CN104759660A - 一种双动力旋转深斜孔钻机及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钻深斜孔技术领域，具体为一种双动力旋转深斜孔钻机，包括连接有钻头的钻孔装置、驱动钻孔装置往复运动并为工件钻深斜孔的第一驱动装置、用于固定工件的夹具、至少一组能够夹紧夹具的夹紧装置和驱动夹紧装置旋转的第二驱动装置，所述钻头中心线、夹具的中心线和深斜孔的中心线为同一直线，且钻头的旋转方向与夹具的旋转方向相反。本发明结构简单，实用性强。

Description

一种双动力旋转深斜孔钻机及其加工方法

技术领域

本发明涉及钻斜孔技术领域，具体为一种双动力旋转深斜孔钻机及其加工方法。

背景技术

曲轴是引擎的主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下（往复）运动变成循环（旋转）运动。是发动机上的一个重要的机件，其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的， 曲轴的旋转是发动机的动力源。也是整个机械系统的源动力，曲轴包括曲柄和长轴，长轴包括圆柱体状的A部和与A部相连的圆台状的B部，而加工过程中，需要为长轴钻取一个贯通B部并部分深入A部的深斜孔，深斜孔的直径为5mm,深斜孔的中心线与长轴的中心线相交，且所成的锐角角度为2度，而A部的直径约为11mm,B部上底面的直径为8mm,下底面的直径为11mm,因曲轴的工作需求，深斜孔的孔心偏离B部的上底面的中心近0.5mm,深斜孔的偏心方向与深斜孔的倾斜方向相同。

而传统钻斜孔的方法主要是将曲轴倒转并倾斜2度固定，利用钻孔动力头中的钻头从B部的上底面进入，直至钻头进入A部，导致加工过程中，钻头容易偏摆，进而使钻孔的位置不准确，精度较低。

同时，在加工的过程中，因A部的直径约为11mm,B部上底面的直径为8mm,下底面的直径为11mm,且深斜孔的孔心偏离上底面的中心近0.5mm,深斜孔的偏心方向与深斜孔的倾斜方向相同，致使钻头深入长轴的位置越深，深斜孔最深处与长轴外表面之间的壁厚越薄，而钻头保持高速旋转，致使在钻深斜孔的过程中曲轴中的长轴容易被钻头崩裂而发生破损的现象，导致报废率居高不下，资源利用率降低。

最后，传统的钻斜孔方式一次只能对一个工件进行加工，工作效率低下。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种工作效率高、报废率低和精度高的双动力旋转深斜孔钻机。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种双动力旋转深斜孔钻机，包括连接有钻头的钻孔装置、驱动钻孔装置往复运动并为工件钻深斜孔的第一驱动装置、用于固定工件的夹具、至少一组能够夹紧夹具的夹紧装置和驱动夹紧装置旋转的第二驱动装置，所述钻头中心线、夹具的中心线和深斜孔的中心线为同一直线，且钻头的旋转方向与夹具的旋转方向相反。

进一步，所述的夹紧装置包括内设夹紧片的旋转筒和驱动夹紧片夹紧或松开夹具的第四驱动装置。

进一步，所述的夹具内设有用于定位工件的斜孔，还设有防止工件相对夹具转动的定位槽。

进一步，所述的钻孔装置还包括与钻头相连的主轴和驱动主轴进而带动钻头旋转的第三驱动装置。

进一步，第三驱动装置包括第三电机，第三电机通过第一皮带连接有带动主轴旋转的第一传动轴。

进一步，第二驱动装置包括第二电机，第二电机通过第二皮带连接有带动夹紧装置旋转的第二传动轴。

进一步，第一驱动装置为第三进给电机，第四驱动装置为第一液压油缸。

进一步，所述夹具的中心线与夹具中斜孔的中心线相交，且所成的锐角角度为2度。

进一步，所述与钻头相连的主轴的根数为四根，所述夹紧装置的组数为四组，所述夹具的个数为四个。

一种适合上述双动力旋转深斜孔钻机的钻深孔方法，其具体步骤如下：

a.上料：每次将每个欲加工的工件分别置于每个夹具的斜孔中，转动工件并使工件刚好落位于固定工件的定位槽中，使其不能相对夹具转动，将每个夹具分别放入每组旋转筒中。

b.夹紧：利用液压气缸驱动夹紧片夹紧夹具，同时达到了旋转筒的内部顶住工件的效果，进而使工件固定。

c.钻孔：首先利用第三电机驱动第一传动轴带动主轴上的钻头旋转，同时，利用第二电机驱动旋转筒旋转，进而使定位在夹具中的工件旋转，而工件的旋转方向与钻头的旋转方向相反，最后，利用第一进给电机驱动钻孔装置的钻头向工件移动，钻头接触工件，并为工件钻深斜孔，加工完成后，第一进给电机驱动钻孔装置使其返回到初始位置。

