CN107008950A - 自动切换的四工位钻模装置 - Google Patents

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Abstract

自动切换的四工位钻模装置，包括两个换位油缸、定位插销油缸，还有电气、程序配置、钻模导轨座，其特征在于四工位钻模结构和钻模的定位机构通过钻模导轨座垂直地安装在主轴前部，四工位钻模的两个换位油缸串接并与钻模滑板、钻模导轨座均平行地固定在一起，在钻模滑板上安装有四个不同规格的第一至第四钻模用于钻头导向，按照作业程序实施电气和液压控制,四位油缸的驱动使任一钻模在钻模导轨座上下移动；钻模定位机构的定位插销油缸带动定位插销插入定位插销板的定位孔中，从而实现任一钻模与主轴的同心，完成钻模的自动定位。本发明实现不同孔径深孔的直接钻削加工，专门用于汽车曲轴油孔加工等深孔钻削设备，显著提高生产效率。

Description

自动切换的四工位钻模装置
技术领域
本发明涉及机械设备制造，一种在深孔钻削加工时可实现四种不同钻模自动切换与定位的装置。
背景技术
深孔钻削加工通常是指钻削的深度是钻孔直径20倍以上的钻削加工，例如汽车发动机的曲轴、凸轮轴、缸体、缸盖等零部件的润滑孔和冷却孔的加工就属于深孔加工技术。深孔加工由于钻头的长径比在20倍以上，因此钻头的加工刚性很差，不能用深孔钻头直接在工件表面进行钻削，需要有引导孔或钻模导向来增加刀具的钻削刚性。采用在工件表面加工引导孔的方式进行深孔加工，会增加深孔加工的工序，影响加工效率，当有多个长径比在20倍以上不同直径规格的深孔加工时，就需要增加加工引导孔的刀具数量，增加加工成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动切换的四工位钻模装置，安装在机床主轴与工件之间，实现不同直径规格深孔的直接钻削加工。
本发明的自动切换的四工位钻模装置，包括两个换位油缸、定位插销油缸，还有电气、程序配置、钻模导轨座，其特征在于四工位钻模结构和钻模的定位机构通过钻模导轨座垂直地安装在主轴前部，四工位钻模的两个换位油缸串接并与钻模滑板、钻模导轨座均平行地固定在一起，在钻模滑板上安装有四个不同规格的第一至第四钻模用于钻头导向，按照作业程序实施电气和液压控制,四位油缸的驱动使任一钻模在钻模导轨座上下移动；钻模定位机构的定位插销油缸带动定位插销插入定位插销板的定位孔中，从而实现任一钻模与主轴的同心，完成钻模的自动定位。
为保证钻削加工时钻模导向的可靠性和刀具寿命，钻模的导向孔应与主轴中心保持高度同轴。因此钻模切换到位后，还需一套定位机构来保证钻模与主轴的同轴：首先，钻模滑板上设计一个具有四个定位基准的插销板，由两个换位油缸伸出缩回动作产生四个状态为四工位，分别使四个钻模在钻模滑板上处于不同位置。再配合钻模的定位机构：同时使插销板上四个定位基准的间距与四位油缸的行程一致；其次，在钻模导轨座上安装定位插销油缸，在定位插销油缸活塞杆的前端装有定位插销，定位插销在定位插销油缸的驱动下，可完成钻模滑板的定位动作。本设计可以实现四种不同直径规格的钻模的自动切换，从而实现不同孔径深孔的直接钻削加工，专门用于汽车曲轴油孔加工等深孔钻削设备，显著提高生产效率。
附图说明
图1为四工位钻模装置的结构示意图；
图2a～d为四位油缸工作原理图；
图3为四工位钻模装置与主轴位置示意图；
图4四位油缸电气控制图。
具体实施方式
本发明的自动切换的四工位钻模装置，包括两个换位油缸、定位插销油缸，还有电气、程序配置、钻模导轨座，见图1、图3，其特征在于两个换位油缸1、2串接并与钻模滑板9、钻模导轨座8均平行地固定在一起，四工位钻模结构和钻模的定位机构通过钻模导轨座8垂直地安装在主轴15前部；在钻模滑板9上安装有四个不同规格的第一至第四钻模3～6用于钻头导向，按照作业程序实施电气和液压控制，四位油缸的驱动使任一钻模在钻模导轨座上下移动；定位插销油缸12带动定位插销14插入定位插销板13的定位孔中，从而实现任一钻模与主轴15的同心，完成钻模的自动定位。
