CN105499642A - 一种轮胎模具数控打孔机及其打孔方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轮胎模具数控打孔机及其打孔方法，包括床身，床身上具有自动打孔机构。在找正工件后，整个加工过程实现了数控自动化加工，扎点打孔一次完成；省去了一步转序，变两次装夹为一次，综合加工效率提高50%以上；加工出的孔一致性更好，质量得到提升，无需返修。

Description

一种轮胎模具数控打孔机及其打孔方法
技术领域
本发明涉及轮胎模具侧板及钢圈排气孔加工技术领域，尤其涉及一种轮胎
模具数控打孔机。
背景技术
轮胎模具上的侧板、钢圈的气孔多角度圆周均布的、气孔直径多为1-3mm。这些气孔是用气动工具人工手动加工的，目前打孔方式为，先通过扎点机扎点，然后人工打孔，效率一般、精度不一致,没有实现数控自动化，采用手动打完的孔，由于精度不一致，下一步气孔环槽工序，只能在半自动机床上加工，效率低，质量得不到保证。
使用数控打孔机，打孔精度一致，下一步加工气孔环槽工序，就可以采用数控加工。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可有效提高打孔生产效率和加工质量，同时降低生产成本，实现机床自动化打孔，很好地避免了折断钻头，编程简单、操作方便，可有效保证产品质量一致性的轮胎模具数控打孔机及其打孔
方法。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种轮胎模具数控打孔机，包括床身，床身上具有自动打孔机构。
以下是本发明的进一步改进：
床身上设有可带动自动打孔机构沿X方向运动的X轴进给机构。
进一步改进：
所述数控打孔机还包括可带动自动打孔机构沿Z轴运动的Z轴进给机构。
进一步改进：
所述数控打孔机还包括可带动自动打孔机构作旋转运动的B轴进给机构。
进一步改进：
所述数控打孔机还包括可带动自动打孔机构下落打孔及其抬刀的W轴进给机构。
进一步改进：
所述数控打孔机还包括可带动工件做回转运动的C轴进给机构。
进一步改进：
所述自动打孔机构包括导轨安装板，导轨安装板的一侧板面上通过导轨滑动连接有第一滑块，第一滑块上固定连接有滑块安装板，滑块安装板的另一侧板面上滑动连接有主轴机构；
滑块安装板上设有导轨，导轨上滑动连接有第二滑块，主轴机构固定连在第二滑块上。
进一步改进：
所述X轴进给机构包括X轴驱动电机及与X轴驱动电机传动连接的直线运动机构。
进一步改进：
所述Z轴进给机构包括Z轴驱动电机及与Z轴驱动电机传动连接的直线运动机构。
进一步改进：
所述B轴进给机构包括B轴驱动电机及与其传动连接的精密减速器。
进一步改进：
W轴进给机构包括W轴向驱动电机及丝杠机构，W轴向驱动电机与丝杠机构传动连接。
进一步改进：
C轴进给机构包括C轴驱动电机及精密分度头，工件部分依靠精密分度头做回转运动。
进一步改进：
主轴机构包括主轴驱动电机及主轴，主轴上传动连接有钻头。
进一步改进：
所述数控打孔机还包括控制系统，控制系统包括三轴控制系统及四轴控制系统。
一种轮胎模具数控打孔机的打孔方法，包括以下步骤，在钻孔过程中自动打孔机构通过带检测气缸进行压力保护；
设定程序0.1～0.2mm检测一次钻头有没有异常，只要钻头锋利、排屑正常、检测正常打孔无须抬刀、不受深浅限制连续工作，打孔过程中钻头碰到硬点或钻头排屑不正常或钻头不锋利，导致钻头产生阻力过大，超过正常钻孔的压力保护，钻孔部分停止向下移动，，这时带有检测装置的气缸的检测探头检测到气缸伸缩到设定位置后发出信号给四轴控制系统，四轴控制系统控制W轴进给机构快速抬刀。
本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：
1、在找正工件后，整个加工过程实现了数控自动化加工，扎点打孔一次完成；省去了一步转序，变两次装夹为一次，综合加工效率提高50%以上；
2、加工出的孔一致性更好，质量得到提升，无需返修；
3、采用此打孔方式，加工时间得到缩短，一人可以操作多台机床同时加工，提高了加工效率；
4.采用了带检测功能的气缸，当钻头钻不动时，检测探头检测到后，将信号反馈给系统，系统会控制自动打孔部分抬起，抬到设定高度后继续下落打孔，很好地避免了折断钻头；