d.下料：利用液压气缸驱动夹紧片松开夹具，取出旋转筒内的夹具，进而取出夹具中的工件，此时，工件完成了一个完整的加工过程。

对比现有技术的不足，本发明提供的技术方案所带来的有益效果：1.本发明通过工件与钻头同时旋转，且旋转方向相反，确保加工过程中钻头不易偏摆，进而使钻孔的位置准确，精度较高。2.本发明通过工件与钻头同时旋转，与传统工件固定式的钻孔方法相比，钻头转速相对传统方法较小，其转矩就相应较大，在钻相同孔的情况下，钻头对工件的作用力就相对较小，使在钻深斜孔的过程中曲轴中的长轴不易被钻头崩裂而发生破损的现象，工件为钻头的反作用力也相对较小，因此，钻头也不容易崩掉。3.本发明每次通过四个钻头分别对四个工件进行加工，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为欲加工工件的局部剖视示意图。

图3为欲加工工件的仰视示意图。

图4为本发明的俯视示意图。

图5为夹具的剖视示意图。

图6为安装有工件的夹具剖视示意图。

图7为旋转筒装有夹具的结构示意图。

图8为旋紧螺杆旋紧夹具的结构示意图。

具体实施方式

参照图1-图8对本发明做进一步说明，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参照图2-图3：欲加工的工件包括离心部11和长轴12，长轴12包括圆柱体状的A部121和与A部121相连的圆台状的B部122，而加工过程中，需要为长轴12钻取一个贯通B部122并部分深入A部121的深斜孔13，该深斜孔13的中心线与长轴12的中心线相交，且所成的锐角角度为2度，同时，深斜孔13的孔心偏离B部122的上底面的中心近0.5mm, A部121的直径约为11mm,B部122上底面的直径为8mm,下底面的直径为11mm,深斜孔13的偏心方向与深斜孔13的倾斜方向相同。

参照图1、图4、图5和图6：工作前，可将欲加工的工件置于夹具2的斜孔22中，转动工件并使工件的离心部11刚好落位于固定工件的定位槽21中，使其不能相对夹具2转动；

与钻头相连的主轴43的根数为四根，夹紧装置的组数为四组，所述夹具2的个数为四个，钻头中心线、夹具2的中心线和深斜孔13的中心线为同一直线，且钻头的旋转方向与夹具2的旋转方向相反，钻头与夹具2中的工件对应配合；

需要注意的是：主轴43的根数、夹紧装置的组数和夹具2的个数，三者的数量必须相同，当然，三者的数量可以同时为1、2、3、5、甚至更多，考虑到生产效率和实际工作情况，将三者的数量均设为4。

参照图7-图8：夹紧装置包括内设夹紧片31的旋转筒32和驱动夹紧片31夹紧或松开夹具2的液压油缸，工作前，将放置好工件的夹具2置于旋转筒32中，并使工件刚好顶触旋转筒32的内部，利用液压油缸驱动夹紧片31夹紧夹具2，使工件不能在夹具2中滑动，工作完成后，利用液压油缸驱动夹紧片31松开夹具2，方便操作者取出夹具2，进而取出夹具2中的工件，作为优选：将此组作为本发明的最优实施例；

当然，夹紧装置也可以利用旋紧螺杆33驱动夹紧片31夹紧或松开夹具2。

参照图1、图4和图5：在主轴43的根数为四根，夹紧装置的组数为四组，所述夹具2的个数为四个的情况下：

钻孔装置包括第三电机4，第三电机4通过第一皮带41带动第一传动轴42旋转，第一传动轴42可以通过齿轮带动四根主轴43旋转，进而使连接在四根主轴43上的四根钻头分别对四个夹具2的四个工件钻深斜孔13，作为优选：将此组作为本发明的最优实施例；

当然，钻孔装置还可以由单轴加四轴器钻孔动力头组成，进而带动四根钻头分别对四个夹具2的四个工件钻深斜孔13。

第二驱动装置包括第二电机5，第二电机5通过第二皮带51连接有带动夹紧装置旋转的第二传动轴，第二传动轴可以通过齿轮带动四个旋转筒32旋转，进而使固定在旋转筒32的中夹具2及工件旋转，需要注意的是：任意一个工件的旋转方向必须和相应钻头的旋转方向相反。

第一驱动装置为第三进给电机7，当将放置有工件的四个夹具2分别置于四个旋转筒32中，由第一液压油缸驱动压紧片压紧夹具2，同时，启动第一电机和第二电机5分别使钻头和工件反向旋转，再利用第三进给电机7使钻孔装置上的钻头向工件移动并为工件钻深斜孔13，加工完成后，第三进给电机7驱动钻孔装置返回到初始位置，需要注意的是：此处的加工完成后为第三进给电机7驱动钻孔装置上的钻头移动的预先设置距离，作为优选：将此组作为本发明的最优实施例；

