專利名稱：一種小孔精密振動(dòng)加工臺(tái)鉆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種小孔精密加工臺(tái)鉆，屬精密鉆床類。
長(zhǎng)期以來，機(jī)械、電子零件中的小孔加工，大多采用精密高速臺(tái)鉆進(jìn)行加工，目前高速臺(tái)鉆為電動(dòng)高速臺(tái)鉆，其構(gòu)成是有一底座，底座上固定有豎直的立柱，立柱上固定有主軸箱和電機(jī)，主軸箱內(nèi)裝配有可上下移動(dòng)的帶有可轉(zhuǎn)動(dòng)主軸的套筒，電機(jī)通過皮帶傳動(dòng)與主軸皮帶輪一體的花鍵套筒，再通過花鍵配合將動(dòng)力傳至主軸，使主軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)主軸箱一側(cè)上的進(jìn)刀手柄，通過裝配在主軸箱內(nèi)的齒輪軸帶動(dòng)主軸下移，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)進(jìn)給。采用這種臺(tái)鉆加工小孔主要存在以下缺陷鉆頭容易磨損折斷，壽命低；難以實(shí)現(xiàn)斷屑—排屑；鉆入穩(wěn)定性差，孔徑分散度大，表面粗糙度高；加工效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。尤其在加工鈦合金、高溫合金、耐熱鋼、不銹鋼等難切削材料時(shí)，這類問題則更加突出。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)切屑的自主控制、提高加工精度及表面質(zhì)量、延長(zhǎng)刀具壽命的小孔精密振動(dòng)加工臺(tái)鉆。
本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方式實(shí)現(xiàn)的


圖1是小孔精密振動(dòng)加工臺(tái)鉆的結(jié)構(gòu)示意圖。小孔精密振動(dòng)加工臺(tái)鉆，由底座(33)、立柱(32)、主電機(jī)(25)、主軸箱(11)、主軸部件、進(jìn)給部件等組成。在底座(33)上固定安裝豎直的立柱(32)，立柱(32)連接有主軸箱(11)、主軸箱(11)上安裝有主電機(jī)(25)、進(jìn)給部件、主軸部件等。主軸(1)的主運(yùn)動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng))由主電機(jī)(25)及皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。主軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由絲杠(31)螺母(30)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。主軸(1)的上部有上花鍵套筒(15)，花鍵嚙合傳遞實(shí)現(xiàn)主軸(1)在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)又可進(jìn)給移動(dòng)。主軸箱(11)設(shè)置有套筒孔，內(nèi)置有主軸滑套(10)，在主軸滑套(10)內(nèi)安置有下花鍵套筒(12)，在主軸(1)的下部安裝有端面凸輪激振機(jī)構(gòu)，花鍵嚙合傳遞實(shí)現(xiàn)主軸(1)在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)又可軸向振動(dòng)。
當(dāng)鉆頭以軸向方式進(jìn)行振動(dòng)鉆削時(shí)，切削過程中任意瞬時(shí)的實(shí)際切削參數(shù)都是在周期性的變化的，并隨著振動(dòng)頻率、軸向振幅、主軸轉(zhuǎn)速和走刀量的不同組合而變化，形成間斷的或連續(xù)的切削過程，根據(jù)不同的切削條件及加工的要求，合理選擇適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)參數(shù)及切削用量可以得到碎斷切屑及不同長(zhǎng)度的帶狀切屑，從而實(shí)現(xiàn)切屑的自主控制，成功的解決了鉆小孔工序中關(guān)鍵的斷屑—排屑問題。
