一种钻孔和攻丝联动的动力头的制作方法

本实用新型涉及自动化加工设备及五金零部件加工领域，具体涉及一种钻孔和攻丝联动的动力头。

背景技术：

五金配件指用五金制作成的机器零件或部件，以及一些小五金制品，它可以单独用途，也可以做协助用具，例如五金工具、五金零部件、日用五金、建筑五金、紧固件以及门窗配件五金等，小五金产品大都不是最终消费品，而是作为工业制造的配套产品、半成品以及生产过程所用工具等等，只有一小部分日用五金产品（配件）是人们生活必须的工具类消费品；而其五金加工就是将原材料用车床、铣床、钻床、抛光等等机械按客户的图纸或样品加工成为各种各样的零件；五金零部件在日常使用中能够给人们提供方便，但是，仍具有以下不足：

现有技术中，对于要进行两种刀具加工的零件（如：钻孔后攻牙），设计其自动化加工的设备或者生产加工工艺时，只能通过现有六种方式实现：

（1）多模具大转盘形式。4～8个模具安装在一个工位圆盘上，每工位动力头圆周分布，零件随模具运转至各工位进行加工。加工工位、空停留工位、进料退料工位、清洁模具工位等，一般有4～8个工位。

（2）多模具直线推送式。10～30个模具串连式安装在一起（常见为用链条串连形式），每工位动力头直线式分布在模具运动方向两侧。模具每运转一次，各加工工位需进行模具二次定位，并确保二次定位机构不会被加工废渣所影响。

（3）单模具走工位形式。通常只用1个模具，多个动力头直线排布（或者使用伺服电机与多轴齿轮箱配合使用，输出多个刀具轴代替多个动力头）。运作流程是模具运动至每个工位并进行相应刀具加工，依次加工完成后模具返回初始点。使用多轴齿轮箱时，往往会出现刀具受力与整个动力机头进给方向。

（4）多模具，零件走工位形式。加工零件直接（气缸推送）或间接（被下一个加工零件推挤）推送至各工位。可能会设计有中途停留或摆渡的工装模具。

（5）单模具双工位形式。通常表现为只有钻孔和攻丝两个位置。与本专利共同表现特点为，使用伺服电机与多轴齿轮箱配合使用，输出两种刀具，每种刀具有多个，各自分布安装在同一直线上。该方式应用现有市场技术，必须是要平移零件实现两种加工工序。该方式下，出于寿命考虑，齿轮箱与输出刀具之间的六角万向节必须采用活动快拆结构。此结构反向间隙较大，不利于保证多轴攻丝时，螺纹的质量，以及丝锥的寿命。

（6）人工装夹形式。生产加工方式为两个工人，两个独立的动力头或者机台设备，两个模具，两次装夹，一次周转存储。此方式占用工人和场地。

无论采用哪一种方式设计制造都有以下无法避免的缺点：

1）在必须采用两工位或三工位以上的设计方案，两套动力头以及相配套的多轴器（对于两个孔以上的钻孔及攻牙），3～30个工装模具；

2）使用传统动力头，单一档行程速度，或者多段速度调节不方便，深度调节靠工人手感，非智能数控控制，也是造成设备加工节拍慢、综合性能不高、产能过快落后的主要原因；

3）而若加工零件只能通过一次装夹完成的，那么自动化加工设备的设计难度、成本造价、生产周期会提高50%以上，维护成本也会相应提高100%～300%不等；

4）设备占有空间大，不便于设备转移及对接生产流水线，机构及电子元件使用多，调试及维护难度大；

5）生产中任何加工参数调整，需对全部模具都要进行校对，调试不灵活、不快捷简单，对调机工人要求较高；

6）机构复杂，工装模具多，安装层次多，会有多个工位间的位置度误差、装配误差，以及各模具的加工误差、机构重复定位误差、产品二次装夹误差，各种叠加后对设备的生产加工精度及维护调试有较大影响；

7）对于易刮花产品（如铝制零件），多次模具间转移会对零件外表产生刮痕，若模具制作成表面光滑，可一定程度上减少刮痕的产生，但会造成零件运动中的惯性很难消除，从而使二次定位不准确；

8）在多模具间转移零件时，零件外形尺寸误差以及上工序加工误差，还有设备加工产生的废渣，会使零件从一工位推挤至二工位之时产生较大的累积误差，从而使加工精度降低、以及调试设备困难；

