專利名稱：雕刻機(jī)頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種雕刻機(jī)用的雕刻機(jī)頭，特別是一種電腦控制雕刻機(jī)用的雕刻機(jī)頭。
在現(xiàn)有的技術(shù)中，電腦控制的雕刻機(jī)上裝有雕刻機(jī)頭，雕刻機(jī)上有電腦控制的二維移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)雕刻機(jī)頭作平面二維移動(dòng)，而雕刻機(jī)上有電腦控制的同步電機(jī)通過同步帶和鏈輪帶動(dòng)雕刻機(jī)頭中的絲桿螺母付傳動(dòng)刀具主軸上下運(yùn)動(dòng)，刀具主軸由直流電機(jī)經(jīng)皮帶和皮帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)刀具主軸旋轉(zhuǎn)，從而可實(shí)現(xiàn)電腦控制的二維和三維雕刻。但是其雕刻機(jī)頭的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，影響雕刻精度。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊的、高效、高精度的電腦控制雕刻機(jī)用的雕刻機(jī)頭。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)一樣包含有一個(gè)用于固定連接于雕刻機(jī)的殼體、電腦控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的絲桿螺母付、主軸電機(jī)、主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)的刀具主軸和刀具。其特征在于電腦控制的步進(jìn)電機(jī)直接垂直固定連接于殼體上，其輸出軸通過一個(gè)彈性聯(lián)軸節(jié)連接絲桿螺母付的垂直安裝的絲桿；絲桿螺母付的螺母通過連接機(jī)構(gòu)連接與絲桿平行安裝的主軸電機(jī)；主軸電機(jī)的中心軸直接構(gòu)成刀具主軸。這樣，由電腦控制步進(jìn)電機(jī)的脈沖量，使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一定的轉(zhuǎn)數(shù)，通過彈性聯(lián)軸節(jié)帶動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)一定的轉(zhuǎn)數(shù)，絲桿帶動(dòng)螺母作上下垂直直線運(yùn)動(dòng)，螺母通過連接機(jī)構(gòu)使主軸電機(jī)上下垂直直線運(yùn)動(dòng)，安裝在主軸上的刀具在主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)對(duì)工件進(jìn)行雕刻。
上述的聯(lián)軸節(jié)可以設(shè)計(jì)為一個(gè)圓筒形套筒，其兩端內(nèi)孔分別與步進(jìn)電機(jī)輸出軸和絲桿上軸端相匹配；圓筒形套筒有一條縱向切槽，與縱向切槽垂直方向有固緊螺釘連接用的螺孔；圓筒形套筒中部有三條相隔120°的橫向切槽，橫向切槽的寬度為0.1-0.3毫米。采用這種彈性聯(lián)軸節(jié)，具有一定的聯(lián)接強(qiáng)度，傳遞一定的扭矩，又能消除絲桿在安裝時(shí)產(chǎn)生的積累誤差。
上述的絲桿螺母付宜采用消隙絲桿螺母付，以克服慣性引起的誤差，提高加工精度。其結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)為絲桿為雙頭絲桿，螺母為消隙螺母，即是兩只螺母之間裝有消除反向間隙的彈簧。調(diào)整彈簧的預(yù)緊力，即可調(diào)整絲桿螺母之間的軸向間隙及它們之間的預(yù)緊力。絲桿的安裝可采用后端定位方式，便于裝卸和調(diào)整軸向竄動(dòng)量，其安裝結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)為絲桿的下端安裝著使絲桿軸向定位的軸承，軸承由蓋、襯套和螺釘固定于殼體下端部。
上述的絲桿螺母付的螺母與主軸電機(jī)的連接機(jī)構(gòu)可以設(shè)計(jì)為螺母通過傳動(dòng)板，由螺釘以及導(dǎo)柱螺釘、套筒和彈簧連接一個(gè)滑座，滑座與一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌付的兩根導(dǎo)軌滑動(dòng)匹配，主軸電機(jī)固定安裝在滑座的內(nèi)孔中。直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌付比滑動(dòng)導(dǎo)軌付摩擦系數(shù)大幅度減小，既可節(jié)省電力，也大為提高加工精度。直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌付的結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)為兩根圓柱形導(dǎo)軌與絲桿平行地固定于殼體內(nèi)；兩根導(dǎo)軌通過四個(gè)直線軸承與滑座的兩只圓孔滑動(dòng)匹配；直線軸承為內(nèi)設(shè)四排滾珠的滾動(dòng)軸承。