本實(shí)用新型具有以下技術(shù)優(yōu)良特點(diǎn)由于振動(dòng)鉆削解決了小孔加工中關(guān)鍵的斷屑—排屑問題，可以得到可控的連續(xù)切屑和碎斷切屑，大大改善了切削液的使用條件，減小了切屑與鉆頭排屑槽之間的摩擦，尤其在實(shí)現(xiàn)間斷分離切削的情況下，則更提高切削液滲入切削區(qū)的能力，從而減小刀具的磨損，延長(zhǎng)刀具的壽命；由于軸向振動(dòng)鉆孔時(shí)，減少了切屑對(duì)被加工表面的劃傷，消除了刀瘤的產(chǎn)生，并且大大增加切削系統(tǒng)的穩(wěn)定性能，脈沖切削抑制了鉆頭—工件系統(tǒng)原有的無規(guī)律的振動(dòng)，從而降低表面粗糙度，降低孔徑的尺寸分散性，提高孔與端面的垂直度，一次自動(dòng)進(jìn)給即能達(dá)到較高的精度及表面質(zhì)量；可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鉆—擴(kuò)--鉸工藝，提高生產(chǎn)效率；材料的切削加工性越差，加工孔的長(zhǎng)徑比越大，則愈加顯示該振動(dòng)臺(tái)鉆的優(yōu)良加工性能；該臺(tái)鉆尤其適用于難切削材料的加工。
本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械零件、電子元件、光學(xué)零件中的小孔加工，如發(fā)動(dòng)機(jī)噴油嘴、紡織機(jī)械中噴絲板、汽車化油器、液壓元件、電路版、儀表、模具零件、照相機(jī)、電影機(jī)械等零部件的小孔加工下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。
在底座(33)上固定安裝有豎直的立柱(32)，立柱(32)連接有主軸箱(11)，主軸箱(11)上安裝有電機(jī)座連板(22)、主電機(jī)(26)，主軸箱(11)設(shè)置有套筒孔，內(nèi)安置有主軸滑套(10)，在主軸滑套(10)內(nèi)通過軸承(13)安置有下花鍵套筒(12)，下花鍵套筒(12)內(nèi)安裝主軸(1)，主軸(1)為花鍵軸。
主軸(1)的上部與上花鍵套筒(15)嚙合，上花鍵套筒(15)通過軸承(14)安裝在主軸箱(11)上，在上花鍵套筒(15)上固定有皮帶輪(16)，皮帶輪(23)安裝在主電機(jī)軸(24)上，這樣，當(dāng)主電機(jī)軸(24)旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過皮帶傳動(dòng)，帶動(dòng)上花鍵套筒(15)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)主軸(1)轉(zhuǎn)動(dòng)，形成主軸(1)的主運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，主軸(1)進(jìn)給時(shí)可在上花鍵套筒(15)內(nèi)移動(dòng)。
在主軸(1)的下部剛性連接一端面凸輪6)，用螺母(5)作軸向緊固，碟形彈簧(4)安裝在主軸(1)上，推力軸承(3)外圈安裝在壓環(huán)螺母(2)上，內(nèi)圈緊靠碟形彈簧(4)，在主軸滑套(10)上裝有銷軸(8)，銷軸(8)上裝滾子軸承(7)，調(diào)整壓環(huán)螺母(2)，在碟形彈簧(4)的作用下，軸承(7)緊靠在端面凸輪(6)的上端面上，端面凸輪(6)的上端面為凸輪曲面，這樣，當(dāng)主軸(1)旋轉(zhuǎn)時(shí)，端面凸輪(6)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使主軸(1)(鉆頭)產(chǎn)生軸向振動(dòng)。
在主軸箱(11)上安裝有進(jìn)給電機(jī)(19)、諧波減速器(26)，進(jìn)給電機(jī)(19)的輸出軸(20)與諧波減速器(26)的輸入軸(18)通過聯(lián)軸器(21)連結(jié)，絲杠(31)通過軸承(9)安裝在主軸箱(11)上，諧波減速器(26)的輸出軸(28)與絲杠(31)通過聯(lián)軸器(29)連結(jié)，從而帶動(dòng)絲杠(31)轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母(30)固定安裝在主軸滑套(10)上，因?yàn)榻z杠(31)軸向不能移動(dòng)，通過絲杠螺母嚙合，絲杠(31)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)螺母(30)移動(dòng)，從而帶動(dòng)主軸滑套(10)移動(dòng)，即帶動(dòng)主軸滑套(10)上的主軸(1)進(jìn)給或返回。實(shí)現(xiàn)精密機(jī)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
主軸箱(11)由鎖緊手柄(27)鎖緊在立柱(32)上。
通過上述機(jī)構(gòu)，從而使主軸實(shí)現(xiàn)三個(gè)運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)、軸向振動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。其中進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用機(jī)動(dòng)進(jìn)給，主軸的軸向振動(dòng)由端面凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，振幅由端面凸輪6的行程決定，振動(dòng)頻率為主軸每轉(zhuǎn)振動(dòng)一至兩次為好，可保證可靠的斷屑—排屑。
