CN106249620B - 一种基于eM-Plant仿真系统的钻削设备及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于eM‑Plant仿真系统的钻削设备及其工作方法，由基座，滑动立柱，升降进给齿条，物料承载装置，动力传送装置，eM‑Plant仿真电控系统组成。所述基座上方设有滑动立柱，所述滑动立柱与基座之间通过过盈方式连接；所述物料承载装置套设在滑动立柱外径表面，物料承载装置与滑动立柱之间通过升降进给齿条滑动连接，所述升降进给齿条非齿条一侧紧贴滑动立柱外径表面，升降进给齿条底部固定在基座上表面；所述动力传送装置位于滑动立柱顶端，动力传送装置与滑动立柱之间通过过盈方式连接；所述eM‑Plant仿真电控系统位于基座一侧。本发明所述的一种基于eM‑Plant仿真系统的钻削设备结构新颖合理，操作方便快捷，安全性能高，适合于多种类型工件的钻削使用。

Description

一种基于eM-Plant仿真系统的钻削设备及其工作方法

技术领域

本发明属于机加工设备领域，具体涉及一种基于eM-Plant仿真系统的钻削设备及其工作方法。

背景技术

钻床是指主要用钻头在工件上加工孔的机床。通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。钻床结构简单，加工精度相对较低，可钻通孔、盲孔，更换特殊刀具，可扩、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工。加工过程中工件不动，让刀具移动，将刀具中心对正孔中心，并使刀具转动(主运动)。钻床的特点是工件固定不动，刀具做旋转运动。

20世纪70年代初，钻床在世界上还是采用普通继电器控制的。如70年代～80年代进入中国的美国的ELDORADO公司的MEGA50，德国TBT公司的T30-3-250，NAGEL公司的B4-H30-C/L，日本神崎高级精工制作所的DEG型等钻床都是采用继电器控制的。

80年代后期由于数控技术的出现才逐渐开始在深孔钻床上得到应用，特别是90年代以后这种先进技术才得到推广。如TBT公司90年代初上市的ML系列深孔钻床除进给系统由机械无级变速器改为采用交流伺服电机驱动滚珠丝杠副，进给用滑台导轨采用滚动直线导轨以外，钻杆箱传动为了保证高速旋转、精度平稳，由交换皮带轮及皮带，和双速电机驱动的有级传动变为无级调速的变频电机到电主轴驱动，为钻削小孔深孔钻床和提高深孔钻床的水平质量创造了有利条件。

为了加工某些零件上的相互交叉或任意角度，或与加工零件中心线成一定角度的斜孔，垂直孔或平行孔等需要，各个国家而专门开发研制多种专用深孔钻床。例如专门为了加工曲轴上的油孔，连杆上的斜油孔，平行孔和饲料机械上料模的多个径向出料孔等。特别适用于大中型卡车曲轴油孔的BW250-KW深孔钻床，它们均具有X、Y、Z、W四轴数控。为了客户需要，在一条生产线上可以加工多种不同品种的曲轴油孔，于2000年设计制造了第一台柔性曲轴加工中心，可以加工2～12个不同曲轴上所有的油孔。MOLLART公司生产制造的专为加工颗粒挤出模具而开发的具有六等分六根主轴同时加工同一工件上六个孔的专用深孔钻床，该工件孔数量多达36000个，全都是数控系统控制的。

在现有技术条件下，钻削设备的建设成本和运行成本的增加将成为必然，现有的传统工艺、处理方法具有钻削性能差，控制程序复杂，劳动成本高等缺点。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于eM-Plant仿真系统的钻削设备，包括：基座1，滑动立柱2，升降进给齿条3，物料承载装置4，动力传送装置5，eM-Plant仿真电控系统6；所述基座1上方设有滑动立柱2，所述滑动立柱2与基座1之间通过过盈方式连接，滑动立柱2直径在8cm～12cm之间，滑动立柱2高度范围在0.4m～0.8m之间；所述物料承载装置4套设在滑动立柱2外径表面，物料承载装置4与滑动立柱2之间通过升降进给齿条3滑动连接，所述升降进给齿条3非齿条一侧紧贴滑动立柱2外径表面，升降进给齿条3底部固定在基座1上表面；所述动力传送装置5位于滑动立柱2顶端，动力传送装置5与滑动立柱2之间通过过盈方式连接；所述eM-Plant仿真电控系统6位于基座1一侧。

