CN103658731B - 一种双刀盲孔定深度加工数控机床 - Google Patents

一种双刀盲孔定深度加工数控机床 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双刀盲孔定深度加工数控机床，包括床身（1）、机床电气柜（2）、数控控制面板（3）、装卡台面（4）、尾座（5）和双刀定深加工装置（9），机床电气柜（2）设于床身（1）的一侧，机床电气柜（2）与数控控制面板（3）通过转动杆（36）连接，床身（1）的上端设有装卡台面（4），床身（1）上设有轨道台面（7），轨道台面（7）上设有轨道（6），尾座（5）和双刀定深加工装置（9）设于轨道（6）上，尾座（5）通过螺栓锁紧。本发明它能够在枪管弯曲时保证盲孔深度，提高加工精度，减少加工及运输难度，同时提高加近一倍的工效率，用以满足消耗量大的需求，同时本发明具有结构简单，成本低的特点。

Description

一种双刀盲孔定深度加工数控机床
技术领域
本发明属于加工设备领域，涉及一种双刀盲孔定深度加工数控机床。
背景技术
由于采油深度的加深，采油射孔枪的消耗量越来越大，同时由于深度越深地下或海底的压力越来越大，对于射孔枪的壁厚要求越来越严格，导致盲孔的深度要求也越来越严格。但是由于管材加工前长达10米以上，并不能保证其直线度，对于弯曲的管材通过数控系统限定的加工深度并不能完全保证加工精度，在凸面经常会加工过深，对于凹面常常加工深度不足，这样的加工只能满足尺寸公差较大的加工精度，对于更高的精度要求，就必须要求管材直线度达到一定的标准。这样加大了枪管管材加工及运输时难度，然而运输后的管材仍然无法完全保证直线度。
同时，对于普通数控机床一把刀具的加工效率较低，很难满足目前需求的产量要求。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种双刀盲孔定深度加工数控机床，它能够在枪管弯曲时保证盲孔深度，提高加工精度，减少加工及运输难度，同时双刀同时加工提高近一倍的加工效率，用以满足消耗量大的需求，同时本发明具有结构简单，成本低的特点。
本发明的技术方案：一种双刀盲孔定深度加工数控机床，包括床身、机床电气柜、数控控制面板、装卡台面、尾座和双刀定深加工装置，机床电气柜设于床身的一侧，机床电气柜与数控控制面板通过转动杆连接，床身的上端设有装卡台面，床身上设有轨道台面，轨道台面上设有轨道，尾座和双刀定深加工装置设于轨道上，尾座通过螺栓锁紧于轨道台面上。由于本发明设有双刀定深度加工装置，所以能够在管材弯曲的情况下保证加工时深度，提高加工精度，减少加工及运输难度，同时双刀同时加工提高一倍的加工效率，用以满足消耗量大的需求；由于尾座设于轨道上，所以可以根据所要加工管材长度对尾座位置进行调节然后通过螺栓锁紧于轨道台面上。
前述的这种双刀盲孔定深度加工数控机床中，双刀定深加工装置包括加工台面、加工轴箱、2个深度定位装置、2个加工刀具和2组锁紧钳，锁紧钳和加工轴箱均设于加工台面上端，深度定位装置和加工刀具设于加工轴箱前端，深度定位装置和加工刀具下方设有排屑孔，加工台面后方设有液压油缸，深度定位装置与加工刀具在液压油缸下连动，加工轴箱上设有切削液管。由于在定深加工装置中设有2个深度定位装置和2个加工刀具和2组锁紧钳，所以在加工中提高加了工效率；由于在深度定位装置和加工刀具下方设有排屑孔，方便在加工过程中随切削液对切削铁削排出。
前述的这种双刀盲孔定深度加工数控机床中，加工台面上还设有急停开关、启停按钮和手摇脉冲发生器，急停开关、启停按钮和手摇脉冲发生器设于加工台面同一侧，手摇脉冲发生器通过传输线与加工轴箱相连，加工台面另一侧下端设有液压油缸。由于在加工台面上还设有急停开关、启停按钮和手摇脉冲发生器，所以在加工前便于进行首孔对位，同时在加工观察时便于对加工启停进行控制。
