CN104588725B - 直线型多排类卧式双面加工多轴钻床 - Google Patents

直线型多排类卧式双面加工多轴钻床 Download PDF

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Abstract

本发明属于机械加工设备技术领域，特别是涉及一种直线型多排类卧式双面加工多轴钻床。包括共用底座、机身、工作台、夹具和钻孔单元，钻孔单元沿共用底座顶面纵向居中安装，工作台有两个分别安装在共用底座纵向两端机身上，机身内自上而下设有工作台纵向往复、横向往复和升降移动机构，夹具包括支座和夹紧件，支座上自上而下设有多层横架，每个横架上设有多个夹紧件，钻孔单元包括主轴及钻头、齿轮箱和驱动机构，主轴有多个呈上下多排均布安装在齿轮箱内，相邻两排主轴上下错开设置，且钻头伸出方向相反，驱动机构包括多个啮合传动的齿轮、主传动机构及动力机构。本发明可一次性加工多个待加工件上成排间距固定、孔径相同的孔，省时省力，加工效率高，加工精确。

Description

直线型多排类卧式双面加工多轴钻床
技术领域
本发明属于机械加工设备技术领域，具体涉及一种直线型多排类卧式双面加工多轴钻床，尤其适用于矩形风管角钢法兰角钢件开孔。
背景技术
角钢法兰通风管道是传统通风管道制作形式。角钢法兰风管具有适用范围广的特点，在风管边长大于一米（特别在大于两米）的风管中具有不可代替的地位。尤其是在除尘系统、管道输送系统、消防防排烟系统与通风工程系统中角钢法兰风管的优点更为突出。为减少角钢法兰制作成本，提高生产效率，风管开片下料成形制作已有成熟的生产线，而角钢法兰制作成为改进提升效率的关键环节。角钢法兰制作过程中角钢的下料与焊接工序必不可少，已经没有很大的提升效率空间，而开（钻）孔包括角钢法兰螺栓孔与铆钉孔两种类型，开（钻）孔的快慢便在很大程度上决定着角钢法兰的制作成本高低。目前，现有开孔用普通台式钻床是由电机、变速机构、进给机构和机架构成，一次只能钻削一个孔，对于角钢法兰上间距固定、孔径相同的排孔，现有的单孔机床在钻孔时，需要逐个开孔，多次重新定位，势必存在间距不够精确、加工孔位精度低、孔间距误差大等问题，因此，加工效率低、工件质量合格率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是克服上述现有技术的不足，而提供一种尤其适用于矩形风管角钢法兰角钢件开孔，能够一次性加工多个角钢件上成排间距固定、孔径相同的孔，省时省力，加工效率高，加工精确的直线型多排类卧式双面加工多轴钻床。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
设计一种直线型多排类卧式双面加工多轴钻床，包括共用底座、机身、工作台、夹具和钻孔单元，所述钻孔单元沿共用底座顶面纵向居中固定安装，工作台有两个，且分别固定安装在共用底座纵向两端的机身上，机身内自上而下依次设有工作台纵向往复移动机构、工作台横向往复移动机构和工作台升降移动机构，每个工作台安装有一套夹具，所述夹具包括支座和夹紧件，支座上自上而下设有多层横架，每个横架上对应设有多个夹紧件，待加工件沿长度方向横向固定在横架上，所述钻孔单元包括主轴及钻头、齿轮箱和驱动机构，其中主轴有多个，呈上下多排均布横向安装在齿轮箱内，相邻两排主轴上下错开设置，且钻头伸出方向相反，驱动机构包括对应套装在主轴上居中设置的多个齿轮、主传动机构及动力机构，其中相邻两排齿轮上下啮合传动，齿轮箱两侧伸出的各排钻头与相应侧夹具上的各层横架一一对应，每层相邻两主轴的轴中心线间距为L。
