CN109454457A - 钻攻一体机 - Google Patents

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CN109454457A CN201811419131.8A CN201811419131A CN109454457A CN 109454457 A CN109454457 A CN 109454457A CN 201811419131 A CN201811419131 A CN 201811419131A CN 109454457 A CN109454457 A CN 109454457A
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林新达
孙帅
孟凡辉
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Abstract

本发明提供一种钻攻一体机,解决了现有电机圈的加工过程繁琐的问题,其技术方案要点是,所述钻攻一体机包括机架及供油系统,机架上设有与机架转动连接的分度定位装置,机架上设有用于将工件翻面的翻转装置,机架位于翻转装置的两侧均设有加工装置,加工装置包括钻孔装置和攻牙装置。机架上设置分度定位装置、加工装置及翻转装置,可通过分度定位装置将工件运输至各个工位,实现一个工件一次装夹并完成正反两面的加工,无需多次校准,降低加工工时,提高加工效率,并且翻转装置可使工件自动翻面,设备加工节拍速度提升,节省运输时间,避免工件磕碰,同时工作人员的工作环境得到改善,工作强度降低,工作人员疲劳度降低,保证工件的加工质量。

Description

钻攻一体机
技术领域
本发明涉及机械加工领域,尤其涉及一种钻攻一体机。
背景技术
在机械零部件的生产制造过程中,经常需要钻孔和攻丝;钻孔是指在机械零部件上钻设盲孔或通孔,攻丝是指在钻设的盲孔或通孔的侧面加工出螺纹,用于螺栓或螺丝在机械零部件上连接。
目前,市场上用于电机圈钻孔和攻丝的设备是独立的,需要分别配置相应的钻孔机和攻丝机,在加工电机圈过程中,工作人员首先将电机壳定位到钻孔机上进行钻孔,然后取下电机圈,再将其定位到攻丝机上进行攻丝,这种加工方式需要工作人员多次对电机圈进行固定及定位,耗费大量的人工成本,浪费电机壳的加工工时,且钻孔后的电机圈再进行攻丝机固定过程中,攻丝点位容易发生偏移,影响攻丝的精确性,需要再次校准,造成人工成本及加工工时的浪费。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种具有定位准确提高加工精度,减少运输时间以提高加工效率的效果的钻攻一体机。
为了实现上述目的,本发明提供以下技术方案:
一种钻攻一体机,包括机架及供油系统,所述机架上设有与机架转动连接并用于定位工件以加工的分度定位装置,所述机架上设有用于将工件翻面的翻转装置,所述翻转装置的两侧均设有加工装置,所述加工装置包括钻孔装置和攻牙装置,所述分度定位装置的工位包括对应翻转装置和加工装置分别设置的翻转工位和加工工位,以及位于翻转工位相对的一侧且位于加工工件之间的上料工位,以通过所述分度定位装置将工件由上料工位逐步运送至加工工位进行加工,并在加工一面完成后自动翻面进而加工另一面。
通过上述方案,机架上设置分度定位装置、加工装置及翻转装置,可通过分度定位装置将工件运输至各个工位,实现一个工件一次装夹并完成正反两面的加工,同时该钻攻一体机中具备供油系统,使得钻孔装置和攻牙装置可采用液压驱动动力头升降,实现钻孔、攻牙功能,无需多次校准,多次取放工件,适合工件的大批量加工,在保证加工精度的同时,降低了加工工时,提高加工效率,并且翻转装置可使工件自动翻面,设备加工节拍速度提升,节省运输时间,避免工件磕碰,同时工作人员的工作环境得到改善,工作强度降低,工作人员疲劳度降低,并且保证工件的加工质量。
进一步设置:所述分度定位装置包括与机架转动连接的并设有多个定位机构的分度盘、驱动分度盘转动的驱动机构及可升降地压紧置于定位机构上的工件的压紧机构,所述驱动机构设于分度盘背对定位机构的一侧。
通过上述方案,分度定位装置包括分度盘与驱动机构,通过驱动机构驱动分度盘转盘,可实现多工作的重复分度旋转定位,实现流程顺序化运转,实现工件一个流运输的加工,节拍统一,重复定位的精度高,并且通过在分度盘设置有定位机构的一侧设置压紧机构,可将达到对应工位的工件进行压紧,以提高加工过程的稳定性。
进一步设置:所述压紧机构包括设于分度盘设有定位机构的一侧的工件压板及用于驱动工件压板朝靠近或远离分度盘的方向移动的气缸,所述气缸的缸筒与工件压板连接,所述气缸的活塞杆的伸出端与机架连接,所述机架上还设有若干贯穿工件压板以限制工件压板移动路径的导向轴。
通过上述方案,通过气缸伸缩以带动工件压板,实现工件压板靠近或远离分度盘的作用,从而可达到对分度盘上的工件压紧或松开的作业目的,此外,支架上设置的导向轴,可对工作压板的移动路径进行限位,进而提高工作压板移动的稳定。