进一步的，所述工件承载装置4包括：升降滑套4-1，滑套锁紧手柄4-2，升降摇柄4-3，刻度转盘4-4，工件夹紧平台4-5；所述升降滑套4-1外形呈圆柱状结构，升降滑套4-1中间设有圆柱通孔及齿条啮合槽；所述滑套锁紧手柄4-2位于升降滑套4-1图示右侧外径侧壁，滑套锁紧手柄4-2穿过升降滑套4-1侧壁表面的耳板并与耳板螺纹连接；所述升降摇柄4-3位于升降滑套4-1图示正面外径侧壁位置，升降摇柄4-3表面呈光滑曲面状结构；所述刻度转盘4-4位于升降滑套4-1图示左侧外径侧壁，刻度转盘4-4与升降滑套4-1外径表面设有的圆柱转动连接；所述工件夹紧平台4-5固定在升降滑套4-1外径设有的圆柱端面，工件夹紧平台4-5由高强度的金属材料经锻造之后并做热处理而制得。

进一步的，所述动力传送装置5包括：带轮安全罩5-1，电动机5-2，主轴变速箱5-3，调速开关5-4，进给操纵手柄5-5，连接导线5-6，主动旋转轴5-7，钻头夹套5-8，钻头5-9，电源旋转钮5-10；所述带轮安全罩5-1下表面分别设有电动机5-2及主轴变速箱5-3，所述电动机5-2与带轮安全罩5-1内部的带轮机构固定连接，电动机5-2主轴方向竖直向上，电动机5-2与eM-Plant仿真电控系统6通过信号线连接；所述主轴变速箱5-3内部设有多级齿轮机构，主轴变速箱5-3与电动机5-2之间通过连接导线5-6连通；所述调速开关5-4位于主轴变速箱5-3外壁表面，调速开关5-4与eM-Plant仿真电控系统6之间通过导线连接控制；所述进给操纵手柄5-5位于主轴变速箱5-3外壁表面，进给操纵手柄5-5与主轴变速箱5-3内部多级齿轮机构相连；所述主动旋转轴5-7位于主轴变速箱5-3底部表面，主动旋转轴5-7与主轴变速箱5-3内部多级齿轮机构输出齿轮固定连接；所述钻头夹套5-8固定在主动旋转轴5-7底面，钻头夹套5-8与主动旋转轴5-7之间通过螺钉固定；所述钻头5-9位于钻头夹套5-8内部固定孔中，钻头5-9与钻头夹套5-8之间通过卡槽旋转固定；所述电源旋转钮5-10位于主轴变速箱5-3背面外壁表面，电源旋转钮5-10与eM-Plant仿真电控系统6之间通过导线连接控制。

进一步的，所述钻头5-9由高分子材料压模成型，钻头5-9的组成成分和制造过程如下：

一、钻头5-9组成成分：

按重量份数计，3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯甲酸-2,4-双(1,1-二甲基丙基)苯酯71～131份，2-丁二酸和1,1'-[(1-甲亚乙基)双(4,1-亚苯氧基)]双[2-丙醇]的聚合物91～131份，双(4-烯丙氧基-3,5-二溴苯基)砜131～331份，2-丙烯酸[1,1'-联苯]-4,4'-二基双(氧基-2,1-亚乙基)酯(9CI)91～141份，3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸甲酯81～131份，聚[氧基羰氧基(2,6-二溴-1,4-亚苯基)-(1-甲基亚乙基)(3,5-二溴-1,4-亚苯基)]131～351份，浓度为31ppm～121ppm的十八烷基-3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸酯81～131份，2-[2,4-双(1,1-二甲基丙基)苯氧基]-3',5'-二氯-4'-乙基-2'-羟基丁酰苯胺71～131份，1-[4-(1,1-二甲基乙基)-2,6-二甲基-3,5-二硝基苯基]乙酮71～181份，交联剂91～131份，3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸丁酯31～131份，N-[5-[双[2-(2-丙烯氧基)乙基]氨基]-2-[(2-溴-4,6-二硝基苯基)偶氮]-4-甲氧基苯]乙酰胺101～181份，(S)-2-乙氧基-3-(4-羟基苯基)丙酸乙酯31～91份，2-溴-3-{4-[2-(5-乙基-2-吡啶基)-乙氧基]苯基}丙烯酸甲酯31～171份；

所述交联剂为4-(2-乙氧基-2-氧-乙氧基)-3-硝基苯甲酸甲酯、L-2-(N-叔丁氧酰基)-3',4'-二甲氧基苯丙氨酸乙酯、苯乙酸-2-甲氧-4-(2-丙烯基)苯(酚)酯中的任意一种；

二、钻头5-9的制造过程，包含以下步骤：

第1步：在反应釜中加入电导率为0.11μS/cm～0.81μS/cm的超纯水311～1211份，启动反应釜内搅拌器，转速为101rpm～121rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至71℃～91℃；依次加3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯甲酸-2,4-双(1,1-二甲基丙基)苯酯、2-丁二酸和1,1'-[(1-甲亚乙基)双(4,1-亚苯氧基)]双[2-丙醇]的聚合物、双(4-烯丙氧基-3,5-二溴苯基)砜，搅拌至完全溶解，调节pH值为1.1～8.1，将搅拌器转速调至111rpm～221rpm，温度为101℃～171℃，酯化反应11～31小时；