进一步的，中低压风系统专用钻床每层相邻两主轴的轴中心线间距为L的范围值为120-150mm。
进一步的，高压风系统专用钻床每层相邻两主轴的轴中心线间距为L的范围值为80-100mm。
进一步的，加工净化风系统专用钻床每层相邻两主轴的轴中心线间距为L的范围值为50-70mm。
优选的，所述工作台纵向往复移动机构包括底板、两纵向滑轨、丝杠丝母传动机构、涡轮蜗杆传动机构和手轮，其中涡轮蜗杆传动机构安装在手轮轴与丝杠之间，丝母箱与工作台底面固定；所述工作台横向往复移动机构包括底板、两横向滑轨、丝杠丝母传动机构、涡轮蜗杆传动机构和手轮，其中丝杠丝母传动机构和涡轮蜗杆传动机构分别有两套，且每套涡轮蜗杆传动机构安装在手轮轴与相应的丝杠之间，丝母箱与工作台纵向往复移动机构所含底板底面固定；所述工作台升降移动机构包括底板，该底板与工作台横向往复移动机构所含底板之间设有升降导轨、滑动连接的导向柱及套和液压油缸，其中升降导轨和液压油缸位于底板纵向中部并前后设置，滑动连接的导向柱及套对称分布于底板纵向两侧。
优选的，所述齿轮箱包括固连在一起的两侧挡板、两端封板、底板和顶板，以及与侧挡板平行设置的两个中间板；主轴的主体部分为阶梯轴，主体部分一端外延用于安装钻头，阶梯轴的两端轴肩处通过轴承转动支撑在两中间板和两侧挡板上；所述顶板上设有排气孔，底板内壁为倾斜面，且在最低端设有排放孔。
优选的，所述主传动机构包括对称安装在主轴两侧的两套链轮链条传动机构（含链条涨紧轮），所述动力机构包括变速箱及电机。
进一步的，在主轴的钻头安装端、主轴与钻头之间安装有万向节及其固定机构，用于拓展轴间距加工范围及分布形式。
优选的，所述角钢夹紧件为大力钳，并且大力钳的下夹持部固定在横架上沿；同时在各横架两端分别设有固定滑块和活动滑块，以及活动滑块上设有顶丝，用于将待加工件两端顶紧固定。
进一步的，所述横架内侧或者横架与支座底板之间横向均布设有多个加强筋板；在横架上、对应每个钻头位置分别安装有冷却喷淋系统。
本发明技术方案的有益效果是：
1、在结构上，本发明直线型多排类卧式双面加工多轴钻床采用钻孔单元居中设置，并且双面分别设置有多排间距相同、直径相同的钻头，相应的工作台有两个，分布于钻孔单元两侧，工作台上固定夹具所含支座上下设有多层横架，两面伸出的各排钻头与相应侧夹具上的各层横架一一对应，每个工作台上同时设有纵向、横向及升降移动机构，这样以来，在工作台通过横向及升降移动机构调整好待加工件位置后，工作台纵向进给，可以对两侧的多层待加工件一次性加工出一排间距固定、孔径大小相同的孔，大大提高了加工效率，并且加工精度高，尤其适用于矩形风管角钢法兰角钢件开孔。因而，本发明适用于待加工件上同一直线上需要同时多个点位多排双工位同时完成作业任务，相对单点完成作业任务能显著提高人工效益。
2、在结构上，本发明该多轴钻床同时具有钻、铣、攻丝等加工功能；针对不同的用途，比如中低压风系统、高压风系统和加工风净化系统，而采用不同的主轴间距，以满足不同的使用要求；或者，在主轴的钻头安装端、主轴与钻头之间安装有万向节及其固定机构，主轴间距可调，从而一机多用，在同一台设备上可以一次加工不同孔间距的排孔，满足不同用途的使用要求，用于拓展轴间距加工范围及分布形式；所述横架及夹具位置变化调整后还可加工诸如管材、板材等类型的待加工件；因而，应用范围更广，使用更方便，同时还大大降低了生产成本，有利于推广实施。