进一步设置:所述定位机构包括圆形的定位座,所述定位座上开设有若干自圆心延伸至边缘的滑槽,所述滑槽中滑动设有用于抵住工件以定位工件的滑块,所述滑块上还开设有可借助螺纹紧固件抵紧滑槽底面以固定滑块位置的固定孔。
通过上述方案,通过定位座上的滑块抵住工件以限制工件的移动,从而达到定位工件的目的,此外,还可根据不同的工件大小调节滑块的位置,通过滑块在滑槽中移动并加以紧固件固定,以限定滑块的定位范围,同时滑槽的长度方向均穿过分度盘的盘心,因此可使得各滑槽中的滑块到盘心的距离相等,从而可定位工件的圆心,每次加工的同轴度高,所加工的位置保证统一。
进一步设置:所述分度盘上开设有若干供切削液排离分度盘的过水孔,所述机架位于分度盘设有驱动机构的一侧设有用于罩住驱动机构以防止切削液及工件废渣进入驱动机构中的挡板。
通过上述方案,通过在分度盘上设置过水孔可将用于冷却工件的切削液排离分度盘,减少分度盘上的切削液,避免分度机构被水浸,此外,切削液通过分度盘的过水孔后,可在挡水板的导向作用下排入切削液的冷却系统当中,对分度机构起到保护的作用,也减少了残留在分度盘及机架上的切削液过多导致切削液的浪费。
进一步设置:所述机架的底部设有用于循环冷却切削液的冷却系统,所述冷却系统包括切削液收集容器及冷却泵,所述切削液收集容器的顶部设有过滤网,所述切削液收集容器上还设有用于安装冷却泵的冷却泵固定板。
通过上述方案,在机架底部设置的冷却系统可用于对已对工件喷洒过的切削液进行冷却循环处理,已对工件喷洒过的切削液可通过过滤网将且切削液中的工件废渣等杂质与切削液隔离,过滤后的切削液进入到切削液过滤桶中再由冷却板进行冷却,而后可再次循环利用切削液,重复利用减少切削液的浪费,实现资源的有效利用。
进一步设置:所述加工装置包括与机架连接的支撑座,所述支撑座的顶部设有主轴动力头及用于给主轴动力头提供动力的动力机构,所述主轴动力头的主轴连接有用于加工工件的加工结构,所述加工结构包括与主轴动力头的主轴连接的多轴器,所述多轴器上设有若干刀具,所述加工结构对应不同的加工工位分别设置钻刀和攻牙刀具以构成钻孔装置与攻牙装置。
通过上述方案,通过在主轴动力头上设置多轴器,并且可根据工件需加工的位置设置钻头的数量,使得可对同一工件的多处进行加工,加工效率高,并且多轴器下降的距离相等,使得工件得到的牙距相等,提高加工精度,结构紧凑,自动化程度高,能够减少对人工的依赖,减少加工时间,提高加工工作效率,提高产品生产力和生产质量。并且通过更换刀具,可实现钻孔、攻牙等不同的加工类型。
进一步设置:所述多轴器包括防护外壳、设于防护外壳中的太阳轮和若干行星轮及轴承定位盘,所述太阳轮与主轴动力头的主轴同轴连接,若干所述行星轮均与太阳轮啮合,所述行星轮的转轴贯穿轴承定位盘且与轴承定位盘转动连接,所述行星轮与刀具之间通过可用于调节刀具位置的调节组件连接。
进一步设置:所述调节组件包括与行星轮同轴转动的第一齿轮及与与第一齿轮啮合的第二齿轮,所述第二齿轮与刀具同轴连接。
进一步设置:所述调节组件还包括用于容纳第一齿轮及第二齿轮的收纳壳,所述第一齿轮设有与其同轴且贯穿收纳壳的第一转动轴,所述第一转动轴位于贯穿收纳壳的端部设有可将收纳壳与防护外壳抵紧的固定件。
通过上述方案,通过太阳轮、行星轮和轴承定位座的配合使得多个行星轮可同步转动,且所转动的速度相等,同时通过主轴动力头以升降多轴器及刀具,使得刀具所加工的牙距相等,可以保证所加工的同心度,此外,通过行星轮进行传动,体积小,质量小,结构紧凑,承载能力大,传动效率高。调节组件包括与行星轮的第一转动轴同轴固定的第一齿轮及与第一齿轮啮合的第二齿轮,第二齿轮与刀具连接,则通过一对相互啮合的齿轮即可将行星轮的转动传递给刀具,结构简单,操作方便,并且通过移动第二齿轮的位置时即可调节刀具的位置。同时设置收纳壳便于工人操作转动第二齿轮,还可对第一齿轮及第二齿轮起到支撑及保护的作用,当收纳壳带动第二齿轮及刀具转动至需加工的位置时,可通过第一转动轴上的固定件,将收纳壳抵紧在固定件与多轴器之间,从而实现收纳壳的固定,进行实现刀具的固定,调节便捷,可根据实际生产需要调节刀具的位置,设备的适用性高。
进一步设置:所述多轴器的顶部设有连接板,所述主轴动力头的侧壁外凸形成有凸板,所述连接板上设有贯穿凸板且与凸板滑动连接的限位传感器及导向杆。
进一步设置:所述主轴动力头上还设有用于控制主轴动力头的主轴升降以限定加工深度的接近开关。
通过上述方案,由于安装板设于多轴器的顶部,可随多轴器的升降而升降,则通过设置限位传感器可检测多轴器下降的高度,以达到限制刀具升降距离范围的目的,同时通过导向杆可用于导向多轴器升降的方向,以保证刀具在下降过程中的垂直度。此外,通过设置接近开关可控制主轴动力头的主轴升降以限定加工深度,从而确保所加工的牙距精度。
进一步设置:所述翻转装置包括与机架连接的支架及夹具,所述支架与夹具之间设有用于翻转夹具的翻转机构,所述支架中设有用于升降翻转机构并带动夹具移动的升降机构。
