CN102198529B - 一种深孔钻床 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种深孔钻床,属于机械加工设备技术领域。它解决了现有的深孔钻床导向和稳定性较差,加工精度和效率不高,结构不够紧凑的问题。本深孔钻床,包括床身、动力头和尾座,床身上设有水平设置的滑轨,尾座和动力头设置在滑轨上,动力头上设有水平设置的进给主轴和能驱动进给主轴旋转的驱动电机一,进给主轴的一端能与刀具相连;动力头和床身之间设有能使动力头沿着滑轨移动的驱动机构一;尾座上设有夹具,所述的尾座和床身之间设有能使尾座沿着滑轨移动的驱动机构二。本深孔钻床的床身上设有使动力头沿着滑轨移动的驱动机构一和使尾座沿着滑轨移动的驱动机构二,设计合理、结构紧凑;床身上设有导轨和导向座,提高深孔的加工精度。

Description

一种深孔钻床
技术领域
[0001] 本发明属于机械加工设备技术领域,涉及一种深孔钻床,特别是一种卧式数控深孔钻床。
背景技术
[0002] 深孔钻床是采用特制的深孔钻头,钻头作直线进给运动,工件旋转钻削深孔的机床。有别于传统的深孔加工设备,深孔钻床依靠特定的钻削技术,对长径比大于10的深孔孔系和精密浅孔进行钻削加工,具有高精度、高效率和高一致性的优点。深孔钻床按主轴布置情况可分为卧式深孔钻床、立式深孔钻床和三坐标式深孔钻床。随着科学技术的进步,数控技术不断发展和成熟,市场上出现了数控深孔钻床,其具有更高的加工精度和加工效率。
[0003] 例如,中国专利【专利号ZL200620200608.X ;公告号CN200974131Y】公开了一种数控深孔钻床,包括床身、尾座、夹具、导向架、支撑架、钻杆箱、传动箱以及冷却系统,在钻杆箱上装有钻杆主轴,在钻杆主轴上装有钻杆,钻杆主轴和钻杆支撑在支撑架上,其特征在于:在床身上装有悬挂式操作支架,在悬挂式操作支架上装有数控装置,数控装置连接伺服电机和主变频电机,伺服电机连接传动箱,传动箱通过齿轮连接右丝杆,钻杆箱连接在右丝杆上;主变频电机连接钻杆主轴。
[0004] 上述的 数控深孔钻床能够完成深孔加工,自动化程度较高。但存在的问题在于:1、导向和稳定性较差,加工过程中刀具稳定性不高;2、加工中只有钻杆转动,加工精度和效率不高;2、现有深孔钻床的结构不够紧凑,占用的空间大。
发明内容
[0005] 本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题,提出了一种结构紧凑,加工精度闻的深孔钻床。
[0006] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种深孔钻床,包括床身、动力头和尾座,其特征在于,所述的床身上设有水平设置的滑轨,所述的尾座和动力头设置在滑轨上,所述的动力头上设有水平设置的进给主轴和能驱动进给主轴旋转的驱动电机一,所述的进给主轴的一端能与刀具相连;所述的动力头和床身之间设有能使动力头沿着滑轨移动的驱动机构一;所述的尾座上设有夹具,所述的尾座和床身之间设有能使尾座沿着滑轨移动的驱动机构二。
[0007] 本深孔钻床用于完成对工件的深孔加工,本深孔钻床的工作原理:工件装夹在尾座的夹具上,刀具固定在动力头的进给主轴上。加工时,驱动电机一带动进给主轴旋转,驱动机构一带动动力头沿滑轨做进给运动,刀具与工件相对转动,刀具的刀刃切削工件表面,直到加工出所需直径和深度的深孔。通过驱动机构二还能够对尾座的位置进行调节,从而改变夹具的装夹位置,满足不同尺寸的工件的加工需要。本深孔钻床的结构紧凑,设计合理,加工精度高。
[0008] 在上述的深孔钻床中,所述的尾座上设有水平设置的旋转主轴,所述的夹具固定在旋转主轴上,所述的尾座上固定有能驱动旋转主轴相对于进给主轴反向旋转的驱动电机三。通过夹具能够带动工件与刀具反向转动,降低加工中的孔偏斜度,提高加工精度。
[0009] 在上述的深孔钻床中,所述的旋转主轴的轴心与进给主轴的轴心相重合。使装夹在夹具上的工件的轴心与刀具的轴心重合。
[0010] 在上述的深孔钻床中,所述的驱动机构一包括油缸和供油机构,所述的油缸的缸体固定在动力头上,油缸的活塞杆端部固定在床身上;所述的供油机构与油缸的油腔相连通。油缸驱动动力头进给,进给运动平稳。
[0011] 在上述的深孔钻床中,所述的驱动机构一包括驱动电机二、丝杆一和丝母一,所述的驱动电机二固定在床身上,所述的丝杆一轴向固定在床身上,且丝杆一的一端与驱动电机二的主轴相连;所述的丝母一套设在丝杆一上且丝母一固定在动力头上。丝杆丝母副驱动动力头进给,进给的距离较长,能够完成深度较大的深孔加工。
