CN109648113A - 一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备，其包括旋转架，旋转架上设置有多个沿其周向布置的夹具机构，多个夹具机构相对于旋转架的中心轴线旋转对称布置；旋转架旁固定设置有多组沿其周向布置的切削机构，多组切削机构相对于旋转架的中心轴线旋转对称布置，每组切削机构包括两个沿旋转架径向布置的孔位加工工装，每组切削机构的两个孔位加工工装分别布置于旋转架的内侧和外侧。本发明结构简单、使用方便，其能够连续不断的将小型多孔零件在同一轴向需要加工的多孔位连续钻孔加工模式，在人工操作拿、放工件的情况下连续运行，也可在、排送料器与机器人配合下实现无人操作连续运行。

Description

一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备

技术领域

本发明涉及一种滑块钻孔设备，属于机加工设备技术领域，具体涉及一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备。

背景技术

目前，滑块作为一种机械标准件而被广泛应用于各种场合，滑块的装配质量和使用寿命与滑块上的安装孔息息相关，由于滑块上孔位精度要求较高，其一般需要通过以下工序加工完成：打定位孔、钻孔、铣沉孔、精绞孔、倒角等，上述工序一般均一般采用数控机床。

传统的数控机床基本仅具有一种功能，如铣床仅具有铣削的功能，钻床仅具有钻孔的功能，攻丝只有攻螺纹的功能，各机床功能比较单一。同样地，市场上也有许多多头机床，例如多头钻床、多头车床等，可以在一台机床上进行多点加工，提高了加工效率，但是多头机床却只能进行同一种类型的加工工序。而滑块上孔位在加工时根据加工工艺的要求，通常要有多道加工工序，无法在一台机床上完成，而若要完成滑块上一个工作面上的所有孔及所有工序(比如钻中心孔、钻孔、扩孔、铰孔、攻丝等)，那么就必须采用数台、甚至数十台钻床组成一条生产流水线来完成。

在中国发明专利CN103231247A一种转台式多头数控钻攻机床，它包括一机座、水平设置于机座中部的一个转盘，转盘上均布有若干个工位，机座的底部设有电机，机座上沿着转盘的边沿均布有与转盘的工位数量相同的加工单元，每个加工单元包括主轴箱和滑台，主轴箱能沿垂直方向即Z轴方向上下滑动，主轴箱的下部设有刀具，滑台设于主轴箱与所述的机座之间，机座上固设有水平导轨，滑台放置于水平导轨上且能沿着水平导轨滑动，滑台上固设有竖导轨，主轴箱放置于竖导轨上且能沿着竖导轨上下滑动，机座与转盘之间设有定位结构。虽然它解决了现有的多工位机床实用性低、加工效率不高的问题，但是其对小型多孔零件的同一轴向多孔位连续钻孔时，由于是单向加工，故其加工效率较低，进一步的，转盘的加工单位旋转后需要重新对位才能保证多孔位连续钻孔的同轴度，因此加工效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备，其能够连续不断的将小型多孔零件在同一轴向需要加工的多孔位连续钻孔加工模式，在人工操作拿、放工件的情况下连续运行，也可在、排送料器与机器人配合下实现无人操作连续运行。

为解决上述技术问题，本发明采用了这样一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备，其包括可绕自身轴线旋转的旋转架，所述旋转架上设置有多个沿其周向布置的夹具机构，多个夹具机构相对于旋转架的中心轴线旋转对称布置；所述旋转架旁固定设置有多组沿其周向布置的切削机构，多组切削机构相对于旋转架的中心轴线旋转对称布置，每组切削机构包括两个沿旋转架径向布置的孔位加工工装，每组切削机构的两个孔位加工工装分别布置于旋转架的内侧和外侧。

在本发明的一种优选实施方案中，所述孔位加工工装包括轴向进给机构、主轴电机和刀具，所述轴向进给机构和所述主轴电机均沿所述旋转架的径向布置，所述主轴电机连接于轴向进给机构的活动端，所述刀具连接于所述主轴电机的输出端。

在本发明的一种优选实施方案中，不同孔位加工工装上的刀具可以相同、也可以不同，刀具可以是钻孔、铣刀、铰刀、镗刀等。

在本发明的一种优选实施方案中，所述轴向进给机构和所述主轴电机之间设置有横移微调机构，所述横移微调机构与所述轴向进给机构相互垂直布置，所述横移微调机构连接于所述轴向进给机构的活动端，所述主轴电机连接于所述横移微调机构的活动端。