通过上述方案,通过在支架中设置升降机构,则升降组件可用于升降翻转机构及夹具,并带动夹持在夹具中的工件进行升降,在翻转过程中,先利用升降机构使得工件远离定位装置,当达到一定高度后,通过翻转机构对夹具进行翻转,从而实现工件的翻转,随后再由升降组件将夹具连带工件降回定位装置,结构简单,操作方便,无需工人手动翻转工件,降低工作强度,提高工作效率。
进一步设置:所述升降机构包括沿支架高度方向延伸且转动设置在支架中的丝杆,所述丝杆的顶部设有用于驱动丝杆转动的第二电机,所述丝杆上套接有与翻转机构远离夹具的一端连接的螺母座。
通过上述方案,采用丝杆作为传动机构,第二电机作为驱动动力,从而实现翻转机构及夹具的升降运动,并且丝杆运行稳定高,可实现0.1mm的重复定位精度。
进一步设置:所述翻转机构包括旋转气缸,所述旋转气缸的缸体连接有与螺母座连接的安装板,所述旋转气缸的旋转台与夹具连接。
通过上述方案,旋转台可与缸体之间发生相对旋转,从而旋转台可带动夹具旋转,以实现工件的翻转。
进一步设置:所述支架中位于丝杆的两侧设有沿支架的高度方向延伸的导轨,所述安装板上设有与导轨配合滑动的导块。
通过上述方案,通过导轨作为翻转机构及夹具升降的限位导向,精度高,强度高,进一步增强翻转机构及夹具升降的稳定性。
进一步设置:所述支架上设有用于可伸缩地遮挡丝杆的防护罩。
通过上述方案,支架上设置的防护罩可对支架内部的丝杆起到防护的作用,避免工件废渣进入到丝杆中以影响丝杆的精密传动,同时防护罩可随翻转机构及夹具的升降以伸缩,减少对翻转机构及夹具的升降造成的阻碍。
相比现有技术,本发明的方案具有以下优点:
1.本发明的攻钻一体机中,机架上设置分度定位装置、加工装置及翻转装置,可通过分度定位装置将工件运输至各个工位,实现一个工件一次装夹并完成正反两面的加工,同时该钻攻一体机中具备供油系统,使得钻孔装置和攻牙装置可采用液压驱动动力头升降,实现钻孔、攻牙功能,无需多次校准,多次取放工件,适合工件的大批量加工,在保证加工精度的同时,降低了加工工时,提高加工效率,并且翻转装置可使工件自动翻面,设备加工节拍速度提升,节省运输时间,避免工件磕碰,同时工作人员的工作环境得到改善,工作强度降低,工作人员疲劳度降低,并且保证工件的加工质量。
2.本发明的攻钻一体机中,通过太阳轮、行星轮和轴承定位座的配合使得多个行星轮可同步转动,且所转动的速度相等,同时通过主轴动力头以升降多轴器及刀具,使得刀具所加工的牙距相等,可以保证所加工的同心度,此外,通过行星轮进行传动,体积小,质量小,结构紧凑,承载能力大,传动效率高。调节组件包括与行星轮的第一转动轴同轴固定的第一齿轮及与第一齿轮啮合的第二齿轮,第二齿轮与刀具连接,则通过一对相互啮合的齿轮即可将行星轮的转动传递给刀具,结构简单,操作方便,并且通过移动第二齿轮的位置时即可调节刀具的位置。同时设置收纳壳便于工人操作转动第二齿轮,还可对第一齿轮及第二齿轮起到支撑及保护的作用,当收纳壳带动第二齿轮及刀具转动至需加工的位置时,可通过第一转动轴上的固定件,将收纳壳抵紧在固定件与多轴器之间,从而实现收纳壳的固定,进行实现刀具的固定,调节便捷,可根据实际生产需要调节刀具的位置,设备的适用性高。
3.本发明的攻钻一体机中,通过在支架中设置升降机构,则升降组件可用于升降翻转机构及夹具,并带动夹持在夹具中的工件进行升降,在翻转过程中,先利用升降机构使得工件远离定位装置,当达到一定高度后,通过翻转机构对夹具进行翻转,从而实现工件的翻转,随后再由升降组件将夹具连带工件降回定位装置,结构简单,操作方便,无需工人手动翻转工件,降低工作强度,提高工作效率。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本发明实施例的结构示意图;
图2为本发明实施例的背面结构示意图;
图3为本发明实施例中分度定位装置的结构示意图;
图4为本发明实施例中定位机构的结构示意图;
图5为本发明实施例中用于示意分度定位装置的驱动机构的示意图;
图6为本发明实施例中钻孔装置的结构示意图;
图7为本发明实施例中多轴器的内部结构示意图;
图8为本发明实施例中调节组件的内部结构示意图;
图9为本发明实施例中翻转装置的结构示意图;
图10为本发明实施例中翻转装置的内部结构示意图;
图11为本发明实施例中用于示意翻转装置的动力机构的示意图;
图12为本发明实施例中翻转机构的背面结构示意图;
图13为图12的A部放大示意图。
