CN103801725A - 倒置式钻床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及倒置式钻床，具有易装卸、分度精确可靠的特点，包括床身和工作台，工作台设有工位部件和钻刀部件，工位部件设有装载工件的工位、用于工件分度加工的夹具部件以及位于工位上方的工件空间，夹具部件包括容纳工件的夹具体空间以及分别位于夹具体空间相对两侧的左右侧夹具体，左右侧夹具体固定安装到工作台，左侧夹具体设有定位液压缸和定位板，右侧夹具体设有连接块和定位块、摆动液压缸、锁紧液压缸、动齿圈以及静齿圈，钻刀部件包括钻杆，钻杆具有钻杆端面和切削刀片，切削刀片具有接触工件的刃部，刃部因旋转形成轴向映射的切削映射圆，切削映射圆范围之内的钻杆端面具有抵接元件，刃部的最低点高于抵接元件最高点，抵接元件最高点高于钻杆端面最高点。

Description

倒置式钻床

技术领域

本发明涉及钻床，尤其是涉及倒置式布局的钻床。

背景技术

传统的钻床，都会包含刀具载物和工件载物，刀具装载在刀具载物上，待加工的工件则装载于工件载物上，刀具载物可用来带动刀具实现各种运动，而工件载物则用来带动工件实现各种运动，进而实现刀具和工件的相互配合，使工件获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量。钻床都会包含用于安置于在地面上的床身以及位于床身上方的工作台，正确安置床身确保工作台的水平度，现有技术的钻床大致上可分为刀具载物位于工件载物上方，刀具从上向下直至接触工件的正置式；以及刀具载物位于工件下方，刀具从下向上直至接触工件的倒置式。

倒置式布局的钻床存在一定的局限性，即是：夹具部件结构简单，通常采用与正置式布局的钻床结构相同或相近的夹具部件，无法克服加工工件时产生的振动带来的不利影响，无法保证对工件加工时的分度准确性，也没有解决在工件易装卸的前提下加强对工件定位的精确度,也正因为前述缺陷，导致刀具钻刀刀片加工时容易出现崩坏，即是所谓的崩刃，此时整体的不可控导致工件直接接触钻杆端部，高速旋转的钻杆端部会被磨损甚至摧毁，工件也随之报废，存在安全隐患。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明提供易装卸、定位牢固、分度精确可靠、且能有效防护钻刀的倒置式钻床。

本发明提供的倒置式钻床，包括床身和工作台，工作台设有工位部件和钻刀部件，钻刀部件位于工位部件下方，工位部件设有装载工件的工位、用于工件分度加工的夹具部件以及位于工位上方的工件空间，夹具部件位于工件空间之中，工件装载于夹具部件之中，工件和夹具部件的整体装载于工位上，所述夹具部件包括容纳工件的夹具体空间以及分别位于夹具体空间相对两侧的左右侧夹具体，左右侧夹具体固定安装到工作台，左侧夹具体设有定位液压缸和定位板，定位板安装在定位液压缸，定位板可相对定位液压缸旋转，定位板受定位液压缸驱使横向往返，右侧夹具体设有连接块和定位块、摆动液压缸、锁紧液压缸、动齿圈以及静齿圈，连接块和定位块相固定连接，连接块和动齿圈相固定连接，连接块安装在摆动液压缸，连接块受摆动液压缸驱使旋转，静齿圈安装在锁紧液压缸，静齿圈受锁紧液压缸驱使横向往返，静齿圈具有抵接动齿圈的锁住动齿圈作用以及脱离动齿圈的解锁动齿圈作用，所述钻刀部件包括钻杆，所述钻杆具有钻杆端面和切削刀片，切削刀片具有接触工件的刃部，刃部因旋转形成轴向映射的切削映射圆，所述切削映射圆范围之内的钻杆端面具有抵接元件，所述刃部的最低点高于抵接元件最高点，抵接元件最高点高于钻杆端面最高点。

本发明的倒置式钻床通过左右两侧的定位板和定位块结合对工件进行固定，在一侧夹具体上设置两片立式齿圈对工件进行进一步锁定，使其保持更加牢固的静止状态，以便对工件进行精确的加工作业，并能降低因加工产生的振动导致加工精确度降低的不利因素，并具有结构紧凑、节省空间的优点。而在钻杆端面和切削刀片之间加设抵接元件，用来隔离工件和钻杆端面，当切削刀片崩刃时，抵接元件与工件相抵接，有效保护钻杆和工件，降低生产成本。

