专利名称：电机内轴能伸缩的同步攻牙机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械加工设备中的攻牙机，特别是一种利用气缸实现空行程快速进退，利用电机正反转及通过皮带和齿轮的变速带动螺母旋转，丝杆送进和后退来实现同步螺纹加工的攻牙机。
背景技术：
现有的同步攻牙机，一般由三相异步电机、皮带、主轴、升降套、电磁离合器、丝杆及齿轮组成，电机通过齿轮和皮带与主轴和丝杆相连。快速进退和同步攻牙时需要的进给速度利用电磁离合器，使不同大小齿数的齿轮进行切换齿合完成，利用开关使电源换相实 现电机正反转带动主轴及丝杆正反转，控制主轴前进和后退来实现同步攻牙。这种结构的缺陷在于应用电机控制主轴，电磁离合器进行切换齿合来完成空行程快进退和工作行程按螺距进退，结构相对复杂，制造精度要求高，成本也高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种利用气缸实现空行程快速进退，利用电机正反转及通过皮带和齿轮的变速带动丝杆送进和后退来实现同步螺纹加工的攻牙机。本发明所采用的方案是一种电机内轴能伸缩的同步攻牙机，其特征在于包括机架(9)、鼠笼式电机(I)、变速箱(19)、丝杆螺母传动机构、气缸空行程快速机构和停机刹车机构；所述鼠笼式电机(I)的内轴可自由伸缩，其下端部安装有刀具，鼠笼式电机(I)固定在机架(9)上，变速箱(19)安装在鼠笼式电机(I)的后盖上，丝杆螺母传动机构和停机刹车机构固定安装在变速箱(19)内，气缸空行程快速机构安装在丝杆螺母传动机构的丝杆上端，所述鼠笼式电机(I)通过变速箱(19)与丝杆螺母传动机构相配合驱动鼠笼式电机(I)的内轴的伸缩和转动，通过气缸空行程快速机构和停机刹车机构控制鼠笼式电机(I)的内轴的空行程前进和停机刹车。所述的鼠笼式电机(I)的转子铁芯(2)中央孔扩孔，扩孔后的转子铁芯(2)内径不大于转子铁芯(2)中栅栏笼的内径；电机主轴由分体式的中段带内花键的轴套体(3)与相对应的中段带外花键的内轴(4)套合组成，轴套体(3)内孔前段和后段为圆柱孔，中间段为内花键，前段外径为外螺纹，轴套体(3)外圆紧配合固定在转子铁芯(2)中央孔中，内轴(4)前段和后段为光轴，中间段为外花键，光轴的下端部设置有用于安装夹头的内锥孔及外螺纹，使用一个台阶轴(5)前端螺纹柱拧合固定在内轴(4)后端面设置的中央螺纹孔中，台阶轴(5)同时将回位弹簧(6)压迫在轴套体(3)的内孔后段即内花键后的内孔与内轴(4)的后段光轴形成的空间中，台阶轴(5)上端面中央孔中套放一个钢球(7);防水盖(8)拧合固定在轴套体(3)前段外径的外螺纹上，和鼠笼式电机(I)的端盖有一定的间隙配合。所速变速箱包括安装在轴套体(3)后段上的同步带轮(10)、下同步带轮与齿轮固定装置，上同步带轮与齿轮固定装置、第一同步带(11)、第二同步带(12)、同步带轮(30)和变速箱外壳(20)，变速箱外壳(20)通过螺钉整体固定在鼠笼式电机(I)的后盖上。
