CN101791714A - 摩擦片钢背全自动钻孔机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属加工机械领域，尤其涉及一种摩擦片钢背全自动钻孔机，包括机架，安装在机架上的包括定位装置、旋转夹紧装置、动力头装置、智能控制系统；所述的定位装置包括：定位模块，压板，支架，固定支撑杆；所述的旋转夹紧装置包括：安装板，轴承安装座，旋转汽缸安装座，轴承，联结法兰，旋转汽缸，夹紧汽缸，所述的动力头装置受智能控制系统控制，与定位装置、旋转夹紧装置相配合，用于实现的自动化钻孔。本发明的有益效果：该钻孔机开发并使用特殊的定位装置、旋转夹紧装置，满足工件不同的定位要求、不同的孔位夹角θ及不同的孔位半径R等尺寸的不同要求零件定位、夹紧功能；实现加工过程的自动化。

Description

摩擦片钢背全自动钻孔机

技术领域

本发明涉及金属加工机械领域，尤其涉及一种摩擦片钢背全自动钻孔机。

背景技术

钻孔机的加工工件为摩擦片钢背(或称摩擦片背板、摩擦片衬板)，所加工的摩擦片钢背与摩擦材料结合构成摩擦片，用于汽车盘式制动器中。如附图1、图2，工件为扇形薄片状，被加工孔是位于外圆弧侧缘上对称呈一定角度θ的两孔，孔径通常约为φ2-2.5mm左右。

因汽车种类不同、牌号不同，其制动器也各不相同，所以摩擦片的品种、规格繁多，安装方式及设计基准各不相同，因而被加工的工件也形状各异，被加工的两孔呈各种不同角度，处于半径大小不同的侧圆弧上，如图1、图2中所标注的尺寸θ及R。摩擦片属消耗品，且一般情况下盘式制动较鼓式制动其磨损相对较快，因而需求数量更为庞大。因此，摩擦片钢背的孔加工不仅需要应对工件各种不同的定位方式和夹紧方式，应对行业产品不断更新的新品种、新规格，更需要有较高的生产效率和较高的自动化程度。而当前的摩擦片钢背的孔加工通常是使用普通钻模，工件手动夹紧，在通用钻床上手工钻孔，这样的加工方式不仅难以适应产品品种、规格的扩展，更是生产效率低下，劳动强度大。

发明内容

本发明为克服现有技术中存在的不足之处，目的在于提供一种摩擦片钢背全自动钻孔机，该钻孔机开发并使用定位装置、旋转夹紧装置，用于工件定位部分的定位模块实现与夹紧装置可分离状态，按不同产品实现模块化系列，以满足不同的定位要求、不同的孔位夹角θ及不同的孔位半径R等尺寸要求的不同要求零件定位、夹紧功能；通过智能控制系统，实现过程的自动化，实现夹紧、自动快速进给与工进切削、自动换工位、自动出料等工序；不仅可以对汽车盘式制动器中各种类、规格的摩擦片钢背进行加工，而且实现高效率的自动化钻孔，成功地解决了现有技术中存在的问题。

本发明是通过以下技术方案达到上述目的：摩擦片钢背全自动钻孔机，包括机架，安装在机架上的包括定位装置、旋转夹紧装置、动力头装置、智能控制系统；

所述的定位装置包括：

定位模块，定位模块的肩部固定有钻套，定位模块的表面设有定位元件，定位模块上设有与旋转轴配合的安装孔，支架固定在定位模块上；

压板，通过安装座固定在支架上；

支架，复位弹簧设置在压板和支架之间，在支架上设有一颗紧定螺钉；

固定支撑杆，与定位模块下部两侧斜面对应设置；定位模块下部的两侧斜面与固定有钻套两肩部相互对应平行设置；

所述的旋转夹紧装置包括：

安装板，上设有轴承安装座和旋转汽缸安装座；

轴承安装座，上设有轴承和旋转轴；

旋转汽缸安装座，上设有旋转汽缸；

轴承，设置在轴承安装座的两端，两端分别和定位模块安装板和轴承压盖锁紧；

联结法兰：一端联结在轴承压盖上，另一端与夹紧气缸联接座固定连接；

旋转汽缸，固定在旋转汽缸安装座上，旋转汽缸轴穿过夹紧气缸联接座、联结法兰与旋转轴连接，旋转轴穿过轴承压盖、定位模块安装座后与定位模块固定连接；

夹紧汽缸，尾部安装固定在夹紧气缸联接座上，压料顶杆穿过旋转轴固定在夹紧气缸的顶杆上；

所述的动力头装置受智能控制系统控制，与旋转夹紧装置相配合，用于实现的自动化钻孔。

作为优选，还包括有出料装置，所述的出料装置包括出料汽缸、联结板、出料顶杆、直线轴承、出料顶板、出料销，复位弹簧；出料气缸固定在出料气缸安装板上，联结板连接在出料气缸上，出料顶杆的一端固定在联结板上，出料顶杆的另一端穿过固定在出料装置安装板上的直线轴承，出料顶杆的另一端呈法兰状，与出料顶板固定连接，定位模块上设有出料销孔，出料销复位弹簧套设在出料销上，穿设在定位模块中。

