一种最新式轻便型高效钻孔攻丝机

摘要

本发明涉及一种钻孔攻丝机，其特征是钻夹头和丝攻夹头与主轴内孔都是锥度配合，通过快换时，由于对主轴中心轴(54)顶力大小不同，主轴(18)随即变成钻孔正转，攻丝正反转的旋转模式，攻丝时轻按手柄，主轴(18)通过离合器产生正转，且同时自动加油，传动由摩擦力转变成两个齿的齿轮形式，松开手柄，主轴(18)自动反转且自动停油，转速是攻丝慢退丝快，按下手柄开关可吹气排屑。主轴通过主轴箱上的轴承灵活滚动，也可通过松紧手柄随意定位高度和平面位置。丝攻夹头是纯滚动，线接触的离合机构，不仅同心度和灵敏度高而且使用寿命长，整机使用轻便操作简单，功能齐全，效率奇高，经久耐用，是新一代超越性机械设备。

说明书

技术领域  本发明涉及一种钻孔攻丝机。

背景技术  目前市场上的钻孔攻丝机种类虽然很多，但在机械功能、 制造成本、使用寿命、工作效率、操作简便等方面上不能集中化，例如钻 床功能全面但操作不方便、工作效率低；台式钻攻机靠电机正反转电机寿 命较短；气动攻丝机扭矩非常有限；伺服电动攻丝机成本高，维修和使用 都要技术，除了主轴移动轻便外，其他优势并无突出，在加工中小工件时 由于必须装夹或限位，效率反不如台式攻丝机，在操作方面，也不如台式 攻丝机上下正反转简单，同时加工每个丝牙都要靠人工加油，不仅效率低 而且没有发挥加油所起到保持丝锥刃口锋利和牙孔精度的目的，特别是加 工粘性材料时，如铜、铝、不锈钢等特别明显。

市场上的丝攻夹头与主轴装配精度低，由于是点接触滑动式离合，所 以压强大磨损严重，必须经常重新调整扭矩，且灵敏度低反应迟钝。

发明内容  本发明的目的是克服现有设备的不足之处，取其之长避其 之短，达到更上一层楼的目的，提供一种折臂式攻丝机轻便式的移动、台 式攻丝机上下正反转的简单操作、摇臂钻床的钻孔和攻丝功能、伺服系统 控制转速攻丝慢退丝快的特性，还具有及时吹气排屑和自动加油和关油等 功能，同时还不断丝锥不坏工件丝牙，整机使用轻便操作简单，功能齐全， 效率奇高，经久耐用的新一代超越性机械设备。

为实现上述目的，本发明是操作手柄与主轴间接连接，主轴在正反转 摩擦圈中上下移动时，产生正反转，在主轴中心轴弹簧力的作用下，主轴 自动反转，因是行星齿轮机构，所以退丝转速高于攻丝转速，攻丝时由于 行星架对加油缸产生压力加油缸自动对丝攻加适量的油，退丝时加油缸压 力消失而自动关油，退丝时按住操作手柄上的控制空气开关，通过固定在 加油缸上的气管吹掉丝攻上的铁屑。

丝攻夹头由于采用滚珠或滚柱纯滚动方式离合，不仅灵敏度高，而且 耐磨损使用寿命长，由于丝攻与主轴同心度高，加工硬材料时不断丝攻， 加工软材料时不坏工件丝牙。

钻孔或攻丝，只要通过快换接头转换即可，由于钻夹头或丝攻夹头对 主轴里的中心轴顶力不同，主轴由单向钻孔或双向攻丝的转动模式也随即 相应互换。

主轴箱通过主轴箱上的轴承在横臂上可随意轻巧移动，也可通过松紧 手柄随意固定高度和平面位置。

减速机构是通过同步带和同步带轮，传力机构是通过滚动花健副传 动。

按照本发明设计的钻孔攻丝机，具有以下明显特点：

1.半自动式操作，按下手柄，攻丝且自动加油，松手自动快速退丝且 自动停油。省去人工加油的时间和发挥及时对丝攻加油的作用以及 对操作人员无技术上的要求，且退丝时可即时吹气排屑。