在本发明的一种优选实施方案中，所述轴向进给机构和所述横移微调机构均由滚珠丝杆机构、直线导轨机构和伺服电机组成。

在本发明的一种优选实施方案中，所述旋转架的内侧设置有与其同轴布置的内切削机构固定架，所述旋转架的外侧设置有与其同轴布置的外切削机构固定架。

在本发明的一种优选实施方案中，内切削机构固定架、外切削机构固定架和旋转架均与机床主体机架固接。

在本发明的一种优选实施方案中，旋转架包括中空圆筒状的连接部和环形的承台部，承台部上固接有夹具机构。

在本发明的一种优选实施方案中，旋转架与机床主体机架之间设置有与其同轴布置的转盘轴承，转盘轴承一端与旋转架螺栓固接、另一端与机床主体机架螺栓固接。

在本发明的一种优选实施方案中，内切削机构固定架包括圆筒状的连接部和环形的承台部，承台部上固接孔位加工工装。

在本发明的一种优选实施方案中，外切削机构固定架包括圆筒状的连接部和环形的承台部，承台部上固接孔位加工工装

在本发明的一种优选实施方案中，内切削机构固定架与外切削机构固定架等高，内切削机构固定架的高度小于旋转架的高度。

在本发明的一种优选实施方案中，旋转架的内圈与夹具机构的安装座相切，从而便于夹具机构的定位和安装。

在本发明的一种优选实施方案中，所述内切削机构固定架和所述旋转架之间设置有多个用于控制旋转架角度的定位工装，定位工装的个数与夹具机构的个数相对应，多个定位工装相对于旋转架的中心轴线旋转对称布置。

在本发明的一种优选实施方案中，所述定位工装包括设置于内切削机构固定架侧壁上的弹性定位柱和设置于旋转架侧壁上的定位槽，所述弹性定位柱包括中空套筒、阶梯轴状定位柱、限位板和压缩弹簧，所述阶梯轴状定位柱的长度大于所述中空套筒的长度，所述阶梯轴状定位柱的一端设置有用于与所述定位槽配合限位的球形柱头、另一端设置有用于限位的螺栓，所述阶梯轴状定位柱可轴向伸缩的安装于所述中空套筒内，所述压缩弹簧套装于所述阶梯轴状定位柱上，所述中空套筒的一端固接有所述限位板。

在本发明的一种优选实施方案中，所述内切削机构固定架和所述外切削机构固定架与所述机床主体机架固接，所述旋转架通过转盘轴承与所述机床主体机架连接，所述机床主体机架上设置有用于驱动所述旋转架回转的动力总成。

在本发明的一种优选实施方案中，所述动力总成包括依次连接的电动机、减速机、离合器和齿轮传动机构。

在本发明的一种优选实施方案中，所述夹具机构包括安装座、伸缩气缸、连接板、夹爪和夹爪气缸，所述伸缩气缸和所述夹爪气缸同轴布置，所述伸缩气缸的缸体端与所述安装座固接，所述伸缩气缸的活塞杆端与所述连接板固接，所述夹爪气缸的缸体端与所述连接板固接，所述夹爪气缸的输出端与所述夹爪连接。

本发明的有益效果是：本发明结构简单、使用方便，其能够连续不断的将小型多孔零件在同一轴向需要加工的多孔位连续钻孔加工模式，在人工操作拿、放工件的情况下连续运行，也可在、排送料器与机器人配合下实现无人操作连续运行；本发明通过在旋转架上旋转对称布置多个夹具机构并配合固定于旋转架内侧和外侧的孔位加工工装，从而实现了待加工件的双向加工，有效地提高了钻孔加工的效率；进一步的，本发明通过将孔位加工工装设计为轴向进给机构、主轴电机和刀具的结构形式，实现了刀具的可更替，从而使得本发明能够实现各种类型孔位的加工；进一步的，本发明通过在轴向进给机构和主轴电机之间设置有横移微调机构，从而提高了本发明刀具的对位效率；进一步的，本发明将轴向进给机构和横移微调机构设计为滚珠丝杆机构、直线导轨机构和伺服电机的结构组成，不仅提高了钻孔精度，而且使各单元模块化便于维护和更换；进一步的，本发明通过同轴布置的内切削机构固定架、旋转架外切削机构固定架，使得本发明更便于装配和使用；进一步的，本发明为了保证不同工位上切削机构的加工同轴度，本发明在内切削机构固定架和旋转架之间设置有了旋转对称布置的定位工装，该定位工装可以有效地控制旋转架的旋转角度，使得切削机构与代加工件的孔位保证较高的同轴度；进一步的，本发明通过将定位工装设计为弹性定位柱和定位槽的结构，不仅不会干涉旋转架的运行，而且制造安装成本低，便于制造和装配；进一步的，本发明通过设计电动机配合齿轮传动机构和离合器的驱动形式驱动旋转架回转，从而提高了旋转架的旋转精度。

附图说明

图1是本发明实施例一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备的主视图；(旋转架的布置形式)

图2是本发明实施例一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备的俯视图；(旋转架的布置形式)