前述的这种双刀盲孔定深度加工数控机床中，加工轴箱与加工台面之间设有调节导轨，加工轴箱上设有调节旋钮，加工轴箱上设有切削液管。由于在加工轴箱与加工台面之间设有调节导轨，加工轴箱上设有调节旋钮，所以可以对两个加工轴箱之间位置进行调节，既调节了刀具间距离，便于各种孔距枪管的加工。
前述的这种双刀盲孔定深度加工数控机床中，深度定位装置包括定位装置外壳、探棒和传感器，探棒设于定位装置外壳内部，探棒后端设有复位弹簧，传感器设于定位装置外壳上，传感器通过数据传输线向数控系统传输数据。由于在定位装置外壳上设有传感器，当达到深度时探棒接触传感器，传感器会向数控系统传输信号，跳过打孔程序进行下一个程序指令，使加工深度保持一定。
前述的这种双刀盲孔定深度加工数控机床中，锁紧钳上设有上钳口、下钳口和侧支顶，侧支顶设于锁紧钳中部，上钳口和下钳口分别设于侧支顶上方和下方，上钳口和下钳口之间距离在110mm～270mm，上钳口、下钳口和侧支顶均采用液压驱动。由于在锁紧钳上设有侧支顶，跟加工方向相对，所以加工中减小了工件让刀造成的误差，保证加工精度。
前述的这种双刀盲孔定深度加工数控机床中，床身上设有回水槽，回水槽内设有自动排屑器，回水槽旁设有传动带。由于设有自动排屑器，可以将铁屑直接排出，减轻工人的劳动强度。
前述的这种双刀盲孔定深度加工数控机床中，床身上设有切削液更换口，双刀定深加工装置上设有防护罩，防护罩上设有观察窗。由于防护罩上设有观察窗，所以可以便于在加工中对加工切削情况进行观察，防止刀片损坏时未能及时停止对刀具杆部造成损坏。
前述的这种双刀盲孔定深度加工数控机床中，尾座上设有尾座顶尖和顶尖气动伸缩开关，尾座顶尖设于尾座端面上，顶尖气动伸缩开关设于尾座一侧，尾座顶尖采用气动控制。
前述的这种双刀盲孔定深度加工数控机床中，装卡台面上设有气动三爪卡盘和气动卡盘扳手，气动三爪卡盘设于装卡台面端面上，气动卡盘扳手设于装卡台面一侧，气动三爪卡盘采用气动控制。
与现有技术相比，本发明由于尾座设于轨道上，所以可以根据所要加工管材长度对尾座位置进行调节然后通过螺栓锁紧于轨道台面上；由于防护罩上设有观察窗，所以可以便于在加工中对加工切削情况进行观察，防止刀片损坏时未能及时停止对刀具杆部造成损坏；由于在深度定位装置和加工刀具下方设有排屑孔，方便在加工过程中随切削液对切削铁削排出；由于在加工台面上还设有急停开关、启停按钮和手摇脉冲发生器，所以在加工前便于进行首孔对位，同时在加工观察时便于对加工启停进行控制；由于在加工轴箱与加工台面之间设有调节导轨，加工轴箱上设有调节旋钮，所以可以对两个加工轴箱之间位置进行调节，既调节了刀具间距离，便于各种孔距枪管的加工；由于在定位装置外壳上设有传感器，当达到深度时探棒接触传感器，传感器会向数控系统传输信号，跳过打孔程序进行下一个程序指令；由于在锁紧钳上设有侧支顶，跟加工方向相对，所以加工中减小了工件让刀造成的误差，保证加工精度；由于设有自动排屑器，可以将铁屑直接排出，减轻工人的劳动强度。
本发明由于设有定深度加工装置，在管材弯曲的情况下，传统的数控系统中利用对刀时的对刀零点进行数字控制加工深度，而弯曲的部位对刀零点表面会产生偏差，导致数字控制后加工深度随零点偏差而变化；而利用深度定位装置与加工刀具连动，近距离随加工探测深度，刀具与深度定位装置处于同一部位，这样可以保证加工深度恒定，提高加工精度，避免了过高要求管材的直线度，从而减少加工管材及运输管材时的难度。在定深加工装置中设有2个深度定位装置和2个加工刀具和2组锁紧钳，加工时进行双重加工，并利用深度定位装置保证同侧加工刀具深度的恒定，在保证加工精度的同时提高了近一倍的加工效率，使厂家产值翻番，并满足日益增加的产值需求。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的双刀定深加工装置结构示意图；