[0012] 在上述的深孔钻床中,所述的驱动机构二包括轴向固定在床身上的丝杆二,丝杆二的一端固连有摇把;所述的丝杆二上套设有丝母二,所述的丝母二固定在尾座上。操作人员能够通过摇把调节尾座的位置,以满足不同加工条件的需要。
[0013] 在上述的深孔钻床中,所述的滑轨上设有若干个能沿着滑轨移动的滑座。通常状态下,滑座通过锁紧螺栓与滑轨固定,固定可靠;旋松锁紧螺栓,滑座能够沿滑轨滑动,滑座的位置可调节。
[0014] 在上述的深孔钻床中,所述的滑座上固定有具有空腔的排屑座,所述的排屑座与动力头相对的一侧设有与刀具结构和位置均一一对应的导向件,所述的导向件通过轴承固定连接在排屑座上。排屑座起到收集切屑和冷却润滑液的作用,导向件能够对刀具的进给运动起导向作用,提高深孔加工的精度。
[0015] 在上述的深孔钻床中,所述的排屑座与尾座相对的一侧设有三爪卡盘,所述的三爪卡盘的每个卡爪上均固定有定位轮,所述的三爪卡盘的卡盘体固定在排屑座上。三爪卡盘与排屑座固定,工件与三爪卡盘的相对转动依靠定位轮实现,加工时,定位轮抵靠在工件的外表面上,减少卡爪对工件表面的磨损。
[0016] 在上述的深孔钻床中,所述的滑座上固定有导向座,所述的导向座位于排屑座和动力头之间,所述的导向座上通过轴承固定连接有一与刀具结构和位置均一一对应的导向件。提高深孔加工的精度。
[0017] 在上述的深孔钻床中,所述的动力头上固定有两个直线轴承,两个直线轴承分别位于进给主轴的两侧,每个所述的直线轴承上穿设有一导轨,导轨的一端固定在排屑座上。导轨对动力头的水平进给运动起导向作用,使进给运动平稳、精确,提高深孔加工精度。
[0018] 在上述的深孔钻床中,所述的导轨上还套设有直线轴承,所述的直线轴承固定在导向座上。直线轴承使用载荷小,能够使导向座沿导轨平稳滑动,便于导向座位置的调节。
[0019] 与现有技术相比,本深孔钻床的优点在于:
[0020] 1、本深孔钻床的床身上设有使动力头沿着滑轨移动的驱动机构一和使尾座沿着滑轨移动的驱动机构二,设计合理、结构紧凑。
[0021] 2、本深孔钻床设置有固定于排屑座上的三爪卡盘,使工件的夹持更稳定,加工精度高;三爪卡盘的卡爪上设有定位轮,工件定位可靠,当工件相对于三爪卡盘转动时,避免卡爪划伤工件表面。[0022] 3.本深孔钻床设有导轨和导向座,减少动力头水平进给运动过程中的位置偏移和刀具的振动,提高深孔的加工精度。
附图说明
[0023] 图1是本深孔钻床床身的主视结构示意图。
[0024] 图2是本深孔钻床床身的俯视结构示意图。
[0025] 图3是本深孔钻床动力头的结构示意图。
[0026] 图4是本深孔钻床滑座和固定在滑座上的设备的主视结构示意图。
[0027] 图5是本深孔钻床滑座和固定在滑座上的设备的俯视结构示意图。
[0028] 图6是本深孔钻床的三爪卡盘的结构示意图。
[0029] 图中,1、床身;2、滑轨;3、动力头;31、进给主轴;311、驱动电机一 ;4、尾座;41、夹具;42、旋转主轴;421、驱动电机三;5、驱动机构一 ;51、驱动电机二 ;52、丝杆一 ;53、丝母一 ;6、驱动机构二 ;61、丝杆二 ;62、丝母二 ;63、摇把;64、刻度盘;7、滑座;8、排屑座;9、导向件;10、三爪卡盘;101、卡爪;102、定位轮;11、导向座;12、导轨;13、直线轴承;14、行程开关;15、限位杆;16、定位座;17、固定套;18、滑块。
具体实施方式
[0030] 以下是本发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
[0031] 实施例一:
[0032] 本深孔钻床用于工件的深孔加工,包括床身1、滑轨2、动力头3和尾座4。如图1、图2和图3所示,尾座4和动力头3设置在滑轨2,动力头3上设有进给主轴31、尾座4上设有旋转主轴42、动力头3和床身I之间设有驱动机构一 5、尾座4和床身I之间设有驱动机构二 6。
[0033] 如图1、图2和图3所示,本实施例中,驱动机构一 5包括驱动电机二 51、丝杆一 52和丝母一 53,驱动电机二 51固定在床身I的电机支架上,丝杆一 52通过定位座16与床身
I轴向定位。驱动电机二 51通过带轮传动机构与丝杆一 52相连,驱动电机二 51的主轴上固定有主动带轮,丝杆一 52的一端固定有从动带轮,主动带轮和从动带轮之间通过同步带相连。丝母一 53与动力头3固定并与丝杆一 52配合,驱动电机带动丝杆一 52旋转时,丝母一 53能够带动动力头3做进给运动。