图中,1、机架;11、外罩;2、分度定位装置;21、分度盘;211、过水孔;22、驱动机构;221、间歇分割器;222、第一电机;223、传送带;23、定位机构;231、定位座;232、滑槽;2321、卡槽;234、滑块;2341、固定孔;2342、卡条;24、压紧机构;241、工件压板;242、卡位块;243、气缸;244、导向轴;245、轴套;246、导向轴加强板;25、挡板;3、加工装置;31、支撑座;32、主轴动力头;321、凸板;322、限位板;33、加工结构;331、防护外壳;332、多轴器;3321、太阳轮;3322、行星轮;3323、第一转动轴;3324、轴承定位盘;3325、固定套;3326、连接板;333、刀具;3331、刀具夹头;334、调节组件;3341、第一齿轮;3342、第二齿轮;3343、第二转动轴;3344、收纳壳;3345、固定件;34、导向杆;35、限位杆;36、限位传感器;37、动力机构;371、三相异步电机;372、防滑减速传动结构;38、接近开关;381、接近开关安装板;4、翻转装置;41、支架;411、固定板;4111、连接孔;412、防尘板;4121、连接横槽;413、导轨;414、加强筋板;42、翻转机构;421、旋转台;43、夹具;431、夹爪座;432、夹爪;433、定位夹爪头;44、安装座;441、安装板;442、螺母座;443、导块;45、防护罩;46、升降机构;461、丝杆;462、第二电机;5、供油系统;6、冷却系统;61、切削液收集容器;62、冷却泵安装板;63、过滤网;7、控制面板;71、支撑悬臂;8、电箱。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
本发明涉及一种钻攻一体机,主要用于加工电机圈,一个工件一次装夹,可完成电机圈的双面钻孔、攻牙的加工作业。
参见图1至图13,该钻攻一体机包括机架1,所述机架1上设有分度定位装置2、用于对工件进行钻孔、攻牙加工的加工装置3、用于将工件翻面的翻转装置4、为所述钻攻一体机提供总动力源的供油系统5和电箱8及用于循环冷却切削液的冷却系统6,所述加工装置3包括钻孔装置(图中未标示)及攻牙装置(图中未标示)。
结合图3至图5,所述分度定位装置2包括与机架1转动连接的分度盘21,所述分度盘21呈圆形设置,所述机架1位于分度盘21的轴线处设有与分度盘21转动连接的支撑轴(图中未示意),所述机架1上设有驱动所述分度盘21转动的驱动机构22,所述驱动机构22包括间歇分割器221,所述间歇分割器221的出力轴与分度盘21固定,所述间歇分割器221的入力轴通过传送带223连接有第一电机222,通过第一电机222带动传送带223转动以带动间歇分割器221的入力轴的转动,从而实现间歇分割器221的出力轴转动以使分度盘21转动。
所述分度盘21上绕分度盘21的轴线还设有若干定位机构23,优选地,本实施例中的定位机构23设有六个。所述分度定位装置2的工位包括对应翻转装置4和加工装置3分别设置的翻转工位和加工工位,以及位于翻转工位相对应的一侧且位于加工工位之间的上料工位。此外,所述机架1上设有两组加工装置3且分别设在翻转装置4的两侧,即六个定位机构23可分别对应四个加工工位、一个翻转工位及一个上料工位进行加工。
所述定位机构23包括呈圆形设置的定位座231,所述定位座231上设有若干自中心延伸至边缘的滑槽232,所述滑槽232中滑动设有用于抵住工件以定位工件的滑块234,优选地,本实施例中的滑槽232设置有四道,且相邻所述滑槽232垂直以使四道滑槽232呈十字交叉设置。通过四脚支撑定位工件,V型基准面可定位工件的圆心,以保证每次工件加工的同轴度高,所钻孔及攻牙的位置保持统一。
所述滑槽232的侧面设有沿滑槽232的长度方向延伸的卡槽2321,所述滑块234的侧面设有插入卡槽2321中滑动并用于限制滑块234的移动路径的卡条2342,每个所述滑块234上还开设有固定孔2341,优选地,本实施例中的固定孔2341为螺纹孔,可借助螺纹紧固件穿过固定件并抵紧滑槽232底面,以实现滑块234位置的固定。
所述分度盘21位于设有定位机构23的一侧还设有可将置于定位座231上的工件压紧以进行钻孔、攻牙加工的压紧机构24,所述压紧机构24包括工件压板241及驱动工件压板241靠近或远离分度盘21的气缸243,所述气缸243的缸筒与工件压板241固定,所述气缸243的活塞杆的伸出端与支撑轴固定,当气缸243的活塞杆进行伸缩运动时,所述气缸243的缸筒随工件压板241的移动而移动。
此外,在工件压板241对应加工工位的四个工位上还设有可与工件配合定位的卡位块242,以进一步提高工件定位的准确性。
所述支撑轴还固定有若干贯穿工件压板241的导向轴244,优选地,本实施例中导向轴244设置有四根且绕支撑轴的轴向均布,四根所述导向轴244的顶部还设有连接四根导向轴244的导向轴加强板246,同时在所述工件压板241上还固定有套接在导向轴244上滑动的轴套245。
结合图2,所述分度盘21位于相邻定位机构23之间设有用于排离分度盘21上的切削液的过水孔211,同时支撑轴在位于分度盘21设有驱动机构22的一侧设有罩住驱动机构22以防止切削液和工件废渣进入驱动机构22以影响驱动机构22性能的挡板25,同时在支撑轴与机架1连接的面板上设有将切削液排至冷却系统6中的出水孔(图中未示意),并且挡板25还可将切削液及工件废渣导向至出水孔处。