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的優(yōu)點(diǎn)本雕刻機(jī)頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，體積小，精度高，由于采用彈性聯(lián)軸節(jié)、消隙絲桿螺母付、直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌付，既省電力，又大為提高加工效率和加工精度，維修和操作方便。本雕刻機(jī)頭與電腦控制雕刻機(jī)配合，能快速、方便地雕刻出精美的二維及三維的各種圖象及和中西文字，廣泛應(yīng)用于廣告、美術(shù)、裝璜、模具及電子儀表等各行業(yè)。
附圖的圖面說明如下


圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是
圖1去掉罩殼的右視圖。
圖3是圖2的俯視圖。
圖4是彈性聯(lián)軸節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖4中A-A處剖面圖。
本實(shí)用新型的一個(gè)最佳實(shí)施方案是參見
圖1、圖2和圖3，本雕刻機(jī)頭包含有一個(gè)用于固定連接于雕刻機(jī)的殼體2、電腦控制步進(jìn)電機(jī)1驅(qū)動(dòng)的絲桿螺母付4、主軸電機(jī)8、主軸電機(jī)8驅(qū)動(dòng)的刀具主軸6和刀具13。電腦控制的步進(jìn)電機(jī)1直接垂直固定連接于殼體2上，其輸出軸通過一個(gè)彈性聯(lián)軸節(jié)3連接絲桿螺母付4的垂直安裝的絲桿20；絲桿螺母付4的螺母21通過連接機(jī)構(gòu)連接與絲桿20平行安裝的主軸電機(jī)8；主軸電機(jī)8的中心軸直接構(gòu)成刀具主軸6。主軸電機(jī)8采用內(nèi)連式中頻電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速采用電源變頻實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，最高轉(zhuǎn)速為15000轉(zhuǎn)/分。主軸6安裝在二個(gè)支承上，上下支承均采用0級(jí)精度的單列向心球軸承，下支承采用2個(gè)球軸承的結(jié)構(gòu)，用于承受徑向力及軸向力，主軸6下端的徑向跳動(dòng)、軸向竄動(dòng)、端面跳動(dòng)等幾何精度均不超過0.01毫米，以滿足高精度雕刻工藝要求。
參見圖4，彈性聯(lián)軸節(jié)3是一個(gè)圓筒形套筒，其兩端內(nèi)孔分別與步進(jìn)電機(jī)1輸出軸和絲桿20上軸端相匹配；圓筒形套筒有一條縱向切槽31，與縱向切槽31垂直方向有固緊螺釘連接用的螺孔29；圓筒形套筒中部有三條相隔126°的橫向切槽30，橫向切槽30的寬度為0.1-0.3毫米。圓筒形套筒的材料為鋁合金，其內(nèi)孔能與兩軸聯(lián)接接觸緊密。
參見
圖1、圖2和圖3，絲桿螺母付4采用消隙絲桿螺母付，其絲桿20為雙頭絲桿，螺母21為消隙螺母，它是兩只螺母之間裝有消除反向間隙的彈簧。絲桿螺母付4的絲桿20的安裝結(jié)構(gòu)是絲桿20的下端安裝著使絲桿軸向定位的軸承15，軸承15由蓋16、襯套17和螺釘18固定于殼體2下端部。上述的絲桿螺母付4的螺母21與主軸電機(jī)8的連接機(jī)構(gòu)是螺母21通過傳動(dòng)板22，由螺釘28以及導(dǎo)柱螺釘25、套筒23和彈簧24連接一個(gè)滑座9，滑座9與一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌付7的兩根導(dǎo)軌26滑動(dòng)匹配，主軸電機(jī)8固定安裝在滑座9的內(nèi)孔中。上述的直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌付7的結(jié)構(gòu)是兩根圓柱形導(dǎo)軌26與絲桿20平行地固定于殼體2內(nèi)；兩根導(dǎo)軌26通過四個(gè)直線軸承27與滑座9的兩只圓孔滑動(dòng)匹配；直線軸承27為內(nèi)設(shè)有四排滾珠的滾動(dòng)軸承。
雕刻刀具13通過彈簧夾頭安裝在主軸6內(nèi)孔中，主軸6下端有設(shè)置刻度盤10，旋轉(zhuǎn)刻度盤10可微量調(diào)整雕刻刀具13伸出的長(zhǎng)度?？潭缺P18下端有通過壓蓋11固定的觸腳12。觸腳12能與工件表面接觸，依靠上述螺母21與主軸電機(jī)8連接機(jī)構(gòu)中的彈簧24的彈力，雕刻刀具13能隨工件厚度的變化而作上下浮動(dòng)，適于進(jìn)行二維圖象雕刻。在進(jìn)行三維雕刻時(shí)，旋緊螺釘25，壓緊彈簧24而使雕刻刀具13不能上下浮動(dòng)，由電腦控制三維運(yùn)動(dòng)。
殼體2通過四個(gè)內(nèi)六角螺釘19安裝在雕刻機(jī)上，殼體2的正面通過螺釘14固定安裝一個(gè)罩住主軸電機(jī)8的罩殼5。