第2步：取2-丙烯酸[1,1'-联苯]-4,4'-二基双(氧基-2,1-亚乙基)酯(9CI)、3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸甲酯进行粉碎，粉末粒径为111～201目；加聚[氧基羰氧基(2,6-二溴-1,4-亚苯基)-(1-甲基亚乙基)(3,5-二溴-1,4-亚苯基)]混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为11mm～71mm，采用剂量为1.1kGy～9.1kGy、能量为1.1MeV～10MeV的α射线辐照11～111分钟，以及同等剂量的β射线辐照81～171分钟；

第3步：经第2步处理的混合粉末溶于十八烷基-3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸酯中，加入反应釜，搅拌器转速为91rpm～191rpm，温度为101℃～141℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.91MPa～-0.11MPa，保持此状态反应11～31小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.11MPa～0.81MPa，保温静置11～31小时；搅拌器转速提升至111rpm～211rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入2-[2,4-双(1,1-二甲基丙基)苯氧基]-3',5'-二氯-4'-乙基-2'-羟基丁酰苯胺、1-[4-(1,1-二甲基乙基)-2,6-二甲基-3,5-二硝基苯基]乙酮完全溶解后，加入交联剂搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为1.1～8.1，保温静置11～31小时；

第4步：在搅拌器转速为111rpm～171rpm时，依次加入3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸丁酯、N-[5-[双[2-(2-丙烯氧基)乙基]氨基]-2-[(2-溴-4,6-二硝基苯基)偶氮]-4-甲氧基苯]乙酰胺、(S)-2-乙氧基-3-(4-羟基苯基)丙酸乙酯、2-溴-3-{4-[2-(5-乙基-2-吡啶基)-乙氧基]苯基}丙烯酸甲酯，提升反应釜压力，使其达到0.91MPa～1.71MPa，温度为111℃～181℃，聚合反应11～31小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至11℃～21℃，出料，入压模机即可制得钻头5-9。

本发明还公开了一种基于eM-Plant仿真系统的钻削设备的工作方法，该方法包括以下几个步骤：

第1步：将待钻削工件放置在工件夹紧平台4-5上表面，且工件待钻削位置需对准工件夹紧平台4-5表面的竖直通孔，并通过螺钉将工件锁紧；

第2步：通过升降摇柄4-3逆时针或顺时针转动将物料承载装置4调整到适当高度位置，进而通过滑套锁紧手柄4-2将升降滑套4-1锁紧在滑动立柱2外径表面，并旋转刻度转盘4-4将工件夹紧平台4-5旋转到所需角度；

第3步：将钻头5-9安装在钻头夹套5-8内，使钻头5-9对准待钻削位置中心，并通过调速开关5-4选择主动旋转轴5-7旋转速度；

第4步：将电源旋转钮5-10打开至启动状态，eM-Plant仿真电控系统6控制电动机5-2开启，电动机5-2通过带轮安全罩5-1内部的带轮机构及主轴变速箱5-3内部的多级齿轮机构将速度传递至主动旋转轴5-7上，主动旋转轴5-7带动钻头5-9进行高速旋转运动；

第5步：不断转动进给操纵手柄5-5，将钻头5-9按适当进给速度向下运动，从而对工件实施钻削处理。

本发明专利公开的一种基于eM-Plant仿真系统的钻削设备及其工作方法，其优点在于：

(1)该装置结构合理紧凑，集成度高；

(2)该装置钻头采用高分子材料制备，耐磨强度提升率高。

本发明所述的一种基于eM-Plant仿真系统的钻削设备结构新颖合理，操作方便快捷，安全性能高，适合于多种类型工件的钻削使用。

附图说明

图1是本发明中所述的一种基于eM-Plant仿真系统的钻削设备示意图。

图2是本发明中所述的物料承载装置结构示意图。

图3是本发明中所述的动力传送装置主视图。

图4是本发明中所述的动力传送装置后视图。

图5是本发明所述的钻头材料与耐磨强度提升率关系图。

以上图1～图4中，基座1，滑动立柱2，升降进给齿条3，工件承载装置4，升降滑套4-1，滑套锁紧手柄4-2，升降摇柄4-3，刻度转盘4-4，工件夹紧平台4-5，动力传送装置5，带轮安全罩5-1，电动机5-2，主轴变速箱5-3，调速开关5-4，进给操纵手柄5-5，连接导线5-6，主动旋转轴5-7，钻头夹套5-8，钻头5-9，电源旋转钮5-10，eM-Plant仿真电控系统6。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明提供的一种基于eM-Plant仿真系统的钻削设备及其工作方法进行进一步说明。

