CN107378043A - 可同步加工多件轴类零件轴向孔的钻床 - Google Patents
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Abstract
一种可同步加工多件轴类零件轴向孔的钻床，包括机座，机座上设有电机、第一滑座、第一气缸、钻头机构及多个并置的工作单元，每一个工作单元包括一对V型定位块、一个前顶尖机构、一个反顶尖机构，所述前顶尖机构设有可旋转的顶尖体，所述反顶尖机构包括座套、反顶尖体、第二气缸，第一气缸可带动反顶尖体对轴类零件初始顶紧并精确定心，第二气缸可调节顶紧压力，钻头机构由油缸驱动进给实现钻孔。本发明可实现多件轴类零件同步加工，通过匹配控制系统可实现自动化生产，适于批量化生产，若采用四个工作单元的结构，生产效率比传统加工方法提高4‑5倍以上，显著提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种钻床结构，尤其是一种可同步加工多件轴类零件轴向孔的钻床。
背景技术
现有技术中，单个轴类零件的轴向孔加工，通常采用人工装入卡盘后人工用力夹紧，主轴箱带动卡盘旋转，采用尾座夹持钻头的方法进行加工。其工作效率低，当轴类零件批量大，这种方法难以满足生产需要。生产中迫切需要一种可同步加工多件轴类零件轴向孔的专用钻床设备。
发明内容
本发明要解决的问题在于提供一种可同步加工多件轴类零件轴向孔的钻床。
本发明采用如下技术方案：包括机座，机座上设有电机、第一滑座、第一气缸、钻头机构及多个并置的工作单元；每一个工作单元包括一对V型定位块、一个前顶尖机构、一个反顶尖机构；第一滑座设有与工作单元数量相同的装配位；所述前顶尖机构包括通过电机驱动可旋转的顶尖体；所述反顶尖机构包括座套、反顶尖体、第二气缸；所述反顶尖体包括锥口部和筒体部，筒体部设有可容钻头穿过的第一中心孔；反顶尖体通过通过轴承安装于座套内，反顶尖体可在座套内旋转，座套通过导向螺钉活动式装配于第一滑座的一个装配位上；第一气缸可推动第一滑座带动各个工作单元的反顶尖体对轴类零件初始顶紧实现精确定心；所述第二气缸包括缸体部、推头部、气室、注气孔，缸体部设有与所述座套相配的套口，推头部设有推头端和筒状尾部，推头部通过密封圈套设于缸体部的套口内，筒状尾部设有可容钻头穿过的第二中心孔，缸体部固定于第一滑座上，气室注气时，推头端可推动座套与反顶尖体沿导向螺钉轴向移动调节压紧力；所述钻头机构包括钻头、第二滑座、油缸、导向装置，油缸可驱动第二滑座沿导向装置轴向进给，钻头可依次穿过第二中心孔和第一中心孔，实现轴向孔的钻孔。
其原理是：本发明设置多个并置的工作单元，可实现同步工作。每一个工作单元的前顶尖机构和反顶尖机构从两端夹持轴类零件，夹紧后，电机启动，前顶尖机构和反顶尖机构带动轴类零件旋转，油缸工进，驱动第二滑座沿导向装置轴向进给，钻头（不旋转）依次穿过第二中心孔和第一中心孔抵达轴类零件端部，实现轴向孔的钻孔。
下面对第二气缸的工作原理进一步作出阐述。
由于反顶尖机构分别装配于第一滑座的各个装配位上，第一滑座带动各个工作单元的反顶尖体分别对相应的轴类零件实施顶紧动作时，各个轴类零件所存在长度公差导致各个工作单元的反顶尖体对相应的轴类零件的顶紧力不一致，导致部分工作单元不能实现夹紧。设置第二气缸的作用在于：可消除轴类零件长度公差对不同工作单元的轴类零件夹紧力的影响，第二气缸实现精确调压，达到了不同工作单元的压紧力精确一致。
其操作步骤如下：
步骤1：将需加工的轴类零件分别放入各个工作单元的一对V型定位块上实现初定位；
步骤2：第一气缸推动第一滑座带动各个工作单元的反顶尖体对各个轴类零件初始顶紧，实现精确定心，此时轴类零件上移脱离V型定位块；
步骤3：各个工作单元的第二气缸的气室分别充气，至一个相同的设定压力值，充气过程中第二气缸的推头端可推动座套与反顶尖体沿导向螺钉轴向移动，调节各个工作单元的反顶尖体对轴类零件压紧力达到一致，实现了精确调压，由此完成夹紧工作。
步骤4：启动电机，前顶尖机构和反顶尖机构通过压紧力产生的摩擦力带动轴类零件旋转，油缸工进，驱动第二滑座沿导向装置轴向进给，钻头依次穿过第二中心孔和第一中心孔，实现轴向孔的钻孔，钻到设定的深度,电机停转，油缸带动钻头退出轴向孔，第一气缸带动第一滑座后退，各个轴类零件从各个工作单元的反顶尖体脱离，靠重力滑落至V型定位块上，完成轴类零件钻轴向孔加工的一个工作循环。