2.转矩由摩擦力变成两个齿的齿轮形式传动，所以攻丝和退丝时扭力 强大，不受大扭矩螺纹限制。加工的螺纹从M1至M 42。

3.由于主轴箱通过轴承可随意轻巧的移动，所以加工难移动的大工件十 分方便。

4.由于主轴可通过手柄随意高度和平面定位，所以不用装夹定位工件也 可倒角，或加工小扭矩的螺纹，大大提高加工效率。

5.由于同步带传动，所以噪音小，空间小动力大。由于滚动花键副传动， 所以花键轴负载时上下移动灵活。

6.由于钻夹头和丝攻夹头与主轴内孔都是锥度配合，所以同心度高， 快速互换的同时，由于对主轴中心轴顶力大小不同，主轴随即变成 钻孔正转，攻丝正反转的旋转模式，丝攻夹头是纯滚动，线接触的 离合机构，不仅同心度和灵敏度高而且使用寿命长，加工硬材料时 不断丝攻，加工软材料时不坏工件丝牙。

7.电气部分只有电动机和开关，易操作，易维修，且经久耐用等。

附图说明

图1是总体结构图。

图2是主轴箱、主轴管、操作手柄和空气开关三视图。

图3是主轴管内部结构图。

图4是正转摩擦圈主件和正转摩擦圈三视图。

图5是反转摩擦圈主件和反转摩擦圈三视图。

图6是行星齿轮和太阳轮三视图。

图7是主轴和离合器装配图。

图8是离合器里的平行架和摩擦块三视图。

图9是摩擦器里的变换器装配图、变换器、上下滑动块和滑筒三视图 及滚柱、钢珠、弹簧示意图。

图10是主轴、主轴滑套和主轴中心轴图。

图11是行星架和行星架压板图。

图12是加油缸三视图、垫圈、出油控制阀、气管固定座和油压调节 柱示意图。

图13是小扭矩丝攻夹头装配图和零件图。

图14是大扭矩丝攻夹头装配图和零件图。

图中各组件为：立柱1、横臂2、升降丝杆3、升降手柄4、升降松紧 手柄5、主轴箱移动松紧手柄6、电机7、电机开关8、主轴箱9、滚动花 键副10、同步带轮11、轴承12、滚动花键轴13、正转摩擦圈主件14、 轴承15、主轴管16、轴承17、主轴18、螺丝19、正转摩擦圈20、反转 摩擦圈21、螺丝22、反转摩擦圈主件23、轴承24、太阳轮25、轴承26、 行星架27、轴承压环28、轴承29、齿圈30、行星齿轮31、滚轮轴承32、 胶圈33、加油缸34、胶圈35、轴承36、卡簧37、垫圈38、出油控制阀 39、油压调节柱40、气管固定座41、薄膜单向阀42、平行架43、摩擦块 44、变换器45、上下滑动块46、滚柱47、滑筒48、钢珠49、弹簧50、 定位钉51、轴承52、弹簧53、中心轴54、钢珠55、滑套56、弹簧57、 传动外筒58、螺丝59、轴承60、离合上件61、滚珠保持架62、滚珠63、 离合下件64、开槽碟簧65、调节螺丝66、卡簧67、轴承68、夹头69、 传动外筒70、螺丝71、轴承72、离合上件73、滚柱保持架74、滚柱75、 离合下件76、碟簧77、调节螺丝78、卡簧79、轴承80、直柄夹头81、 传力钢珠82、操作手柄83。