[0034] 如图2和图3所示,驱动机构二 6包括丝杆二 61、丝母二 62和摇把63,丝杆二 61通过定位座16与床身I轴向定位,丝母二 62固定在尾座4上并与丝杆二 61配合,丝杆二61的后端部还固连有摇把63,操作人员转动摇把63带动丝杆二 61转动时,丝母二 62能够带动尾座4沿滑轨2滑动。床身I上设置有刻度盘64,通过摇把63相对于刻度盘64转动的刻度值能够读出尾座4相对于床身I的位移量,便于尾座4位置的调节。
[0035] 如图3和图5所示,动力头3上设置有驱动电机一 311,驱动电机通过带轮传动机构带动进给主轴31旋转,进给主轴31上安装有刀具。尾座4上设置有旋转主轴42,旋转主轴42与尾座4轴向定位,夹具41固定在旋转主轴42上,尾座4上设置有驱动电机三421,驱动电机三421与旋转主轴42通过带轮传动机构相连。旋转主轴42和夹具41轴向开设有一贯通的让位孔,工件能够从旋转主轴42的末端穿过让位孔后夹持在夹具41上。旋转主轴42的轴心与进给主轴31的轴心相重合。深孔钻床加工时,进给主轴31带动刀具转动,旋转主轴42带动工件同时转动,刀具和工件的转动方向相反。在刀具和工件反向转动的条件下,加工出的深孔的孔偏斜度最小,深孔的精度高。
[0036] 如图4和图5所示,动力头3和尾座4之间设置有导向座11和排屑座8,导向座11和排屑座8分别固定在一个滑座7上,滑座7通过锁紧螺栓与滑轨2固定,松开锁紧螺栓后,滑座7能够相对于滑轨2滑动。动力头3、导向座11和排屑座8上分别具有两个水平分布在两侧的导向孔,排屑座8的导向孔内套固连有固定套17,固定套17上固连有导轨12,导轨12依次穿过排屑座8、导向座11和动力头3上的导向孔,其端部与滑轨2平齐,导轨12和导向孔之间设有直线轴承13,
[0037] 导轨12上还设有一滑块18,导向座11、排屑座8和滑块18上分别开设有供刀具穿过的让位孔。让位孔分别固连有与刀具结构和位置均一一对应的导向件9,导向件9通过轴承安装在让位孔内。滑块18的作用在于防止刀具在加工过程中出现振动而导致加工出的深孔质量下降的问题,提高深孔加工的稳定性和精度。
[0038] 如图4、图5和图6所示,三爪卡盘10固定在排屑座8上,每个卡爪101的端部铰接有定位轮102,三爪卡盘10和夹具41同向布置,且两者中心线位于同一直线上,三爪卡盘10对工件起支承作用。加工时,工件的一端位于三爪卡盘10上,旋紧三爪卡盘10的调节螺母,使三爪卡盘10卡爪101上的定位轮102紧贴在工件的外表面。工件与三爪卡盘10相对转动,定位轮102随工件滚动,定位轮102与工件表面的摩擦为滚动摩擦,工件转动平稳,避免对工件表面造成损伤。
[0039] 本深孔钻床的工作原理:工件装夹在尾座4的夹具41上,刀具固定在动力头3的进给主轴31上。加工时,驱动电机一 311带动进给主轴31旋转,驱动机构一 5带动动力头3沿滑轨2做进给运动,驱动电机二 51带动旋转主轴42转动,刀具的刀刃切削工件表面,直到加工出所需直径和深度的深孔。通过驱动机构二 6还能够对尾座4的位置进行调节,从而改变夹具41的装夹位置,满足不同尺寸的工件的加工需要。本深孔钻床的结构紧凑,设计合理,加工精度高。
[0040] 本深孔钻床还可以采用数控系统控制驱动电机一 311、驱动电机二 51和驱动电机三421,动力头3的侧部设置限位杆15,并在床身I对应位置设置行程开关14,控制动力头3进给运动的初始位置和极限位置,起到自动化加工的目的,大幅提高加工效率和产品精度。
[0041] 实施例二:
[0042] 本实施例的技术方案与实施例一的技术方案基本相同,不同之处在于,本实施例中,驱动机构一 5包括油缸和供油机构,油缸的缸体固定在动力头3上,油缸的活塞杆纟而部固定在床身I上,供油机构与油缸的油腔相连通。采用油缸驱动动力头3进给,进给运动平稳。
[0043] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0044] 尽管本文较多地使用了床身1、滑轨2、动力头3、进给主轴31、驱动电机一 311、尾座4、夹具41、旋转主轴42、驱动电机三421、驱动机构一 5、驱动电机二 51、丝杆一 52、丝母一 53、驱动机构二 6、丝杆二 61、丝母二 62、摇把63、刻度盘64、滑座7、排屑座8、导向件9、三爪卡盘10、卡爪101、定位轮102、导向座11、导轨12、直线轴承13、行程开关14、限位杆15、定位座16、固定套17、滑块18等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (6)