第一驱动装置也可以为液压油缸，液压油缸也可以驱动钻孔装置往复运动。

本发明中，工件的旋转方向与钻头的旋转方向相反，工件的旋转速度与钻头的旋转速度可以相同，也可以不同。因此，钻头的旋转速度相对于工件的旋转速度会更高，所以，本发明设置钻头的旋转速度相对于传统钻深斜孔13的方法设置钻头的旋转速度要更低，由P=F*V,T=F*R，V=2ΠR*N,得出9549.297P=T*N,由此可见，功率一定时，转速与转矩成反比关系，因此，本发明中的钻头转速相对传统方法较小，其转矩就相应较大，在钻相同孔的情况下，其中转矩较大的钻头对工件的作用力就相对较小，使在钻深斜孔13的过程中曲轴中的长轴12不易被钻头崩裂而发生破损的现象，工件为钻头的反作用力也相对较小，因此，钻头也不容易崩掉。

为了能够更好的阐述上述技术方案：一种适合上述双动力旋转深斜孔13钻机的钻深孔方法，其具体步骤如下：

a.上料：每次将每个欲加工的工件分别置于每个夹具2的斜孔22中，转动工件并使工件刚好落位于固定工件的定位槽21中，使其不能相对夹具2转动，将每个夹具2分别放入每组旋转筒32中。

b.夹紧：利用液压气缸驱动夹紧片31夹紧夹具2，同时达到了旋转筒32的内部顶住工件的效果，进而使工件固定。

c.钻孔：首先利用第三电机4驱动第一传动轴42带动主轴43上的钻头旋转，同时，利用第二电机5驱动旋转筒32旋转，进而使定位在夹具2中的工件旋转，而工件的旋转方向与钻头的旋转方向相反，最后，利用第一进给电机驱动钻孔装置的钻头向工件移动，钻头接触工件，并为工件钻深斜孔13，加工完成后，第一进给电机驱动钻孔装置使其返回到初始位置。

d.下料：利用液压气缸驱动夹紧片31松开夹具2，取出旋转筒32内的夹具2，进而取出夹具2中的工件，此时，工件完成了一个完整的加工过程。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行通常的变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种双动力旋转深斜孔钻机，其特征在于：包括连接有钻头的钻孔装置、驱动钻孔装置往复运动并为工件钻深斜孔的第一驱动装置、用于固定工件的夹具、至少一组能够夹紧夹具的夹紧装置和驱动夹紧装置旋转的第二驱动装置，所述钻头中心线、夹具的中心线和深斜孔的中心线为同一直线，且钻头的旋转方向与夹具的旋转方向相反。

2.根据权利要求1所述的一种双动力旋转深斜孔钻机，其特征在于：所述的夹紧装置包括内设夹紧片的旋转筒和驱动夹紧片夹紧或松开夹具的第四驱动装置。

3.根据权利要求1或2所述的一种双动力旋转深斜孔钻机，其特征在于：所述的夹具内设有用于定位工件的斜孔，还设有防止工件相对夹具转动的定位槽。

4.根据权利要求1或2所述的一种双动力旋转深斜孔钻机，其特征在于：所述的钻孔装置还包括与钻头相连的主轴和驱动主轴进而带动钻头旋转的第三驱动装置。

5.根据权利要求4所述的一种双动力旋转深斜孔钻机，其特征在于：第三驱动装置包括第三电机，第三电机通过第一皮带连接有带动主轴旋转的第一传动轴。

6.根据权利要求5所述的一种双动力旋转深斜孔钻机，其特征在于：第二驱动装置包括第二电机，第二电机通过第二皮带连接有带动夹紧装置旋转的第二传动轴。

7.根据权利要求2所述的一种双动力旋转深斜孔钻机，其特征在于：第一驱动装置为第三进给电机，第四驱动装置为第一液压油缸。

8.根据权利要求3任意一项中所述的一种双动力旋转深斜孔钻机，其特征在于：所述夹具的中心线与夹具中斜孔的中心线相交，且所成的锐角角度为2度。

9.根据权利要求3所述的一种双动力旋转深斜孔钻机，其特征在于：所述与钻头相连的主轴的根数为四根，所述夹紧装置的组数为四组，所述夹具的个数为四个。

10.一种适合上述双动力旋转深斜孔钻机的钻深孔方法，其特征在于：其具体步骤如下：

a.上料：每次将欲加工的工件分别置于每个夹具的斜孔中，转动工件并使工件刚好落位于固定工件的定位槽中，使其不能相对夹具转动，将每个夹具分别放入每组旋转筒中;

b.夹紧：利用液压气缸驱动夹紧片夹紧夹具，同时达到了旋转筒的内部顶住工件的效果，进而使工件固定;

c.钻孔：首先利用第三电机驱动第一传动轴带动主轴上的钻头旋转，同时，利用第二电机驱动旋转筒旋转，进而使定位在夹具中的工件旋转，而工件的旋转方向与钻头的旋转方向相反，最后，利用第一进给电机驱动钻孔装置的钻头向工件移动，钻头接触工件，并为工件钻深斜孔，加工完成后，第一进给电机驱动钻孔装置使其返回到初始位置;

d.下料：利用液压气缸驱动夹紧片松开夹具，取出旋转筒内的夹具，进而取出夹具中的工件，此时，工件完成了一个完整的加工过程。