利用該實(shí)施例鉆孔加工，與現(xiàn)有臺(tái)鉆加工技術(shù)相比，具有以下優(yōu)良特點(diǎn)一次自動(dòng)進(jìn)給即能達(dá)到較高的精度及表面質(zhì)量，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鉆—擴(kuò)—鉸工藝，提高加工效率2-5倍，與普通臺(tái)鉆相比，提高加工精度1-2級(jí)，降低表面粗糙度1-2級(jí)；實(shí)現(xiàn)切屑的自主控制，根據(jù)不同的切削條件及加工的要求，選擇適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)參數(shù)及切削用量可以得到碎斷切屑及不同長(zhǎng)度的帶狀切屑，成功的解決了鉆小孔工序中關(guān)鍵的斷屑—排屑問題；提高刀具壽命5--10倍；材料的切削加工性越差，加工孔的長(zhǎng)徑比越大，則愈加顯示該實(shí)用新型的優(yōu)良性能。
權(quán)利要求1.一種小孔精密振動(dòng)加工臺(tái)鉆，由底座(33)、立柱(32)、主電機(jī)(25)、主軸箱(11)、主軸部件、進(jìn)給部件等組成，底座(33)上固定豎直的立柱(32)，立柱(32)連接有主軸箱(11)，主軸箱(11)上安裝有主電機(jī)(25)、進(jìn)給部件、主軸部件等，主軸(1)的上部有上花鍵套筒(15)，主軸箱(11)設(shè)置有套筒孔，內(nèi)置有主軸滑套(10)，在主軸滑套(10)內(nèi)安置有下花鍵套筒(12)，其特征在于主軸(1)的下部安裝有端面凸輪激振機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臺(tái)鉆，其特征在于端面凸輪激振機(jī)構(gòu)由主軸(1)上剛性連接一個(gè)端面凸輪(6)構(gòu)成，端面凸輪(6)用螺母(5)作軸向緊固，碟形彈簧(4)安裝在主軸(1)上，推力軸承(3)外圈安裝在壓環(huán)螺母(2)上，內(nèi)圈緊靠碟形彈簧(4)，在主軸滑套(10)上裝有銷軸(8)，銷軸(8)上裝滾子軸承(7)，滾子軸承(7)緊靠在端面凸輪(6)的上端面上，螺母(30)固定安裝在主軸滑套(10)上，絲杠與螺母嚙合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1及2所述的臺(tái)鉆，其特征在于進(jìn)給部件由在主軸箱(11)上安裝的進(jìn)給電機(jī)(19)、諧波減速器(26)構(gòu)成，進(jìn)給電機(jī)(19)的輸出軸(20)與諧波減速器(26)的輸入軸(18)通過聯(lián)軸器(21)連結(jié)，絲杠(31)通過軸承(9)安裝在主軸箱(11)上。
專利摘要一種小孔精密振動(dòng)加工臺(tái)鉆，臺(tái)鉆鉆頭進(jìn)行振動(dòng)鉆削，從而實(shí)現(xiàn)精密小孔加工，其主軸實(shí)現(xiàn)三個(gè)運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)，軸向振動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。其中進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用機(jī)動(dòng)進(jìn)給。由于給鉆頭加上一個(gè)有規(guī)律的軸向振動(dòng)，從本質(zhì)上改善了切削性能，從而帶來諸多良好的工藝效果，一次自動(dòng)進(jìn)給即能達(dá)到較高的精度及表面質(zhì)量，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鉆—擴(kuò)—鉸工藝，提高加工效率2-5倍，提高加工精度1-2級(jí)，降低表面粗糙度1-2級(jí)，實(shí)現(xiàn)切屑的自主控制，提高刀具壽命5-10倍，材料的切削加工性越差，加工孔的長(zhǎng)徑比越大，則愈加顯示該實(shí)用新型的優(yōu)良性能?？蓮V泛應(yīng)用于各種機(jī)械零件、電子元件、光學(xué)零件中的小孔加工。
文檔編號(hào)B23B45/00GK2254793SQ9623469
公開日1997年5月28日 申請(qǐng)日期1996年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月24日
發(fā)明者尹韶輝, 張輝潤(rùn) 申請(qǐng)人:湘潭大學(xué)