5、操作方便，数控化程度高，并且自带检测，自动抬刀部分气缸检测探头连续多次动作后，机床就会停止工作，并且报警；
6、采用了三轴控制系统、四轴控制系统双系统控制，实现了五轴系统的功能，成本可降低75%，且编程简单，操作方便，简单易学，对操作人员要求低。
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的说明。
附图说明
附图1为本发明实施例的结构示意图；
附图2为本发明实施例去除护照后的结构示意图；
附图3为本发明实施例的主视图；
附图4为附图3的左视图；
附图5为附图3的俯视图；
附图6为本发明实施例中自动打孔机构的结构示意图；
附图7为本发明实施例中自动打孔机构的主视图；
附图8为附图7的左视图；
附图9为附图7的右视图；
附图10为自动打孔机构的剖视图；
附图11为检测探头的结构示意图。
图中：1-床身；2-控制系统；3-W轴进给机构；4-立柱；5-支撑臂；6-B轴进给机构；7-自动打孔机构；8-C轴进给机构；9-X轴进给机构；10-Z轴进给机构；11-导轨安装板；12-滑块安装板；13-第一滑块；14-同步带；15-B轴驱动电机；16-主轴机构；17-第二滑块；18-气缸；19-导轨；20-Z轴驱动电机；21-B轴驱动电机；22-X轴驱动电机；23-C轴驱动电机；24-W轴驱动电机；25-精密减速器；26-丝杠机构；201-三轴控制系统；202-四轴控制系统。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种轮胎模具数控打孔机，包括床身1，床身1上具有自动打孔机构7，床身1上设有可带动自动打孔机构7沿X方向运动的X轴进给机构9。
所述X轴进给机构9包括X轴驱动电机22及与X轴驱动电机22传动连接的直线运动机构，直线运动机构可以选择如滚珠丝杠机构等。
所述数控打孔机还包括可带动自动打孔机构7沿Z轴运动的Z轴进给机构10。
Z轴进给机构10通过立柱4设置在X轴进给机构9上。
所述Z轴进给机构包括Z轴驱动电机20及与Z轴驱动电机20传动连接的直线运动机构，直线运动机构可以选择如滚珠丝杠机构等。
所述数控打孔机还包括可带动自动打孔机构7作旋转运动的B轴进给机构6。
B轴进给机构6通过支撑臂5设置在Z轴进给机构10上。
所述B轴进给机构6包括B轴驱动电机15及与其传动连接的精密减速器25，此结构便于精确加工斜角度气孔。
所述数控打孔机还包括可带动自动打孔机构7下落打孔及其抬刀的W轴进给机构3。
W轴进给机构3设置在B轴进给机构6上。
W轴进给机构3包括W轴向驱动电机24及丝杠机构26，W轴向驱动电机24与丝杠机构26传动连接。
所述数控打孔机还包括可带动工件做回转运动的C轴进给机构8，C轴进给机构8包括C轴驱动电机23及精密分度头，工件部分依靠精密分度头做回转运动。
如图5-11所示，所述自动打孔机构7包括导轨安装板11，导轨安装板11的一侧板面上通过导轨滑动连接有第一滑块13，第一滑块13上固定连接有滑块安装板12，滑块安装板12的另一侧板面上滑动连接有主轴机构16，滑块安装板12上设有导轨19，导轨19上滑动连接有第二滑块17，主轴机构16固定连在第二滑块17上，导轨安装板11上固定连接有气缸18，气缸18上连接有检测探头，气缸18的伸缩端与第二滑块17连接，通过气缸18可带动主轴机构16沿导轨19运动。
B轴驱动电机15固定连接在导轨安装板11上，B轴驱动电机15通过同步带14与丝杠机构26传动连接，第一滑块13与丝杠机构26传动连接。滑块安装板12与B轴驱动电机21传动连接。
主轴机构16包括主轴驱动电机及主轴，主轴上传动连接有钻头。主轴采用具有恒扭矩、带拉刀的主轴，可带动钻头高速旋转，一般购买的电主轴转速在3000转/分时，扭矩下降，主轴卡死。因为每种钻头对应的打孔压力不同，其还可自动根据钻头的大小通过系统控制电气比例阀对检测压力自动进行转换。
所述数控打孔机还包括控制系统2，控制系统2包括三轴控制系统201及四轴控制系统202，四轴控制系统202用于控制X轴进给机构9、C轴进给机构8、B轴进给机构6及W轴进给机构3，三轴控制系统201用于控制Z轴进给机构10，依靠检测信号实现系统切换使各轴联动。
