新型微机控制微孔高速精密钻床
专利汇可以提供新型微机控制微孔高速精密钻床专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种新型的微机控制微孔高速精密钻床。适合于在非金属、有色金属、 钢 和 不锈钢 材料上进行孔加工(钻，扩，铰)，孔径为φ0.1～φ0.5mm， 精度 为±0.005mm，光洁度为8～10。本机床的 主轴 采用空气 静压 轴承 ，用特制的空气 涡轮 驱动。由微机控制步进 电机 ，通过 齿轮 传动实现轴向进给。采用双立柱式导向机构，以及新颖的结构布局。是单件、成批和大量生产中使用的专用特效微孔钻床。，下面是新型微机控制微孔高速精密钻床专利的具体信息内容。
1、一种微机控制的微孔高速精密钻床，由控制系统(1)，导向机构(2)，主轴系统(3)，测深机构(4)，放大镜(5)，气动系统(6)和工作台(7)组成，其特征在于：
a、由微机控制步进电机(1-1)旋转，经变速箱(1-2)驱动滚珠丝杠(1-3)旋转，带动床头(1-4)上、下运动；
b、主轴(3-4)的直径为φ16～φ20mm，精度为-0.009mm，光洁度为 11～ 12，主轴系统(3)的径向轴承(3-7)分为上、下两段，每段有双排节流小孔(b)[各二排，每排由10～12个构成，孔径为φ0.15～φ0.35mm]和两个止推轴承(3-12)节流小孔(c)(各一排，每排由12～16个构成，孔径为φ0.15～φ0.35mm)，主轴与轴承间的间隙沿直径方向为0.02～0.035mm)，以形成空气静压轴承；
c、压缩空气进入涡轮(3-15)，在主轴帽内形成反作用力，驱动主轴(3-4)高速旋转。
2、按权利要求1所述的微孔高速精密钻床，其特征在于，涡轮（3－15）为中空旋转体结构，直径为φ60～φ65mm，在R25～R30mm处的圆周上有φ0.8～φ1.2mm的12～14个小圆柱孔柱孔（f）均布，圆柱孔（f）的轴线与涡轮半径方向垂直，涡轮（3－15）用硬铝制成。
3、按权利要求1或2所述的微孔高速精密钻床，其特征在于，有一个直径为φ20～φ28mm的双立柱导向机构（2），导套（2－2）内装有聚四氟乙烯塑料导带（2－3），其厚度为1.5～2mm，可制成整体式，也可制成带状式，绕或粘在导套（2－2）内。
4、按权利要求1或2所述的微孔高速精密钻床，其特征在于，有一个锁紧离合器，由材料为T8，模数m＝1的齿条（8－1），开口弹性挡圈（8－2），离合器套（8－8），直径为φ4的滚柱（8－4），模数m＝1，齿数Z＝45的齿轮（8－5），滚柱支架（8－6）组成，齿轮（8－5）上的滚道圆弧半径为R＝14.2mm，偏心距为1mm的三段圆弧各占120°，外形尺寸为φ47mm×20mm左右。
适用于非金属、有色金属、钢和不锈钢另件上的微孔加工（钻、扩、铰），孔径为φ0.1～φ0.5mm，精度为±0.005mm，光洁度V8～V10。是手表厂、化纤厂、油泵油咀厂、仪器仪表厂以及电子、航空和国防工业领域的科研加工厂用于微孔加工的特效高速精密钻床。
美国专利3677351介绍了一种微孔高速精密钻床，其涡轮供气压力为15Psi（1.05kg／cm2），主轴转速为22000RPM；若涡轮供气压力为100Psi（7kg／cm2），主轴转速为100000RPM。其主轴系统的径向轴承为整体结构，止推轴承为三圈小孔，三圈共43个小孔，涡轮（转子）由许多叶片均布于圆周上，空气直接冲击叶片旋转；由压缩空气驱动主轴轴向送进。主轴系统中，经向轴承为整体式，工艺性差；涡轮的叶片数目较多，结构复杂；主轴轴向进给受压缩空气压力变化的影响，工作不平稳，有抖动；且主轴结构复杂，另件数目多，工艺性较差，成本高。
本实用新型的任务是提供一种新型微机控制微孔高速精密钻床。它的研制充分体现了现有技术的优点，而克服了上述缺点。
附图中：
图1是机床总体布局图，
图2是机床主轴系统结构原理图，
图3是机床的进给系统图，
图4是机床的气动系统图，
图5是机床的导向机构图，
图7是主轴转速与供气压力曲线（实验结果）。
由图1，本机床是由控制系统〔1〕、双立柱塑料导向机构〔2〕、主轴系统〔3〕、测深机构〔4〕、放大镜〔5〕、气动系统〔6〕和工作台〔7〕等组成。
主要机构的工作原理如下：
1.主轴系统：见图2
主轴为立式回转主轴，由卡头螺帽（3－1），弹簧卡头（3－2），端盖（3－3），主轴（3－4），孔堵头（3－5），轴体（3－6），径向轴承（3－7），中间接套（3－8），径向止推轴承（3－9），联接套（3－10），锁紧环（3－11），止推轴承（3－12），密气环（3－13），密封环（3－14），涡轮（3－15），堵头（3－16），涡轮套（3－17），螺钉（3－18），帽（3－19）和气帽（3－20）组成。