所述同步带轮(10)，其内孔与轴套体(3)后段的外径静配合；内孔中的键槽也与轴套体(3)后段外径上的键槽对应，并通过键与轴套体(3)连在一起。所述下同步带轮与齿轮固定装置包括下同步带轮(12)、轴承(15)、下轴承固定座(13)、轴承压板(14)、齿轮固定板(16)、齿轮(18)和定位钉(17);下同步带轮(12)内有同心台阶孔，中段配合装有轴承(15)，有一台阶轴状的下轴承固定座(13)，大端通过螺钉固定在变速箱外壳(20)上，小端与轴承(15)内孔静配合。台阶盘状的轴承压板(14)大端压在轴承(15)内圈上，小端与下轴承固定座(13)的内台阶孔成间隙配合，一只螺钉穿过轴承压板(14)的内孔，把轴承压板(14)连轴承(15)固定在下轴承固定座(13)的中央螺纹孔上；带有内螺纹的台阶盘状齿轮固定板(16)，通过螺钉同心固定在下同步带轮(12)中央，内有同心台阶井孔的齿轮(18)，其台阶井内径与齿轮固定板(16)外台阶静配合，通过螺钉和定位钉(17)同心固定在齿轮固定板(16)的中央。所述上同步带轮与齿轮固定装置包括上同步带轮(24)、轴承(25)、上轴承固定座(26)、轴承压板(23)、齿轮固定板(22)、齿轮(21)、定位钉(17)、压板(27)和固定螺母
(28);上轴承固定座(26)安装轴承一端的结构和连着的其他零件的安装方式和下轴承固定座(13)雷同；另一端系圆柱状、头部带有外螺纹，穿过变速箱外壳(20)上部孔位和压板
(27)中心孔，通过固定螺母(28)，拧合固定在变速箱外壳(20)上。所述的丝杆螺母传动机构包括固定在气缸底板(37)上的带内孔的丝杆(35)，通过螺钉固定在同步带轮(30)上，外型呈同心台阶轴、小端带外螺纹的主螺母(31)，轴承
(32)，压紧螺母(34)和轴承盖板(33);轴承(32)的内径和主螺母(31)的台阶轴中部外径成·静配合。压紧螺母(34)拧合在主螺母(31)的螺纹处，压住轴承(32)的内圈；轴承(32)的外径和变速箱外壳(20)的台阶孔成静配合；带台阶孔的盘状轴承盖板(33)压住轴承(32)的外圈，固定在变速箱外壳(20 )上，丝杆(35 )拧合并穿过主螺母(31)。所述的气缸空行程快速机构包括气缸(38)、气缸底板(37)、推杆(36)、限位螺母
(42),气缸(38)固定在气缸底板(37)上，气缸杆下端与圆柱状头部带外螺纹的推杆(36)拧合固定，推杆(36)外径和丝杆(35)内孔成间隙配合，两个限位螺母(42)并紧固定在气缸
(38)上端的气缸杆上。所述的停机刹车机构包括套装在轴套体(3)的上端台阶处与同步带轮(10)固定在一起、由螺母(41)压紧在轴套体(3 )上的盘状动磨擦盘(40 )、磨擦盘(39 )、拉杆(46 )、预压缩弹簧(51)、上板(43)、螺钉(44)和螺母(45);所述圆柱状拉杆(46)的一端固定在磨擦盘(39)上，穿过变速箱外壳(20)上端和气缸底板(37)，接触位成间隙配合，另一端与上板(43)通过螺钉固定；上板(43)对应气缸杆位，有一螺纹孔，拧合并紧固定装有可调节高低的螺钉(44)和螺母(45)，套在拉杆(46)下端的预压缩弹簧(51)，压缩装在变速箱外壳(20内上端面与摩擦盘(39)之间。本发明的有益效果为直接使用电机内轴作为升降轴，省却传统攻牙机的传动轴、升降套，使结构简化；同时可以利用气缸实现空行程快速进退，利用电机正反转及通过皮带和齿轮的变速带动丝杆送进和后退来实现攻牙机的同步螺纹加工。
图I为本发明的结构俯视图。
图2为图I的A-A剖切和B-B剖切、结构简化的示意组图。图3为图I的C-C剖切、局部结构简化的示意图。图4为图2的D-D剖切图。图5为图I的E-E剖切图。图6为外形造型例图。图7为变速箱外壳部分隐藏的造型例图。