本发明进一步提供的倒置式钻床，其定位板具有向着定位块延伸的定位柱，该定位柱中设有定位柱孔，定位柱孔中设有复位弹簧，定位块设有定位块孔，定位柱匹配安装在定位块孔中，定位柱受定位液压缸驱使在定位块孔中横向往返，复位弹簧两端分别抵接于定位柱孔内壁和定位块孔内壁。通过附加的技术手段进一步提高分度夹具对工件定位精确度。

本发明更进一步提供的倒置式钻床，其动齿圈和静齿圈均以摆动液压缸为中心同心安装，右侧夹具体设有均匀分布在静齿圈上的三个锁紧液压缸，静齿圈同时安装在三个锁紧液压缸，静齿圈同时在三个锁紧液压缸驱使作用下横向往返。附加的技术特征进一步提高静齿圈的锁紧力，并且使其受力均匀，运行更加平稳可靠。

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是倒置式钻床实施例的结构图之一。

图2是倒置式钻床实施例的结构图之二。

图3是倒置式钻床实施例中夹具部件的立体图之一。

图4是倒置式钻床实施例中夹具部件的立体图之二。

图5是图1中的夹具部件卸掉工件后的立体图。

图6是倒置式钻床实施例中夹具部件的内部结构图。

图7是夹具部件之中的动齿圈和静齿圈的装配示意图。

图8是倒置式钻床实施例中钻刀部件的结构图之一。

图9是倒置式钻床实施例中钻刀部件的结构图之二。

具体实施方式

图1至图2表示本发明的倒置式钻床实施例的整体结构，包括床身100和工作台200，工作台200设有工位部件201和钻刀部件300，钻刀部件300位于工位部件201下方，意味着装载于钻刀部件300的钻刀将从下向上切削工件，工位部件201设有装载工件9的工位202、用于工件9分度加工的夹具部件600以及位于工位202上方的工件空间f，夹具部件600位于工件空间f之中，工件9装载于夹具部件600之中，工件9和夹具部件600的整体装载于工位202。

图3至图7表示实施例中的夹具部件600，夹具部件600包括容纳工件9的夹具体空间8以及分别位于夹具体空间8相对两侧的左右侧夹具体6、7，左侧夹具体6和右侧夹具体7之间还设有将两者相联系在一起的夹具体底座11，以及位于左侧夹具体6和右侧夹具体7上方的将两者相联系在一起的夹具体横销12，用以增强整体的牢固度。

左侧夹具体6设有定位液压缸61和定位板62，定位板62安装在定位液压缸61的活塞杆上，定位板62可相对定位液压缸61的活塞杆旋转，定位板62受定位液压缸61驱使横向往返，意味着定位板62既可以被定位液压缸61的活塞杆推动横向平移，又可以相对定位液压缸61的活塞杆旋转。

右侧夹具体7设有连接块71和定位块72、摆动液压缸73、锁紧液压缸74、动齿圈75以及静齿圈76，连接块71和定位块72相固定连接，连接块71和动齿圈75相固定连接，连接块71安装在摆动液压缸73，连接块71受摆动液压缸73驱使旋转，定位块72和定位板62分别从左右两侧夹持工件9，为提高定位板62横向直线平移的准确性，实施例特别设置了定位板62具有向着定位块72延伸的定位柱62a，该定位柱62a中设有定位柱孔62b，定位柱孔62b中设有复位弹簧62c，定位块72设有定位块孔72a，定位柱62a匹配安装在定位块孔72a中，定位柱62a受定位液压缸61驱使在定位块孔72a中横向往返，复位弹簧62c两端分别抵接于定位柱孔62b内壁和定位块孔72a内壁。摆动液压缸73采购自市场上常见的回转液压缸，意味着摆动液压缸73只要带动连接块71旋转，即可同时带动与连接块71相固定在一起的定位块72和动齿圈75旋转，乃至定位板62和工件9也一同旋转，而为了保证上述部件旋转的精确性，最好使摆动液压缸73和定位液压缸61旋转中心对齐，呈一横向直线的同心安装。静齿圈76安装在锁紧液压缸74的活塞杆并与其相固定，静齿圈76受锁紧液压缸74驱使横向往返，静齿圈76具有抵接动齿圈75的锁住动齿圈作用以及脱离动齿圈75的解锁动齿圈作用，其是通过下述结构实现的：静齿圈76和动齿圈75均具有相面对设置的圈面图中未标示，两者的圈面上分别设有锁齿图中未标示，两者的锁齿用于彼此配合，如图4所示的静齿圈76是处于脱离动齿圈75的状态，也就是说此时的动齿圈75是可旋转的，当锁紧液压缸74推动静齿圈76向右平移直至其抵接在动齿圈75时，动齿圈75的旋转趋势就被静齿圈76阻止，形成了静齿圈76对动齿圈75的锁止功能，也使得前述的与动齿圈75相固定连接的定位块72、连接块71、定位板62和工件9一同被锁止，可以有效降低工件9被加工时产生的振动。