權(quán)利要求1.一種電腦控制雕刻機(jī)用的雕刻機(jī)頭，包括一個(gè)用于固定連接于雕刻機(jī)的殼體(2)、電腦控制步進(jìn)電機(jī)(1)驅(qū)動(dòng)的絲桿螺母付(4)、主軸電機(jī)(8)、主軸電機(jī)(8)驅(qū)動(dòng)的刀具主軸(6)和刀具(13)，其特征在于電腦控制的步進(jìn)電機(jī)(1)直接垂直固定連接于殼體(2)上，其輸出軸通過一個(gè)彈性聯(lián)軸節(jié)(3)連接絲桿螺母付(4)的垂直安裝的絲桿(20)；絲桿螺母付(4)的螺母(21)通過連接機(jī)構(gòu)連接與絲桿(20)平行安裝的主軸電機(jī)(8)；主軸電機(jī)(8)的中心軸直接構(gòu)成刀具主軸(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雕刻機(jī)頭，其特征在于彈性聯(lián)軸節(jié)(3)是一個(gè)圓筒形套筒，其兩端內(nèi)孔分別與步進(jìn)電機(jī)(1)輸出軸和絲桿(20)上軸端相匹配；圓筒形套筒有一條縱向切槽(31)，與縱向切槽(31)垂直方向有固緊螺釘連接用的螺孔(29)；圓筒形套筒中部有三條相隔120°的橫向切槽(30)，橫向切槽(30)的寬度為0.1-0.3毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雕刻機(jī)頭，其特征在于絲桿螺母付(4)為消隙絲桿螺母付，其絲桿(20)為雙頭絲桿，螺母(21)為消隙螺母，它是兩只螺母之間裝有消除反向間隙的彈簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雕刻機(jī)頭，其特征在于絲桿螺母付(4)的絲桿(20)的安裝結(jié)構(gòu)是絲桿(20)的下端安裝著使絲桿軸向定位的軸承(15)，軸承(15)由蓋(16)、襯套(17)和螺釘(18)固定于殼體(2)下端部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雕刻機(jī)頭，其特征在于絲桿螺母付(4)的螺母(21)與主軸電機(jī)(8)的連接機(jī)構(gòu)是螺母(21)通過傳動(dòng)板(22)，由螺釘(28)以及導(dǎo)柱螺釘(25)、套筒(23)和彈簧(24)連接一個(gè)滑座(9)，滑座(9)與一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌付(7)的兩根導(dǎo)軌(26)滑動(dòng)匹配，主軸電機(jī)(8)固定安裝在滑座(9)的內(nèi)孔中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雕刻機(jī)頭，其特征在于直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌付(7)的結(jié)構(gòu)是兩根圓柱形導(dǎo)軌(26)與絲桿(20)平行地固定于殼體(2)內(nèi)；兩根導(dǎo)軌(26)通過四個(gè)直線軸承(27)與滑座(9)的兩只圓孔滑動(dòng)匹配；直線軸承(27)為內(nèi)設(shè)有四排滾珠的滾動(dòng)軸承。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雕刻機(jī)頭，其特征在于雕刻的刀具(13)通過彈簧夾頭安裝在主軸(6)內(nèi)孔中，主軸(6)下端有設(shè)置刻度盤(10)，刻度盤(10)下端有通過壓蓋(11)固定的觸腳(12)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雕刻機(jī)頭，其特征在于殼體(2)通過四個(gè)內(nèi)六角螺釘(19)安裝在雕刻機(jī)上，殼體(2)的正面通過螺釘(14)固定安裝一個(gè)罩住主軸電機(jī)(8)的罩殼(5)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種電腦控制雕刻機(jī)用的雕刻機(jī)頭。它包含有一個(gè)殼體、電腦控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的絲桿螺母副、主軸電機(jī)、主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)的刀具主軸和刀具,步進(jìn)電機(jī)直接垂直固定連接于殼體上,其輸出軸通過一個(gè)彈性聯(lián)軸節(jié)連接絲桿螺母副的絲桿;絲桿螺母副的螺母通過連接機(jī)構(gòu)連接主軸電機(jī);主軸電機(jī)的中心軸直接構(gòu)成刀具主軸。本雕刻機(jī)頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,體積小,精度高,與電腦控制雕刻機(jī)配合,能雕刻出二維及三維圖象和文字。
文檔編號(hào)B44B3/04GK2278599SQ9623068
公開日1998年4月15日 申請(qǐng)日期1996年9月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月12日
發(fā)明者陸興德 申請(qǐng)人:洛克機(jī)電系統(tǒng)工程(上海)有限公司