CN107335824A - 钻插孔加工专用设备 - Google Patents

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王剑锋
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    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B39/00—General-purpose boring or drilling machines or devices; Sets of boring and/or drilling machines

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Abstract

本发明公开了一种钻插孔加工专用设备，属于机械加工技术领域，包括分度机构和位于分度机构上方的钻插孔机构，所述分度机构包括在竖直方向自下而上顺次设置的伺服电机I、减速器I和转动盘，所述减速器I的输入轴与伺服电机I的主轴可拆卸固定，其输出轴与转动盘的中心可拆卸固定；所述钻插孔机构包括钻孔驱动电机、钻头或插刀固定架、伺服电机II和减速器II，所述钻头或插刀固定架设置在所述转动盘的上方。通过伺服电机与减速机的组合应用改善了现有技术存在的分度效率低、精度不够及Z轴进刀量不足的问题，在低成本的基础上加工出高精度产品。

Description

钻插孔加工专用设备
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，具体涉及钻插孔加工专用设备。
背景技术
现有技术对于盘式零件圆周上的多孔加工有两种方案：一是采取数控加工中心进行编程加工；二是采用传统的铣床及分度盘手动分度加工。第一种方案可以进行高精度加工，第二方案可以进行一些精度要求相对低的加工。然而，两种方案均在问题：第一种方案由于走程序需要较多的控制系统和辅助系统，其设备成本相对较高，导致加工效率低及成本高的问题，第二种方案由于手工分度效率低、精度低，以及Z轴进刀量一致性无法控制等，导致加工精度低的问题。因此，现有技术无法同时实现加工精度高和加工成本低，制约了企业的竞争力。
因此，有必要对现有技术进行改进，使之既可以加工高精度产品，也可以降低生产成本，以增强企业的加工能力和竞争力。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供钻插孔加工专用设备，在传统设备上增加控制和驱动部套，改变现有技术分度效率低、精度不够、Z轴进刀量不足的问题，在低成本的基础上加工出高精度产品。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
钻插孔加工专用设备，包括分度机构和位于分度机构上方的钻插孔机构，
所述分度机构包括在竖直方向自下而上顺次设置的伺服电机I、减速器I和转动盘，所述减速器I的输入轴与伺服电机I的主轴可拆卸固定，其输出轴与转动盘的中心可拆卸固定；
所述钻插孔机构包括钻孔驱动电机、钻头或插刀固定架、伺服电机II和减速器II，所述钻头或插刀固定架设置在所述转动盘的上方，其上可旋转设置有钻头或插刀夹头，所述钻头或插刀夹头与所述钻孔驱动电机的主轴可旋转固定，所述钻孔驱动电机可拆卸固定在所述钻头或插刀固定架上，所述减速器II的输入轴与伺服电机II的主轴可拆卸固定，其输出轴通过齿轮齿条机构同时驱动所述钻头或插刀固定架及钻孔驱动电机在竖直方向作往复直线运动，还包括与所述伺服电机I电连通的编码器和控制器，所述伺服电机II设置有断电抱闸系统。
进一步，还包括机架，所述伺服电机I、减速器I、减速器II及伺服电机II固定在机架上。
进一步，所述钻头或插刀固定架上设置有导向条，所述机架上沿竖直方向设置有导滑槽，所述导向条在导滑槽内作上下直线运动。
进一步，所述齿轮齿条机构包括一体设置在所述导向条上的齿条和与所述齿条啮合传动、设置在伺服电机I主轴端部的齿轮。
进一步，所述减速器I及减速器II均为行星减速器。
进一步，所述减速器I及减速器II均为蜗轮蜗杆减速器。
本发明的有益效果：
本发明通过伺服电机进行任意分度、减速器减小盘类零件存在的大惯量，提高了加工稳定性，大幅缓解伺服电机定位抖动的问题，两者的组合应用有效控制了转动速度及分度精度，同时，还通过伺服电机与减速机的组合方案，解决了人工控制每次进刀量不一致的问题，使方孔加工的光洁度大大提高，另外，还通过断电抱闸系统，提高了设备使用的安全性。
总之，通过伺服电机与减速机的组合应用改善了现有技术存在的分度效率低、精度不够及Z轴进刀量不足的问题，在低成本的基础上加工出高精度产品，提高了企业的竞争力。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明钻插孔加工专用设备的结构示意图；
图2为图1的俯视图。
附图标记说明：
1-分度机构；2-钻插孔机构；3-伺服电机I；4-减速器I；5-转动盘；6-钻孔驱动电机；7-钻头或插刀固定架；8-伺服电机II；9-减速器II；10-机架；11-导向条；12-导滑槽；13-齿条；14-齿轮。
具体实施方式
以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
实施例1：
如图1、图2所示，本实施例的钻插孔加工专用设备，包括分度机构1和位于分度机构上方的钻插孔机构2，具体的：
