外转子电机直驱式钻床或铣床制造技术

本发明专利技术涉及到钻床（铣床）领域，具体涉及到钻床的驱动方式连接方式的改变的新型钻床或铣床，一种外转子电机直驱式钻床或铣床，它包括机座、机架、机械驱动部和电控制箱部分；所述的机架安装在机座上，机械传动箱部分安装于机架上，电控制箱部分位于机架的顶端，机械动部分包括执行部分和升降机构，其特征在于：所述的执行机部分是由空心轴外转子电机和输出轴组件组成，所述的输出轴组件的输出轴与外转子电机的空心轴以键或花键的形式配合，这种配合选择具有传递电机转速、转矩并能使输出轴轴向移动的配合类型；输出轴组件上有另一端安装钻夹头，升降机构的导轨齿条推杆与输出轴中部的压套相连接，带动输出轴组件上下轴向运动。

External Rotor Motor Direct Drive Drilling or Milling Machine

The invention relates to the field of drilling machine (milling machine), in particular to a new type of drilling machine or milling machine which changes the connection mode of the driving mode of the drilling machine. An external rotor motor direct drive drilling machine or milling machine comprises a machine base, a machine frame, a mechanical drive part and an electric control box part. The frame is installed on the machine base, a mechanical drive box part is installed on the machine frame, and an electric control box part is located on the machine frame. At the top of the frame, the mechanical dynamic part includes the executive part and the lifting mechanism, which is characterized by: the actuator part is composed of the hollow shaft outer rotor motor and the output shaft assembly, and the output shaft of the output shaft assembly is matched with the hollow shaft of the outer rotor motor in the form of keys or splines. The matching selection has the functions of transmitting the motor speed, torque and enabling the output shaft to move axially. The output shaft assembly is equipped with a drill chuck at the other end, and the guide rack push rod of the lifting mechanism is connected with the pressure sleeve in the middle of the output shaft to drive the up and down axial movement of the output shaft assembly.