如图1所示，是本发明中所述的一种基于eM-Plant仿真系统的钻削设备的示意图。图中看出，包括：基座1，滑动立柱2，升降进给齿条3，物料承载装置4，动力传送装置5，eM-Plant仿真电控系统6；所述基座1上方设有滑动立柱2，所述滑动立柱2与基座1之间通过过盈方式连接，滑动立柱2直径在8cm～12cm之间，滑动立柱2高度范围在0.4m～0.8m之间；所述物料承载装置4套设在滑动立柱2外径表面，物料承载装置4与滑动立柱2之间通过升降进给齿条3滑动连接，所述升降进给齿条3非齿条一侧紧贴滑动立柱2外径表面，升降进给齿条3底部固定在基座1上表面；所述动力传送装置5位于滑动立柱2顶端，动力传送装置5与滑动立柱2之间通过过盈方式连接；所述eM-Plant仿真电控系统6位于基座1一侧。

如图2所示，是本发明中所述的物料承载装置结构示意图。从图2中看出，所述工件承载装置4包括：升降滑套4-1，滑套锁紧手柄4-2，升降摇柄4-3，刻度转盘4-4，工件夹紧平台4-5；所述升降滑套4-1外形呈圆柱状结构，升降滑套4-1中间设有圆柱通孔及齿条啮合槽；所述滑套锁紧手柄4-2位于升降滑套4-1图示右侧外径侧壁，滑套锁紧手柄4-2穿过升降滑套4-1侧壁表面的耳板并与耳板螺纹连接；所述升降摇柄4-3位于升降滑套4-1图示正面外径侧壁位置，升降摇柄4-3表面呈光滑曲面状结构；所述刻度转盘4-4位于升降滑套4-1图示左侧外径侧壁，刻度转盘4-4与升降滑套4-1外径表面设有的圆柱转动连接；所述工件夹紧平台4-5固定在升降滑套4-1外径设有的圆柱端面，工件夹紧平台4-5由高强度的金属材料经锻造之后并做热处理而制得。

如图3、图4所示，是本发明中动力传送装置主视图及后视图。从图3、图4或图1中看出，所述动力传送装置5包括：带轮安全罩5-1，电动机5-2，主轴变速箱5-3，调速开关5-4，进给操纵手柄5-5，连接导线5-6，主动旋转轴5-7，钻头夹套5-8，钻头5-9，电源旋转钮5-10；所述带轮安全罩5-1下表面分别设有电动机5-2及主轴变速箱5-3，所述电动机5-2与带轮安全罩5-1内部的带轮机构固定连接，电动机5-2主轴方向竖直向上，电动机5-2与eM-Plant仿真电控系统6通过信号线连接；所述主轴变速箱5-3内部设有多级齿轮机构，主轴变速箱5-3与电动机5-2之间通过连接导线5-6连通；所述调速开关5-4位于主轴变速箱5-3外壁表面，调速开关5-4与eM-Plant仿真电控系统6之间通过导线连接控制；所述进给操纵手柄5-5位于主轴变速箱5-3外壁表面，进给操纵手柄5-5与主轴变速箱5-3内部多级齿轮机构相连；所述主动旋转轴5-7位于主轴变速箱5-3底部表面，主动旋转轴5-7与主轴变速箱5-3内部多级齿轮机构输出齿轮固定连接；所述钻头夹套5-8固定在主动旋转轴5-7底面，钻头夹套5-8与主动旋转轴5-7之间通过螺钉固定；所述钻头5-9位于钻头夹套5-8内部固定孔中，钻头5-9与钻头夹套5-8之间通过卡槽旋转固定；所述电源旋转钮5-10位于主轴变速箱5-3背面外壁表面，电源旋转钮5-10与eM-Plant仿真电控系统6之间通过导线连接控制。

本发明所述的一种基于eM-Plant仿真系统的钻削设备的工作方法是：

第1步：将待钻削工件放置在工件夹紧平台4-5上表面，且工件待钻削位置需对准工件夹紧平台4-5表面的竖直通孔，并通过螺钉将工件锁紧；

第2步：通过升降摇柄4-3逆时针或顺时针转动将物料承载装置4调整到适当高度位置，进而通过滑套锁紧手柄4-2将升降滑套4-1锁紧在滑动立柱2外径表面，并旋转刻度转盘4-4将工件夹紧平台4-5旋转到所需角度；

第3步：将钻头5-9安装在钻头夹套5-8内，使钻头5-9对准待钻削位置中心，并通过调速开关5-4选择主动旋转轴5-7旋转速度；

第4步：将电源旋转钮5-10打开至启动状态，eM-Plant仿真电控系统6控制电动机5-2开启，电动机5-2通过带轮安全罩5-1内部的带轮机构及主轴变速箱5-3内部的多级齿轮机构将速度传递至主动旋转轴5-7上，主动旋转轴5-7带动钻头5-9进行高速旋转运动；