3、在结构上，本发明所述工作台纵向往复移动机构底板、两纵向滑轨、丝杠丝母传动机构、涡轮蜗杆传动机构和手轮，以及所述工作台横向往复移动机构包括底板、两横向滑轨、丝杠丝母传动机构、涡轮蜗杆传动机构和手轮，结构简单，性能稳定，传动可靠，其中手轮可以采用步进电机或变频电机代替，自动化程度更高，使用更方便；所述工作台升降移动机构包括底板、升降导轨、滑动连接的导向柱及套和液压油缸，结构简单，性能稳定、可靠，其中液压油缸也可以采用气缸代替；结构形式多样，实施例多，便于推广实施。
4、在结构上，本发明在角钢件表面被夹紧基础上，同时两端通过顶丝和活动滑块固定机构顶紧固定，固定更牢靠；在钻头上增设冷却喷淋系统，提高钻头使用寿命；将所述钻头换成铣刀头后，本机还具有铣床功能；所述手轮换成带电机驱动齿轮变速机构或变频调速电机后，结合智能控制箱可实现数控功能；所述夹具平台本身具有空间内三个方向上的往复移动功能，结合将钻头换成铣刀头后，可以对加工后的孔进行扩孔，加工成长圆孔，方便后期使用时实现快速组装，拓展了加工功能，有利于推广实施。
5、综上，本发明直线型多排类卧式双面加工多轴钻床结构设计合理，可以一次性加工多个待加工件上成排间距固定、孔径相同的孔，省时省力，加工效率高，加工精确，操作方便，性能稳定、可靠，同时降低了加工成本，降低了个工人劳动强度，而且，实施例较多，结构形式灵活多样，因此，非常适于推广实施。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
图1为本发明直线型多排类卧式双面加工多轴钻床的结构示意图；画上冷却喷淋系统。
图2为图1所示直线型多排类卧式双面加工多轴钻床的俯视结构示意图；
图3为图1所示直线型多排类卧式双面加工多轴钻床的夹具的剖视结构示意图；
图4为图3所示直线型多排类卧式双面加工多轴钻床的夹具的右视结构示意图；
图5为图1所示直线型多排类卧式双面加工多轴钻床的工作台纵向往复移动机构的剖视结构示意图；
图6为图5所示直线型多排类卧式双面加工多轴钻床的工作台纵向往复移动机构的俯视剖视结构示意图；
图7为图1所示直线型多排类卧式双面加工多轴钻床的工作台横向往复移动机构的结构示意图；
图8为图7所示直线型多排类卧式双面加工多轴钻床的工作台横向往复移动机构的俯视剖视结构示意图；
图9为图1所示直线型多排类卧式双面加工多轴钻床的工作台升降移动机构的结构示意图；
图10为图9所示直线型多排类卧式双面加工多轴钻床的工作台升降移动机构的俯视结构示意图；
图11为图1所示直线型多排类卧式双面加工多轴钻床的齿轮箱的剖视结构示意图；
图12为图11所示直线型多排类卧式双面加工多轴钻床的齿轮箱A-A剖面结构示意图；
图13为图11所示直线型多排类卧式双面加工多轴钻床的齿轮箱B-B剖面结构示意图；
图14为图11所示直线型多排类卧式双面加工多轴钻床的齿轮箱C-C剖面结构示意图；
图15为图1所示直线型多排类卧式双面加工多轴钻床的齿轮箱上主传动机构的结构示意图；
图16为图11所示直线型多排类卧式双面加工多轴钻床的齿轮箱的主轴装配结构示意图之一；
图17为图11所示直线型多排类卧式双面加工多轴钻床的齿轮箱的主轴装配结构示意图之二；