作为优选，所述的定位元件包括定位条和定位销，所述的定位条为两块块状平面条，两块块状平面条通过沉头螺钉固定在定位模块的表面上，定位销为圆形定位销和菱形定位销。

作为优选，所述的定位元件包括定位条和L型定位件，所述的定位条为两块块状平面条，两块块状平面条通过沉头螺钉固定在定位模块的表面，L型定位件对称地固定在定位模块的表面。

作为优选，所述的钻孔动力装置包括两个互相独立的钻头，相对应地定位装置、旋转夹紧装置也为相匹配的两套。

作为优选，所述的钻套为两个，对称地固定在定位模块的肩部。

作为优选，所述的出料顶杆为两根。

作为优选，所述智能控制系统的控制面板是可视化输入设备，可同时对两组装置分别设置并显示相关参数。

作为优选，还包括有冷却装置。

作为优选，还包括卸料滑道，卸料滑道设置在定位模块下方。

本发明的有益效果：该钻孔机开发并使用特殊的定位装置、旋转夹紧装置，用于工件定位部分的定位模块实现与夹紧装置可分离状态，按不同产品实现模块化系列，以满足工件不同的定位要求、不同的孔位夹角θ及不同的孔位半径R等尺寸的不同要求零件定位、夹紧功能；通过智能控制系统控制，实现加工过程的自动化，实现自动夹紧、自动快速进给与工进切削、自动换工位、自动出料等；不仅可以对汽车盘式制动器中各种类、规格的摩擦片钢背进行加工，而且实现高效率的自动化钻孔，成功地解决了现有技术中存在的问题。

附图说明

图1为摩擦片钢背全自动钻孔机的立体示意图；

图2为图1的左视图；

图3为定位装置的立体示意图；

图4为定位模块的主视图；

图5为图4的左视图；

图6为图4的俯视图；

图7为摩擦片钢背的主视图；

图8为图7的俯视半剖视图；

图9为定位装置的支架和压板的结构示意图；

图10定位装置的支架和压板另一角度的结构示意图；

图11为旋转夹紧装置的立体示意图；

图12为定位装置和旋转夹紧装置装配后的立体示意图；

图13为图12的剖视图；

图14为图13中压料顶杆顶出的示意图；

图15为出料装置的立体示意图；

图16为图15的剖视分解图；

图17为图15的俯视图；

图18为出料顶板的结构示意图；

图19为工件处于第一工位时加工示意图；

图20为工件处于第二工位时加工示意图。

图21为L型定位件的结构示意图。

图中的标识为：

1-智能控制系统；2-动力头装置；3-定位装置；4-卸料滑道；5-机架；6-工件(摩擦片钢背)；7-旋转夹紧装置；8-出料装置；9-冷却水管；

其中：2-动力头装置；

21-钻头；

3-定位装置；

31-支架；

311-销轴；312-安装座；313-螺栓

32-压板；

321-螺母；322-螺钉；323-压板复位弹簧；

33-定位模块；

331-钻套；332-钻孔；333-圆形定位销；334-出料销出孔；

335-定位条；336-菱形定位销；337-安装孔；338-固定螺孔；339-定位模块定位孔；330-L型定位件；

34-固定支撑杆；

7-旋转夹紧装置；

701-旋转汽缸；702-螺钉；703-汽缸联结座；704-螺钉；705-联结法兰；706-轴承压盖；707-轴承；708-定位模块安装板；709-螺栓；710-旋转汽缸安装座；711-安装板；712-夹紧汽缸；713-大螺母；714-旋转轴；715-轴承安装座；716-压料顶杆；

8-出料装置；

801-出料汽缸；802-弹簧安装座；803-出料销复位弹簧；804-出料销；805-出料顶板；806-出料装置安装板；807-直线轴承；808-出料汽缸安装板；809-联结板；810-出料顶杆；