分度机构包括伺服电机I 3、减速器I 4和转动盘5，三者在竖直方向自下而上顺次设置，减速器I的输入轴与伺服电机I的主轴可拆卸固定，其输出轴与转动盘的中心可拆卸固定，通过伺服电机I的旋转驱动，减速器的速度控制，再将分度值传到转动盘，实现精确分度；
钻插孔机构包括钻孔驱动电机6、钻头或插刀固定架7、伺服电机II 8和减速器II9，钻头或插刀固定架设置在转动盘的上方，其上可旋转设置有钻头或插刀夹头，钻头或插刀夹头与钻孔驱动电机的主轴可旋转固定，钻孔驱动电机可拆卸固定在钻头或插刀固定架上，减速器II的输入轴与伺服电机II的主轴可拆卸固定，其输出轴通过齿轮齿条机构同时驱动钻头或插刀固定架及钻孔驱动电机在竖直方向作往复直线运动；
本实施例还包括与伺服电机I电连通的编码器和控制器，编码器将伺服电机I的角位移转换成电信号，并发送至控制器，控制器进行比对，若测量值高于规定值则减小角位移，反之，则增大角位移，经过反复调整确保角位移或分度值控制在规定值范围内，提高分度精度。
本实施例通过伺服电机进行任意分度、减速器减小盘类零件存在的大惯量，提高了加工稳定性，大幅缓解伺服电机定位抖动的问题，两者的组合应用有效控制了转动速度及分度精度，同时，还通过伺服电机与减速机的组合方案，解决了人工控制每次进刀量不一致的问题，使方孔加工的光洁度大大提高；另外，本实施例还通过编码器对角位移的实时测量和控制器的精度控制，进一步提高分度精度和加工质量。
总之，通过编码器、伺服电机与减速机的组合应用改善了现有技术存在的分度效率低、精度不够及Z轴进刀量不足的问题，在低成本的基础上加工出高精度产品，提高了企业的竞争力。
作为本实施例的改进，还包括机架10，伺服电机I、减速器I、减速器II及伺服电机II固定在机架上，钻头或插刀固定架上设置有导向条11，机架上沿竖直方向设置有导滑槽12，导向条在导滑槽内作上下直线运动，同时也驱动钻头或插刀固定架及钻孔驱动电机在竖直方向作往复直线运动，通过提高导向条与导滑槽的配合精度，可进一步提高钻头或插刀的进给精度，提高加工质量。
作为本实施例的改进，齿轮齿条机构包括一体设置在导向条上的齿条13和与齿条啮合传动、设置在伺服电机I主轴端部的齿轮14，通过一体设置的齿条，可减少材料耗费，降低加工成本。
众所周知，伺服电机在突然断电时，其转轴处于自由状态，可以反转，也可正转。在平行使用场合时，其危害很小，但在竖直或倾斜场合时，则存在危险。本实施例的钻插孔机构正是竖直场合，在机构自重的作用下，伺服电机主轴跟着转动，整个机构往下掉，加工刀具钻头或插刀就可能直接撞上加工零件，导致加工零件或刀具的损坏，甚至是损坏整个设备，因此，本实施例在伺服电机II上设置断电抱闸系统，可防止断电所引起的上述问题，以提高设备使用的安全性。
作为本实施例的改进，减速器I及减速器II均为行星减速器，传统的齿轮减速器由于齿与齿之间存在较大的形状误差，其配合精度和定位精度相对较差，本实施例采用行星减速器相对齿轮减速器，具有更高的配合精度和定位精度，以确保分度的准确性。
另外，本实施例停止钻孔驱动电机时，可作为插床使用，可加工方形或其他异形孔，使本设备具有钻插等复合功能，延展性及经济性得到提升。
实施例2：
与实施例1不同的是本实施例的减速器I及减速器II均采用蜗轮蜗杆减速器。蜗轮与蜗杆通过啮合曲线配对加工完成，具有很高的啮合精度，其接触型式可为多齿面接触，相对于齿轮减速器及行星减速器有更大的接触面积，传动能力及精度得到提升，降低了负载的惯量，具有自锁性，提高了设备的稳定性和安全性，降低了噪音和振动。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.钻插孔加工专用设备，其特征在于：包括分度机构和位于分度机构上方的钻插孔机构，所述分度机构包括在竖直方向自下而上顺次设置的伺服电机I、减速器I和转动盘，所述减速器I的输入轴与伺服电机I的主轴可拆卸固定，其输出轴与转动盘的中心可拆卸固定；所述钻插孔机构包括钻孔驱动电机、钻头或插刀固定架、伺服电机II和减速器II，所述钻头或插刀固定架设置在所述转动盘的上方，其上可旋转设置有钻头或插刀夹头，所述钻头或插刀夹头与所述钻孔驱动电机的主轴可旋转固定，所述钻孔驱动电机可拆卸固定在所述钻头或插刀固定架上，所述减速器II的输入轴与伺服电机II的主轴可拆卸固定，其输出轴通过齿轮齿条机构同时驱动所述钻头或插刀固定架及钻孔驱动电机在竖直方向作往复直线运动，还包括与所述伺服电机I电连通的编码器和控制器，所述伺服电机II设置有断电抱闸系统。
2.根据权利要求1所述的钻插孔加工专用设备，其特征在于：还包括机架，所述伺服电机I、减速器I、减速器II及伺服电机II固定在机架上。
3.根据权利要求2所述的钻插孔加工专用设备，其特征在于：所述钻头或插刀固定架上设置有导向条，所述机架上沿竖直方向设置有导滑槽，所述导向条在导滑槽内作上下直线运动。
4.根据权利要求3所述的钻插孔加工专用设备，其特征在于：所述齿轮齿条机构包括一体设置在所述导向条上的齿条和与所述齿条啮合传动、设置在伺服电机I主轴端部的齿轮。
5.根据权利要求1所述的钻插孔加工专用设备，其特征在于：所述减速器I及减速器II均为行星减速器。
6.根据权利要求1所述的钻插孔加工专用设备，其特征在于：所述减速器I及减速器II均为蜗轮蜗杆减速器。
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