具体实施方式

参见附图本发明是一台外形结构象摇臂钻床的钻孔攻丝机。主要由立 柱1、横臂2、升降丝杆3、升降手柄4、升降松紧手柄5、移动松紧手柄 6、电机7、电机开关8、主轴箱9、滚动花键副10、同步带轮11、轴承 12等组成。整个主轴箱9通过轴承12在横臂2上来回移动，所以十分轻 巧灵活，也可通过松紧手柄定位。电机7通过同步带轮11变速，带动装 配在同步带轮中的滚动花键副10旋转，花键套再带动空心的滚动花键轴 13旋转。由于是同步带传动所以噪音小、空间小动力大，由于采用滚动 花键副传动，所以花键轴上下移动灵活。花键轴13的下端装配在正转摩 擦圈主件14的内孔上，通过螺丝固定，正转摩擦圈主件的上端外圆配轴 承15通过台阶与主轴管16固定，内圆配轴承17起定位主轴18的作用， 下端通过两个螺丝19连接正转摩擦圈20，正转摩擦圈是圆形。在正转摩 擦圈主件14上，可以由于内部涨力的作用下，一个轴向直径被扩大，一 个轴向直径被缩小。由圆形变成椭圆形，正转摩擦圈20的下面是反转摩 擦圈21，它也是通过两个螺丝22与反转摩擦圈主件23连接，反转摩擦 圈也是圆形，也可以由于内部涨力的作用下，一个轴向直径被扩大，一个 轴向直径被缩小。由圆形变成椭圆形，正反转摩擦圈主件上都有两个限位 的弧形台阶，反转摩擦圈主件23内圆配轴承24，下端配太阳轮25通过 螺丝连接，中端外圆装轴承26配行星架27，行星架上部装轴承压环28， 轴承29与齿圈30连接，齿圈30通过螺丝与正转摩擦圈20连接，通过行 星架27上的行星齿轮31带动太阳轮25快速反转，所以退丝速度相对就 快。行星架27的中端外圆配主轴管16的内孔，用螺丝固定，主轴管16 是个中空的圆筒，它的上部装有滚轮轴承32，防止主轴管16转动。主轴 管外圆配主轴箱9的圆内孔，主轴管通过齿轮与旋转轴上的操作手柄相连 接，在主轴箱内上下移动，当操作手柄上下移动时，主轴管和行星架等也 一起上下移动。行星架27的下端外圆装胶圈33配加油缸34的内孔，内 圆配加油缸上的胶圈35，加油缸34的内孔配轴承36起定位主轴18的作 用，由卡簧37、垫圈38定位，加油缸34的底部一边是出油控制阀39， 起控制出油量的大小，旁边是调节油压大小的油压调节柱40和固定气管 的气管固定座41，当行星架27与加油缸34发生相对靠近移动时，油压 调节柱40插进行星架27孔中后，加油缸里的油变成密封状态后继而受到 压力，通过出油控制阀39对丝攻加油。当行星架27与加油缸34发生相 对离开移动时，空气从行星架27上的薄膜单向阀42进入加油缸，出油控 制阀39自动关油。出油压力的大小是通过油压调节柱40的高低来决定， 调节柱的高低是通过螺丝来调节的，加油缸34通过轴承36固定在主轴 18上，不随主轴转动，但随主轴18上下移动。主轴上部是离合器，离合 器主要是由正转摩擦圈20、反转摩擦圈21、平行架43、摩擦块44、变换 器45、滚柱47、上下滑动装置等组成，上下滑动装置由上下滑动块46、 滚柱47滑筒48、钢珠49、弹簧50组成。平行架是个中空的圆形体，在 轴承17和24的中间，中心孔配主轴18，摩擦块44装在平行架里，平行 架上的限位钉51，是定位四个摩擦块防止四个摩擦块44轴向转动，而只 能径向移动，平行架它起保持四个摩擦块44的平行度，摩擦块44可以在 平行架43上径向移动，平行架的中间部分是变换器上下移动的空间，变 换器45是长方形，中心孔过盈配合固定在主轴上，变换器45中短的两个 侧边是两个滑槽，上下滑动块46可以自由地在滑槽里上下滑动，滑槽的 正中间是盲孔，里面装滑筒48、钢珠49、弹簧50，滑筒在孔内滑动，上 下滑动块46的中间有一个半圆形定位窝，通过钢珠弹簧来定位上下滑动 块46上的四个滚柱47的位置和平行度，整个滑动块钢珠，弹簧滑筒都是 为滚柱服务，滚柱定位在上下滑动块上，上下滑动块在上下滑动时，滑筒 在盲孔里也跟着径向滑动，变换器45中长的两侧边是四个小斜度面，通 过四个可以自由滚动的滚柱47，与四个摩擦块44的小斜面接触，当摩擦 块44与变换器45通过滚柱47的自由纯滚动方式，发生相对轴向移动时， 由于滚柱47两边的接触面都是斜度面，所以摩擦块44的直径将发生缩小 或扩张，离合正反转摩擦圈内圆，使主轴18产生正反转或停转。