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1：如图1、图2所示：摩擦片钢背全自动钻孔机，包括机架5，安装在机架上的定位装置3、旋转夹紧装置7、动力头装置2、智能控制系统1；

机架5，包括工作台面，工作台面下面的电控柜，及其上面的立板，机架同时提供定位装置、旋转夹紧装置、动力头装置、智能控制系统、辅助系统等部件的安装基面；

动力头装置2，包括两个平等设置的立式钻头21及钻头动力部件，钻头动力部件主要由钻头旋转动力部件和直线进给动力部件构成，为孔加工提供切削动力。直线进给动力使用步进电机，以利于满足钻孔的自动化进给要求；

定位装置3，如图3所示，包括：

定位模块33，如图4、图5、图6所示，定位模块33的肩部固定有钻套331，定位模块33的表面设有定位元件，定位模块33上设有与旋转轴配合的安装孔337，支架31固定在定位模块33上；所述的定位元件包括定位条和定位销，所述的定位条为两块块状平面条335，两块块状平面条通过沉头螺钉固定在定位模块的表面上，定位销为圆形定位销333和菱形定位销336，定位模块通过定位孔339定位在定位模块安装板上后，用螺母709与螺孔338配合后固定在定位模块安装板上；

压板32，如图9、图10所示，压板32、安装座312分别穿入销轴311后用螺栓313固定在支架上；

支架31，如图9、图10所示，压板复位弹簧323设置在压板32和支架31之间，在支架上设有一颗紧定螺钉322用于调节压板32的角度，并用螺母321固定；

固定支撑杆34，与定位模块33下部两侧斜面对应设置；定位模块下部的两侧斜面与固定有钻套331两肩部相互对应平行设置；

所述的旋转夹紧装置7，如图11、图12、图13所示，包括：

旋转夹紧装置安装板711，上设有轴承安装座715和旋转汽缸安装座710；

轴承安装座715，上设有轴承707和旋转轴714；

旋转汽缸安装座710，上设有旋转汽缸701；

轴承707，设置在轴承安装座715的两端，两端分别和定位模块安装板708和轴承压盖706锁紧；

联结法兰705：一端联结在轴承压盖706上，另一端与夹紧汽缸联结合座703通过螺钉704固定连接；

旋转汽缸701，用螺钉702固定在旋转汽缸安装座710上，旋转汽缸轴穿过夹紧汽缸联结座703、联结法兰705与旋转轴714通过大螺母713连接，旋转轴714穿过轴承压盖706、定位模块安装座708后与定位模块33固定连接；

夹紧汽缸712，尾部安装固定在夹紧汽缸联结座703上，压料顶杆716穿过旋转轴715固定在夹紧汽缸712的顶杆上；

所述的动力头装置2包括两个垂直设置的钻头21，受智能控制系统1控制，与旋转夹紧装置相配合，用于实现的自动化钻孔。

上述的定位装置、旋转夹紧装置为同样的两套，两套定位装置与两个平行设置的立式钻头对应设置；

智能控制系统为PLC智能控制系统，同时控制两个立钻头进行钻孔，用于实现的自动化过程是：自动夹紧、第一工位自动钻孔(括动快进、工进、快退)，自动换工位、第二工位自动钻孔(括动快进、工进、快退)、退出夹紧状态、送出工件进入料箱。智能控制系统的控制面板是控制装置的可视化输入设备，可同时对两组装置分别设置并显示相关参数。辅助系统为常用冷却系统，卸料辅助装置等。

具体的工作过程如下：

1、安装工件：将工件(这里具体指摩擦片钢背)，摩擦片钢背的结构如图7、图8所示，安装在定位模块上，工件上有两个通孔，与定位模块上的圆形定位销和菱形定位销相匹配，工件贴牢在定位模块上的的定位条上；定位模块下部两侧斜面中的一个斜面与固定支撑杆一个接触时，先给工件提供了一个钻孔工位，以完成一个工件的一个孔钻削工序；

2、自动夹紧：智能控制系统发出指令，夹紧汽缸工作，压料顶杆顶出，并顶在压板25的下部，通过杠杆原理压板上部便可压紧工件；如图14所示，夹紧力F从回转中心O输入，回转中心O既是压料顶杆716的出口，又是旋转构件唯一的定点，这也是本实用新型的一大特点，在这里输入夹紧力，可以实现定位模块与夹紧动力分离，不需要每个定位模块都带个夹紧气缸，使定位模块得到简化。在实际使用中，产品系列与定位模块系列一一对应，客户可根据本单位的产品系列确定需要配置的定位模块系列；