一种改进是，还包括设于筒体部筒壁上的导液孔，座套上对应位置设有与导液孔匹配的注液孔。采用这种结构，钻孔过程中，可通过注液孔加注冷却液，冷却液通过导液孔进入筒体部的内腔，可及时给钻头和被加工轴类零件降温。
另一种改进是，还包括控制部，所述控制部包括控制第一气缸动作的第一电磁阀、控制第二气缸动作的第二电磁阀、控制油缸动作的第三电磁阀及控制电机启动停止的接触器；所述控制部通过压力传感器检测轴类零件在工位上的夹紧状态，通过位置传感器检测第一气缸、第二气缸及油缸的到位状态，夹紧信号及位置信号传至PLC，由PLC按控制程序输出信号至第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀及接触器，由此同步控制数个工作单元反顶尖机构的顶紧动作及钻头机构的钻孔动作，完成连续循环的钻孔工作。
还有一种改进是，所述工作单元的设置数量为2个或4个或6个。
本发明可实现多件轴类零件同步加工，通过匹配控制系统可实现自动化生产，适于批量化生产，若采用四个工作单元的结构，生产效率比传统加工方法提高4-5倍以上，显著提高了生产效率。
附图说明
图1本发明的夹紧机构示意图。
图2是图1的仰视结构示意图。
图3是本发明的结构原理示意图。
图4是图3的仰视结构示意图。
图5是本发明的反顶尖机构的结构示意图（示第二气缸未推出状态）。
图6是图5的变化结构示意图（示第二气缸推出状态）。
图中：机座1，电机2，第一滑座3，第一气缸4，V型定位块5，前顶尖机构6，反顶尖机构7，顶尖体8，座套9，反顶尖体10，第二气缸11，锥口部12，筒体部13，第一中心孔14，导向螺钉15，轴类零件16，缸体部17，推头部18，气室19，注气孔20，推头端21，筒状尾部22，第二中心孔23，钻头机构24，钻头25，第二滑座26，油缸27，导液孔28，注液孔29。
具体实施方式
如图1至图6所示，本发明一种实施例包括机座1，机座1上设有电机2、第一滑座3、第一气缸4、钻头机构24及多个并置的工作单元；每一个工作单元包括一对V型定位块5、一个前顶尖机构6、一个反顶尖机构7；第一滑座3设有与工作单元数量相同的装配位；所述前顶尖机构6包括通过电机2驱动可旋转的顶尖体8（一种实施例是电机2通过同步带轮带动各个顶尖体8同步旋转）；所述反顶尖机构7包括座套9、反顶尖体10、第二气缸11；所述反顶尖体10包括锥口部12和筒体部13，筒体部13设有可容钻头25穿过的第一中心孔14；反顶尖体10通过通过轴承安装于座套9内，反顶尖体10可在座套9内旋转，座套9通过导向螺钉15活动式装配于第一滑座3的一个装配位上；第一气缸4可推动第一滑座3带动各个工作单元的反顶尖体10对轴类零件16初始顶紧实现精确定心；所述第二气缸11包括缸体部17、推头部18、气室19、注气孔20，缸体部17设有与所述座套9相配的套口，推头部18设有推头端21和筒状尾部22，推头部18通过密封圈套设于缸体部17的套口内，筒状尾部22设有可容钻头25穿过的第二中心孔23，缸体部17固定于第一滑座3上，气室19注气时，推头端21可推动座套9与反顶尖体10沿导向螺钉15轴向移动调节压紧力；所述钻头机构24包括钻头25、第二滑座26、油缸27、导向装置，油缸27可驱动第二滑座26沿导向装置轴向进给，钻头25可依次穿过第二中心孔23和第一中心孔14，实现轴向孔的钻孔。
其原理是：本发明设置多个并置的工作单元，可实现同步工作。每一个工作单元的前顶尖机构6和反顶尖机构7从两端夹持轴类零件16，夹紧后，电机2启动，前顶尖机构6和反顶尖机构7带动轴类零件16旋转，油缸27工进，驱动第二滑座26沿导向装置轴向进给，不旋转的钻头25依次穿过第二中心孔23和第一中心孔14抵达轴类零件16端部，实现轴向孔的钻孔。
下面对第二气缸11的工作原理进一步作出阐述。
由于反顶尖机构7分别装配于第一滑座3的各个装配位上，第一滑座3带动各个工作单元的反顶尖体10分别对相应的轴类零件16实施顶紧动作时，各个轴类零件16所存在长度公差导致各个工作单元的反顶尖体10对相应的轴类零件16的顶紧力不一致，导致部分工作单元不能实现夹紧。设置第二气缸的作用在于：可消除轴类零件16长度公差对不同工作单元的轴类零件16夹紧力的影响，第二气缸11实现精确调压，达到了不同工作单元的压紧力精确一致。
其操作步骤如下：
步骤1：将需加工的轴类零件16分别放入各个工作单元的一对V型定位块5上实现初定位，此时轴类零件16的轴线低于回转中心线1-2mm；