第5步：不断转动进给操纵手柄5-5，将钻头5-9按适当进给速度向下运动，从而对工件实施钻削处理。

本发明所述的一种基于eM-Plant仿真系统的钻削设备结构新颖合理，操作方便快捷，安全性能高，适合于多种类型工件的钻削使用。

以下是本发明所述钻头5-9的制造过程的实施例，实施例是为了进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。

若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1

按照以下步骤制造本发明所述钻头5-9，并按重量分数计：

第1步：在反应釜中加入电导率为0.11μS/cm的超纯水311份，启动反应釜内搅拌器，转速为101rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至71℃；依次加3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯甲酸-2,4-双(1,1-二甲基丙基)苯酯71份、2-丁二酸和1,1'-[(1-甲亚乙基)双(4,1-亚苯氧基)]双[2-丙醇]的聚合物91份、双(4-烯丙氧基-3,5-二溴苯基)砜131份，搅拌至完全溶解，调节pH值为1.1，将搅拌器转速调至111rpm，温度为101℃，酯化反应11小时；

第2步：取2-丙烯酸[1,1'-联苯]-4,4'-二基双(氧基-2,1-亚乙基)酯(9CI)91份、3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸甲酯81份进行粉碎，粉末粒径为111目；加聚[氧基羰氧基(2,6-二溴-1,4-亚苯基)-(1-甲基亚乙基)(3,5-二溴-1,4-亚苯基)]131份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为11mm，采用剂量为1.1kGy、能量为1.1MeV的α射线辐照11分钟，以及同等剂量的β射线辐照81分钟；

第3步：经第2步处理的混合粉末溶于浓度为31ppm的十八烷基-3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸酯81份中，加入反应釜，搅拌器转速为91rpm，温度为101℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.91MPa，保持此状态反应11小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.11MPa，保温静置11小时；搅拌器转速提升至111rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入2-[2,4-双(1,1-二甲基丙基)苯氧基]-3',5'-二氯-4'-乙基-2'-羟基丁酰苯胺71份、1-[4-(1,1-二甲基乙基)-2,6-二甲基-3,5-二硝基苯基]乙酮71份完全溶解后，加入交联剂91份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为1.1，保温静置11小时；

第4步：在搅拌器转速为111rpm时，依次加入3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸丁酯31份、N-[5-[双[2-(2-丙烯氧基)乙基]氨基]-2-[(2-溴-4,6-二硝基苯基)偶氮]-4-甲氧基苯]乙酰胺101份、(S)-2-乙氧基-3-(4-羟基苯基)丙酸乙酯31份、2-溴-3-{4-[2-(5-乙基-2-吡啶基)-乙氧基]苯基}丙烯酸甲酯31份，提升反应釜压力，使其达到0.91MPa，温度为111℃，聚合反应11小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至11℃，出料，入压模机即可制得钻头5-9；

所述交联剂为4-(2-乙氧基-2-氧-乙氧基)-3-硝基苯甲酸甲酯。

实施例2

按照以下步骤制造本发明所述钻头5-9，并按重量分数计：

第1步：在反应釜中加入电导率为0.81μS/cm的超纯水1211份，启动反应釜内搅拌器，转速为121rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至91℃；依次加3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯甲酸-2,4-双(1,1-二甲基丙基)苯酯131份、2-丁二酸和1,1'-[(1-甲亚乙基)双(4,1-亚苯氧基)]双[2-丙醇]的聚合物131份、双(4-烯丙氧基-3,5-二溴苯基)砜331份，搅拌至完全溶解，调节pH值为8.1，将搅拌器转速调至221rpm，温度为171℃，酯化反应31小时；

第2步：取2-丙烯酸[1,1'-联苯]-4,4'-二基双(氧基-2,1-亚乙基)酯(9CI)141份、3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸甲酯131份进行粉碎，粉末粒径为201目；加聚[氧基羰氧基(2,6-二溴-1,4-亚苯基)-(1-甲基亚乙基)(3,5-二溴-1,4-亚苯基)]351份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为71mm，采用剂量为9.1kGy、能量为10MeV的α射线辐照111分钟，以及同等剂量的β射线辐照171分钟；

第3步：经第2步处理的混合粉末溶于浓度为121ppm的十八烷基-3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸酯131份中，加入反应釜，搅拌器转速为191rpm，温度为141℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.11MPa，保持此状态反应31小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.81MPa，保温静置31小时；搅拌器转速提升至211rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入2-[2,4-双(1,1-二甲基丙基)苯氧基]-3',5'-二氯-4'-乙基-2'-羟基丁酰苯胺131份、1-[4-(1,1-二甲基乙基)-2,6-二甲基-3,5-二硝基苯基]乙酮181份完全溶解后，加入交联剂131份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为8.1，保温静置31小时；

