮［18］、机动进给量选择手柄［21］。
工作台［2］可以是机动工作台，即由电机经丝杠螺母机构驱动并可夹持工件作平面(X、Y方向)运动的工作台［2］；也可以是如
图1、图2中的手动工作台［2］，二者不同之外仅在于前者由电机驱动，后者则由人力驱动。由于这两种工作台［2］均为现有技术，故在此不作详述。
变速箱［8］应有多少级转速可根据设计要求确定。列举图3作为传动示意图的目的主要是为了说明本实用新型的传动原理。该图所示的变速箱［8］具有输入轴(即电机轴)［22］、第1中间轴［26］、第2中间轴［27］和输出轴［36］。输入轴［22］上固连的齿轮［23］与第1中间轴［26］的齿轮［24］相啮合，二齿轮［23、24］的速比为11。第1中间轴［26］还以花键联接着一个双联滑移齿轮［25］，操纵变速手柄［12］，该双联滑移齿轮［25］便可以与第2中间轴［27］的齿轮［28］或齿轮［30］相啮合，其速比分别为1852和3040。在输出轴［36］上套装有一个具有内、外、锥齿的三联齿轮［32］和与输出轴［36］花键联接并具备啮合或空啮合状态的双联滑移齿轮［37］，三联齿轮［32］的外齿［35］与第2中间轴［27］的齿轮［31］相啮合(定轴常啮合)，其速比为1763。操纵变速手柄［11］，可以使双联滑移齿轮［37］与第2中间轴［27］的齿轮［29］相啮合，其速比为4535，或者与三联齿轮［32］的内齿［33］相啮合，其速比为11，或者处于空啮合位置(作插削加工时)。由于电机［10］具有2级转速，于是变速箱［8］的输出轴［36］便有8级转速，即2×2×2。
插削传动链［44］主要由曲柄摇杆机构［47］和齿轮齿条机构［48］构成，前者位于变速箱［8］和主轴箱［5］的外侧，后者位于主轴箱［5］内。在变速箱［8］里，有一个与三联齿轮［32］的锥齿［34］相啮合的锥齿轮［38］，其锥齿轮轴［40］从变速箱［8］内延伸到箱外，并以平键或花键联接着一个可以同曲柄［43］外齿［41］(该曲柄同时兼作齿轮)相啮合的滑移齿轮［39］。当按下插削离合器手柄［9］时，滑移齿轮［39］便和曲柄［43］外齿［41］相啮合(速比为2080)，即通过三联齿轮［32］→锥齿轮［38］→滑移齿轮［39］向曲柄［43］传递转矩；反之则使插削传动链［44］与变速箱［8］输出的转矩相断开。
进给传动链［45］的具体构成可以是和主轴［3］同轴的齿轮［59］经与过渡齿轮［58］相啮合的齿轮［69］将变速箱［8］输出转矩的一部分传递给蜗杆轴［49］，蜗杆［50］与蜗轮［51］相啮合，蜗轮轴［54］上还固连着三个齿轮［52、53、55］，进给轴［62］以花键联接着一个三联滑移齿轮［63］，操纵机动进给量选择手柄［21］就可以使三联滑移齿轮［63］和所述蜗轮轴［54］上三个齿轮［52、53、55］中的任一个啮合(也可以处于空啮合状态)，即进给轴［62］可获得24级转速(变速箱的输出轴有8级转速，8×3)。进给轴［62］上的蜗杆［61］经进给离合器［68］与进给从动轴［67］上的蜗轮［56］啮合，和该蜗轮［56］同轴的齿轮［57］又与齿轮［60］相啮合，齿条［60］可直接加工在主轴［3］套筒［4］的外壁上。在进给轴［62］伸出主轴箱［5］箱体的外端，连接有一个钻、铣削微量进给手轮［18］。当镗、钻削机动进给时，由变速箱［8］输出的部分转矩，便经上述进给传动链［45］驱动套筒［4］带着主轴［3］作机动轴向进给运动。
结合图3并参照图4、图5，连杆［46］的一端通过轴承［42］装在曲柄［43］的销轴上，所述轴承［42］最好是双列向心球面球轴承，这样可借助其自动调心来保证连杆［46］良好的受力性能，连杆［46］的另一端与摇杆［64］之间以销相连接，摇杆［64］又经插削离合器［65］与进给从动轴［67］相联接，即摇杆［64］空套在进给从动轴［67］上，该轴又以键［71］与插削离合器［65］相连接，只有当插削离合器［65］与其结合时，摇杆［64］才能将其往复摆动传递给进给从动轴［67］。进给从动轴［67］上设有与主轴［3］套筒［4］上的齿条［60］相啮合的齿轮［57］、在必要时可通过所述齿轮齿条机构［48］驱使主轴［3］返回上止点的蜗卷弹簧［66］、进给离合器［68］、经进给离合器［68］与进给从动轴［67］相联接并和进给轴［62］上的蜗杆［61］相啮合的蜗轮［56］、进给离合器［68］的操纵机构［90］、进给深度限位机构以及进给离合器［68］与插削离合器［65］之间的互锁装置。