阅读说明：本技术 一种螺旋线钻孔攻丝机构 (Spiral line drilling and tapping mechanism ) 是由 赖培忠 曹维璋 于 2019-07-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种螺旋线钻孔攻丝机构,包括机构底座,以及与机构底座配合连接的机构外罩,所述机构底座与机构外罩构成一机构本体,其特征在于,所述机构本体包括主轴机构,所述主轴机构包括表面设有螺纹的管套,套设在管套上的螺母,以及穿设在管套内部中轴线上的主轴,其中,所述主轴的一端连接有刀具连接端,所述主轴的另一端连接有用于驱动其自身自转的主轴驱动机构,所述主轴与主轴驱动机构动力输出轴之间通过联轴器连接一起,所述机构本体还包括用于传动螺母原地正反自转的螺母驱动装置,所述管套整体在螺母的原地正反自转作用下使其沿指定方向做直向线性运动。(The invention discloses a spiral line drilling and tapping mechanism, which comprises a mechanism base and a mechanism outer cover matched and connected with the mechanism base, wherein the mechanism base and the mechanism outer cover form a mechanism body, it is characterized in that the mechanism body comprises a main shaft mechanism, the main shaft mechanism comprises a pipe sleeve with a thread on the surface, a nut sleeved on the pipe sleeve and a main shaft penetrating through the central axis in the pipe sleeve, wherein one end of the main shaft is connected with a cutter connecting end, the other end of the main shaft is connected with a main shaft driving mechanism for driving the main shaft to rotate, the main shaft is connected with the power output shaft of the main shaft driving mechanism through a coupler, the mechanism body also comprises a nut driving device for driving the nut to rotate forwards and backwards in situ, the whole pipe sleeve is driven to do straight linear motion along the appointed direction under the in-situ positive and negative autorotation action of the nut.)

一种螺旋线钻孔攻丝机构

技术领域

本发明涉及钻孔攻丝机械设备制造技术领域，具体涉及一种螺旋线钻孔攻丝机构。

背景技术

现有的螺旋线钻攻机构，管套是通过一连动件与驱动装置连接，如公开号为CN2792675Y，专利名称为“攻牙装置”的专利，其是通过设置被动套件，被动套件外侧一体连接一连动件，而该联动件通过固定于支撑轴上的动力输出杆，直向线性运动，采用这种传动方式，被动套件在移动过程中，由于存在惯性，会导致管套移动距离(即牙距)不够精确，另外，在加工过程中，被动套件容易出现晃动，导致加工精度不高的问题。

急需一款螺旋线钻孔机构，能够进一步提高实际加工需求以及进一步巩固防止部件晃动及被动轴移动距离不精确的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够进一步巩固防止部件晃动，及放置被动轴移动距离不精确之问题的螺旋线钻孔攻丝机构。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种螺旋线钻孔攻丝机构，包括机构底座，以及与机构底座配合连接的机构外罩，所述机构底座与机构外罩构成一机构本体，所述机构本体包括主轴机构，所述主轴机构包括表面设有螺纹的管套，套设在管套上的螺母，以及穿设在管套内部中轴线上的主轴，其中，所述主轴的一端连接有刀具连接端，所述主轴的另一端连接有用于驱动其自身自转的主轴驱动机构，所述主轴与主轴驱动机构动力输出轴之间通过联轴器连接一起，所述机构本体还包括用于传动螺母原地正反自转的螺母驱动装置，所述管套整体在螺母的原地正反自转作用下使其沿指定方向做直向线性运动。

所述螺母驱动装置为皮带同步传动装置，其包括设于所述螺母上的螺母从动皮带轮，连接于螺母驱动机构动力输出轴上的螺母主动皮带轮，所述螺母主动皮带轮与螺母从动皮带轮之间通过传动皮带连接，在螺母主动皮带轮转动之下通过该传动皮带同步将动力传动至螺母从动皮带轮上。