本实施例的夹具部件600具有易装卸、定位牢固、分度精确可靠的效果，通过左右两侧的定位板62和定位块72结合对工件9进行固定，在一侧夹具体上设置两片立式齿圈对工件9进行进一步锁定，使其保持更加牢固的静止状态，以便对工件进行精确的加工作业，并能降低因加工产生的振动导致加工精确度降低的不利因素，还具有结构紧凑、节省空间的优点。而定位板62的定位柱62a与定位块72的定位块孔72a之间的配合进一步提高夹具部件600对工件9定位精确度。

同样是出于提高运行稳定性和降低加工振动的考虑，本实施例的动齿圈75和静齿圈76均以摆动液压缸73为中心同心安装，如图5所示，右侧夹具体7设有均匀分布在静齿圈76上的三个锁紧液压缸74，静齿圈76同时安装在三个锁紧液压缸74，静齿圈76同时在三个锁紧液压缸74驱使作用下横向往返。进一步提高静齿圈76的锁紧力，并且使其受力均匀，运行更加平稳可靠。

如图3、图4、图5所示，工件9是一阀体，本实施例为了与它相适应，对定位板62的造型做了与工件9相匹配的改进，定位板62具有与工件9侧部配合的定位板侧部621以及与工件底部配合的定位板底部622，定位板侧部621和定位板底部622组成L造型，定位板侧部621与工件9侧部轮廓吻合，定位板底部622与工件9底部轮廓吻合。相应也可针对定位块72作出与工件9另一侧的侧部轮廓相吻合的造型。若是其他造型的工件9，也只需使定位板62和定位块72与工件接触的表面轮廓相吻合即可。

如图3、图4、图5所示，工件9是一阀体，是不规则体，本实施例为了与它相适应，定位块72设有配重块72c，针对不同的工件9可以相应地改变配重块的体积与重量，以便达到工件9被夹紧定位时的重量平衡状态。

图1、图2、图8、图9表示了本实施例的钻刀部件300，该钻刀部件300专门设计用于本实施例对工件9进行钻孔加工，本实施例使用该钻刀部件300具有自我防护的作用，其包括钻杆1，所述钻杆1具有钻杆端面2和切削刀片3，切削刀片3具有接触工件的刃部3a，刃部3a因旋转形成轴向映射的切削映射圆a，所述映射圆a范围之内的钻杆端面2具有抵接元件4，所述刃部3a的最低点高于抵接元件4最高点，抵接元件4最高点高于钻杆端面2最高点。通过在钻杆端面2和切削刀片3之间加设抵接元件4，用来隔离工件9和钻杆端面2，当切削刀片3崩刃时，抵接元件4与工件9相抵接，有效保护钻杆1和工件9，降低生产成本，延长使用寿命。

钻杆1在旋转时，整体形成圆柱体，或者是圆柱体加圆锥体，圆柱体还是圆柱体加圆锥体取决于钻杆端面2和切削刀片3整体造型，该钻杆1旋转形成的圆柱体必然具有钻杆外圆周面b，而所谓的钻杆端面2是相对钻杆外圆周面b而言的，并且是处于静止状态下的钻杆1顶部的表面，那么该钻杆端面2可能带有曲面，也可能是斜面，或者是如本实施例所示的双曲面的组合，切削刀片3的刃部3a肯定高于钻杆端面2，刃部3a可能是相对钻杆1轴线垂直的线段，也可能是相对钻杆1轴向倾斜的线段，或者是带有弧度的线段。