图3是本发明实施例一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备的主视图；(夹具机构的布置形式)

图4是本发明实施例一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备的俯视图；(夹具机构的布置形式)

图5是本发明实施例一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备的主视图；(总体布置形式)

图6是本发明实施例一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备的俯视图；(总体布置形式)

图7是本发明实施例一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备中定位工装的结构示意图；

图8是本发明实施例一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备中夹具机构的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开了一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备，其可手动控制和计算机控制互换操作模式，实行中央控制室操作，现场只需操作巡视多台机床，如发生刃具断掉，即时进行人工换刀或自动换刀，运行期间在不断刃具的情况下是不用换刀的，刃具是按加工工位需要预先安装的，每一个工位刃具只有在使用自然磨损的约定周期进行定期更换刃具，无需在正常运行期间更换刃具，由此最大的增加了机床的加工效率和节约加工成本。

本发明的组成部分有：数控连续滑块钻孔方法和机构总成包括：机床主体机架1上安装外切削机构固定架2、内切削机构固定9、转盘轴承5和旋转架6，外切削机构固定架2、内切削机构固定9和旋转架6同轴布置，外切削机构固定架2、内切削机构固定9均与机床主体机架1固定连接，旋转架6位于外切削机构固定架2和内切削机构固定9之间，转盘轴承5安装于机床主体机架1和旋转架6之间。外切削机构固定架2和内切削机构固定9均为圆筒状，外切削机构固定架2和内切削机构固定9的上端均设置有安装环形平台，外切削机构固定架2和内切削机构固定9等高；旋转架6为圆筒状，旋转架6的上端均设置有安装环形平台，旋转架6的高度高于外切削机构固定架2和内切削机构固定9。

本发明的旋转架6上沿其轴向安装若干用于夹持工件的夹具机构17，夹具机构17相对于旋转架6的中心轴线旋转对称布置，夹具机构17通过油泵总成24控制工作，夹具机构17配置液压油缸为夹紧松开的动力马达；本发明的内切削机构固定架9、外切削机构固定架2上分别均匀安装沿其轴向布置的若干切削轴向移动机构18；切削轴向移动机构18配置有滚珠丝杆机构、直线导轨机构、伺服电机驱动机构19；直线导轨的滑块18上安装横向移动机构20；横向移动机构配置有滚珠丝杆机构、直线导轨机构、伺服电机驱动机构21；横向直线导轨滑块21上安装主轴电机22，主轴电机22上安装钻头或其它刃具23。轴向移动机构18、横向移动机构20和伺服电机驱动机构19合称孔位加工工装，2个相对布置的孔位加工工装合称切削机构，该切削机构相对于旋转架6的中心轴线旋转对称布置，该切削机构的个数可以与夹具机构17的个数相同、也可以不同。

本发明的机床主体机架1中间安装了传动机构支架、轴承组织机构13、离合器机构16；内切削机构固定架9的中间通过L支架10安装动力机构安装架12，动力机构安装架12上安装减速机14，减速机14上安装电动机15，减速机14轴头安装离合器16，离合器16连接齿轮传动机构13形成动力传动机构总成；内切削机构固定架9中间安装弹性位置定位机构8保证精确定位，旋转架6上安装支架25固定电滑环和控制滑环26(因为液压系统在旋转状态下的运行需要)，配置排削器排削(无图)，更换刃具人工置换(在后期可以配置自动工件放、取的工件排、送料器和机械手机构实现机床无人操作，刃具更换配置刀库自动换刀)，机床控制采用计算机中心控制。

本发明的旋转架6可以由上述技术方案中的电动机15、减速机14、离合器(16)和齿轮传动机构13驱动，也可以直接有分割器传动。本发明的附图中的3、4、7、11均表示的螺栓。

刃具机构可以横向位移(因为工件在同一水平的孔需要平移同刃加工，以减少主轴电机的工位数量)，旋转架通过动力传动机构驱动产生旋转使工件夹具机构同步环形移动，旋转架在离合器的作用下进行间歇式环形移动，使停止位置与刃具位置对应定位，在安装在内切削机构固定架中间安装弹性位置定位机构保证工件加工位置的精确定位。

本发明的一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备是一种不同于现有的滑块加工设备，其能连续不断的将小型多孔零件在同一轴向需要加工的多孔位连续钻孔加工模式，在人工操作拿、放工件的情况下连续运行，也可在、排送料器与机器人配合下实现无人操作连续运行。本设备根据需要预设了若干零件夹具机构和孔位钻、铣屑加工机构，其加工功能包括打定位孔、钻孔、铣沉孔、精绞孔、倒角等加工。在开机后机械手拿起工件放入夹具内，夹具夹紧工件，开始工位移动一等分，该加工钻、铣削就进入第一步加工位置开始加工了，同时机械手装夹第二个工件等待进入加工位置待加工，在第一步完成后再移动一步，该时开始第一件和第二件同时进行加工，继续工件装夹进入待加工，加工完成后继续移动到第三工位加工预定工位，如此类推，不断循环的继续加工运行，当一个零件整体加工完成后夹具松开，机械手即取走工件再放入新工件继续加工。