图3是深度定位装置的局部剖视图；
图4是锁紧钳的结构示意图；
图5是本发明床身的俯视图；
图6是本发明尾座的结构示意图；
图7是本发明装卡台面的结构示意图。
附图中的标记为：1-床身，2-机床电气柜，3-数控控制面板，4-装卡台面，5-尾座，6-轨道，7-轨道台面，8-回水槽，9-双刀定深加工装置，10-防护罩，11-加工台面，12-深度定位装置，13-加工刀具，14-急停开关，15-启停按钮，16-手摇脉冲发生器，17-切削液管，18-锁紧钳，19-加工轴箱，20-调节旋钮，21-调节导轨，22-定位装置外壳，23-探棒，24-传感器，25-上钳口，26-下钳口，27-侧支顶，28-自动排屑器，29-切削液更换口，30-尾座顶尖，31-顶尖气动伸缩开关，32-气动三爪卡盘，33-气动卡盘扳手，34-液压油缸，35-排屑孔，36-转动杆，37-复位弹簧，38-观察窗,39-传动带。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例1：如图1所示，一种双刀盲孔定深度加工数控机床，包括床身1、机床电气柜2、数控控制面板3、装卡台面4、尾座5和双刀定深加工装置9，机床电气柜2设于床身1的一侧，机床电气柜2与数控控制面板3通过转动杆36连接，床身1的上端设有装卡台面4，床身1上设有轨道台面7，轨道台面7上设有轨道6，尾座5和双刀定深加工装置9设于轨道6上，将尾座5调节到装卡台面4距离2.3米的位置，尾座5通过螺栓锁紧于轨道台面7上。
床身1上设有切削液更换口29，双刀定深加工装置9上设有防护罩10，防护罩10上设有观察窗38。
如图2所示，双刀定深加工装置9包括加工台面11、加工轴箱19、2个深度定位装置12、2个加工刀具13和2组锁紧钳18，锁紧钳18和加工轴箱19均设于加工台面11上端，深度定位装置12和加工刀具13设于加工轴箱19端面上，深度定位装置12和加工刀具13下方设有排屑孔35，加工台面11后方设有液压油缸34，深度定位装置12与加工刀具13在液压油缸34驱动下连动。
加工台面11上还设有急停开关14、启停按钮15和手摇脉冲发生器16，急停开关14、启停按钮15和手摇脉冲发生器16设于加工台面11同一侧，手摇脉冲发生器16通过传输线与加工轴箱19相连，加工台面11另一侧下端设有液压油缸34。
加工轴箱19与加工台面11之间设有调节导轨21，加工轴箱19上设有调节旋钮20，加工轴箱19上设有切削液管17。
如图3所示，深度定位装置12包括定位装置外壳22、探棒23和传感器24，探棒23设于定位装置外壳22内部，探棒23后端设有复位弹簧37，传感器24设于定位装置外壳22上，传感器24通过数据传输线向数控系统传输数据。
如图4所示，锁紧钳18上设有上钳口25、下钳口26和侧支顶27，侧支顶27设于锁紧钳18中部，上钳口25和下钳口26分别设于侧支顶27上方和下方，上钳口25和下钳口26之间距离在110mm，上钳口25、下钳口26和侧支顶27均采用液压驱动。
如图5所示，床身1上设有回水槽8，回水槽8内设有自动排屑器28，回水槽8旁设有传动带39。
如图6所示，尾座5上设有尾座顶尖30和顶尖气动伸缩开关31，尾座顶尖30设于尾座5端面上，顶尖气动伸缩开关31设于尾座5一侧，尾座顶尖30采用气动控制。
如图7所示，装卡台面4上设有气动三爪卡盘32和气动卡盘扳手33，气动三爪卡盘32设于装卡台面4端面上，气动卡盘扳手33设于装卡台面4一侧，气动三爪卡盘32采用气动控制。