切削映射圆a是因刃部3a的旋转轴向映射而成的平面圆，且该平面圆是与钻杆1的轴线相垂直的，其边缘取决于刃部3a线段边缘所在位置，抵接元件4必须是存在于切削映射圆a映射范围之内的钻杆端面2之中，本实施例中所谓的抵接元件4、刃部3a、钻杆端面2这三者的高度都是根据图1所示的相对钻杆1而言的，越是远离钻杆1则定义为高度越高。这样才能在不影响正常使用的前提下，在崩刃时抵接元件4先于钻杆端面2接触到工件，从而保护钻杆1不会因崩刃损坏。抵接元件4为硬质合金柱销，该硬质合金柱销的硬度大于钻杆1硬度。

本实施例中抵接元件4包括第一抵接元件41和第二抵接元件图中未标示，第一抵接元件41和第二抵接元件是规格完全相同的两根硬质合金柱销，钻杆端面2具有第一安装孔21和第二安装孔22，所述第一抵接元件41具有安装在第一安装孔21之中的第一安装部41a，所述第二抵接元件具有安装在第二安装孔22之中的第二安装部，第一安装部41a与第一安装孔21过盈配合，第二安装部与第二安装孔22过盈配合。第一抵接元件41具有高出钻杆端面2的第一球头41b，第二抵接元件具有高出钻杆端面2的第二球头。第一球头41b和第二球头可以使抵接元件4与工件的接触面积仅为顶点，有效保护工件和钻杆1。

本实施例钻杆1的钻杆外圆周面b具有倒角刀5，所述倒角刀5因旋转形成轴向映射的倒角映射圆c，所述倒角映射圆c的直径大于切削映射圆a的直径。倒角映射圆c类似切削映射圆a，也是与钻杆1的轴线相垂直的平面圆，其边缘取决于倒角刀5边缘所在位置。倒角刀5用来加工工件的倒角。倒角刀5的安装方式是:钻杆外圆周面b具有定位孔b1和紧定螺钉b2，倒角刀5具有内螺纹通孔图中未标示，紧定螺钉b2具有与倒角刀的内螺纹通孔配合的外螺纹段图中未标示，紧定螺钉b2一端位于定位孔b1中，紧定螺钉b2另一端大于内螺纹通孔，倒角刀5位于紧定螺钉b2的两端之间。本实施例钻杆1的钻杆外圆周面b具有三个用于调整倒角刀5相对于钻杆1位置的定位孔b1。

本发明还可以对抵接元件4的设置做出一定变通：使用单个抵接元件与钻杆端面2过盈配合，或者采用不同于过盈配合的固定方式对抵接元件4进行固定，或者将其改为顶面是平面的圆柱体形态，都不影响本发明的目的，本发明的保护范围取决于权利要求书。

Claims (10)

1.倒置式钻床，其特征在于：包括床身（100）和工作台（200），工作台（200）设有工位部件（201）和钻刀部件（300），钻刀部件（300）位于工位部件（201）下方，工位部件（201）设有装载工件（9）的工位（202）、用于工件（9）分度加工的夹具部件（600）以及位于工位（202）上方的工件空间（f），夹具部件（600）位于工件空间（f）之中，工件（9）装载于夹具部件（600）之中，工件（9）和夹具部件（600）的整体装载于工位（202）上，所述夹具部件（600）包括容纳工件（9）的夹具体空间（8）以及分别位于夹具体空间（8）相对两侧的左右侧夹具体（6、7），左右侧夹具体（6、7）固定安装到工作台（200），左侧夹具体（6）设有定位液压缸（61）和定位板（62），定位板（62）安装在定位液压缸（61），定位板（62）可相对定位液压缸（61）旋转，定位板（62）受定位液压缸（61）驱使横向往返，右侧夹具体（7）设有连接块（71）和定位块（72）、摆动液压缸（73）、锁紧液压缸（74）、动齿圈（75）以及静齿圈（76），连接块（71）和定位块（72）相固定连接，连接块（71）和动齿圈（75）相固定连接，连接块（71）安装在摆动液压缸（73），连接块（71）受摆动液压缸（73）驱使旋转，静齿圈（76）安装在锁紧液压缸（74），静齿圈（76）受锁紧液压缸（74）驱使横向往返，静齿圈（76）具有抵接动齿圈（75）的锁住动齿圈作用以及脱离动齿圈（75）的解锁动齿圈作用，所述钻刀部件（300）包括钻杆（1），所述钻杆（1）具有钻杆端面（2）和切削刀片（3），切削刀片（3）具有接触工件的刃部（3a），刃部（3a）因旋转形成轴向映射的切削映射圆（a），所述切削映射圆（a）范围之内的钻杆端面（2）具有抵接元件（4），所述刃部（3a）的最低点高于抵接元件（4）最高点，抵接元件（4）最高点高于钻杆端面（2）最高点。