图18为图11所示直线型多排类卧式双面加工多轴钻床的齿轮箱的主轴装配结构示意图之三；
图19为图11所示直线型多排类卧式双面加工多轴钻床的齿轮箱的主轴装配结构示意图之四；
图中序号：1、共用底座，2、工作台，3、夹具，3-1、支座，3-2、横架，3-3、角钢，3-4、大力钳，3-5、加强筋板，3-6、固定滑块，3-7、活动滑块，4、工作台纵向往复移动机构，4-1、底板，4-2、纵向滑轨，4-3、丝杠丝母传动机构，4-4、涡轮蜗杆传动机构，4-5、手轮，5、工作台横向往复移动机构，5-1、底板，5-2、横向滑轨，5-3、丝杠丝母传动机构，5-4、涡轮蜗杆传动机构，5-5、手轮，6、工作台升降移动机构，6-1、底板，6-2、升降导轨，6-3、导向柱及套，6-4、液压油缸，7、主轴，8、钻头，9、齿轮箱，9-1、侧挡板，9-2、端封板，9-3、底板，9-4、顶板，9-5、中间板，9-6、排气孔，9-7、排放孔，10、驱动机构，10-1、齿轮，10-2、链轮链条传动机构，11、冷却喷淋系统。
具体实施方式
实施例一：
参见图1-2，图中，本发明直线型多排类卧式双面加工多轴钻床，包括共用底座1、机身、工作台2、夹具3和钻孔单元，所述钻孔单元沿共用底座顶面纵向居中固定安装，工作台有两个，且分别固定安装在共用底座纵向两端的机身上，机身内自上而下依次设有工作台纵向往复移动机构4、工作台横向往复移动机构5和工作台升降移动机构6，每个工作台安装有一套夹具，所述钻孔单元包括主轴7及钻头8、齿轮箱9和驱动机构10。在横架上、对应每个钻头位置分别安装有冷却喷淋系统11。主轴呈上下四排均布横向安装在齿轮箱内，每排主轴有22个，相邻两排主轴上下错开设置，且钻头伸出方向相反，驱动机构包括对应套装在主轴上居中设置的齿轮、主传动机构及动力机构，其中相邻两排齿轮上下啮合传动，齿轮箱两侧伸出的各排钻头与相应侧夹具上的各层横架一一对应，每层相邻两主轴的轴中心线间距为L。
其中，中低压风系统专用钻床每层相邻两主轴的轴中心线间距为L的范围值为120-150mm；高压风系统专用钻床每层相邻两主轴的轴中心线间距为L的范围值为80-100mm；加工净化风系统专用钻床每层相邻两主轴的轴中心线间距为L的范围值为50-70mm。
参见图3-4，图中，所述夹具包括支座3-1和角钢夹紧件，支座上自上而下设有两层用于放置支撑角钢的横架3-2，每层横架上对应设有6个角钢夹紧件，角钢3-3沿长度方向横向固定在横架上，所述角钢夹紧件为大力钳3-4，并且大力钳的下夹持部固定在横架上沿；所述横架内侧或者横架与支座底板之间横向均布设有多个加强筋板3-5。同时在各横架两端分别设有固定滑块3-6和活动滑块3-7，以及活动滑块上设有顶丝，用于将被夹角钢件两端顶紧固定。
参见图5-6，图中，所述工作台纵向往复移动机构包括底板4-1、两纵向滑轨4-2、丝杠丝母传动机构4-3、涡轮蜗杆传动机构4-4和手轮4-5，其中涡轮蜗杆传动机构安装在手轮轴与丝杠之间，丝母箱与工作台2底面固定。
参见图7-8，图中，所述工作台横向往复移动机构包括底板5-1、两横向滑轨5-2、丝杠丝母传动机构5-3、涡轮蜗杆传动机构5-4和手轮5-5，其中丝杠丝母传动机构和涡轮蜗杆传动机构分别有两套，且每套涡轮蜗杆传动机构安装在手轮轴与相应的丝杠之间，丝母箱与工作台纵向往复移动机构所含底板4-1底面固定。