本发明的实施例2：如图1所示，一种双刀盲孔定深度加工数控机床，包括床身1、机床电气柜2、数控控制面板3、装卡台面4、尾座5和双刀定深加工装置9，机床电气柜2设于床身1的一侧，机床电气柜2与数控控制面板3通过转动杆36连接，床身1的上端设有装卡台面4，床身1上设有轨道台面7，轨道台面7上设有轨道6，尾座5和双刀定深加工装置9设于轨道6上，将尾座5调节到装卡台面4距离3.4米的位置，尾座5通过螺栓锁紧于轨道台面7上。
床身1上设有切削液更换口29，双刀定深加工装置9上设有防护罩10，防护罩10上设有观察窗38。
如图2所示，双刀定深加工装置9包括加工台面11、加工轴箱19、2个深度定位装置12、2个加工刀具13和2组锁紧钳18，锁紧钳18和加工轴箱19均设于加工台面11上端，深度定位装置12和加工刀具13设于加工轴箱19端面上，深度定位装置12和加工刀具13下方设有排屑孔35，加工台面11后方设有液压油缸34，深度定位装置12与加工刀具13在液压油缸34驱动下连动。
加工台面11上还设有急停开关14、启停按钮15和手摇脉冲发生器16，急停开关14、启停按钮15和手摇脉冲发生器16设于加工台面11同一侧，手摇脉冲发生器16通过传输线与加工轴箱19相连，加工台面11另一侧下端设有液压油缸34。
加工轴箱19与加工台面11之间设有调节导轨21，加工轴箱19上设有调节旋钮20，加工轴箱19上设有切削液管17。
如图3所示，深度定位装置12包括定位装置外壳22、探棒23和传感器24，探棒23设于定位装置外壳22内部，探棒23后端设有复位弹簧37，传感器24设于定位装置外壳22上，传感器24通过数据传输线向数控系统传输数据。
如图4所示，锁紧钳18上设有上钳口25、下钳口26和侧支顶27，侧支顶27设于锁紧钳18中部，上钳口25和下钳口26分别设于侧支顶27上方和下方，上钳口25和下钳口26之间距离在206mm，上钳口25、下钳口26和侧支顶27均采用液压驱动。
如图5所示，床身1上设有回水槽8，回水槽8内设有自动排屑器28，回水槽8旁设有传动带39。
如图6所示，尾座5上设有尾座顶尖30和顶尖气动伸缩开关31，尾座顶尖30设于尾座5端面上，顶尖气动伸缩开关31设于尾座5一侧，尾座顶尖30采用气动控制。
如图7所示，装卡台面4上设有气动三爪卡盘32和气动卡盘扳手33，气动三爪卡盘32设于装卡台面4端面上，气动卡盘扳手33设于装卡台面4一侧，气动三爪卡盘32采用气动控制。
本发明的实施例3：如图1所示，一种双刀盲孔定深度加工数控机床，包括床身1、机床电气柜2、数控控制面板3、装卡台面4、尾座5和双刀定深加工装置9，机床电气柜2设于床身1的一侧，机床电气柜2与数控控制面板3通过转动杆36连接，床身1的上端设有装卡台面4，床身1上设有轨道台面7，轨道台面7上设有轨道6，尾座5和双刀定深加工装置9设于轨道6上，将尾座5调节到装卡台面4距离4.6米的位置，尾座5通过螺栓锁紧于轨道台面7上。
床身1上设有切削液更换口29，双刀定深加工装置9上设有防护罩10，防护罩10上设有观察窗38。
如图2所示，双刀定深加工装置9包括加工台面11、加工轴箱19、2个深度定位装置12、2个加工刀具13和2组锁紧钳18，锁紧钳18和加工轴箱19均设于加工台面11上端，深度定位装置12和加工刀具13设于加工轴箱19端面上，深度定位装置12和加工刀具13下方设有排屑孔35，加工台面11后方设有液压油缸34，深度定位装置12与加工刀具13在液压油缸34驱动下连动。
加工台面11上还设有急停开关14、启停按钮15和手摇脉冲发生器16，急停开关14、启停按钮15和手摇脉冲发生器16设于加工台面11同一侧，手摇脉冲发生器16通过传输线与加工轴箱19相连，加工台面11另一侧下端设有液压油缸34。