一种轮胎模具数控打孔机的打孔方法，包括以下步骤，在钻孔过程中自动打孔机构7通过带检测探头的气缸18进行压力保护，设定程序0.1～0.2mm范围内反馈一次钻头有没有异常，只要钻头锋利、排屑正常、检测正常打孔无须抬刀、不受深浅限制连续工作，打孔过程中钻头碰到硬点或钻头排屑不正常或钻头不锋利，导致钻头产生阻力过大，超过正常钻孔的压力保护，钻孔部分停止向下移动，这时带有检测装置的气缸18的检测探头检测到气缸伸缩到设定位置后发出信号，给四轴控制系统202递信息，四轴控制系统202控制W轴进给机构3快速抬刀，代替了以前靠程序定量控制深浅的啄钻。
检测探头使用D-M9PZ厂家SMC工作原理，正常钻孔的情况下给气缸18设定一定的压力，钻头锋利的情况下，下深钻孔的力不会大于气缸18设定的力，钻头不锋利，或排屑不流畅钻孔阻力大，这是钻孔用的力大于设定气缸18的力，气缸活塞产生位移，D-M9PZ检测探头检测到信号，传给四轴控制系统202，四轴控制系统202控制W轴进给机构3快速抬刀。

Claims (10)

1.一种轮胎模具数控打孔机，包括床身（1），其特征在于：床身（1）上具有自动打孔机构（7）。
2.根据权利要求1所述的一种轮胎模具数控打孔机，其特征在于：床身（1）上设有可带动自动打孔机构（7）沿X方向运动的X轴进给机构（9）。
3.根据权利要求1所述的一种轮胎模具数控打孔机，其特征在于：所述数控打孔机还包括可带动自动打孔机构（7）沿Z轴运动的Z轴进给机构（10）。
4.根据权利要求1所述的一种轮胎模具数控打孔机，其特征在于：所述数控打孔机还包括可带动自动打孔机构（7）作旋转运动的B轴进给机构（6）。
5.根据权利要求1所述的一种轮胎模具数控打孔机，其特征在于：所述数控打孔机还包括可带动自动打孔机构（7）下落打孔及其抬刀的W轴进给机构（3）。
6.根据权利要求1所述的一种轮胎模具数控打孔机，其特征在于：所述数控打孔机还包括可带动工件做回转运动的C轴进给机构（8）。
7.根据权利要求1所述的一种轮胎模具数控打孔机，其特征在于：所述自动打孔机构（7）包括导轨安装板（11），导轨安装板（11）的一侧板面上通过导轨滑动连接有第一滑块（13）；
第一滑块（13）上固定连接有滑块安装板（12），滑块安装板（12）的另一侧板面上滑动连接有主轴机构（16）。
8.根据权利要求7所述的一种轮胎模具数控打孔机，其特征在于：滑块安装板（12）上设有导轨（19），导轨（19）上滑动连接有第二滑块（17），主轴机构（16）固定连在第二滑块（17）上；
导轨安装板（11）上固定连接气缸（18），气缸（18）上连接有检测探头，气缸（18）的伸缩端与第二滑块（17）连接，通过气缸（18）可带动主轴机构（16）沿导轨（19）运动；
所述数控打孔机还包括X轴进给机构（9）、Z轴进给机构（10）、B轴进给机构（6）、W轴进给机构（3）、C轴进给机构（8）、主轴机构（16）；
所述X轴进给机构（9）包括X轴驱动电机（22）及与X轴驱动电机（22）传动连接的直线运动机构；
所述Z轴进给机构（10）包括Z轴驱动电机（20）及与Z轴驱动电机（20）传动连接的直线运动机构；
所述B轴进给机构（6）包括B轴驱动电机（15）及与其传动连接的精密减速器（25）；
W轴进给机构（3）包括W轴向驱动电机（24）及丝杠机构（26），W轴向驱动电机（24）与丝杠机构（26）传动连接；
C轴进给机构（8）包括C轴驱动电机（23）及精密分度头，工件部分依靠精密分度头做回转运动；
主轴机构（16）包括主轴驱动电机及主轴，主轴上传动连接有钻头。
9.根据权利要求1所述的一种轮胎模具数控打孔机，其特征在于：所述数控打孔机还包括控制系统（2），控制系统（2）包括三轴控制系统（201）及四轴控制系统（202）。
10.一种轮胎模具数控打孔机的打孔方法，其特征在于：包括以下步骤，在钻孔过程中自动打孔机构（7）通过带检测探头的气缸（18）进行压力保护；
设定程序0.1-0.2mm范围内检测一次钻头有没有异常，钻头无异常则继续工作；
钻头异常则带有检测装置的气缸（18）的检测探头检测到气缸伸缩到设定位置后发出信号给四轴控制系统（202），四轴控制系统（202）控制W轴进给机构（3）快速抬刀。
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