第4步：在搅拌器转速为171rpm时，依次加入3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸丁酯131份、N-[5-[双[2-(2-丙烯氧基)乙基]氨基]-2-[(2-溴-4,6-二硝基苯基)偶氮]-4-甲氧基苯]乙酰胺181份、(S)-2-乙氧基-3-(4-羟基苯基)丙酸乙酯91份、2-溴-3-{4-[2-(5-乙基-2-吡啶基)-乙氧基]苯基}丙烯酸甲酯171份，提升反应釜压力，使其达到1.71MPa，温度为181℃，聚合反应31小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至21℃，出料，入压模机即可制得钻头5-9；

所述交联剂为苯乙酸-2-甲氧-4-(2-丙烯基)苯(酚)酯。

实施例3

按照以下步骤制造本发明所述钻头5-9，并按重量分数计：

第1步：在反应釜中加入电导率为0.61μS/cm的超纯水1011份，启动反应釜内搅拌器，转速为111rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至81℃；依次加3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯甲酸-2,4-双(1,1-二甲基丙基)苯酯101份、2-丁二酸和1,1'-[(1-甲亚乙基)双(4,1-亚苯氧基)]双[2-丙醇]的聚合物121份、双(4-烯丙氧基-3,5-二溴苯基)砜231份，搅拌至完全溶解，调节pH值为5.1，将搅拌器转速调至151rpm，温度为131℃，酯化反应21小时；

第2步：取2-丙烯酸[1,1'-联苯]-4,4'-二基双(氧基-2,1-亚乙基)酯(9CI)121份、3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸甲酯101份进行粉碎，粉末粒径为171目；加聚[氧基羰氧基(2,6-二溴-1,4-亚苯基)-(1-甲基亚乙基)(3,5-二溴-1,4-亚苯基)]251份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为31mm，采用剂量为71kGy、能量为5.1MeV的α射线辐照81分钟，以及同等剂量的β射线辐照121分钟；

第3步：经第2步处理的混合粉末溶于浓度为91ppm的十八烷基-3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸酯111份中，加入反应釜，搅拌器转速为121rpm，温度为121℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.71MPa，保持此状态反应21小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.31MPa，保温静置21小时；搅拌器转速提升至171rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入2-[2,4-双(1,1-二甲基丙基)苯氧基]-3',5'-二氯-4'-乙基-2'-羟基丁酰苯胺101份、1-[4-(1,1-二甲基乙基)-2,6-二甲基-3,5-二硝基苯基]乙酮131份完全溶解后，加入交联剂121份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为6.1，保温静置21小时；

第4步：在搅拌器转速为141rpm时，依次加入3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸丁酯101份、N-[5-[双[2-(2-丙烯氧基)乙基]氨基]-2-[(2-溴-4,6-二硝基苯基)偶氮]-4-甲氧基苯]乙酰胺151份、(S)-2-乙氧基-3-(4-羟基苯基)丙酸乙酯61份、2-溴-3-{4-[2-(5-乙基-2-吡啶基)-乙氧基]苯基}丙烯酸甲酯121份，提升反应釜压力，使其达到1.41MPa，温度为161℃，聚合反应21小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至17℃，出料，入压模机即可制得钻头5-9；

所述交联剂为L-2-(N-叔丁氧酰基)-3',4'-二甲氧基苯丙氨酸乙酯。

对照例

对照例为市售某品牌的钻头用于钻削过程的使用情况。

实施例4

将实施例1～3制备获得的钻头5-9和对照例所述的钻头用于钻削过程的使用情况进行对比，并以抗高温能力提升率、刚度提升率、钻削精度提升率、钻削速度提升率为技术指标进行统计，结果如表1所示：

表1为实施例1～3和对照例所述的钻头用于钻削过程的使用情况的各项参数的对比结果，从表1可见，本发明所述的钻头5-9，其抗高温能力提升率、刚度提升率、钻削精度提升率、钻削速度提升率均高于现有技术生产的产品。

此外，如图5所示，是本发明所述的钻头5-9材料与耐磨强度提升率关系图。图中看出，实施例1～3所用钻头5-9材质分布均匀，耐磨强度高；图中显示本发明所述的钻头5-9，其耐磨强度提升率大幅优于现有产品。

Claims (1)