所述螺母驱动机构和主轴驱动机构均为伺服电机。

所述主轴机构还包括螺母传动机构总成，所述螺母从动皮带轮套设在螺母的前端部大外径上，所述螺母的后端部小外径穿设在螺母传动机构总成内，所述螺母传动机构总成套设在管套外，且其靠近螺母从动皮带轮的后侧。

所述主轴机构还包括主轴防屑罩，所述主轴防屑罩套设在管套上，且其靠近螺母从动皮带轮的前侧。

所述主轴机构前半部分通过螺母固定座设置在机构底座上，其后半部分通过主轴驱动机构固定座设置在机构底座上。

所述螺母固定座与主轴驱动机构固定座之间设有防转动限动导杆。

所述刀具为攻牙刀具、磨牙刀具、镗牙刀具、或车牙刀具。

本螺旋线钻孔机构还可以包括一控制器，于该控制器内设有螺母伺服电机控制电路，中央处理器电路和内轴驱动电机电流获取电路。在控制器的控制下，通过螺母伺服电机与内轴伺服电机之间的相互配合，精确控制牙距和牙距给进速度，以及R轴旋转速度和旋转角度，可以实现螺旋的运动控制；在配置车牙工具、镗牙工具、磨牙工具等加工工具后，可以实现车牙、镗牙、磨牙等螺旋体的加工工艺。从而使得能够完成工件的内孔及外径的加工，特别是螺旋体的加工，无需另外配置加工装置，降低了使用成本。

另外，通过控制器，还可以控制内轴伺服电机与螺母伺服电机，实现高频率的啄式钻孔攻牙，将传统的钻孔方式改为高频率的不断进退，从而成为高频率振动式钻孔方式，易于深孔加工以及难加工材质的加工，可以避免刀具因排屑不易及切削液不易渗入而导致刀具磨损快甚至断刀的问题，以及能够产生断屑排渣及加工液的进刀，提高加工品质与加工精度。

本发明有益效果：

1、本发明主轴机构采用轴中套轴的结构，在管套上套设螺母及螺母从动皮带轮，并对其进行固定，再通过螺母驱动装置上的螺母主动皮带轮对螺母从动皮带轮施加作用力，在螺母主动皮带轮转动之下通过传动皮带将动力传动至主轴机构上的螺母从动皮带轮上，管套整体在螺母从动皮带轮的原地正反自转作用下使其沿指定方向做直向线性运动，同时，主轴驱动机构的传动轴与主轴之间通过联轴器连接一起并对其进行驱动，使刀具主轴形成自转，从而使工具组件和移动组件同步运动。

2、本发明螺母固定座与主轴驱动机构固定座之间设有防转动限动导杆，进一步巩固两者之间的位置，防止部件晃动及管套移动距离不精确的问题。

3、本发明通过与其配合使用的控制器，通过控制伺服电机连续的正反转动，从而使管套连续的往复移动，可以实现柔性加工，相比于传统的直下式刚性加工，可以有效减少切削油损耗；减少对刀具的磨损；加工负荷小；可对被加工材质进行检测，并能够避免因强行攻牙导致的工件报废；加工质量高；可以避免刀具因扭力过大而导致断刀的问题。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。