图中1、鼠笼式电机2、转子铁芯3、轴套体4、内轴5、台阶轴6、回位弹簧、7、钢球8、防水盖9、机架10、同步带轮11、同步带12、下同步带轮13、下轴承固定座14、轴承压板15、轴承16、齿轮固定板17、定位钉18、齿轮19、变速箱20、变速箱外壳21、齿轮22、齿轮固定板23、轴承压板24、同步带轮25、轴承26、上轴承固定座27、压板28、固定螺母29、同步带30、同步带轮31、主螺母32、轴承33、轴承盖板34、压紧螺母35、丝杆36、推杆37、气缸底板38、气缸39、磨擦盘40、动磨擦盘41、螺母42、限位螺母43、上板44、螺钉45、螺母46、拉杆47、限位螺钉48、行程开关49、停车螺钉50、行程开关51、预压缩弹簧。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明进一步说明
本发明结构包括机架9，鼠笼式电机1，变速箱19，丝杆螺母传动机构，气缸空行程快速机构和停机刹车机构，鼠笼式电机I固定在机架9上,变速箱19安装在鼠笼式电机I的后盖上，丝杆螺母传动机构和停机刹车机构固定安装在变速箱19上，气缸空行程快速机构安装在丝杆上。所述的鼠笼式电机I的转子铁芯2中央孔扩孔，扩孔后的转子铁芯2内径不大于转子铁芯2中栅栏笼的内径；电机主轴由分体式的中段带内花键的轴套体3与相对应的中段带外花键的内轴4套合组成，轴套体3内孔前段和后段为圆柱孔，中间段为内花键，前段外径为外螺纹，轴套体3外圆紧配合固定在转子铁芯2中央孔中，内轴4前段和后段为光轴，中间段为外花键，光轴的下端部设置有用于安装夹头的内锥孔及外螺纹，使用一个台阶轴5前端螺纹柱拧合固定在内轴4后端面设置的中央螺纹孔中，台阶轴5同时将回位弹簧6压迫在轴套体3的内孔后段即内花键后的内孔与内轴4的后段光轴形成的空间中，台阶轴5上端面中央孔中套放一个钢球7。防水盖8拧合固定在轴套体3前段外径的外螺纹上，和鼠笼式电机I的端盖有一定的间隙配合。所速变速箱19 :包括安装在轴套体3后段上的同步带轮10、下同步带轮与齿轮固定装置，上同步带轮与齿轮固定装置、第一同步带11、第二同步带12、同步带轮30和变速箱外壳20，变速箱外壳20通过螺钉整体固定在鼠笼式电机I的后盖上。所述同步带轮10，其内孔与轴套体3后段的外径静配合。内孔中的键槽也与轴套体3后段外径上的键槽对应，并通过键与轴套体3连在一起。所述下同步带轮与齿轮固定装置包括下同步带轮12、轴承15、下轴承固定座13、轴承压板14、齿轮固定板16、齿轮18和定位钉17。下同步带轮12内有同心台阶孔，中段配合装有轴承15，有一台阶轴状的下轴承固定座13，大端通过螺钉固定在变速箱外壳20上，小端与轴承15内孔静配合。台阶盘状的轴承压板14大端压在轴承15内圈上，小端与下轴承固定座13的内台阶孔成间隙配合，一只螺钉穿过轴承压板14的内孔，把轴承压板14连轴承15固定在下轴承固定座13的中央螺纹孔上。带有内螺纹的台阶盘状齿轮固定板16，通过螺钉同心固定在下同步带轮12中央，内有同心台阶井孔的齿轮18，其台阶井内径与齿轮固定板16外台阶静配合,通过螺钉和定位钉17同心固定在齿轮固定板16的中央。所述上同步带轮与齿轮固定装置包括上同步带轮24、轴承25、上轴承固定座26、轴承压板23、齿轮固定板22、齿轮21、定位钉17、压板27和固定螺母28。上轴承固定座26安装轴承一端的结构和连着的其他零件的安装方式和下轴承固定座13雷同。另一端系圆柱状、头部带有外螺纹，穿过变速箱外壳20上部孔位和压板27中心孔，通过固定螺母28，拧合固定在变速箱外壳20上。所述的丝杆螺母传动机构包括固定在气缸底板37上的带内孔的丝杆35，通过螺钉固定在同步带轮30上，外型呈同心台阶轴、小端带外螺纹的主螺母31，轴承32，压紧螺母34和轴承盖板33。