1.一种基于eM-Plant仿真系统的钻削设备，包括：基座（1），滑动立柱（2），升降进给齿条（3），物料承载装置（4），动力传送装置（5），eM-Plant仿真电控系统（6）；其特征在于，所述基座（1）上方设有滑动立柱（2），所述滑动立柱（2）与基座（1）之间通过过盈方式连接，滑动立柱（2）直径在8 cm～12 cm之间，滑动立柱（2）高度范围在0.4 m～0.8 m之间；所述物料承载装置（4）套设在滑动立柱（2）外径表面，物料承载装置（4）与滑动立柱（2）之间通过升降进给齿条（3）滑动连接，所述升降进给齿条（3）非齿条一侧紧贴滑动立柱（2）外径表面，升降进给齿条（3）底部固定在基座（1）上表面；所述动力传送装置（5）位于滑动立柱（2）顶端，动力传送装置（5）与滑动立柱（2）之间通过过盈方式连接；所述eM-Plant仿真电控系统（6）位于基座（1）一侧；

所述物料承载装置（4）包括：升降滑套（4-1），滑套锁紧手柄（4-2），升降摇柄（4-3），刻度转盘（4-4），工件夹紧平台（4-5）；所述升降滑套（4-1）外形呈圆柱状结构，升降滑套（4-1）中间设有圆柱通孔及齿条啮合槽；所述滑套锁紧手柄（4-2）位于升降滑套（4-1）图示右侧外径侧壁，滑套锁紧手柄（4-2）穿过升降滑套（4-1）侧壁表面的耳板并与耳板螺纹连接；所述升降摇柄（4-3）位于升降滑套（4-1）图示正面外径侧壁位置，升降摇柄（4-3）表面呈光滑曲面状结构；所述刻度转盘（4-4）位于升降滑套（4-1）图示左侧外径侧壁，刻度转盘（4-4）与升降滑套（4-1）外径表面设有的圆柱转动连接；所述工件夹紧平台（4-5）固定在升降滑套（4-1）外径设有的圆柱端面，工件夹紧平台（4-5）由高强度的金属材料经锻造之后并做热处理而制得；

所述动力传送装置（5）包括：带轮安全罩（5-1），电动机（5-2），主轴变速箱（5-3），调速开关（5-4），进给操纵手柄（5-5），连接导线（5-6），主动旋转轴（5-7），钻头夹套（5-8），钻头（5-9），电源旋转钮（5-10）；所述带轮安全罩（5-1）下表面分别设有电动机（5-2）及主轴变速箱（5-3），所述电动机（5-2）与带轮安全罩（5-1）内部的带轮机构固定连接，电动机（5-2）主轴方向竖直向上，电动机（5-2）与eM-Plant仿真电控系统（6）通过信号线连接；所述主轴变速箱（5-3）内部设有多级齿轮机构，主轴变速箱（5-3）与电动机（5-2）之间通过连接导线（5-6）连通；所述调速开关（5-4）位于主轴变速箱（5-3）外壁表面，调速开关（5-4）与eM-Plant仿真电控系统（6）之间通过导线连接控制；所述进给操纵手柄（5-5）位于主轴变速箱（5-3）外壁表面，进给操纵手柄（5-5）与主轴变速箱（5-3）内部多级齿轮机构相连；所述主动旋转轴（5-7）位于主轴变速箱（5-3）底部表面，主动旋转轴（5-7）与主轴变速箱（5-3）内部多级齿轮机构输出齿轮固定连接；所述钻头夹套（5-8）固定在主动旋转轴（5-7）底面，钻头夹套（5-8）与主动旋转轴（5-7）之间通过螺钉固定；所述钻头（5-9）位于钻头夹套（5-8）内部固定孔中，钻头（5-9）与钻头夹套（5-8）之间通过卡槽旋转固定；所述电源旋转钮（5-10）位于主轴变速箱（5-3）背面外壁表面，电源旋转钮（5-10）与eM-Plant仿真电控系统（6）之间通过导线连接控制；

所述钻头（5-9）由高分子材料压模成型，钻头（5-9）的组成成分和制造过程如下：

一、钻头（5-9）组成成分：

按重量份数计，3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯甲酸-2,4-双(1,1-二甲基丙基)苯酯71～131份，2-丁二酸和1,1'-[(1-甲亚乙基)双(4,1-亚苯氧基)]双[2-丙醇]的聚合物91～131份，双(4-烯丙氧基-3,5-二溴苯基)砜131～331份，2-丙烯酸[1,1'-联苯]-4,4'-二基双(氧基-2,1-亚乙基)酯(9CI)91～141份，3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸甲酯81～131份，聚[氧基羰氧基(2,6-二溴-1,4-亚苯基)-(1-甲基亚乙基)(3,5-二溴-1,4-亚苯基)]131～351份，浓度为31 ppm～121 ppm的十八烷基-3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸酯81～131份，2-[2,4-双(1,1-二甲基丙基)苯氧基]-3',5'-二氯-4'-乙基-2'-羟基丁酰苯胺71～131份，1-[4-(1,1-二甲基乙基)-2,6-二甲基-3,5-二硝基苯基]乙酮71～181份，交联剂91～131份，3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸丁酯31～131份，N-[5-[双[2-(2-丙烯氧基)乙基]氨基]-2-[(2-溴-4,6-二硝基苯基)偶氮]-4-甲氧基苯]乙酰胺101～181份，(S)-2-乙氧基-3-(4-羟基苯基)丙酸乙酯31～91份，2-溴-3-{4-[2-(5-乙基-2-吡啶基)-乙氧基]苯基}丙烯酸甲酯31～171份；