加工轴箱19与加工台面11之间设有调节导轨21，加工轴箱19上设有调节旋钮20，加工轴箱19上设有切削液管17。
如图3所示，深度定位装置12包括定位装置外壳22、探棒23和传感器24，探棒23设于定位装置外壳22内部，探棒23后端设有复位弹簧37，传感器24设于定位装置外壳22上，传感器24通过数据传输线向数控系统传输数据。
如图4所示，锁紧钳18上设有上钳口25、下钳口26和侧支顶27，侧支顶27设于锁紧钳18中部，上钳口25和下钳口26分别设于侧支顶27上方和下方，上钳口25和下钳口26之间距离在270mm，上钳口25、下钳口26和侧支顶27均采用液压驱动。
如图5所示，床身1上设有回水槽8，回水槽8内设有自动排屑器28，回水槽8旁设有传动带39。
如图6所示，尾座5上设有尾座顶尖30和顶尖气动伸缩开关31，尾座顶尖30设于尾座5端面上，顶尖气动伸缩开关31设于尾座5一侧，尾座顶尖30采用气动控制。
如图7所示，装卡台面4上设有气动三爪卡盘32和气动卡盘扳手33，气动三爪卡盘32设于装卡台面4端面上，气动卡盘扳手33设于装卡台面4一侧，气动三爪卡盘32采用气动控制。
本发明的工作原理：加工前根据枪管直径尺寸将锁紧钳18的上钳口25和下钳口26之间尺寸调好；根据枪管长度尺寸在轨道6上移动尾座5，调整尾座5与装卡台面4之间的距离，调整好后用螺栓将尾座5锁紧于轨道台面7上；根据枪管盲孔孔距转动调节旋钮20使其在调节导轨21上移动，使2个深度定位装置12之间距离为孔距的整数倍。
加工前，用加工台面11侧面上的手摇脉冲发生器16进行对刀，以确定首孔距离和加工零点表面，然后根据确定的首孔和加工零点表面的机床坐标在数控控制面板3上编写加工程序。
加工时将带有工装的枪管吊入机床适当位置，搬动气动卡盘扳手33，用气动三爪卡盘32将其卡紧，并按动顶尖气动伸缩开关31使尾座顶尖30探出，将枪管卡于机床床身1上。机床采用常规技术用气管与气泵连接以提供气动控制中的气压。
将防护罩10扣于双刀定深加工装置9上，启动数控控制面板3上的循环启动按钮开始加工。此为常规技术，循环启动按钮任何系统的数控控制面板均存在。
随程序运行切削液管17向加工刀具13喷出切削液，双刀定深加工装置9运行到盲孔加工位置，液压油缸34控制上钳口25和下钳口26先进行卡紧，然后侧支顶27探出抵住枪管，跟枪管加工时持刀方向相对，以减少加工时让刀带来的加工误差。两个的加工刀具和深度定位装置12次序动作，间隔2秒，防止刀具同时接触加工表面产生共振损坏刀片。同侧的深度定位装置12随加工刀具13连动，当加工刀具13接触工件时深度定位装置12中的探棒23也接触工件表面，随加工刀具13切削探棒23被压入定位装置外壳22中，当探棒23被压入一定深度便与传感器24接触，传感器24向数控系统传递信号，数控系统调过切削程序，自动跳过入刀程序，加工刀具13退刀深度定位装置12随加工刀具13退回程序编写中的安全表面，复位弹簧37将探棒23复位，另一侧同样运动。
当另一侧加工刀具和深度定位装置同样完成此动作时，液压油缸34控制侧支顶27撤回，上钳口25和下钳口26松开。工件随气动三爪卡盘32旋转，同时双刀定深加工装置9移动向下一盲孔孔位，继续进行加工。
加工中通过防护罩10上的观察窗38观察切削过程，当加工中刀片磨损严重导致刀片损坏时，按下加工台面11侧面的启停按钮15，在数控控制面板3上控制加工刀具13停转，对加工刀具13上刀片进行更换，然后按下启停按钮15，加工刀具13旋转，继续未完成的加工程序。所述刀片为加工盲孔所需成型刀片。直至程序结束，双刀定深加工装置9整体复位。
卸下双刀定深加工装置9上的防护罩10，控制行吊卸下工件。