更具体的结构可以是进给离合器［68］和蜗轮［56］分别具有彼此相对的端齿并在二者间装有压力弹簧［74］，前者与进给从动轴［67］花键联接，后者空套在进给从动轴［67］上。进给离合器［68］的操纵机构［90］由径向依次设置的锥套［77］、滑块［79］以及定位盘［80］和装有手柄［14］的控制盘［81］组成，即控制盘［81］的内轮廓线有三个等分圆周的凹槽［92］，凹槽［92］的一侧为斜面，可径向移动的滑块［79］的一端与控制盘［81］的内轮廓线相接触，另一端以锥面［78］与可轴向移动的锥套［77］的锥面［78］相接触，定位盘［80］限制其轴向和周向位置，锥套［77］与进给离合器［68］之间隔有滚动体［76］，导向销［89］从轴向经定位盘［80］插入锥套［77］预设的孔内，沿进给从动轴［67］轴向并挨操纵机构［90］设置的进给深度限位机构由装有手柄［15］(用于手动进给)的手柄座［84］、锁紧块［82］、转动环［83］和锁紧螺钉［17］组成，即手柄座［84］空套在进给从动轴［67］上，转动环［83］又空套在手柄座［84］上，锁紧螺钉［17］借助锁紧块［82］可将转动环［83］和手柄座［84］连接成一体，在转动环［83］上还连接着一个用于机动进给定深的碰块［13］，在手柄座［84］的一侧，有一个由螺钉［16］经端罩［87］压装在手柄座［84］端部的传动爪［85］，传动爪［85］与手柄座［84］的对应端部互为牙嵌接触或为凹凸互补接触，传动爪［85］与进给从动轴［67］之间为键［86］连接，在进给从动轴［67］端部的孔内，有一个一端顶住端罩［87］内侧的弹簧［88］。
当机动进给时，操纵机动进给离合器手柄［14］，使控制盘［81］顺时针转动，受控制盘［81］凹槽［92］斜面的作用，三个滑块［79］都将被挤出槽外(图5中的双点划线)，即使得滑块［79］朝进给从动轴［67］轴心方向移动，由于滑块［79］与锥套［77］之间为锥面［78］接触，滑块［79］的径向移动便迫使锥套［77］作轴向移动，从而经滚动体［76］推动进给离合器［68］并使其端齿与蜗轮［56］的端齿啮合，于是进给轴［62］的转矩便经蜗杆［61］→蜗轮［56］→进给离合器［68］→进给从动轴［67］→齿轮［57］→齿条［60］驱动套筒［4］和主轴［3］作进给运动。锥套［77］与进给离合器［68］之间的滚动体［76］可以避免进给从动轴［67］将转矩传递给锥套［77］，以减少锥套［77］与滑块［79］接触锥面［78］之间的磨损。此外，这种结构还具有良好的自锁性，即由锥套［77］传递给滑块［79］的轴向力，最终经滑块［79］转变为对控制盘［81］的径向力，而径向力不会使控制盘［81］旋转。
当镗、钻削需要预设轴向进给深度时，可以先拧松转动环［83］上的锁紧螺钉［17］，转动转动环［83］并将碰块［13］上的标记对准刻度盘上所要的预设深度，然后拧紧锁紧螺钉［17］，即把转动环［83］、锁紧块［82］、手柄座［84］固定为一个刚性整体，在进给从动轴［67］旋转并带着套筒［4］作轴向进给时，手柄座［84］，锁紧块［82］、转动环［83］以及与转动环［83］相连接的碰块［13］也随进给从动轴［67］一起转动，当达到预设深度时，碰块［13］在碰到手柄［14］后，便使控制盘［81］同其一起逆时针转动，于是在进给离合器［68］和蜗轮［56］之间弹簧［74］的作用下，经锥套［77］将滑块［79］的一端推入控制盘［81］的凹槽［92］内，因进给离合器［68］退出与蜗轮［56］的啮合，套筒［4］和主轴［3］就会停止轴向进给。
在进行插削操作时，先逆时针转动手柄［14］使进给离合器［68］与蜗轮［56］脱开，然后按下插削离合器手柄［9、7］，同时还应松开螺钉［16］，使传动爪［85］端部退出与手柄座［84］端部的接触，这样，手柄座［84］便不会随进给从动轴［67］一起摆动。
进给离合器［68］与插削离合器［65］之间的互锁装置的具体结构可以是插削离合器［65］手柄［7］连接着一个顶杆［70］，该顶杆［70］顺进给从动轴［67］的空心通孔［91］向里延伸，进给离合器［68］连接有一个从径向伸入通孔［91］内的固定销［75］，只有当进给离合器［68］与蜗轮［56］脱开后，顶杆［70］才能前移，即使摇杆［64］与进给从动轴［67］相接合，否则，固定销［75］将阻止顶杆［70］前移，这样，当由镗、铣或钻削转为插削时，可以防止误操作。