所述冷却系统6包括与出水孔连通的切削液收集容器61及冷却泵(图中未示意),优选地,所述切削液收集容器61为切削液过滤桶,所述切削液过滤桶的顶部设有用于过滤切削液的过滤网63,所述切削液过滤桶上还设有用于安装冷却泵的冷却泵安装板62。
参见图6至图8,所述加工装置3包括与机架1固定连接的支撑座31,所述支撑座31的顶部设有主轴动力头32,所述主轴动力头32的主轴连接有用于加工工件的加工结构33,所述加工结构33包括与主轴动力头32的主轴连接的多轴器332,所述多轴器332上设有若干刀具333,所述加工结构33对应不同的加工工位分别设置钻刀和攻牙刀具以构成钻孔装置和攻牙装置。
所述多轴器332包括与主轴动力头32的主轴连接的防护外壳331及设于防护外壳331中的太阳轮3321及若干行星轮3322,所述太阳轮3321与主轴动力头32的主轴同轴连接,若干所述行星轮3322均与太阳轮3321啮合且沿太阳轮3321的周边均布,所述行星轮3322的数量与刀具333的数量一致且一一对应。所述防护外壳331中还固定轴承定位盘3324,所述行星轮3322的转轴贯穿轴承定位盘3324且与轴承定位盘3324转动连接,所述行星轮3322的转轴受到轴承定位盘3324的限制无法发生位移,以确保加工的稳定性。
所述行星轮3322与刀具333之间通过可用于调节刀具333位置的调节组件334连接,所述调节组件334包括与行星轮3322同轴转动的第一齿轮3341,所述行星轮3322与第一齿轮3341的转轴视为第一转动轴3323,所述第一转动轴3323贯穿防护外壳331与第一齿轮3341连接,所述第一齿轮3341啮合有第二齿轮3342,所述第一齿轮3341大于第二齿轮3342,所述第二齿轮3342的轴线上固定有第二转动轴3343,所述第二齿轮3342通过第二转动轴3343与刀具333连接。所述调节组件334还包括用于容纳第一齿轮3341及第二齿轮3342的收纳壳3344,所述第一齿轮3341、第二齿轮3342及第二转动轴3343均与收纳壳3344转动连接,所述第一齿轮3341的第一转动轴3323贯穿收纳壳3344,且第一转动轴3323位于贯穿收纳壳3344的端部设有可将收纳壳3344与防护外壳331抵紧的固定件3345,优选地,本实施例中的固定件3345为螺纹连接于第一转动轴3323上的螺母。
由于第一转动轴3323贯穿防护外壳331及收纳壳3344以连接行星轮3322和第一齿轮3341,所述防护壳绕第一转动轴3323转动,所述收纳壳3344在转动的过程中第二齿轮3342、第二转动轴3343及刀具333绕着第一转动轴3323转动,并在收纳壳3344转动的过程中,第二齿轮3342时刻与第一齿轮3341保持啮合状态,从而达到调节第二齿轮3342及第二转动轴3343位置的目的,进而达到调节刀具333位置的作用,并且调节范围在120mm到195mm之间。
此外,在第二转动轴3343贯穿收纳壳3344与刀具333连接的端部固定有刀具夹头3331,通过刀具夹头3331可连接不同类型的加工刀具333,从而实现不同的加工类型。
所述多轴器332的顶部设有与主轴动力头32的主轴端部连接的固定套3325,所述固定套3325采取抱箍的形式与主轴固定,并且在固定套3325上固定有随多轴器332的升降而移动的连接板3326,所述主轴动力头32的外壳外凸形成有凸板321,所述连接板3326上固定有向上贯穿凸板321的限位传感器36,所述限位传感器36与凸板321滑动连接,通过限位传感器36可检测多轴器332及钻头相对于主轴动力头32的移动距离,从而可限定多轴器332及刀具333的移动范围,提高对工件加工的精度。
所述连接板3326上还固定有向上贯穿凸板321的导向杆34,所述导向杆34与凸板321滑动连接,所述导向杆34可用于导向连接板3326的移动路径,从而导向多轴器332及刀具333的移动路径,同时在主轴动力头32的外壳还外凸形成有两块平行设置的限位板322,两块所述限位板322均与连接板3326平行,所述连接板3326上固定有向上贯穿两块限位板322的限位杆35,通过限位杆35可确保多轴器332在升降过程中与主轴的轴度相同,还保证多轴器332的垂直度,防止在升降过程中多轴器332的角度变动。
两块所述限位板322上还设有接近开关安装板381,所述接近开关安装板381上安装有接近开关38,通过接近开关38可检测刀具333所加工的深度,当刀具333达到预设加工深度时,接近开关38可使动力机构37反向驱动主轴动力头32,使得主轴动力头32的主轴反向移动上升结束钻孔或攻牙作业,实现自动化加工,提高加工精度和加工效率。
所述动力机构37包括三相异步电机371及防滑减速传动结构372,所述三相异步电机371是靠同时接入380V三相交流电源(相位差120度)供电的一类电动机,由于三相异步电机371的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速成旋转,存在转差率,使得三相异步电机371的输出轴间歇转动,从而可使得刀具333升降及转动可随加工的节奏进行,操作方便,自动化程度高,此外通过设置防滑减速传动结构372可提高电机传动的稳定性,进而提高工件加工的稳定性。