【技术实现步骤摘要】
外转子电机直驱式钻床或铣床
本专利技术涉及到钻床（铣床）领域，具体涉及到钻床的驱动方式连接方式的改变的新型钻床或铣床。
技术介绍
传统钻（铣）床的传动工作方式大多有三种：一是靠感应电机通过三角带传动驱动钻（铣）头工作，实现钻削（铣削）操作。其变速往往是通过两个反向安装的塔轮机构靠人工换槽得以实现，调速操作复杂并有一定的安全隐患；二是靠通过两个可变径带轮，通过改变主、从动轮的直径实现无极调速，但其机构复杂，重量大，成本高，靠操作经验决定带的松紧程度；三是利用无刷电机可控制特征，通过皮带传动实现无级调速和实现钻（铣）功能，其机构复杂，制造难度大而造价较高。上述三种机构具有的共同不足是：通过带传动方式的机构，降低了传动效率，电机功率得不到充分利用；传动带的磨损需要经常更换，增加了使用成本和时间成本，并有一定的安全隐患；机构复杂体积大且重量重，制造繁复，工艺成本较高；使用自然资源、人力资源较多，物流成本较大，综合成本高。
技术实现思路
本专利技术利用外转子永磁无刷电机效率高、转矩大、调速恒功补偿、精准测速和无级调速的特性，利用电机输出轴可轴向移动的特征，将电机做功直接转化为钻削（铣削）时的功耗，无功损耗极低，大幅度的减小了机器体积，降低了资源损耗和运输成本。为了完成上述专利技术目的，本专利技术是这样实现的：一种外转子电机直驱式钻床或铣床，它包括机座、机架、机械驱动部和电控制箱部分；所述的机架安装在机座上，机械传动箱部分安装于机架上，电控制箱部分位于机架的顶端，机械动部分包括执行部分和升降机构，其特征在于：所述的执行机构部分是由空心轴式外转子电机和输出轴组件组成，所述的输出轴组件的输出轴与外转子电机的空心轴以键或花键的形式配合，这种配合选择具有传递电机转速、转矩并能使输出轴轴向移动的配合类型。输出轴组件上有另一端安装钻夹头，升降机构的导轨齿条推杆与输出轴中部的压套相连接，带动输出轴组件上下轴向运动。本专利技术的构思是通过外转子的空心轴，与输出轴组成键或花键滑动配合，从而实现直接驱动输出轴转动的作用。在传递电机做功时，由于外转子的空心轴在键的作用下，输出轴和外转子周向运动相同，可视为相对静止。因此，两者之间便几乎不存在功率损耗的问题，仅当输出轴轴向运动时在键侧边产生摩擦消耗少量功率。利用升降机构中的导轨齿条推杆施轴向力于压套，带动输出轴在电机转子空心轴中实现往复运动，针对其他控制部分仍保持不变，如钻头的安装，控制部分等均可保持不变；对于本专利来说，其电机的使用可以参考中国专利，专利号：CN201820577986.2，专利名：称外转子电机。对上述技术方案作进一步的细化，所述空心轴外转子电机的空心轴通过键或花键与驱动输出组件的输出轴，驱动输出组件的输出轴与空心轴外转子电机的定子之间通过轴承连接。本方案是为保证输出轴能正常被外转子电机驱动而设计的，其体现了输出轴是怎么样与电机结合的。与转子支架紧配合（或做成一体）的空心轴内孔的大小，与选配的输出轴直径及所匹配键的形式，可根据电机大小做出不同的选择。这样技术的实现对于本领域人员来说通过上述文字的介绍可以实现。3对上述技术方案作进一步的细化所述的的空心轴外转子电机使用轴流式风叶或离心式风叶；轴流式风叶或离心式风叶与空心轴外转子电机转子外壳采用分离或是一体成形。针对风叶的设计可以参考专利201820577986.2，至分体式的，可以采用传统的外加风叶的方式，这种分体设计是本领域人员的可以推知的。4对上述技术方案作进一步的细化，输出轴组件与外转子电机之间使用螺旋钢带保护套。该螺旋钢带保护套具有伸缩和防尘功能，在切削时具有一定的减振功能。该螺旋钢带保护套是由一定宽度和厚度的钢带紧密的按螺旋形缠绕一定的高度形成。5对上述技术方案作进一步的细化，所述的升降机构包括压套和驱动齿轮，所述的压套通过深沟球轴承和推力球轴承与输出轴连接，压套与深沟球轴承和推力轴承的外圈固定连接；在压套的下方用锁紧螺栓锁住；所述的驱动齿轮通过导轨齿条推杆作用于压套上。本方案的核问题是解决在输出轴转动的前提下如保实现向上下或左右移动的问题。本方案采用深沟球轴承的内圈与输出轴紧配合，外圈与压套固定连接，从而实现在轴转动的前提下，压套不转动，依然可以利用升降机构驱动压套上下移动，从而实现输出轴的上下运动。为了运行更加稳定，防止径向力的推动，在使用深沟球轴承的同时，并列使用了推力球轴承。升降机构施力在压套上，压套内部用推力轴承和深沟轴承消除切削时的轴向力和径向力。利用升降机构将输出轴组件整体向上或向下移动。对上述技术方案作进一步的细化，在旋转手柄轴上配有驱动齿轮，旋转手柄驱动齿轮作用于导轨齿条推杆上的齿条部分，将旋转运动转化为直线运动，导轨齿条推杆与压套连接，带动输出轴组件上下运动；定位锁紧螺栓横向穿过导轨支架并与导轨支架构建螺纹副，旋转定位锁紧螺栓，可顶紧和松开导轨齿条推杆的导轨侧面，从而使导轨齿条推杆锁定或松开。顶紧锁定时为了铣刀定位所用，当铣刀调节到所需深度时，可在锁定工作面上铣削平面或槽。松开时为钻孔所用，导轨齿条推杆可带动输出轴组件上下运动。另一方案是在上述传动机构及锁定机构不变的情况下，导轨支架与导轨齿条推杆之间可以放入位移传感器，随着导轨齿条推杆移动即可提供位移信号，经处理可转换为数字信号，显示在显示屏上。升降机构机理是旋转手柄组件上的手柄，克服扭簧预设扭力，通过固定在轴上的齿轮驱动导轨齿条推杆向下运动，导轨齿条推杆通过固定在压套上（通过螺钉实现）带动输出轴组件上下运动的。导轨支架与导轨齿条推杆组成滑动副。另有一定位锁紧机构通过螺杆与导轨支架上的螺纹孔构建螺纹副，旋转滑动拨扭可固定或松开导轨齿条推杆，从而固定输出轴组件的相对位置。此机构锁紧时用于铣削加工时的铣刀定位，松开时可进行钻孔作业。对上述技术方案作进一步的细化，机械传动箱与电器控制箱为相对独立的两个部分，电器控制箱箱体部分为绝缘材料做成，各带电元器件均装配在绝缘箱箱体内；有两组导线进入机械控制箱内，分别为电机驱动和信号采集线组及位移传感器电源与信号线组。本技术方案采用机械传动箱与电器控制箱独立设计，让机械与电子分离的设计实现两部分的独立设计，对于以后维护和保养都具有方便性。对上述技术方案作进一步的细化，所述的机械驱动部分和电控制箱均设于钻床或铣床机架的顶部，电机以及电控制箱均由外壳包裹，在正对电机的顶端的风叶处设有出风口；在电控制箱的尾部设有进风口。本方案在电机风叶的作用下，冷空气由电器控制箱后部吸入，首先冷却电子元器件（PCB控制板）和开关、电容等，再由电器控制箱出风口将冷空气导入机械传动箱（参考图6）并进入电机内部，在风叶的作用下排出机体。本专利技术利用外转子永磁无刷电机效率高、转矩大、调速恒功补偿、精准测速和无级调速的特性，利用电机输出轴可轴向移动的特征，将电机做功直接转化为钻削（铣削）时的功耗，无功损耗极低，大幅度的减小了机器体积，降低了资源损耗，实现了可视化精准无极调速和切屑（铣削）深度检测。钻削作业和铣削作业可完成轴向移动和轴向定位，整机功率大、体积小、重量轻、制造成本低且生产效率高，维护简单。附图说明图1为现有技术的输出轴结构示意图。图2为本专利技术的整体外观示意图。图3为内部机械结构部分的剖视图。图4为电机与输出轴的连接图。图5为电机与输出轴纵向剖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外转子电机直驱式钻床或铣床，它包括机座、机架、机械驱动部和电控制箱部分；所述的机架安装在机座上，机械传动箱部分安装于机架上，电控制箱部分位于机架的顶端，机械动部分包括执行部分和升降机构，其特征在于：所述的执行机部分是由空心轴外转子电机和输出轴组件组成，所述的输出轴组件的输出轴与外转子电机的空心轴以键或花键的形式配合，这种配合选择具有传递电机转速、转矩并能使输出轴轴向移动的配合类型；输出轴组件上有另一端安装钻夹头，升降机构的导轨齿条推杆与输出轴中部的压套相连接，带动输出轴组件上下轴向运动。