在单模具平移时，一般简单形式会采用气缸平移模具，两极限位置用螺丝限位的方式。该方式下，平移平面往往和加工废渣堆积在同一平面上，会容易引起死限位的定位误差。另一种方式是增加一轴伺服电机，以此控制定位位置。在此方式下，能解决定位误差的问题，但结构复杂，且成本高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术中，上诉的多种问题及其不便，提供一种钻孔和攻丝联动的动力头。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案是：一种钻孔和攻丝联动的动力头，它包括刀组滑台安装块、换刀直线导轨及滑块、换刀模具侧板、多轴齿轮箱、第一伺服电机、齿轮箱安装背板、万向节六角套筒、换气刀缸、轴向进给滑台、第二伺服电机、滚珠丝杠、丝杠螺母、轴向进给模组架、动力头固定板、轴向进给直线导轨及滑块、刀具模组块、二号刀具、一号刀具、刀具安装输出轴、六角万向节、刀具组件滑台、换刀滑台推板，所述刀组滑台安装块下方连接换刀直线导轨及滑块，换刀直线导轨及滑块与换刀模具侧板相连接，换刀模具侧板一侧通过万向节六角套筒与多轴齿轮箱相连接，多轴齿轮箱一侧设置在齿轮箱安装背板上，齿轮箱安装背板与第一伺服电机固定连接，所述换刀模具侧板外侧设有换气刀缸，换刀模具侧板与换气刀缸下方设置在轴向进给滑台上，轴向进给滑台下方通过轴向进给直线导轨及滑块与轴向进给模组架相连接，轴向进给模组架设置在动力头固定板上，轴向进给模组架一侧连接丝杠螺母与滚珠丝杠，滚珠丝杠与第二伺服电机相连接，所述换刀模具侧板一侧通过换刀滑台推板与刀具组件滑台相连接，刀具组件滑台通过六角万向节与刀具模组块相连接，所述刀具模组块上设有刀具安装输出轴，刀具安装输出轴上设有二号刀具与一号刀具。

作为本实用新型更为具体的：所述换刀模具侧板包括侧板限位螺丝、侧边支撑柱，所述换刀模具侧板设有两个，且通过侧边支撑柱相连接，所述侧板限位螺丝设置在换刀模具侧板上，所述换刀模具侧板相互平行，侧面呈“u”型。

作为本实用新型更为具体的：所述轴向进给滑台包括滑台限位螺丝、滑台缓冲器，所述滑台缓冲器设有两个且对称设置在轴向进给滑台一侧，所述轴向进给滑台上设有滑台限位螺丝。

作为本实用新型更为具体的：所述刀具组件滑台上设有组件滑台定位销，所述组件滑台定位销设有两个以上，且对称均匀设置在刀具组件滑台上。

作为本实用新型更为具体的：所述换刀滑台推板一侧设有滑台推板缓冲器。

作为本实用新型更为具体的：所述刀具组件滑台采用能够平移活动，其之上可设计安装1～10组刀具模组块，其具体数量视加工零件而定。

作为本实用新型更为具体的：所述二号刀具与一号刀具均设有两种刀具，并且为同一相等间距，间距亦是刀具组件滑台的平移距离，在动力头生产制造时，就会被调整好，由此，动力头在日常使用遇到需更换调整时，只需使第一刀具对准零件的加工位置即可，而不需要校对第二刀具。

作为本实用新型更为具体的：所述刀具组件滑台上设有多组定位销，两个刀刀模组块安装在特定定位销上后，能组合出64mm、96mm、128mm、160mm等相对间距,可使刀具模组块快速安装、调整，每个刀具模组块之间也是相互独立，而且调整时互不干扰干涉，每次安装调整孔距或更换拆装工装模具后，利用各刀具模组块上的螺丝推顶定位销，使每个刀具能在与孔距相垂直的第二方向上有微调，以此调整消除两刀具所成直线与工装模具间的平行度误差。