所述多轴器332上还设有用于喷洒切削液的喷嘴(图中未示意)。
所述主轴动力头32上还设有用于调节多轴器332及刀具333升降速度的流速调节阀(图中未示意)。
参见图9至图11,所述翻转装置4包括与机架1固定的支架41及用于加持工件的夹具43,所述支架41与夹具43之间设有用于翻转夹具43以翻转工件的翻转机构42,所述支架41中还设有用于升降翻转机构42并带动夹具43移动的升降机构46。
其中,翻转机构42包括旋转气缸243,优选地,本实施例中的旋转气缸243采用180°旋转气缸,特别指出的是,工件的加工面为水平面,所述旋转气缸243的旋转台421与夹具43连接,所述旋转气缸243的缸体(图中未标示)连接有与升降机构46连接的安装座44。
所述安装座44包括与旋转气缸243的缸体连接的安装板441,所述安装板441背对与旋转气缸243连接的一侧设有与升降机构46连接的螺母座442,所述升降机构46包括插接在螺母座442中且与螺母座442螺纹连接的丝杆461及位于丝杆461顶部以用于驱动丝杆461转动的第二电机462,优选地,第二电机462采用伺服电机。
所述支架41中位于丝杆461的两侧设有沿支架41的高度延伸的导轨413,所述安装板441背对与旋转气缸243连接的一侧设有与导轨413配合滑动的导块443。
所述支架41的顶部还设有向下延伸的防护罩45,所述防护罩45的底端与安装座44连接,所述丝杆461位于丝杆461与防护罩45围合形成的空间中,优选地,防护罩45采用一字伸缩防护罩45,可随安装板441的升降而伸缩。
结合图12和图13,所述支架41包括固定板411及位于固定板411沿竖直方向两侧的防尘板412,所述导轨413固定于固定板411上,所述固定板411上设有若干连接孔4111,所述防尘板412对应连接孔4111的位置设于连接横槽4121,所述连接横槽4121沿水平方向延伸,所述固定板411与防尘板412之间通过螺纹紧固件穿过连接孔4111与连接横槽4121以连接固定,并且还可根据支架41内部驱动组件及防护罩45的大小可调节防尘板412的位置。所述固定板411背对设有导轨413的一侧设有加强筋板414,进一步的,本实施例中的固定板411与加强筋板414之间焊接,强度高,刚性高,有效避免后期加工过程中发生变形以影响结构的稳定性。
所述夹具43包括与旋转气缸243的旋转台421连接的夹爪座431,所述夹爪座431的两端设有夹爪432,夹爪座431中设有驱动夹爪座431两端的夹爪432同时靠近或远离的平行双向气缸243(图中未示意),并且平行双向气缸243的活塞杆的轴线呈水平状态。所述夹爪432远离支架41的端部设有朝向夹爪座431的中心面延伸的定位夹爪头433,优选地,本实施例中的定位夹爪头433为V型定位夹爪头433,可实现工件的高同心度夹抱,有效避免在180°翻转的过程中工件甩出或偏位的情况,同时确保翻转工件后的重复定位精度高。
参见图1和图2,本实施例中分度定位装置2的支撑轴、加工装置3的支撑座31及翻转装置4的支架41均采用钢板支撑,且均与机架1焊接,设备的稳定性高。
所述机架1的外沿还设有沿机架1的周边延伸的外罩11,并且所述外罩11向上延伸并高于分度盘21,同时在外罩11靠近分度盘21上料工位的一侧设有便于工人上料的缺口(图中未标示)。
所述机架上还设有控制分度定位装置的转动速度和转动方向、钻孔装置和攻牙装置的对工件加工的速度、深度等功能的控制面板7,机架1上还设有用于支撑控制面板7的支撑悬臂71。
本发明的钻攻一体机的具体工作过程如下:
首先将六个定位座231固定于分度盘21上,并且调整定位座231上滑槽232中滑块234的位置并用螺纹紧固件穿过固定孔2341以固定滑块234,每个滑槽232中的滑块234到定位座231圆心的距离均相等,以便于定位工件的圆心。由于加工同一批工件,因此仅需调整一次滑块234位置即可加工一整批工件。
而后工人通过在外罩11的缺口处(即对应分度盘21的上料工位)将工件置于定位座231上,通过滑块234抵住工件内壁以实现定位。然后启动电机,在传送带223的传动下,所述间歇分割器221的入力轴随电机的电机轴转动,由于间歇分割器221可以实现将一个连续的动作可以转化为实现间歇运动的机构。即[停顿-转位-停顿-转位…]作间歇性分度回转运动,可将上料工位上的工件输入到下一工位,即加工工位进行加工。
在分度盘21转动的过程中,所述分度定位装置2的气缸243的活塞杆伸出缸体,使得工件压板241远离分度盘21,当工件到达加工工位后,所述气缸243的活塞杆回到缸体中,使得工件压板241朝靠近分度盘21的方向移动,直至将定位座231上的工件压紧,随后可被钻孔装置或攻牙装置进行钻孔或攻牙加工。