【技术特征摘要】
1.一种外转子电机直驱式钻床或铣床，它包括机座、机架、机械驱动部和电控制箱部分；所述的机架安装在机座上，机械传动箱部分安装于机架上，电控制箱部分位于机架的顶端，机械动部分包括执行部分和升降机构，其特征在于：所述的执行机部分是由空心轴外转子电机和输出轴组件组成，所述的输出轴组件的输出轴与外转子电机的空心轴以键或花键的形式配合，这种配合选择具有传递电机转速、转矩并能使输出轴轴向移动的配合类型；输出轴组件上有另一端安装钻夹头，升降机构的导轨齿条推杆与输出轴中部的压套相连接，带动输出轴组件上下轴向运动。2.根据权利要求1所述一种外转子电机直驱式钻床或铣床，其特征在于：所述空心轴外转子电机的空心轴通过键或花键与驱动输出组件的输出轴连接，驱动输出轴组件的输出轴与空心轴外转子电机的定子托架之间通过轴承连接。3.根据权利要求1所述一种外转子电机直驱式钻床或铣床，其特征在于：所述的的空心轴外转子电机使用轴流式风叶或离心式风叶；轴流式风叶或离心式风叶与空心轴外转子电机转子外壳采用分离或是一体成形。4.根据权利要求1所述一种外转子电机直驱式钻床或铣床，其特征在于：输出轴组件与外转子电机之间使用螺旋钢带保护套。5.根据权利要求1所述的一种外转子电机直驱式钻床或铣床，其特征在于：所述的升降机构包括压套和驱动齿轮，所述的压套通过深沟球轴承和推力球轴承与输出轴连接，压套与深沟球轴承和推力轴承的外圈固定连接；在压套的下方用锁紧螺栓锁住；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑智颖，郑智林，郑肖菲，
申请(专利权)人：上海惠深工具科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31