轴承32的内径和主螺母31的台阶轴中部外径成静配合。压紧螺母34拧合在主螺母31的螺纹处，压住轴承32的内圈。轴承32的外径和变速箱外壳20的台阶 孔成静配合。带台阶孔的盘状轴承盖板33压住轴承32的外圈，固定在变速箱外壳20上。丝杆35拧合并穿过主螺母31。所述的气缸空行程快速机构包括气缸38、气缸底板37、推杆36、限位螺母42。气缸38固定在气缸底板37上,气缸杆下端与圆柱状头部带外螺纹的推杆36抒合固定,推杆36外径和丝杆35内孔成间隙配合，两个限位螺母42并紧固定在气缸38上端的气缸杆上。所述的停机刹车机构包括套装在轴套体3的上端台阶处与同步带轮10固定在一起、由螺母41压紧在轴套体3上的盘状动磨擦盘40、磨擦盘39、拉杆46、预压缩弹簧51、上板43、螺钉44和螺母45。两只圆柱状拉杆46的一端固定在磨擦盘39上，穿过变速箱外壳20上端和气缸底板37，接触位成间隙配合，另一端与上板43通过螺钉固定。上板43对应气缸杆位，有一螺纹孔，拧合并紧固定装有可调节高低的螺钉44和螺母45。套在拉杆46下端的两支预压缩弹簧51，压缩装在变速箱外壳20内上端面与摩擦盘39之间。其工作原理如下
开机时，气缸38进气，连着气缸杆的推杆36向下顶着钢球7和连着钢球7的台阶轴5、内轴4带着装夹的刀具，克服回位弹簧6的压力向下快速前进。固定在气缸杆上端的限位螺母42碰到气缸38上端面时受阻停止下行，空行程前进到位。同时，鼠笼式电机I通电与转子铁芯2连着的轴套体3、带动防水盖8、花键结构的内轴4、台阶轴5、钢球7、回位弹簧
6、同步带轮10、动磨擦盘40、螺母41同步旋转。同步带轮10通过第一同步带11带动下同步带轮12和与之相连的齿轮固定板16、齿轮18做同一方向旋转。齿轮18与齿轮21齿合，齿轮18旋转时同步带动齿轮21做相反方向旋转，与齿轮21相连的齿轮固定板22和同步带轮24通过同步带29带动同步轮30和连着的主螺母31与压紧螺母34也同时做相反方向旋转。受固定在变速箱外壳20上的轴承32和压紧螺母34的限制，主螺母31转动但上下无法运动。套在主螺母31内的丝杆35，受两只穿过不动的变速箱外壳20上端的拉杆46限制，不能旋转，受主螺母31反转控制，带着气缸底板37和气缸38同步向下直线运动。根据丝杆35的螺距，通过设计各个同步带轮的大小和两个齿轮的齿数，即变速箱变速后就可以达到。同步带轮10每转动一圈，变速后的主螺母31控制着丝杆35按设计的定值向下直线运动，与丝杆35连着的气缸底板37，气缸38也同步向下直线运动，连着已伸出的气缸杆的推杆36，继续顶着钢球7同步向下直线运动，和连着钢球7的台阶轴5，内轴4带着装夹的刀具，也继续克服回位弹簧6的压力与丝杆35同步按设计的定值向下运动。旋转的内轴4中部花键与轴套体3的内花键套合，使装在内轴4上的刀具边旋转边向下运动，进入工作行程。工作中,钢球7同台阶轴5 —起旋转,与不旋转的推杆36始终接触并摩擦。当固定在气缸底板37上的限位螺钉47向下运动碰到行程开关48时，外控电器促使鼠笼式电机I反转，主螺母31受控同步向另一方向旋转，丝杆35、推杆36、气缸38和气缸底板37也同步按设计的定值向上直线运动，当固定在气缸底板37上的停车螺钉49碰到行程开关50时，外控电器促使鼠笼式电机I停机，气缸38向上回位,气缸杆上端顶到固定在上板43的螺钉44，带动连着上板43的两支拉杆46和同磨擦盘39，克服两支预压缩弹簧51的压力向上运动，当磨擦盘39接触到因电机惯性旋转和与之相连在一起旋转的动磨擦盘40时，阻力瞬间增大，克服了动磨擦盘39的惯性旋转，使之停止，与之相连的装有刀具的内轴4和所有的旋转件同步停止旋转，一个工作程序完成。 再工作起动时，气缸杆快速下行，脱离接触的螺钉44，受预压缩弹簧51的作用，磨擦盘39同步下行到贴着变速箱外壳20的下端内壁上面为止，脱离了与动磨擦盘40的接触，不干扰新工作周期完成。