压缩空气由上孔（a）进入，经两个径向轴承节流小孔（b）（各二排，每排由10～12个构成，孔径为φ0.15～φ0.35mm）和两个止推轴承节流小孔（c）（各一排，每排由12～16个构成，孔径为φ0.15～φ0.35mm），进入轴承间隙，与主轴（3－4）之间形成一层薄气膜（压缩空气的压力为4～5kg／cm2，随钻孔直径大小与工件材料而变化），将主轴浮起，使主轴居中心位置，保持一定刚度。同时压缩空气又经下面孔道（d）进入涡轮（3－15），由其圆周上12～14个均布的圆柱小孔（f）喷射出（圆柱小孔（f）的轴线与涡轮半径方向垂直），在主轴帽内腔形成反作用力，驱动主轴（3－4）高速旋转。压缩空气再由主轴（3－4）与轴承（3－9）、（3－12）之间和排气道（e）排出。
2.进给系统：见图3
由微机控制步进电机（1－1）正、反转，经变速箱（1－2）的齿轮传给滚珠丝杠（1－3）带动头架（1－4）上、下移动，实现进给运动，头架上下移动时，由导向机构（2）导向，保持主轴（3－4）灵活、平稳地移动。
3.气动系统：见图4
压缩空气是主轴（3－4）回转的动力源。气动系统由气源开关（6－1），过滤除水器（6－2），过滤除尘器（6－3），进气压力调节阀（6－4）、（6－5），分配阀（6－6）和贮存气缸（6－7）组成。压缩空气由供气站或供气泵供给，压力应稳定在5个大气压左右。
4.工作台为160×160mm2，可左右前后各移动50mm，由精密螺纹丝杠M10×0.5mm带动，手轮为200等分格，每分度格为2.5μm。
5.双立柱导向机构：见图5
本机床的导向机构（2）采用直径为φ20～φ28mm双立柱式结构，导套（2－2）内装有特制的聚四氟乙烯塑料导带（2－3），厚度为1.5～2mm，可用整体式，也可用带状，挠在导套（2－2）内，并粘牢于导套（2－2）的内部，再经精密加工而成，摩擦系数小，导向平稳，灵活，轻便。
6.锁紧离合器：见图6
为防止钻床头架（1－4）因自重而自由降落，本机床采取了两项措施：
1）.利用双立柱导向机构（2）和变速箱（1－2）中传动齿轮之间的摩擦阻力与头架（1－4）因自重下降相互平衡，而使头架（1－4）不产生自由降落，这可以通过导向机构（2）的过盈量，和齿轮传动中调整予紧力来实现。
2）.采用锁紧离合器结构、见图6
由齿条（8－1），开口弹性挡圈（8－2），离合器套（8－3），滚柱（8－4），齿轮（8－5），滚柱支架（8－6）组成。
机床停止工作之前，用手旋转齿条（8－1）的端螺母，使齿条（8－1）向左移动，带动齿轮（8－5）顺时针转动，由滚柱螺旋滚道推动三个滚柱（8－4）同时趋进离合器套（8－3），而将其抱紧。
机床使用前，先开电机电源，再使齿条（8－1）反回原位，放开三滚柱（8－4），离合器套（8－3）方可自由随滚珠丝杠（1－3）回转，机床开始工作。
此离合器安装于变速箱（1－2）的大齿轮下方，结构灵巧，动作可靠。
本机床的优点：
1.机床具有高效率（进给速度为15～48毫米／分）和高精度（加工孔径精度为±0.005mm）。
2.机床具有高速度，见图7
由主轴转速与供气压力关系曲线看出：
压缩空气以1～3kg／cm2的压力驱动涡轮而使主轴（3－4）获得15600转／分～42000转／分高速旋转。
3.主轴径向轴承（3－7）分为上、下两段，其结构工艺性好。
4.涡轮（3－15）采用圆周小孔均布，利用喷气反作用驱动主轴（3－4）旋转；且节流小孔为圆孔，简单，工艺性好。
5.由微机控制步进电机通过齿轮、滚珠丝杠驱动头架（1－4）上、下运动，实现进给，不受气源压力的影响，同时在导向机构（2）内采用聚四氟乙烯导带（2－3），摩擦系数小，工作平稳。
6.主轴系统结构紧凑，简单，另件数量少，可以降低成本。
7.采用了小巧的锁紧离合器结构，可靠地防止主轴头架由于自重引起的自由降落。
结合附图说明实施例：
1.主轴（3－4）见图2，主轴直径为φ16～φ20mm，主轴尺寸精度为－0.009mm，光洁度为V11～V12，主轴与轴承（3－7）间的间隙为0.02～0.035mm，空气节流小孔（b）、（c）的直径为φ0.15～φ0.35mm，
2.导向机构（2），见图5
采用双立柱式，立柱直径为φ20～φ28mm，聚四氟乙烯导带厚度为1.5～2mm，可用整体式，也可用带状或螺旋式，将其绕在导套（2－2）内，并粘牢，
3.涡轮（3－15）见图2
涡轮为中空旋转体结构，直径为φ60～φ65mm，在R25～R30mm处与其半径方向相垂直的钻出φ0.8～φ1.2mm小孔（f）12～14个均布，使气体从内腔经小孔（f）喷射出，冲击主轴上帽（3－19）内壁，形成反作用力，驱动涡轮带动主轴旋转，涡轮制造应壁厚均匀，材料用硬铝，小孔均布，要求动平衡。
4.锁紧离合器，如图6所示：
齿条（8－1）和齿轮（8－5）的m＝1，齿轮（8－5）的Z＝45，材料为T8，滚柱直径为φ4，齿轮上滚道圆弧半径为R＝14.2mm，偏心距为1mm的三段圆弧各占120°，其锁紧力矩大于3kgcm，外形尺寸为φ47mm×20mm左右。
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