本实用新型的工作原理：使用时，可将设备水平或者竖直输出方向放置安装，能够适合用于大部分零件加工场景，但在竖直安装时轴向控制电机，需加装断电刹车保护使用，此设备也可作独立机床加工，或嵌套入各自动化加工设备之上用，在一个工位解决两个工序加工，使设备综合成本以及空间占用降低，操作及调机工人易于操作，此设备是一种在同一工位工装下，对产品零件使用两种刀具加工的设备，且在默认情况下，第一刀具中心对正产品，第二刀具对于避空位，在加工时，第一刀具正常进刀加工，第二刀具为空运转，刀具完成退回至安全位置时，换气刀缸推动刀具组件滑台平移，然后切换刀具，然后使用第二刀具及其相应参数进行第二次加工，此时第一刀具空运转，加工完成后退刀，换气刀缸缩回，切换回第一刀具，在此最后换刀过程中，可进行产品换料操作，两步同时进行，可节约时间节拍，此设备在参与到其它自动化设备设计时，可只设计一个工装模具即可实现两种或以上的加工，极大简化设备动作及定位结构，且主要刀具安装方式为：每一块刀具模组块上安装两种刀具，并且为同一相等间距，其间距亦是刀具组件滑台的平移距离，在动力头生产制造时，就会被调整好，由此，动力头在日常使用遇到需更换调整时，只需使第一刀具对准零件的加工位置即可，而不需要校对第二刀具，通过此方式设计下，每次移动刀具模组块位置时，由于没有直接拆装两把刀具，所以刀具的相对位置没有产生变化，从而使原有设定的参数（快进对刀位、深度位置、换刀位置）也无需改动，可直接继续使用，而主要切换刀具方式为，换刀模具侧板上安装双轴薄型气缸，供刀具组件滑台平移之用,且有上下死限位及缓冲元件，使刀具组件滑台及安装其之上的各个刀具模组块运动平稳且距离相等。

采用上述技术方案后，本实用新型有益效果为：设备采用工件、工装、机头主体固定，刀具活动移动的方式，对工件先后使用两种刀具加工，能够有效减少其工位使用，且保证了设备行程速度，深度调节也可以通过智能数控控制，从而保证了综合性能及其产能效率，且通过设备的使用，可减少其成本造价，其生产周期也将大大提升，从而减少其维护成本，且设备进行结合使用，减少其占有空间，便于设备转移及对接生产线等，具有调试灵活，快捷简单等效果，并保证了，所生产模具的精度与加工误差，对于易刮花产品也能有效的保护，减少其表面刮痕的产生，进一步的减少加工误差，增加设备的实用性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1对应的正视图。

图3是本实用新型的侧视结构示意图。

附图标记说明：刀组滑台安装块1、换刀直线导轨及滑块2、换刀模具侧板3、多轴齿轮箱4、第一伺服电机5、齿轮箱安装背板6、万向节六角套筒7、换气刀缸8、轴向进给滑台9、第二伺服电机10、滚珠丝杠11、丝杠螺母12、轴向进给模组架13、动力头固定板14、轴向进给直线导轨及滑块15、刀具模组块16、二号刀具17、一号刀具18、刀具安装输出轴19、六角万向节20、刀具组件滑台21、换刀滑台推板22、侧板限位螺丝301、侧边支撑柱302、滑台限位螺丝901、滑台缓冲器902、组件滑台定位销211、滑台推板缓冲器221。

具体实施方式

参看图1-图3所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包括刀组滑台安装块1、换刀直线导轨及滑块2、换刀模具侧板3、多轴齿轮箱4、第一伺服电机5、齿轮箱安装背板6、万向节六角套筒7、换气刀缸8、轴向进给滑台9、第二伺服电机10、滚珠丝杠11、丝杠螺母12、轴向进给模组架13、动力头固定板14、轴向进给直线导轨及滑块15、刀具模组块16、二号刀具17、一号刀具18、刀具安装输出轴19、六角万向节20、刀具组件滑台21、换刀滑台推板22，所述刀组滑台安装块1下方连接换刀直线导轨及滑块2，换刀直线导轨及滑块2与换刀模具侧板3相连接，换刀模具侧板3一侧通过万向节六角套筒7与多轴齿轮箱4相连接，多轴齿轮箱4一侧设置在齿轮箱安装背板6上，齿轮箱安装背板6与第一伺服电机5固定连接，所述换刀模具侧板3外侧设有换气刀缸8，换刀模具侧板3与换气刀缸8下方设置在轴向进给滑台9上，轴向进给滑台9下方通过轴向进给直线导轨及滑块15与轴向进给模组架13相连接，轴向进给模组架13设置在动力头固定板14上，轴向进给模组架13一侧连接丝杠螺母12与滚珠丝杠11，滚珠丝杠11与第二伺服电机10相连接，所述换刀模具侧板3一侧通过换刀滑台推板22与刀具组件滑台21相连接，刀具组件滑台21通过六角万向节20与刀具模组块16相连接，所述刀具模组块16上设有刀具安装输出轴19，刀具安装输出轴19上设有二号刀具17与一号刀具18。