主轴与 变换器连接，并可在平行架内上下轴向移动一段行程，这段行程就是主轴 变换正反转或者停止转动的行程，此时只需要很小的轴向力，即可产生强 大的径向膨胀力，迫使正转摩擦圈或反转摩擦圈发生变形，由圆形变成椭 圆形，变形后的摩擦圈将轻松带动摩擦块44旋转，转矩由摩擦力转变成 两个齿的齿轮形式传动，加工的螺纹从M1至M 42。主轴18是穿过保持 架43中心孔的，摩擦块44是四个半圆形零件，外圆与摩擦圈内圆接触时 产生摩擦力，带动主轴18旋转。为避免主轴18同时产生正反转，四个摩 擦块的中间都有一个弹簧螺丝孔，利用弹簧力把四个摩擦块向轴心靠拢， 避免四个摩擦块在不需要接触正反转摩擦圈内圆时接触，摩擦块的斜面与 滚柱接触，滚柱在摩擦块和变换器之间，移动纯属自由滚动，所以摩擦块 与变换器之间不会出现自锁现象或者死点位置，离合就十分轻便，不像台 式攻丝机离合锥面必须大，否则合上后就很难分离，由于离合锥度大，摩 擦产生的扭矩就小，离合锥度小，摩擦产生的扭矩就大，但是离合器合上 后就很难脱开，这就是台式攻丝机扭矩不大的原因所在。中空的主轴18 中心有一根带轴承52和弹簧53的中心轴54，其上端在滚动花键轴13的 内孔内，通过钻夹头或丝攻夹头对主轴中心轴54顶力的大小，来改变主 轴单向钻孔或双向攻丝的转动模式。由于中心轴弹簧力的作用，主轴18 自然向下与反转摩擦圈21接触，主轴自动反转，主轴反转扭矩的大小跟 丝攻夹头对中心轴54上的弹簧顶力大小有关，当装上小扭矩丝攻夹头时， 由于对弹簧53的顶力小，主轴18自然反转的扭力就小，当装上大扭矩丝 攻夹头时，由于对弹簧的顶力大，主轴自然反转的扭力就大，丝攻夹头对 弹簧的顶力大小，可以通过丝攻夹头螺丝59来调节，当装上钻夹头时， 由于对弹簧53的顶力达到一定的极限，主轴18不能与摩擦块44发生相 对轴向移动时，这时主轴18只能一直反转不能正转，此时，只要转动电 机的倒顺开关，即可钻孔。主轴的下端内孔为锥度面，是保障钻夹头和丝 攻夹头的同心度，锥度面中有三个钢珠孔，孔中有钢珠55，主轴滑套56 内孔中间是小锥度面，下面装有弹簧57，在弹簧力的作用下，依靠滑套 内圆小斜度产生増力的原理，通过钢珠锁紧主轴锥面配合的钻夹头或丝攻 夹头。快换时，用手按住主轴滑套56向下，弹簧被压縮，装上钻夹头或 丝攻夹头，顺手按住主轴下端突起部位，同时松开主轴滑套，钻夹头和丝 攻夹头被钢珠向上拉紧。小扭矩丝攻夹头是由传动外筒58、螺丝59、轴 承60、离合上件61、滚珠保持架62、滚珠63、离合下件64、开槽碟簧 65、调节螺丝66、卡簧67、轴承68、夹头69组成，是一组与主轴同心 度高，纯滚动的离合机构。传动外筒锥面有一环槽，通过钢珠55和主轴 的下端内锥孔配合，轴承是保证直柄夹头的同心度和转动灵活，主轴转矩 通过传动外筒58传到卡簧67，再由调节螺丝66传到开槽碟簧65，再传 到离合下件64，又通过滚珠63传到离合上件61，离合上件通过螺丝和夹 头69连接，带动丝攻或钻头转动，在传导的过程中，传导扭力的大小由 开槽碟簧65压力的大小来决定，开槽碟簧压力的大小是通过调节螺丝66 来调节，开槽碟簧既有弹簧的伸縮作用也有传动转矩的作用，打滑时，滚 珠63是以绕轴360度滚动和轴向滚动的方式，而不是径向滑动的方式， 对开槽碟簧65产生轴向推力，所以整个丝攻夹头灵敏度高，夹头69和离 合上件61没有随着离合下件64一起旋转，这对于使用小扭力丝攻或者加 工较软材料时，丝牙的保护特别重要，如电木、铝、橡胶等。夹头69既 可以用钻头丝攻夹头，也可以用丝攻专用直柄夹头，螺丝59在夹头主件 58里根据主轴18反转扭力的大小来确定高度位置。