参见图9-10，图中，所述工作台升降移动机构包括底板6-1，该底板与工作台横向往复移动机构所含底板5-1之间设有升降导轨6-2、滑动连接的导向柱及套6-3和液压油缸6-4，其中升降导轨和液压油缸位于底板纵向中部并前后设置，滑动连接的导向柱及套对称分布于底板纵向两侧。
参见图11-14，图中，所述齿轮箱包括固连在一起的两侧挡板9-1、两端封板9-2、底板9-3和顶板9-4，以及与侧挡板平行设置的两个中间板9-5；所述顶板上设有排气孔9-6，底板内壁为倾斜面，且在最低端设有排放孔9-7；主轴7呈上下四排均布横向安装在齿轮箱内，每排主轴有22个，相邻两排主轴上下错开设置，且钻头伸出方向相反，驱动机构包括对应套装在主轴上居中设置的齿轮10-1、主传动机构及动力机构，其中相邻两排齿轮上下啮合传动，齿轮箱两侧伸出的各排钻头与相应侧夹具上的各层横架一一对应，每层相邻两主轴的轴中心线间距为L。
参见图15，图中，所述主传动机构包括对称安装在主轴两侧的两套链轮链条传动机构10-2，所述动力机构包括变速箱及电机。
参见图16-19，图中，主轴7的主体部分为阶梯轴，主体部分一端外延用于安装钻头，阶梯轴的两端轴肩处通过轴承转动支撑在两中间板9-5和两侧挡板9-1上；主轴上居中设置有齿轮10-1；以及位于主轴单侧或两侧的链轮链条传动机构10-2。
使用时，将矩形风管角钢法兰用角钢件共四根分别装夹在两侧工作台上的夹具上下层的横架上，并通过大力钳夹紧及滑块与顶丝顶紧，然后，在工作台通过横向及升降移动机构调整好待角钢件加工位置后，工作台纵向进给，可以对两侧的上下两层角钢件一次性加工出一排间距固定、孔径大小相同的孔，大大提高了加工效率，并且加工精度高，尤其适用于批量角钢法兰的制作，有利于推广实施。实际应用中，角钢件上钻铣加工孔的直径不大于20mm，电机功率平均每轴不大于0.75kw。
实施例二：
本实施例图未画出。本实施例与实施例一结构相似，其结构上相同部分在此不再重述，其区别在于：本实施例在主轴的钻头安装端、主轴与钻头之间安装有万向节及其固定机构。
相对于实施例一，本实施例由于增设万向节，主轴间距可调，从而一机多用，在同一台设备上可以一次加工不同孔间距的排孔，应用范围更广，使用更方便，大大降低了生产成本，因而有利于推广实施。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本发明构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，比如：工作台纵向往复移动机构和工作台横向往复移动机构输入动力由手轮改为步进电机或者变频电机实现数控智能化，工作台升降移动机构所用油缸改为气缸或其它方式，多轴钻床横向排数及每排轴数量增减，附加冷却方式及改变，多轴钻床拓展为多轴铣床、攻丝，通过夹具平台和钻削单元相对位置的改变由卧式改为立式钻床等等，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种直线型多排类卧式双面加工多轴钻床，包括共用底座、机身、工作台、夹具和钻孔单元，其特征是：所述钻孔单元沿共用底座顶面纵向居中固定安装，工作台有两个，且分别固定安装在共用底座纵向两端的机身上，机身内自上而下依次设有工作台纵向往复移动机构、工作台横向往复移动机构和工作台升降移动机构，每个工作台安装有一套夹具，所述夹具包括支座和夹紧件，支座上自上而下设有多层横架，每个横架上对应设