本发明可手动控制和计算机控制，进行中央控制室操作，现场只需操作巡视多台机床，如发生刃具断掉，即时进行自动换刀，运行期间在不断刃具的情况下是不换刀的，刃具是按加工工位需要预先安装的，每一个工位刃具只有在使用自然磨损的约定周期进行定期更换刃具，无需在正常运行期间更换刃具，由此最大的增加机床的加工效率和节约加工成本。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备，其特征在于：包括可绕自身轴线旋转的旋转架(6)，所述旋转架(6)上设置有多个沿其周向布置的夹具机构(17)，多个夹具机构(17)相对于旋转架(6)的中心轴线旋转对称布置；所述旋转架(6)旁固定设置有多组沿其周向布置的切削机构(18)，多组切削机构(18)相对于旋转架(6)的中心轴线旋转对称布置，每组切削机构(18)包括两个沿旋转架(6)径向布置的孔位加工工装，每组切削机构(18)的两个孔位加工工装分别布置于旋转架(6)的内侧和外侧。

2.根据权利要求1所述的一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备，其特征在于：所述孔位加工工装包括轴向进给机构、主轴电机和刀具，所述轴向进给机构和所述主轴电机均沿所述旋转架(6)的径向布置，所述主轴电机连接于轴向进给机构的活动端，所述刀具连接于所述主轴电机的输出端。

3.根据权利要求2所述的一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备，其特征在于：所述轴向进给机构和所述主轴电机之间设置有横移微调机构，所述横移微调机构与所述轴向进给机构相互垂直布置，所述横移微调机构连接于所述轴向进给机构的活动端，所述主轴电机连接于所述横移微调机构的活动端。

4.根据权利要求3所述的一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备，其特征在于：所述轴向进给机构和所述横移微调机构均由滚珠丝杆机构、直线导轨机构和伺服电机组成。

5.根据权利要求1所述的一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备，其特征在于：所述旋转架(6)的内侧设置有与其同轴布置的内切削机构固定架(9)，所述旋转架(6)的外侧设置有与其同轴布置的外切削机构固定架(2)。

6.根据权利要求5所述的一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备，其特征在于：所述内切削机构固定架(9)和所述旋转架(6)之间设置有多个用于控制旋转架(6)角度的定位工装，定位工装的个数与夹具机构(17)的个数相对应，多个定位工装相对于旋转架(6)的中心轴线旋转对称布置。

7.根据权利要求6所述的一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备，其特征在于：所述定位工装包括设置于内切削机构固定架(9)侧壁上的弹性定位柱(8)和设置于旋转架(6)侧壁上的定位槽，所述弹性定位柱(8)包括中空套筒(8.1)、阶梯轴状定位柱(8.2)、限位板(8.3)和压缩弹簧(8.4)，所述阶梯轴状定位柱(8.2)的长度大于所述中空套筒(8.1)的长度，所述阶梯轴状定位柱(8.2)的一端设置有用于与所述定位槽配合限位的球形柱头、另一端设置有用于限位的螺栓，所述阶梯轴状定位柱(8.2)可轴向伸缩的安装于所述中空套筒(8.1)内，所述压缩弹簧(8.4)套装于所述阶梯轴状定位柱(8.2)上，所述中空套筒(8.1)的一端固接有所述限位板(8.3)。

8.根据权利要求5所述的一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备，其特征在于：所述内切削机构固定架(9)和所述外切削机构固定架(2)与所述机床主体机架(1)固接，所述旋转架(6)通过转盘轴承(5)与所述机床主体机架(1)连接，所述机床主体机架(1)上设置有用于驱动所述旋转架(6)回转的动力总成。

9.根据权利要求8所述的一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备，其特征在于：所述动力总成包括依次连接的电动机(15)、减速机(14)、离合器(16)和齿轮传动机构(13)。

10.根据权利要求1所述的一种用于加工滑块的数控连续钻孔设备，其特征在于：所述夹具机构(17)包括安装座(17.1)、伸缩气缸(17.2)、连接板(17.3)、夹爪(17.4)和夹爪气缸(17.5)，所述伸缩气缸(17.2)和所述夹爪气缸(17.5)同轴布置，所述伸缩气缸(17.2)的缸体端与所述安装座(17.1)固接，所述伸缩气缸(17.2)的活塞杆端与所述连接板(17.3)固接，所述夹爪气缸(17.5)的缸体端与所述连接板(17.3)固接，所述夹爪气缸(17.5)的输出端与所述夹爪(17.4)连接。