2.根据权利要求1所述的倒置式钻床，其特征在于：定位板（62）具有向着定位块（72）延伸的定位柱（62a），该定位柱（62a）中设有定位柱孔（62b），定位柱孔（62b）中设有复位弹簧（62c），定位块（72）设有定位块孔（72a），定位柱（62a）匹配安装在定位块孔（72a）中，定位柱（62a）受定位液压缸（61）驱使在定位块孔（72a）中横向往返，复位弹簧（62c）两端分别抵接于定位柱孔（62b）内壁和定位块孔（72a）内壁。

3.根据权利要求1或2所述的倒置式钻床，其特征在于：动齿圈（75）和静齿圈（76）均以摆动液压缸（73）为中心同心安装，右侧夹具体（7）设有均匀分布在静齿圈（76）上的三个锁紧液压缸（74），静齿圈（76）同时安装在三个锁紧液压缸（74），静齿圈（76）同时在三个锁紧液压缸（74）驱使作用下横向往返。

4.根据权利要求1或2所述的倒置式钻床，其特征在于：所述钻杆（1）具有钻杆外圆周面（b），所述钻杆外圆周面（b）具有倒角刀（5），所述倒角刀（5）因旋转形成轴向映射的倒角映射圆（c），所述倒角映射圆（c）的直径大于切削映射圆（a）的直径。

5.根据权利要求3所述的倒置式钻床，其特征在于：所述钻杆（1）具有钻杆外圆周面（b），所述钻杆外圆周面（b）具有倒角刀（5），所述倒角刀（5）因旋转形成轴向映射的倒角映射圆（c），所述倒角映射圆（c）的直径大于切削映射圆（a）的直径。

6.根据权利要求4所述的倒置式钻床，其特征在于：所述钻杆外圆周面（b）具有定位孔（b1）和紧定螺钉（b2），倒角刀（5）具有内螺纹通孔，紧定螺钉（b2）具有与倒角刀（5）的内螺纹通孔配合的外螺纹段，紧定螺钉（b2）一端位于定位孔（b1）中，紧定螺钉（b2）另一端大于内螺纹通孔，倒角刀（5）位于紧定螺钉（b2）的两端之间。

7.根据权利要求5所述的倒置式钻床，其特征在于：所述钻杆外圆周面（b）具有定位孔（b1）和紧定螺钉（b2），倒角刀（5）具有内螺纹通孔，紧定螺钉（b2）具有与倒角刀（5）的内螺纹通孔配合的外螺纹段，紧定螺钉（b2）一端位于定位孔（b1）中，紧定螺钉（b2）另一端大于内螺纹通孔，倒角刀（5）位于紧定螺钉（b2）的两端之间。

8.根据权利要求1或2所述的倒置式钻床，其特征在于：所述抵接元件（4）包括第一抵接元件（41）和第二抵接元件，钻杆端面（2）具有第一安装孔（21）和第二安装孔（22），所述第一抵接元件（41）具有安装在第一安装孔（21）之中的第一安装部（41a），所述第二抵接元件具有安装在第二安装孔（22）之中的第二安装部，第一安装部（41a）与第一安装孔（21）过盈配合，第二安装部与第二安装孔（22）过盈配合。

9.根据权利要求3所述的倒置式钻床，其特征在于：所述抵接元件（4）包括第一抵接元件（41）和第二抵接元件，钻杆端面（2）具有第一安装孔（21）和第二安装孔（22），所述第一抵接元件（41）具有安装在第一安装孔（21）之中的第一安装部（41a），所述第二抵接元件具有安装在第二安装孔（22）之中的第二安装部，第一安装部（41a）与第一安装孔（21）过盈配合，第二安装部与第二安装孔（22）过盈配合。

10.根据权利要求4所述的倒置式钻床，其特征在于：所述抵接元件（4）包括第一抵接元件（41）和第二抵接元件，钻杆端面（2）具有第一安装孔（21）和第二安装孔（22），所述第一抵接元件（41）具有安装在第一安装孔（21）之中的第一安装部（41a），所述第二抵接元件具有安装在第二安装孔（22）之中的第二安装部，第一安装部（41a）与第一安装孔（21）过盈配合，第二安装部与第二安装孔（22）过盈配合。

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