步骤2：第一气缸4推动第一滑座3带动各个工作单元的反顶尖体10对各个轴类零件16初始顶紧，实现精确定心，此时轴类零件16上移脱离V型定位块；
步骤3：各个工作单元的第二气缸11的气室19同时分别充气，至一个相同的设定压力值，充气过程中第二气缸11的推头端21可推动座套9与反顶尖体10沿导向螺钉15轴向移动，调节各个工作单元的反顶尖体10对轴类零件16压紧力达到一致，实现了精确调压，由此完成夹紧工作。
步骤4：启动电机1，前顶尖机构6和反顶尖机构7通过压紧力产生的摩擦力带动轴类零件16旋转，油缸27工进，驱动第二滑座26沿导向装置轴向进给，钻头25依次穿过第二中心孔23和第一中心孔14，实现轴向孔的钻孔，钻到设定的深度,电机1停转，油缸27带动钻头25退出轴向孔，第一气缸4带动第一滑座3后退，各个轴类零件16从各个工作单元的反顶尖体10脱离，靠重力滑落至V型定位块5上，完成轴类零件16钻轴向孔加工的一个工作循环。
一种改进是，还包括设于筒体部13筒壁上的导液孔28，座套9上对应位置设有与导液孔28匹配的注液孔29。采用这种结构，钻孔过程中，可通过注液孔29加注冷却液，冷却液通过导液孔28进入筒体部13的内腔，可及时给钻头25和被加工轴类零件16降温。
另一种改进是，还包括控制部，所述控制部包括控制第一气缸4动作的第一电磁阀、控制第二气缸11动作的第二电磁阀、控制油缸27动作的第三电磁阀及控制电机1启动停止的接触器；所述控制部通过压力传感器检测轴类零件16在工位上的夹紧状态，通过位置传感器检测第一气缸4、第二气缸11及油缸27的到位状态，夹紧信号及位置信号传至PLC，由PLC按控制程序输出信号至第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀及接触器，由此同步控制数个工作单元反顶尖机构7的顶紧动作及钻头机构24的钻孔动作，完成连续循环的钻孔工作。
还有一种改进是，所述工作单元的设置数量为2个或4个或6个。
本发明不局限于上述实施例的具体结构，其它同类结构的等效变换均落入本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种可同步加工多件轴类零件轴向孔的钻床，其特征在于：包括机座，机座上设有电机、第一滑座、第一气缸、钻头机构及多个并置的工作单元；每一个工作单元包括一对V型定位块、一个前顶尖机构、一个反顶尖机构；第一滑座设有与工作单元数量相同的装配位；所述前顶尖机构包括通过电机驱动可旋转的顶尖体；所述反顶尖机构包括座套、反顶尖体、第二气缸；所述反顶尖体包括锥口部和筒体部，筒体部设有可容钻头穿过的第一中心孔；反顶尖体通过轴承安装于座套内，反顶尖体可在座套内旋转，座套通过导向螺钉活动式装配于第一滑座的一个装配位上；第一气缸可推动第一滑座带动各个工作单元的反顶尖体对轴类零件初始顶紧实现精确定心；所述第二气缸包括缸体部、推头部、气室、注气孔，缸体部设有与所述座套相配的套口，推头部设有推头端和筒状尾部，推头部通过密封圈套设于缸体部的套口内，筒状尾部设有可容钻头穿过的第二中心孔，缸体部固定于第一滑座上，气室注气时，推头端可推动座套与反顶尖体沿导向螺钉轴向移动调节压紧力；所述钻头机构包括钻头、第二滑座、油缸、导向装置，油缸可驱动第二滑座沿导向装置轴向进给，钻头可依次穿过第二中心孔和第一中心孔，实现轴向孔的钻孔。
2.根据权利要求1所述的一种可同步加工多件轴类零件轴向孔的钻床，其特征在于：还包括设于筒体部筒壁上的导液孔，座套上对应位置设有与导液孔匹配的注液孔。
3.根据权利要求1或2所述的一种可同步加工多件轴类零件轴向孔的钻床，其特征在于：还包括控制部，所述控制部包括控制第一气缸动作的第一电磁阀、控制第二气缸动作的第二电磁阀、控制油缸动作的第三电磁阀及控制电机启动停止的接触器；所述控制部通过压力传感器检测轴类零件在工位上的夹紧状态，通过位置传感器检测第一气缸、第二气缸及油缸的到位状态，夹紧信号及位置信号传至PLC，由PLC按控制程序输出信号至第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀及接触器，由此同步控制数个工作单元反顶尖机构的顶紧动作及钻头机构的钻孔动作，完成连续循环的钻孔工作。
4.根据权利要求3所述的一种可同步加工多件轴类零件轴向孔的钻床，其特征在于：所述工作单元的设置数量为2个或4个或6个。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20171124 |