四工位钻模装置的具体结构见图1、图3，钻模滑板9由左压板11a、右压板11b在两侧固定安装在钻模导轨座8上，并可在钻模导轨座8内上下移动；四位油缸的第二油缸2活塞杆通过第二油缸连接板7并立固定在钻模导轨座8侧面下部，第一油缸1的活塞杆通过第一油缸连接板10安装在钻模导轨座8侧面上部，在钻模滑板9上安装有四个不同规格的一钻模3、二钻模4、三钻模5、四钻模6，用于钻头导向。
钻模的定位机构：详见图3，在钻模滑板9背面安装有四个定位基准的定位插销板13，其间距与四位油缸的行程长短一致；其次，在钻模导轨座8上安装定位插销油缸12，在定位插销油缸12活塞杆的前端装有定位插销14，在定位插销油缸12的驱动下，定位插销14插入各自插销板13，完成钻模滑板的定位动作；定位插销板13与钻模滑板9在第一油缸1和第二油缸2的驱动下，移动到所需位置后，安装在钻模导轨座8上的定位插销油缸12伸出，将定位插销14插入定位插销板13的定位孔中，从而实现第一钻模3与主轴15的同心。
四位油缸是配置两个油缸，见图2，其伸出、缩回动作有四位状态，实施四个位置驱动：其特征在于两个油缸背靠背串联组合方式，将第一油缸1和第二油缸2串联，其中一个油缸的行程是另一个油缸行程的二倍，两个油缸共有四个进油口a、b、c、d，通过不同进油口进油的组合方式，实现油缸的四个位置驱动，使液压驱动的四工位一至四钻模3～6分别与主轴15同心，实现四种不同直径规格的钻模的自动切换，从而实现不同孔径深孔的直接钻削加工。详见图1，其工作原理为：a、d口进油时，第一油缸1和第二油缸2的活塞杆均缩回，使四钻模6与主轴15同心；b、d口进油时，第二油缸2活塞杆伸出，第一油缸1活塞杆缩回。三钻模5与主轴15同心，a、c口进油时，第二油缸2活塞杆缩回，第一油缸1活塞杆伸出，钻模11与主轴同心；b、c口进油时，第二油缸2活塞杆伸出，第一油缸1活塞杆伸出，一钻模3与主轴15同心。四位油缸电气控制图详见图4，在各个油缸出油口a～d配置对应的第一至第四控制阀YV3、YV4、YV5、YV6，与作业电路的第一至第四控制输出B3～B6连通。当需要使四钻模6与主轴16同心时，需将第一进油口a、第四进油口d的第一控制输出B3、第四控制输出B6置为1，使第一、第三进油口a、d第一控制阀YV3、第四控制阀YV6得电；当需要使三钻模5与主轴15同心时，需将第二、第四进油口b、d的第二、第四控制输出B4、B6置为1，使第二、第四进油口b、d第二、第四控制阀YV4、YV6得电；当需要使二钻模4与主轴15同心时，需将第一、第三进油口a、c的第一、第三控制输出B3、B5置为1，使第一、第三进油口a、c的第一、第三控制阀YV3、YVB5得电；当需要使一钻模3与主轴15同心时，需将第二、第三进油口b、c和第二、第三控制输出B4、B5置为1，使第二、第三进油口b、c的第二、第三控制阀YV4、YV5得电。
电气控制程序如下：
YV3、YV6得电:
YV4、YV6得电:
YV3、YV5得电:
YV4、YV5得电:
其中M13、M12、M11、M10为电气控制程序代码，分别对应四钻模6、三钻模5、二钻模4、一钻模3。当控制程序执行M13时,程序控制输出Q10.3与Q10.6置1，同时将Q10.4与Q10.5置0，使第一、第四进油口a、d的第一、第四控制阀YV3、YV6得电，即a、d口出油实现四钻模6与主轴的同心；当控制程序执行M12时,程序控制输出Q10.4与Q10.6置1，同时将Q10.3与Q10.5置0，使第二、第四进油口b、d控制阀YV4、YV6得电，即b、d口出油实现三钻模5与主轴的同心；当控制程序执行M11时,程序控制输出Q10.3与Q10.5置1，同时将Q10.4与Q10.6置0，使第一、第三进油口a、c控制阀YV3、YV5得电，即a、c口出油实现二钻模4与主轴的同心；当控制程序执行M10时,程序控制输出Q10.4与Q10.5置1，同时将Q10.3与Q10.6置0，使第二、第三进油口b、c控制阀YV4、YV5得电，即b、c口出油实现一钻模3与主轴的同心。
钻模滑板9在第一油缸1和第二油缸2的驱动下到位后，为保证一钻模3与主轴15同心，通过四位油缸驱动，满足加工要求的钻模自动切换到位后，安装在钻模导轨座8上的定位销在定位油缸的驱动下伸出，插入安装在钻模滑板上对应的四工位插销板的定位孔中，完成钻模的自动定位。