有多个夹紧件，待加工件沿长度方向横向固定在横架上，所述钻孔单元包括主轴及钻头、齿轮箱和驱动机构，其中主轴有多个，呈上下多排均布横向安装在齿轮箱内，相邻两排主轴上下错开设置，且钻头伸出方向相反，驱动机构包括对应套装在主轴上居中设置的多个齿轮、主传动机构及动力机构，其中相邻两排齿轮上下啮合传动，齿轮箱两侧伸出的各排钻头与相应侧夹具上的各层横架一一对应，每层相邻两主轴的轴中心线间距为L；所述主传动机构包括对称安装在主轴两侧的两套传动机构。
2.根据权利要求1所述的直线型多排类卧式双面加工多轴钻床，其特征是：中低压风系统直线型多排类卧式双面加工多轴钻床每层相邻两主轴的轴中心线间距为L的范围值为120-150mm。
3.根据权利要求1所述的直线型多排类卧式双面加工多轴钻床，其特征是：高压风系统直线型多排类卧式双面加工多轴钻床每层相邻两主轴的轴中心线间距为L的范围值为80-100mm。
4.根据权利要求1所述的直线型多排类卧式双面加工多轴钻床，其特征是：加工净化风系统直线型多排类卧式双面加工多轴钻床每层相邻两主轴的轴中心线间距为L的范围值为50-70mm。
5.根据权利要求1所述的直线型多排类卧式双面加工多轴钻床，其特征是：所述工作台纵向往复移动机构包括底板、两纵向滑轨、丝杠丝母传动机构、涡轮蜗杆传动机构和手轮，其中涡轮蜗杆传动机构安装在手轮轴与丝杠之间，丝母箱与其上部工作台底面固定，滑轨固定在其下部平台上面；所述工作台横向往复移动机构包括底板、两横向滑轨、丝杠丝母传动机构、涡轮蜗杆传动机构和手轮，其中丝杠丝母传动机构和涡轮蜗杆传动机构分别有两套，且每套涡轮蜗杆传动机构安装在手轮轴与相应的丝杠之间，丝母箱与工作台纵向往复移动机构所含底板底面固定，滑轨与其下部升降平台固定；所述工作台升降移动机构包括底板，该底板与工作台横向往复移动机构所含底板之间设有升降导轨、滑动连接的导向柱及套和液压油缸，其中升降导轨和液压油缸位于底板纵向中部并前后设置，滑动连接的导向柱及套对称分布于底板纵向两侧。
6.根据权利要求1所述的直线型多排类卧式双面加工多轴钻床，其特征是：所述齿轮箱包括固连在一起的两侧挡板、两端封板、底板和顶板，以及与侧挡板平行设置的两个中间板；主轴的主体部分为阶梯轴，主体部分一端外延用于安装钻头，阶梯轴的两端轴肩处通过轴承转动支撑在两中间板和两侧挡板上；所述顶板上设有排气孔，底板内壁为倾斜面，且在最低端设有排放孔。
7.根据权利要求1所述的直线型多排类卧式双面加工多轴钻床，其特征是：所述主传动机构包括的两套传动机构为链轮链条传动机构，所述动力机构包括变速箱及电机。
8.根据权利要求1所述的直线型多排类卧式双面加工多轴钻床，其特征是：在主轴的钻头安装端、主轴与钻头之间安装有万向节及其固定机构，用于拓展轴间距加工范围及分布形式。
9.根据权利要求1至8任一项所述的直线型多排类卧式双面加工多轴钻床，其特征是：所述夹紧件为大力钳，并且大力钳的下夹持部固定在横架上沿；同时在各横架两端分别设有固定滑块和活动滑块，以及活动滑块上设有顶丝，用于将待加工件两端顶紧固定。
10.根据权利要求1至8任一项所述的直线型多排类卧式双面加工多轴钻床，其特征是：所述横架内侧或者横架与支座底板之间横向均布设有多个加强筋板；在横架上、对应每个钻头位置分别安装有冷却喷淋系统。
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