3、第一工位自动钻孔：智能控制系统发出指令，钻孔装置工作，钻头对准定位模块上的钻套上孔，固定支撑杆34与与定位模块33下部一侧斜面接触，因定位模块下部的两侧斜面与固定有钻套两肩部相互对应平行设置，根据工件的尺寸要求，可任意设置孔位夹角θ及不同的孔位半径R等尺寸要求，使得定位模块的一肩部与钻头垂直设置，当钻头、钻套上孔、回转中心O三点成一直线时，对工件进行钻孔；这种的结构设计给钻孔提供一个平稳的工作平台；

4、旋转工件：智能控制系统发出指令，旋转汽缸工作，旋转汽缸轴带动旋转轴旋转，旋转轴带动固定在定位模块上的工件按回转中心O旋转，工件旋转的角度，由两侧斜面的角度与固定支撑杆的设置来确定，依次给工件提供了两个钻孔工位，以完成一个工件的两孔钻削工序。定位模块按产品的特性设计制造，定位方式依据产品的安装要求及外形特征确定面定位或孔定位，由工件的孔位夹角确定角度板两斜面的夹角，由工件的孔间距确定工件的定位半径，由工件的厚度确定定位条的定位厚度，这种方式使工件的设计基准与加工的定位基准重合，有利于简化机构，消除累计误差；

上述第2和第4工序中：旋转轴与旋转轴轴承组件构成精密的转动副，为加工提供可靠的工位，旋转轴既是传递扭矩的载体，同时又是压料顶杆的直线导向，夹紧气缸提供夹紧动力，通过压料顶杆推动定位模块中的压板，以实现夹紧力的输出，这个机构的特点是通过简洁、紧凑的结构同时实现输出旋转扭矩和夹紧推力。

5、第二工位自动钻孔：智能控制系统发出指令，钻孔装置工作，钻头对准定位模块上的钻套上孔，钻头、钻套上钻模孔中线、回转中心O在成一直线时，对工件进行钻孔；

6、压板复位：第二工位自动钻孔完成，智能控制系统发出指令，夹紧汽缸停止工作，压料顶杆缩回，复位弹簧扩张，压板复位；

工件加工完成。

实施例2：本实施例与实施例1不同之处在于，如图5所示，摩擦片钢背全自动钻孔机还包括有出料装置8，所述的出料装置8包括出料汽缸801、联结板809、出料顶杆810、直线轴承807、出料顶板805、出料销804，出料销复位弹簧802；出料汽缸801固定在出料汽缸安装板808上，联结板809连接在出料汽缸808上，出料顶杆810的一端固定在联结板809上，出料顶杆的另一端穿过固定在出料装置安装板806上的直线轴承807，出料顶杆810的另一端呈法兰状，与出料顶板805固定连接，定位模块33上设有出料销出孔334，出料销复位弹簧802套设在出料销804上，穿设在定位模块33中。

具体的工作过程如下：目标工件加工完成，需从工件定位模块中卸出时，智能控制系统发出指令，出料汽缸顶出，力通过联结板、出料顶杆传递至出料顶板上面，出料顶板顶出击打在出料销上，出料销复位弹簧受力压缩，出料销顶出击打在目标工件上，目标工件被击出落在料筐中。完成上述动作后，气缸复位，复位弹簧复位，出料销复位，至此卸料动作完成。

当工件定位模块与出料顶板距离较远，气缸的现有行程无法完成出料目的时，可通过两螺母，对其进行调节。

联结在工件定位模块上的出料销位置在出料顶板面积范围内改变，都不会影响到出料的完成，如图19所示的任意A、B两位置，当出料销移动的位置超出其面积范围时，如图19所示C位置，只需调换较大面积的出料顶板即可，方便快捷、扩展性很强。

二组直线轴承为卸料顶杆提供直线导向和出料顶板能平稳地将力传递给出料销；

出料销根据加工产品的外形结构需要确定在定位模块上的位置，且跟随定位模块移动，出料顶板根据已知出料销的可能的位置及其运动轨迹来确定其外形及位置，确保这个出料机构能适应多种零件及多工位工作的出料需要。

实施例3：本实施例与实施例1不同之处在于，如图1所示，摩擦片钢背全自动钻孔机还包括有冷却装置，冷却装置为两根设置在定位模块的水管9，要根据需要进行冷却。

摩擦片钢背全自动钻孔机还包括卸料滑道4，卸料滑道4设置在定位模块下方。

实施例4：本实施例与实施例1不同之处在于，如图21所示，定位元件包括定位条和L型定位件330，所述的定位条为两块块状平面条，两块块状平面条通过沉头螺钉固定在定位模块的表面，L型定位件对称地固定在定位模块的表面。