结合图4并参照图6，为了在每次插削开始时，保证套筒［4］先从上往下运动，可将拉伸弹簧［93］的一端固定在箱体上，另一端固定在摇杆［64］上。这样，若滑移齿轮［39］与曲柄［43］外齿［41］脱开，并且插削离合器［65］与摇杆［64］处于分离状态(如进行镗、铣、钻削时)，拉伸弹簧［93］将使摇杆［64］处于最高点(图中双点划线为摇杆最低点)，于是，下次插削开始时，摇杆［64］和套筒［4］只会是先从上往下运动。套筒［4］行程限制装置［94］由行程开关［95］、撞块［72］、挡块［73］构成。在与进给从动轴［67］相连接的插削离合器［65］上，有一个撞块［72］，在与套筒［4］的上下极限点对应处，各有一个所述撞块［72］可以撞及的行程开关［95］，在二行程开关［95］之间，有一个凸起的挡块［73］。这样，一旦套筒［4］达到最高点或最低点，撞块［72］将会压下两个行程开关［95］中的一个，从而使电机［10］停机。停机后，若在惯性力的作用下，套筒［4］继续移动，则行程开关［95］之间的挡块［73］最终会阻止撞块［72］的继续运动，同时它还可在手动进给时，起到限制套筒［4］上下极限位置的作用。该行程限制装置［94］可避免套筒［4］超越极限位置后继续移动，不至于由此而撞坏机体和其它部件。
参照图7，用于插削加工的刀具［96］与套筒［4］相连接。其连接方式最好是螺纹［97］连接。用于镗、铣、钻削加工的刀具与主轴［3］相连接，其连接方式与现有技术相同。
权利要求1.一种多功能机床，尤其是用于镗、插、铣和钻削的机床，至少包括底座[1]、位于底座[1]上的工作台[2]、立柱[19]、电机[10]和与立柱[19]相联接的变速箱[8]和主轴箱[5]，并设有可使变速箱[8]和主轴箱[5]沿立柱[19]上下移动的齿轮齿条机构[20]，电机[10]通过变速箱[8]输出的转矩驱动主轴[3]作旋转运动，在必要时所述转矩还通过进给传动链[45]驱动主轴[3]作进给运动，其特征在于具有由曲柄摇杆机构[47]和齿轮齿条机构[48]构成的插削传动链[44]，以及在主轴[3]作旋转和/或进给运动与套筒[4]作插削往复运动之间切换转矩的离合机构。
2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于在变速箱［8］的输出轴［36］上套装有一个具有内、外、锥齿的三联齿轮［32］和与输出轴［36］键联接并具备啮合和空啮合状态的双联滑移齿轮［37］，有一个与三联齿轮［32］的锥齿相啮合的锥齿轮［38］，该锥齿轮轴［40］以键与一个可以同曲柄［43］外齿［41］相啮合的滑移齿轮［39］相联接，摇杆［64］的一端与连杆［46］相连接，另一端经插削离器［65］与进给从动轴［67］相联接，摇杆［64］上设有回位弹簧［93］。
3.根据权利要求2所述的机床，其特征在于进给从动轴［67］上设有与主轴［3］套筒［4］上的齿条［60］相啮合的齿轮［57］、在必要时可通过所述齿轮齿条机构［48］驱使主轴［3］返回上止点的蜗卷弹簧［66］、进给离合器［68］、经进给离合器［68］与进给从动轴［67］相联接并和进给轴［62］上的蜗杆［61］相啮合的蜗轮［56］、进给离合器［68］的操纵机构［90］、进给深度限位机构以及进给离合器［68］与插削离合器［65］之间的互锁装置。
4.根据权利要求3所述的机床，其特征在于设有由行程开关［95］、撞块［72］和挡块［73］构成的套筒［4］行程限制装置［94］。
5.根据权利要求1至4中任一个所述的机床，其特征在于用于插削加工的刀具［96］与套筒［4］相连接。
专利摘要一种多功能机床，至少包括底座、工作台、立柱、电机和与立柱相联接的变速箱和主轴箱，其要点是具有由曲柄摇杆机构和齿轮齿条机构构成的插削传动链，以及在主轴作旋转和/或进给运动与套筒作插削往复运动之间切换转矩的离合机构。本实用新型具有结构紧凑、布局合理、一机多用和操作方便等优点。尤其适用于小批量生产和机修行业。
文档编号B23Q39/00GK2124795SQ9222201
公开日1992年12月16日 申请日期1992年5月15日 优先权日1992年5月15日
发明者唐星联, 汤意辉, 刘希君, 匡国才, 周德保 申请人:湖北大江机床厂