通过分度定位装置2可将工件由上料工位输送至钻孔工位及攻牙工位进行钻孔及攻牙加工,随后运输至翻转工位,通过翻转机构42将工件翻面,接着再运输至下一加工工位,再通过钻孔装置和攻牙装置对工件的反面进行钻孔、攻牙作业,最后将双面均加工完全的工件运输回到上料工位,工人此时可将已加工完毕的工件从定位座231上取下,并将待加工的加工放置到分度盘21上,以进行加工。在分度盘21转动的过程中,工件压板241均远离分度盘21,以避免对工件的运输造成阻碍,本发明可实现一个工件一次装夹,并且钻孔装置和攻牙装置的加工结构的刀具333均为四把,且绕多轴器332的轴线均布,同时完成双面八个孔的钻孔、攻牙加工流程,操作方便。
此外,钻孔装置和攻牙装置的刀具333的位置可在120mm到195mm范围内进行调整,运用高精度齿轮式多轴器332,并通过调节组件334可改变刀具333加工的圆直径,首先松开螺母对收纳壳3344的抵紧,工人根据实际需要加工的位置转动收纳壳3344,所述收纳壳3344绕第一转动轴3323转动以带动收纳壳3344内的第二齿轮3342及第二转动轴3343绕第一转动轴3323转动,并且由于第二齿轮3342与第一齿轮3341啮合,所述第二齿轮3342的位置改变后,仍可随行星轮3322的转动而转动,调节完毕后,再旋拧螺母使得收纳壳3344被抵紧在防护外壳331和螺母之间。
当工件随分度盘21移动至钻孔工位或攻牙工位时,三相异步电机371的电机轴转动,从而给主轴动力头32提供动力,以使多轴器332带动刀具333向下运动,所述刀具333高速旋转以对工件进行加工。
多轴器332采用行星齿轮组实现多个刀具333的同步作业,从而保证同一工件所加工的牙距的相等,此外,钻头或攻丝刀具333绕多轴器332的轴线均布,以保证攻钻的同心度,提高加工质量,使得产品质量得到统一,此外刀具333位置可调节,并且可调范围广,精度高。
接近开关安装板381安装接近开关38可用于检测攻牙机所攻丝的深度,当达到加工目标值后,可控制主轴动力头32使得多轴器332及设置在多轴器332上的刀具333反向上升,停止对工件的钻孔或攻牙加工,从而确保加工的牙距相等,实现自动化作业。
此外,在钻孔或攻牙的过程中常需要喷嘴对工件进行喷洒切削液以进行冷却,则经过喷洒后的切削液及工件废渣可通过分度盘21上的过水孔211及机架1面板上的出水孔进入到冷却系统6中进行循环冷却,可避免分度定位装置2被水浸,从而对设备起到保护的作用。此外,进入到冷却系统6中的切削液及工件废渣首先经过过滤网63,将切削液中的工件废渣等杂质与切削液隔离,过滤后的切削液进入到切削液过滤桶中,通过冷却泵对其进行冷却,冷却完毕后的切削液可循环使用,减少资源的浪费。
由于所述限位传感器36的一端与连接板3326固定,可随多轴器332的移动而移动,从而可以检测多轴器332的升降距离,以控制多轴器332及钻孔或攻牙所对应的刀具333的升降范围,避免刀具333下降距离多大而对机架1或工件造成损坏。
通过导向杆34和限位杆35可用于导向多轴器332的下降过程中的垂直度,也防止多轴器332在升降过程中的角度变动,保证多轴器332与主轴同轴度和垂直度,进而提高工件加工的精度。
所加工的工件的单面在经过钻孔装置及攻牙装置的加工后,达到翻转工位,可由翻转装置4对其进行反面,再通过分度盘21运输至下一加工工位,以对工件的反面进行钻孔、攻牙的加工。
在工件需要进行翻面时,所述平行双向气缸243驱动夹爪座431两端的夹爪432相互远离,并且第二电机462转动以使安装座44下移,从而带动翻转机构42及夹具43下移,当翻转机构42和夹具43移动与工件同一水平高度时,第二电机462停止转动,接着所述平行双向气缸243驱动夹爪座431两端的夹爪432相互靠近以将工件夹紧,并且工件嵌于V型定位夹爪头433的凹槽中,实现工件的高同心度夹抱的目的。
随后,所述第二电机462反向转动,使得安装座44上升,并带动翻转机构42、夹具43以及夹设在夹具43中的工件上升,当上升到一定高度后,第二电机462停止转动,此时翻转机构42启动,旋转气缸243的旋转台421带动夹具43转动180°,以实现工件反面的目的。翻面结束后,所述第二电机462启动,使得安装座44带动着翻转机构42、夹具43及工件下移,当工件重新至于定位座231上时,所述第二电机462停止。
最后,所述平行双向气缸243启动,以使工件与夹具43分离,第二电机462再次反向启动,使得夹具43上升至无法阻挡工件运输,而后翻面后的工件随工作平台运输至下一工位,便于对工件的反面进行加工。
采用丝杆461作为传动机构,第二电机462作为驱动动力,从而实现翻转机构42及夹具43的升降运动,并且丝杆461运行稳定高,可实现0.1mm的重复定位精度,此外,通过导轨413作为安装座44升降的导向,精度高,强度高,进一步增强翻转机构42及夹具43升降的稳定性。