Claims (5)

1.一种自动切换的四工位钻模自动切换装置，包括两个换位油缸、定位插销油缸，还有电气、程序配置，其特征在于四工位钻模结构和钻模的定位机构通过钻模导轨座(8)垂直地安装在主轴(16)前部；四工位钻模的两个换位油缸(1)、(2)串接并与钻模滑板(9)、钻模导轨座(8)平行地固定在一起，在钻模滑板(9)上安装有四个不同规格的第一至第四钻模(3～6)用于钻头导向；按照作业程序实施电气和液压控制,四位油缸的驱动使任一钻模在钻模导轨座(8)内上下移动；钻模定位机构的定位插销油缸(12)带动定位插销(14)插入定位插销板(13)的定位孔中，从而实现任一钻模与主轴(15)的同心，完成钻模的自动定位。
2.根据权利要求1所述的自动切换的四工位钻模自动切换装置，其特征在于四位油缸布置：四位油缸是配置两个油缸，实施四个位置驱动：将第一油缸(1)和第二油缸(2)串联，其中一个油缸的行程是另一个油缸行程的二倍，二个油缸共有四个进油口(a、b、c、d)，通过不同进油口进油的组合方式，实现油缸的四个位置驱动，使液压驱动的四工位一至四钻模(3～6)分别与主轴同心，实现四种不同直径规格的钻模的自动切换；四位油缸的第二油缸(2)活塞杆通过第二油缸连接板(7)固定在钻模导轨座(8)侧面下部，另一端第一油缸(1)的活塞杆通过第一油缸连接板(10)安装在钻模导轨座(8)侧面上部。
3.根据权利要求1所述的自动切换的四工位钻模自动切换装置，其特征在于四工位钻模装置：钻模滑板(9)由左压板(11a)、右压板(11b)在两侧固定安装在钻模导轨座(8)上，并可在钻模导轨座(8)内上下移动；钻模滑板(9)上安装有四个不同规格的钻模分别为一钻模(3)、二钻模(4)、三钻模(5)、四钻模(6)，用于钻头导向。
4.根据权利要求1所述的自动切换的四工位钻模自动切换装置，其特征在于定位机构：钻模滑板(9)背面安装有四个定位基准的插销板(13)，其间距与四位油缸的行程长短一致；其次，在钻模导轨座(8)上安装定位插销油缸(12)，在定位插销油缸(12)活塞杆的前端装有定位插销(14)，在定位插销油缸(12)的驱动下，定位插销(14)插入各自插销板(13)，完成钻模滑板的定位动作。
5.根据权利要求1所述的自动切换的四工位钻模自动切换装置，其特征在于四位油缸电气控制：在各个油缸出油口(a～d)配置对应的第一至第四控制阀(YV3、YV4、YV5、YV6)，与作业电路的第一至第四控制输出(B3～B6)连通。
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