1.一种深孔钻床,包括床身(I)、动力头(3)和尾座(4),其特征在于,所述的床身(I)上设有水平设置的滑轨(2),所述的尾座(4)和动力头(3)设置在滑轨(2)上,所述的动力头(3)上设有水平设置的进给主轴(31)和能驱动进给主轴(31)旋转的驱动电机一(311),所述的进给主轴(31)的一端能与刀具相连;所述的动力头(3)和床身(I)之间设有能使动力头(3)沿着滑轨(2)移动的驱动机构一(5);所述的尾座(4)上设有夹具(41),所述的尾座(4)和床身(I)之间设有能使尾座(4)沿着滑轨(2 )移动的驱动机构二( 6 ),所述的尾座(4)上设有水平设置的旋转主轴(42),所述的夹具(41)固定在旋转主轴(42)上,所述的尾座(4)上固定有能驱动旋转主轴(42)相对于进给主轴(31)反向旋转的驱动电机三(421),所述的滑轨(2)上设有若干个能沿着滑轨(2)移动的滑座(7),所述的滑座(7)上固定有具有空腔的排屑座(8),所述的排屑座(8)与动力头(3)相对的一侧设有与刀具结构和位置均一一对应的导向件(9 ),所述的导向件(9 )通过轴承固定连接在排屑座(8 )上,所述的排屑座(8 )与尾座(4)相对的一侧设有三爪卡盘(10 ),上述的三爪卡盘(10 )和夹具(41)的中心线位于同一直线上,所述的三爪卡盘(10)的每个卡爪(101)上均铰接有定位轮(102),所述的三爪卡盘(10)的卡盘体固定在排屑座(8)上,旋紧三爪卡盘(10)的调节螺母,使三爪卡盘(10)卡爪(101)上的定位轮(102)紧贴在工件的外表面。
2.根据权利要求1所述的深孔钻床,其特征在于,所述的驱动机构一(5)包括油缸和供油机构,所述的油缸的缸体固定在动力头(3)上,油缸的活塞杆端部固定在床身(I)上;所述的供油机构与油缸的油腔相连通。
3.根据权利要求1所述的深孔钻床,其特征在于,所述的驱动机构一(5)包括驱动电机二(51)、丝杆一(52)和丝母一(53),所述的驱动电机二(51)固定在床身(I)上,所述的丝杆一(52)轴向固定在床身(I)上,且丝杆一(52)的一端与驱动电机二(51)的主轴相连;所述的丝母一(53)套设在丝杆一(52)上且丝母一(53)固定在动力头(3)上。
4.根据权利要求1所述的深孔钻床,其特征在于,所述的驱动机构二(6)包括轴向固定在床身(I)上的丝杆二(61),丝杆二(61)的一端固连有摇把(63 );所述的丝杆二( 61)上套设有丝母二(62),所述的丝母二(62)固定在尾座(4)上。
5.根据权利要求1所述的深孔钻床,其特征在于,所述的滑座(7)上固定有导向座(11 ),所述的导向座(11)位于排屑座(8)和动力头(3)之间,所述的导向座(11)上通过轴承固定连接有一与刀具结构和位置均一一对应的导向件(9)。
6.根据权利要求1所述的深孔钻床,其特征在于,所述的动力头(3)上固定有两个直线轴承(13),两个直线轴承(13)分别位于进给主轴(31)的两侧,每个所述的直线轴承(13)上穿设有一导轨(12),导轨(12)的一端固定在排屑座(8)上。
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JP昭62-181809A 1987.08.10
JP特开2010-284771A 2010.12.24

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Denomination of invention: System for monitoring stress state of cutter bar of deep hole drilling machine

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Granted publication date: 20131002

Pledgee: Zhejiang Tailong commercial bank Taizhou branch of Limited by Share Ltd

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Registration number: 2018330000057