权利要求
1.一种电机内轴能伸缩的同步攻牙机，其特征在于包括机架(9)、鼠笼式电机(I)、变速箱(19)、丝杆螺母传动机构、气缸空行程快速机构和停机刹车机构；所述鼠笼式电机(I)的内轴可自由伸缩，其下端部安装有刀具，鼠笼式电机(I)固定在机架(9)上，变速箱(19)安装在鼠笼式电机(I)的后盖上，丝杆螺母传动机构和停机刹车机构固定安装在变速箱(19)内，气缸空行程快速机构安装在丝杆螺母传动机构的丝杆上端，所述鼠笼式电机(I)通过变速箱(19)与丝杆螺母传动机构相配合驱动鼠笼式电机(I)的内轴的伸缩和转动，通过气缸空行程快速机构和停机刹车机构控制鼠笼式电机(I)的内轴的空行程前进和停机刹车。
2.根据权利要求I所述的同步攻牙机，其特征在于所述的鼠笼式电机(I)的转子铁芯(2)中央孔扩孔，扩孔后的转子铁芯(2)内径不大于转子铁芯(2)中栅栏笼的内径；电机主轴由分体式的中段带内花键的轴套体(3)与相对应的中段带外花键的内轴(4)套合组成，轴套体(3)内孔前段和后段为圆柱孔，中间段为内花键，前段外径为外螺纹，轴套体(3)外圆紧配合固定在转子铁芯(2)中央孔中，内轴(4)前段和后段为光轴，中间段为外花键，光轴的下端部设置有用于安装夹头的内锥孔及外螺纹，使用一个台阶轴(5)前端螺纹柱拧合固定在内轴(4)后端面设置的中央螺纹孔中，台阶轴(5)同时将回位弹簧(6)压迫在轴套体(3)的内孔后段即内花键后的内孔与内轴(4)的后段光轴形成的空间中，台阶轴(5)上端面中央孔中套放一个钢球(7);防水盖(8)拧合固定在轴套体(3)前段外径的外螺纹上，和鼠笼式电机(I)的端盖有一定的间隙配合。
3.根据权利要求I所述的同步攻牙机，其特征在于所速变速箱包括安装在轴套体(3)后段上的同步带轮(10)、下同步带轮与齿轮固定装置，上同步带轮与齿轮固定装置、第一同步带(11)、第二同步带(12 )、同步带轮(30 )和变速箱外壳(20 )，变速箱外壳(20 )通过螺钉整体固定在鼠笼式电机(I)的后盖上。
4.根据权利要求3所述的同步攻牙机，其特征在于所述同步带轮(10)，其内孔与轴套体(3)后段的外径静配合；内孔中的键槽也与轴套体(3)后段外径上的键槽对应，并通过键与轴套体(3)连在一起。
5.根据权利要求3所述的同步攻牙机，其特征在于所述下同步带轮与齿轮固定装置包括下同步带轮(12 )、轴承(15 )、下轴承固定座(13 )、轴承压板(14 )、齿轮固定板(16 )、齿轮(18)和定位钉(17);下同步带轮(12)内有同心台阶孔，中段配合装有轴承(15)，有一台阶轴状的下轴承固定座(13)，大端通过螺钉固定在变速箱外壳(20)上，小端与轴承(15)内孔静配合；台阶盘状的轴承压板(14)大端压在轴承(15)内圈上，小端与下轴承固定座(13)的内台阶孔成间隙配合，一只螺钉穿过轴承压板(14)的内孔，把轴承压板(14)连轴承(15)固定在下轴承固定座(13)的中央螺纹孔上；带有内螺纹的台阶盘状齿轮固定板(16)，通过螺钉同心固定在下同步带轮(12)中央，内有同心台阶井孔的齿轮(18)，其台阶井内径与齿轮固定板(16)外台阶静配合，通过螺钉和定位钉(17)同心固定在齿轮固定板(16)的中央。