附图说明

图1所示为本螺旋线钻孔攻丝机构整体结构示意图；

图2所示为本螺旋线钻孔攻丝机构内部结构示意图；

图3所示为本螺旋线钻孔攻丝机构内部结构示意图；

图4所示为本螺旋线钻孔攻丝机构内部结构示意图；

图5所示为本螺旋线钻孔攻丝机构侧视结构示意图；

图6所示为本螺旋线钻孔攻丝机构侧视结构示意图；

图7所示为本螺旋线钻孔攻丝机构侧视结构示意图。

图中：1、机构底座2、机构外罩3、主轴机构4、管套5、螺母从动皮带轮6、螺母驱动机构7、主轴8、连接端9、主轴驱动机构10、联轴器11、螺母主动皮带轮12、螺母固定座13、主轴驱动机构固定座14、螺母传动机构总成15、主轴防屑罩16、刀具17、防转动限动导杆18、螺母19、传动皮带。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅附图1至图7，本实施例一种螺旋线钻孔攻丝机构，包括机构底座1，以及与机构底座1配合连接的机构外罩2，所述机构底座1与机构外罩2构成一机构本体，所述机构本体包括主轴机构3，所述主轴机构3包括表面设有螺纹的管套4，套设在管套4上的螺母18，以及穿设在管套4内部中轴线上的主轴7，其中，所述主轴7的一端连接有刀具连接端8，所述主轴7的另一端连接有用于驱动其自身自转的主轴驱动机构9，所述主轴7与主轴驱动机构9动力输出轴之间通过联轴器10连接一起，所述机构本体还包括用于传动螺母18原地正反自转的螺母驱动装置，所述管套4整体在螺母18的原地正反自转作用下使其沿指定方向做直向线性运动。

本实施例提供的螺旋线钻孔攻丝机构，螺母驱动装置为皮带同步传动装置，其包括设于所述螺母18上的螺母从动皮带轮5，连接于螺母驱动机构6动力输出轴上的螺母主动皮带轮11，所述螺母主动皮带轮11与螺母从动皮带轮5之间通过传动皮带19连接，在螺母主动皮带轮11转动之下通过该传动皮带19同步将动力传动至螺母从动皮带轮5上。

本实施例提供的螺旋线钻孔攻丝机构，所述螺母驱动机构6和主轴驱动机构9均为伺服电机。

本实施例提供的螺旋线钻孔攻丝机构，所述主轴机构3还包括螺母传动机构总成14，所述螺母从动皮带轮5套设在螺母18的前端部大外径上，所述螺母18的后端部小外径穿设在螺母传动机构总成14内，所述螺母传动机构总成14套设在管套4外，且其靠近螺母从动皮带轮5的后侧。

本实施例提供的螺旋线钻孔攻丝机构，所述主轴机构3还包括主轴防屑罩15，所述主轴防屑罩15套设在管套4上，且其靠近螺母从动皮带轮5的前侧。所述主轴机构3前半部分通过螺母固定座12设置在机构底座1上，其后半部分通过主轴驱动机构固定座13设置在机构底座1上。所述螺母固定座12与主轴驱动机构固定座13之间设有防转动限动导杆17。

本实施例螺旋线钻孔攻丝机构，刀具16为攻牙刀具、磨牙刀具、镗牙刀具、或车牙刀具。

本实施例还提供控制螺旋线钻孔攻丝机构的控制器(图中没示意出)，于该控制器内设有螺母伺服电机控制电路、主轴伺服电机控制电路、中央处理器电路和主轴伺服电机电流获取电路。

控制器通过获取主轴伺服电机的实时回授电流，当达到预设值时，控制器发出逆向脉冲信号，控制伺服电机退回，该预设值为主轴伺服电机额定电流(匀速转动时的电流值)的0～3倍。

控制器将牙距和R轴转动周期转换成多个电流数字脉冲，从而当主轴伺服电机反馈高电流后，获取当前R轴旋转角度位置及牙距位置，并将当前获取到的脉冲位置，经中央处理电路运算处理后，转换成扭力值，并将当前的扭力值与预先设定的允许的最大扭力值进行对比，判定当前是继续前进加工，还是发送控制退回控制信号，使主轴伺服电机及螺母伺服电机反转，原路退回，当前扭力值小于预设值时，继续前进加工，当前扭力值大于预设值时退回，从而实现精确控制，防止刀具断裂。

本实施例的刀具还可以为车牙刀具、镗牙刀具、磨牙刀具等，在控制器的控制下，通过主轴伺服电机与螺母伺服电机之间的相互配合，精确控制牙距和牙距给进速度，以及R轴旋转速度和旋转角度，可以实现螺旋的运动控制；在配置车牙刀具、镗牙刀具、磨牙刀具等加工工具后，可以实现车牙、镗牙、磨牙等螺旋体的加工工艺。从而能够完成工件的内孔及外径的加工，特别是螺旋体的加工，无需另外配置加工装置，降低了使用成本。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。