发现切削液管17喷出切削液浓度过低时，通过切削液更换口29加入切削液进行浓度调节。每年进行1次切削液更换。

Claims (8)

1.一种双刀盲孔定深度加工数控机床，其特征在于：包括床身(1)、机床电气柜(2)、数控控制面板(3)、装卡台面(4)、尾座(5)和双刀定深加工装置(9)，机床电气柜(2)设于床身(1)的一侧，机床电气柜(2)与数控控制面板(3)通过转动杆(36)连接，床身(1)的上端设有装卡台面(4)，床身(1)上设有轨道台面(7)，轨道台面(7)上设有轨道(6)，尾座(5)和双刀定深加工装置(9)设于轨道(6)上，尾座(5)通过螺栓锁紧于轨道台面(7)上；双刀定深加工装置(9)包括加工台面(11)、加工轴箱(19)、2个深度定位装置(12)、2个加工刀具(13)和2组锁紧钳(18)，锁紧钳(18)和加工轴箱(19)均设于加工台面(11)上端，深度定位装置(12)和加工刀具(13)设于加工轴箱(19)端面上，深度定位装置(12)和加工刀具(13)下方设有排屑孔(35)，加工台面(11)后方设有液压油缸(34)，深度定位装置(12)与加工刀具(13)在液压油缸(34)驱动下连动；床身(1)上设有回水槽(8)，回水槽(8)内设有自动排屑器(28)，回水槽(8)旁设有传动带(39)。
2.根据权利要求1所述的一种双刀盲孔定深度加工数控机床，其特征在于：加工台面(11)上还设有急停开关(14)、启停按钮(15)和手摇脉冲发生器(16)，急停开关(14)、启停按钮(15)和手摇脉冲发生器(16)设于加工台面(11)同一侧，手摇脉冲发生器(16)通过传输线与加工轴箱(19)相连，加工台面(11)另一侧下端设有液压油缸(34)。
3.根据权利要求1或2所述的一种双刀盲孔定深度加工数控机床，其特征在于：加工轴箱(19)与加工台面(11)之间设有调节导轨(21)，加工轴箱(19)上设有调节旋钮(20)，加工轴箱(19)上设有切削液管(17)。
4.根据权利要求3所述的一种双刀盲孔定深度加工数控机床，其特征在于：深度定位装置(12)包括定位装置外壳(22)、探棒(23)和传感器(24)，探棒(23)设于定位装置外壳(22)内部，探棒(23)后端设有复位弹簧(37)，传感器(24)设于定位装置外壳(22)上，传感器(24)通过数据传输线向数控系统传输数据。
5.根据权利要求2所述的一种双刀盲孔定深度加工数控机床，其特征在于：锁紧钳(18)上设有上钳口(25)、下钳口(26)和侧支顶(27)，侧支顶(27)设于锁紧钳(18)中部，上钳口(25)和下钳口(26)分别设于侧支顶(27)上方和下方，上钳口(25)和下钳口(26)之间距离在110mm～270mm，上钳口(25)、下钳口(26)和侧支顶(27)均采用液压驱动。
6.根据权利要求1所述的一种双刀盲孔定深度加工数控机床，其特征在于：床身(1)上设有切削液更换口(29)，双刀定深加工装置(9)上设有防护罩(10)，防护罩(10)上设有观察窗(38)。
7.根据权利要求1或6所述的一种双刀盲孔定深度加工数控机床，其特征在于：尾座(5)上设有尾座顶尖(30)和顶尖气动伸缩开关(31)，尾座顶尖(30)设于尾座(5)端面上，顶尖气动伸缩开关(31)设于尾座(5)一侧，尾座顶尖(30)采用气动控制。
8.根据权利要求7所述的一种双刀盲孔定深度加工数控机床，其特征在于：装卡台面(4)上设有气动三爪卡盘(32)和气动卡盘扳手(33)，气动三爪卡盘(32)设于装卡台面(4)端面上，气动卡盘扳手(33)设于装卡台面(4)一侧，气动三爪卡盘(32)采用气动控制。
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