6.根据权利要求3所述的同步攻牙机，其特征在于所述上同步带轮与齿轮固定装置包括上同步带轮(24)、轴承(25)、上轴承固定座(26)、轴承压板(23)、齿轮固定板(22)、齿轮(21)、定位钉(17)、压板(27)和固定螺母(28);上轴承固定座(26)安装轴承一端的结构和连着的其他零件的安装方式和下轴承固定座(13)雷同；另一端系圆柱状、头部带有外螺纹，穿过变速箱外壳(20 )上部孔位和压板(27 )中心孔，通过固定螺母(28 )，拧合固定在变速箱外壳(20)上。
7.根据权利要求I所述的同步攻牙机，其特征在于所述的丝杆螺母传动机构包括固定在气缸底板(37)上的带内孔的丝杆(35)，通过螺钉固定在同步带轮(30)上，外型呈同心台阶轴、小端带外螺纹的主螺母(31)，轴承(32)，压紧螺母(34)和轴承盖板(33);轴承(32)的内径和主螺母(31)的台阶轴中部外径成静配合；压紧螺母(34)拧合在主螺母(31)的螺纹处，压住轴承(32)的内圈；轴承(32)的外径和变速箱外壳(20)的台阶孔成静配合；带台阶孔的盘状轴承盖板(33)压住轴承(32)的外圈，固定在变速箱外壳(20)上，丝杆(35)拧合并穿过主螺母(31)。
8.根据权利要求I所述的同步攻牙机，其特征在于所述的气缸空行程快速机构包括气缸(38)、气缸底板(37)、推杆(36)、限位螺母(42)，气缸(38)固定在气缸底板(37)上，气缸杆下端与圆柱状头部带外螺纹的推杆(36)拧合固定，推杆(36)外径和丝杆(35)内孔成间隙配合，两个限位螺母(42)并紧固定在气缸(38)上端的气缸杆上。
9.根据权利要求I所述的同步攻牙机，其特征在于所述的停机刹车机构包括套装在轴套体(3 )的上端台阶处与同步带轮(10 )固定在一起、由螺母(41)压紧在轴套体(3 )上的盘状动磨擦盘(40)、磨擦盘(39)、拉杆(46)、预压缩弹簧(51)、上板(43)、螺钉(44)和螺母(45 );所述圆柱状拉杆(46 )的一端固定在磨擦盘(39 )上，穿过变速箱外壳(20 )上端和气缸底板(37)，接触位成间隙配合，另一端与上板(43)通过螺钉固定；上板(43)对应气缸杆位，有一螺纹孔，拧合并紧固定装有可调节高低的螺钉(44)和螺母(45)，套在拉杆(46)下端的预压缩弹簧(51)，压缩装在变速箱外壳(20内上端面与摩擦盘(39 )之间。
全文摘要
本发明涉及一种利用气缸实现空行程快速进退，利用电机正反转及通过皮带和齿轮的变速带动螺母旋转，丝杆送进和后退来实现同步螺纹加工的攻牙机。包括机架、鼠笼式电机、变速箱、丝杆螺母传动机构、气缸空行程快速机构和停机刹车机构；所述鼠笼式电机的内轴可自由伸缩，其下端部安装有刀具，鼠笼式电机固定在机架上，变速箱安装在鼠笼式电机的后盖上，丝杆螺母传动机构和停机刹车机构固定安装在变速箱内，气缸空行程快速机构安装在丝杆螺母传动机构的丝杆上端，所述鼠笼式电机通过变速箱与丝杆螺母传动机构相配合驱动鼠笼式电机的内轴的伸缩和转动，通过气缸空行程快速机构和停机刹车机构控制鼠笼式电机的内轴的空行程前进和停机刹车。
文档编号H02K7/10GK102909440SQ20121043546
公开日2013年2月6日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者林雄 申请人:福鼎市金雄机车部件有限公司