以上的所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本发明的保护范围。

Claims (9)

1.摩擦片钢背全自动钻孔机，包括机架(4)，安装在机架(4)上的定位装置(3)、旋转夹紧装置(7)、动力头装置(2)、智能控制系统(1)，其特征在于：

所述的定位装置(3)包括：

定位模块(33)，定位模块(33)的肩部固定有钻套(331)，定位模块(33)的表面设有定位元件，定位模块(33)上设有与旋转轴配合的安装孔(337)，支架(31)固定在定位模块(33)上；

压板(32)，通过安装座(312)固定在支架(31)上；

支架(31)，压板复位弹簧(323)设置在压板(32)和支架(31)之间，在支架上设有一颗紧定螺钉(332)；

固定支撑杆(34)，与定位模块(33)下部两侧斜面对应设置；定位模块下部的两侧斜面与固定有钻套(331)两肩部相互对应平行设置；

所述的旋转夹紧装置(7)包括：

旋转夹紧装置安装板(711)，上设有轴承安装座(715)和旋转汽缸安装座(710)；

轴承安装座(715)，上设有轴承(707)和旋转轴(714)；

旋转汽缸安装座(710)，上设有旋转汽缸(701)；

轴承(707)，设置在轴承安装座(715)的两端，两端分别和定位模块安装板(708)和轴承压盖(706)锁紧；

联结法兰(705)：一端联结在轴承压盖(706)上，另一端与夹紧汽缸联结合座(703)固定连接；

旋转汽缸(701)，固定在旋转汽缸安装座(710)上，旋转汽缸轴穿过夹紧汽缸联结座(703)、联结法兰(705)与旋转轴(714)连接，旋转轴(714)穿过轴承压盖(706)、定位模块安装座(708)后与定位模块(33)固定连接；

夹紧汽缸(712)，尾部安装固定在夹紧汽缸联结座(703)上，压料顶杆(716)穿过旋转轴(715)固定在夹紧汽缸(712)的顶杆上；

所述的动力头装置(2)受智能控制装置系统(1)控制，与旋转夹紧装置相配合，用于实现的自动化钻孔。

2.根据权利要求1所述的摩擦片钢背全自动钻孔机，其特征在于还包括有出料装置(8)，所述的出料装置(8)包括出料汽缸(801)、联结板(809)、出料顶杆(810)、直线轴承(807)、出料顶板(805)、出料销(804)，出料销复位弹簧(802)；出料汽缸(801)固定在出料汽缸安装板(808)上，联结板(809)连接在出料汽缸(808)上，出料顶杆(810)的一端固定在联结板(809)上，出料顶杆的另一端穿过固定在出料装置安装板(806)上的直线轴承(807)，出料顶杆(810)的另一端呈法兰状，与出料顶板(805)固定连接，定位模块(33)上设有出料销出孔(334)，出料销复位弹簧(802)套设在出料销(804)上，穿设在定位模块(33)中。

3.根据权利要求1或2所述的摩擦片钢背全自动钻孔机，其特征在于所述的钻孔装置(2)包括两个互相独立的钻头(21)，相对应地定位装置、旋转夹紧装置、出料装置也为相匹配的两套。

4.根据权利要求1或2所述的摩擦片钢背全自动钻孔机，其特征在于所述智能控制系统(1)的控制面板是可视化输入设备，可同时对两组装置分别设置并显示相关参数。

5.根据权利要求1或2所述的摩擦片钢背全自动钻孔机，其特征在于所述的定位元件包括定位条和定位销，所述的定位条为两块块状平面条(335)，两块块状平面条通过沉头螺钉固定在定位模块(33)的表面上，定位销为圆形定位销(333)和菱形定位销(336)。

6.根据权利要求1或2所述的摩擦片钢背全自动钻孔机，其特征在于所述的定位元件包括定位条和L型定位件，所述的定位条为两块块状平面条(335)，两块块状平面条通过沉头螺钉固定在定位模块的表面，L型定位件(330)对称地固定在定位模块的表面。

7.根据权利要求1或2所述的摩擦片钢背全自动钻孔机，其特征在于所述的钻套(331)为两个，对称地固定在定位模块(33)的肩部。

8.根据权利要求2所述的摩擦片钢背全自动钻孔机，其特征在于所述的出料顶杆(810)为两根。

9.根据权利要求1或2所述的摩擦片钢背全自动钻孔机，其特征在于还包括卸料滑道(4)，卸料滑道(4)设置在定位模块下方。

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