所述交联剂为4-(2-乙氧基-2-氧-乙氧基)-3-硝基苯甲酸甲酯、L-2-(N-叔丁氧酰基)-3',4'-二甲氧基苯丙氨酸乙酯、苯乙酸-2-甲氧-4-(2-丙烯基)苯(酚)酯中的任意一种；

二、钻头（5-9）的制造过程，包含以下步骤：

第1步：在反应釜中加入电导率为0.11 μS/cm～0.81 μS/cm的超纯水311～1211份，启动反应釜内搅拌器，转速为101 rpm～121 rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至71 ℃～91 ℃；依次加3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯甲酸-2,4-双(1,1-二甲基丙基)苯酯、2-丁二酸和1,1'-[(1-甲亚乙基)双(4,1-亚苯氧基)]双[2-丙醇]的聚合物、双(4-烯丙氧基-3,5-二溴苯基)砜，搅拌至完全溶解，调节pH值为1.1～8.1，将搅拌器转速调至111 rpm～221 rpm，温度为101 ℃～171 ℃，酯化反应11～31小时；

第2步：取2-丙烯酸[1,1'-联苯]-4,4'-二基双(氧基-2,1-亚乙基)酯(9CI)、3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸甲酯进行粉碎，粉末粒径为111～201目；加聚[氧基羰氧基(2,6-二溴-1,4-亚苯基)-(1-甲基亚乙基)(3,5-二溴-1,4-亚苯基)]混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为11 mm～71 mm，采用剂量为1.1 kGy～9.1 kGy、能量为1.1 MeV～10 MeV的α射线辐照11～111分钟，以及同等剂量的β射线辐照81～171分钟；

第3步：经第2步处理的混合粉末溶于十八烷基-3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸酯中，加入反应釜，搅拌器转速为91 rpm～191 rpm，温度为101 ℃～141 ℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.11 MPa～-0.91 MPa，保持此状态反应11～31小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.11 MPa～0.81 MPa，保温静置11～31小时；搅拌器转速提升至111 rpm～211 rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入2-[2,4-双(1,1-二甲基丙基)苯氧基]-3',5'-二氯-4'-乙基-2'-羟基丁酰苯胺、1-[4-(1,1-二甲基乙基)-2,6-二甲基-3,5-二硝基苯基]乙酮完全溶解后，加入交联剂搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为1.1～8.1，保温静置11～31小时；

第4步：在搅拌器转速为111 rpm～171 rpm时，依次加入3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸丁酯、N-[5-[双[2-(2-丙烯氧基)乙基]氨基]-2-[(2-溴-4,6-二硝基苯基)偶氮]-4-甲氧基苯]乙酰胺、(S)-2-乙氧基-3-(4-羟基苯基)丙酸乙酯、2-溴-3-{4-[2-(5-乙基-2-吡啶基)-乙氧基]苯基}丙烯酸甲酯，提升反应釜压力，使其达到0.91 MPa～1.71MPa，温度为111 ℃～181 ℃，聚合反应11～31小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至11 ℃～21 ℃，出料，入压模机即可制得钻头（5-9）；

该钻削设备的工作方法包括以下几个步骤：

第1步：将待钻削工件放置在工件夹紧平台（4-5）上表面，且工件待钻削位置需对准工件夹紧平台（4-5）表面的竖直通孔，并通过螺钉将工件锁紧；

第2步：通过升降摇柄（4-3）逆时针或顺时针转动将物料承载装置（4）调整到适当高度位置，进而通过滑套锁紧手柄（4-2）将升降滑套（4-1）锁紧在滑动立柱（2）外径表面，并旋转刻度转盘（4-4）将工件夹紧平台（4-5）旋转到所需角度；

第3步：将钻头（5-9）安装在钻头夹套（5-8）内，使钻头（5-9）对准待钻削位置中心，并通过调速开关（5-4）选择主动旋转轴（5-7）旋转速度；

第4步：将电源旋转钮（5-10）打开至启动状态，eM-Plant仿真电控系统（6）控制电动机（5-2）开启，电动机（5-2）通过带轮安全罩（5-1）内部的带轮机构及主轴变速箱（5-3）内部的多级齿轮机构将速度传递至主动旋转轴（5-7）上，主动旋转轴（5-7）带动钻头（5-9）进行高速旋转运动；

第5步：不断转动进给操纵手柄（5-5），将钻头（5-9）按适当进给速度向下运动，从而对工件实施钻削处理。