大扭矩丝攻夹头，由传动外筒70、螺丝71、轴承72、离合上件73、 滚柱保持架74、滚柱75、离合下件76、碟簧77、调节螺丝78、卡簧79 、轴承80、直柄夹头81、传力钢珠82组成，主轴转矩通过传动外筒70 传到传力钢珠82，再由传力钢珠传到离合下件76，离合下件通过滚柱75 带动离合上件73旋转，离合上件通过螺丝和直柄夹头81连接，传导扭力 的大小由碟簧压力的大小来决定，碟簧77压力的大小是通过调节螺丝78 来调节，打滑时，滚柱保持架里的滚柱75将发生不停的绕轴滚动和上下 轴向滚动，对碟簧77产生轴向推力，所以整个丝攻夹头灵敏度高，由于 保持架里的滚柱75与离合上下件是线接触，比点接触承受的压力面积相 对就大，压强就小，所以滚柱比滚珠耐磨损使用寿命就长，打滑时，传力 钢珠82也和滚柱75一样发生不停的上下轴向滚动。

当加工高大形工件时，松开手柄5，摇动横臂上的手柄使横臂升高， 按下操作手柄83，使丝攻或钻头达到所需要的高度位置即可。锁紧手柄5 和6固定主轴位置，此时可钻孔或攻丝。松开手柄5和6时，此时可浮动 攻丝。攻丝时主轴自动反转，当按下操作手柄83时，丝攻碰到工件，主 轴由反转变成正转，此时只要一直按住手柄，主轴就一直正转，同时加油 缸自动出油，主轴18在主轴管16里有一段自由上下行程的距离，当松开 手柄时，主轴在主轴中心轴弹簧力的向下推动作用下，由正转自动变成反 转退丝，加油自动停止。按下操作手柄83的空气开关，气管即吹掉丝攻 上的费屑，移动操作手柄83使丝攻到达第二个位置，按下手柄丝攻自动 反转浮动对孔，定位后正转攻丝，操作手柄83采用一按一松的方式，使 丝攻在一进一退中进行。通过主轴快换接头，换上钻夹头，转换电机正反 开关，主轴一直正转，此时可钻孔。