在安装座44上升下降的过程中,防护罩45可随安装座44的移动而伸缩,既起到对支架41内部丝杆461及导轨413的保护,提高安装座44升降的稳定性,又不会对安装座44的移动造成阻碍。所述支架41的防尘板412可防止灰尘及工件废渣进入到支架41内部而影响精密运动部位的正常工作,此外,防尘板412上设置水平横槽,可根据支架41内部的驱动组件的大小和防护罩45的大小调节防尘板412的位置,适用性高。
以上所述仅是本发明的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种钻攻一体机,其特征是:包括机架及供油系统,所述机架上设有与机架转动连接并用于定位工件以加工的分度定位装置,所述机架上设有用于将工件翻面的翻转装置,所述翻转装置的两侧均设有加工装置,所述加工装置包括钻孔装置和攻牙装置,所述分度定位装置的工位包括对应翻转装置和加工装置分别设置的翻转工位和加工工位,以及位于翻转工位相对的一侧且位于加工工位之间的上料工位,以通过所述分度定位装置将工件由上料工位逐步运送至加工工位进行加工,并在加工一面完成后自动翻面进而加工另一面。
2.根据权利要求1所述的钻攻一体机,其特征是:所述分度定位装置包括与机架转动连接的并设有多个定位机构的分度盘、驱动分度盘转动的驱动机构及可升降地压紧置于定位机构上的工件的压紧机构,所述驱动机构设于分度盘背对定位机构的一侧。
3.根据权利要求2所述的钻攻一体机,其特征是:所述压紧机构包括设于分度盘设有定位机构的一侧的工件压板及用于驱动工件压板朝靠近或远离分度盘的方向移动的气缸,所述气缸的缸筒与工件压板连接,所述气缸的活塞杆的伸出端与机架连接,所述机架上还设有若干贯穿工件压板以限制工件压板移动路径的导向轴。
4.根据权利要求2所述的钻攻一体机,其特征是:所述定位机构包括圆形的定位座,所述定位座上开设有若干自圆心延伸至边缘的滑槽,所述滑槽中滑动设有用于抵住工件以定位工件的滑块,所述滑块上还开设有可借助螺纹紧固件抵紧滑槽底面以固定滑块位置的固定孔。
5.根据权利要求2所述的钻攻一体机,其特征是:所述分度盘上开设有若干供切削液排离分度盘的过水孔,所述机架位于分度盘设有驱动机构的一侧设有用于罩住驱动机构以防止切削液及工件废渣进入驱动机构中的挡板。
6.根据权利要求5所述的钻攻一体机,其特征是:所述机架的底部设有用于循环冷却切削液的冷却系统,所述冷却系统包括切削液收集容器及冷却泵,所述切削液收集容器的顶部设有过滤网,所述切削液收集容器上还设有用于安装冷却泵的冷却泵固定板。
7.根据权利要求1所述的钻攻一体机,其特征是:所述加工装置包括与机架连接的支撑座,所述支撑座的顶部设有主轴动力头及用于给主轴动力头提供动力的动力机构,所述主轴动力头的主轴连接有用于加工工件的加工结构,所述加工结构包括与主轴动力头的主轴连接的多轴器,所述多轴器上设有若干刀具,所述加工结构对应不同的加工工位分别设置钻刀和攻牙刀具以构成钻孔装置与攻牙装置。
8.根据权利要求7所述的钻攻一体机,其特征是:所述多轴器包括防护外壳、设于防护外壳中的太阳轮和若干行星轮及轴承定位盘,所述太阳轮与主轴动力头的主轴同轴连接,若干所述行星轮均与太阳轮啮合,所述行星轮的转轴贯穿轴承定位盘且与轴承定位盘转动连接,所述行星轮与刀具之间通过可用于调节刀具位置的调节组件连接。
9.根据权利要求8所述的钻攻一体机,其特征是:所述调节组件包括与行星轮同轴转动的第一齿轮及与第一齿轮啮合的第二齿轮,所述第二齿轮与刀具同轴连接。
10.根据权利要求9所述的钻攻一体机,其特征是:所述调节组件还包括用于容纳第一齿轮及第二齿轮的收纳壳,所述第一齿轮设有与其同轴且贯穿收纳壳的第一转动轴,所述第一转动轴位于贯穿收纳壳的端部设有可将收纳壳与防护外壳抵紧的固定件。
11.根据权利要求7所述的钻攻一体机,其特征是:所述多轴器的顶部设有连接板,所述主轴动力头的侧壁外凸形成有凸板,所述连接板上设有贯穿凸板且与凸板滑动连接的限位传感器及导向杆。
12.根据权利要求7所述的钻攻一体机,其特征是:所述主轴动力头上还设有用于控制主轴动力头的主轴升降以限定加工深度的接近开关。
13.根据权利要求1所述的钻攻一体机,其特征是:所述翻转装置包括与机架连接的支架及夹具,所述支架与夹具之间设有用于翻转夹具的翻转机构,所述支架中设有用于升降翻转机构并带动夹具移动的升降机构。
14.根据权利要求13所述的钻攻一体机,其特征是:所述升降机构包括沿支架高度方向延伸且转动设置在支架中的丝杆,所述丝杆的顶部设有用于驱动丝杆转动的电机,所述丝杆上套接有与翻转机构远离夹具的一端连接的螺母座。
15.根据权利要求14所述的钻攻一体机,其特征是:所述翻转机构包括旋转气缸,所述旋转气缸的缸体连接有与螺母座连接的安装板,所述旋转气缸的旋转台与夹具连接。
16.根据权利要求15所述的钻攻一体机,其特征是:所述支架中位于丝杆的两侧设有沿支架的高度方向延伸的导轨,所述安装板上设有与导轨配合滑动的导块。
17.根据权利要求14所述的钻攻一体机,其特征是:所述支架上设有用于可伸缩地遮挡丝杆的防护罩。
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