作为本实用新型更为具体的：所述换刀模具侧板3包括侧板限位螺丝301、侧边支撑柱302，所述换刀模具侧板3设有两个，且通过侧边支撑柱302相连接，所述侧板限位螺丝301设置在换刀模具侧板3上，所述换刀模具侧板3相互平行，侧面呈“u”型。

作为本实用新型更为具体的：所述轴向进给滑台9包括滑台限位螺丝901、滑台缓冲器902，所述滑台缓冲器902设有两个且对称设置在轴向进给滑台9一侧，所述轴向进给滑台9上设有滑台限位螺丝901。

作为本实用新型更为具体的：所述刀具组件滑台21上设有组件滑台定位销211，所述组件滑台定位销211设有两个以上，且对称均匀设置在刀具组件滑台21上。

作为本实用新型更为具体的：所述换刀滑台推板22一侧设有滑台推板缓冲器221。

作为本实用新型更为具体的：所述刀具组件滑台21采用能够平移活动，其之上可设计安装1～10组刀具模组块，其具体数量视加工零件而定。

作为本实用新型更为具体的：所述二号刀具17与一号刀具18均设有两种刀具，并且为同一相等间距，间距亦是刀具组件滑台的平移距离，在动力头生产制造时，就会被调整好，由此，动力头在日常使用遇到需更换调整时，只需使第一刀具对准零件的加工位置即可，而不需要校对第二刀具。

作为本实用新型更为具体的：所述刀具组件滑台21上设有多组定位销，两个刀刀模组块安装在特定定位销上后，能组合出64mm、96mm、128mm、160mm等相对间距，可使刀具模组块快速安装、调整，每个刀具模组块之间也是相互独立，而且调整时互不干扰干涉，每次安装调整孔距或更换拆装工装模具后，利用各刀具模组块上的螺丝推顶定位销，使每个刀具能在与孔距相垂直的第二方向上有微调，以此调整消除两刀具所成直线与工装模具间的平行度误差。

本实用新型的工作原理：使用时，可将设备水平或者竖直输出方向放置安装，能够适合用于大部分零件加工场景，但在竖直安装时轴向控制电机，需加装断电刹车保护使用，此设备也可作独立机床加工，或嵌套入各自动化加工设备之上用，在一个工位解决两个工序加工，使设备综合成本以及空间占用降低，操作及调机工人易于操作，此设备是一种在同一工位工装下，对产品零件使用两种刀具加工的设备，且在默认情况下，第一刀具18中心对正产品，第二刀具17对于避空位，在加工时，第一刀具18正常进刀加工，第二刀具17为空运转，刀具完成退回至安全位置时，换气刀缸8推动刀具组件滑台21平移，然后切换刀具，然后使用第二刀具17及其相应参数进行第二次加工，此时第一刀具18空运转，加工完成后退刀，换气刀缸8缩回，切换回第一刀具18，在此最后换刀过程中，可进行产品换料操作，两步同时进行，可节约时间节拍，此设备在参与到其它自动化设备设计时，可只设计一个工装模具即可实现两种或以上的加工，极大简化设备动作及定位结构，且主要刀具安装方式为：每一块刀具模组块16上安装两种刀具，并且为同一相等间距，其间距亦是刀具组件滑台21的平移距离，在动力头生产制造时，就会被调整好，由此，动力头在日常使用遇到需更换调整时，只需使第一刀具对准零件的加工位置即可，而不需要校对第二刀具，通过此方式设计下，每次移动刀具模组块16位置时，由于没有直接拆装两把刀具，所以刀具的相对位置没有产生变化，从而使原有设定的参数（快进对刀位、深度位置、换刀位置）也无需改动，可直接继续使用，而主要切换刀具方式为，换刀模具侧板3上安装双轴薄型气缸，供刀具组件滑台21平移之用,且有上下死限位及缓冲元件，使刀具组件滑台21及安装其之上的各个刀具模组块16运动平稳且距离相等。

以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。