CN109940202B - 一种枪钻加工用过载保护装置及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于钻床加工设备领域，具体涉及一种枪钻加工用过载保护装置，包括主轴箱、主轴和枪钻，所述枪钻包括钻柄、可套装在钻柄中的连接套和钻头，所述钻头由调整螺母螺接固定在连接套内，所述主轴箱上设有光电感应器。当钻头钝化或损坏后，切削力变大的情况下，可以自动后退，当传感器检测到钻柄后退时，传感器反馈到数控系统输出报警信号，加工停止。本发明还涉及上述过载保护装置的装配方法，保证各个部件能高精度装配并发生作用。

Description

一种枪钻加工用过载保护装置及其装配方法

技术领域

本发明属于钻床加工设备领域，具体涉及一种枪钻加工用过载保护装置及其装配方法。

背景技术

在大型枪钻加工设备中，钻头有的高达50个，钻头磨损多度或者断裂都会导致切削力变大，影响钻孔质量。磨损或断裂超出范围的钻头会使整个工件都报废，增加了成本负担。每个钻头的工作状态仅凭人工监控根本不能及时得到其状态，十分不方便也影响产效率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种枪钻加工用过载保护装置，钻头钝化或损坏后，切削力变大的情况下，可以自动后退，当传感器检测到钻柄后退时，传感器反馈到数控系统输出报警信号，加工停止。本发明采用的技术方案如下：

一种枪钻加工用过载保护装置，包括主轴箱、主轴和枪钻，所述枪钻包括钻柄、可套装在钻柄中的连接套和钻头，所述钻头由调整螺母螺接固定在连接套内，所述主轴箱上设有光电感应器；

所述钻柄套装有阀芯、弹簧和堵头，所述阀芯的前部插装在连接套内、中部与钻柄内壁滑动配合、尾部穿过弹簧与堵头连接；

所述钻柄的外部设有感应圈和定位螺钉，所述阀芯的中部与尾部之间套装有截面呈U型的固定环，所述钻柄上设有滑道，所述感应圈通过定位螺钉穿过滑道后卡接在固定环内，所述弹簧的前端顶住固定环侧壁、后端顶住堵头，所述定位螺钉可在滑道中滑动以压缩弹簧。

上述枪钻加工用过载保护装置，所述连接套与钻柄通过键连接，所述钻柄的前端外圆上设有用于限定键位置的限位螺钉。

一种上述枪钻加工用过载保护装置的装配方法，包括以下步骤：

1)根据钻孔直径大小和冷却液产生的压力，计算出需要弹簧产生的弹力，进而计算出弹簧的压缩量；

2)首先将弹簧、固定环、阀芯、连接套、用于传递扭矩的键和限位螺钉分别装入钻柄中，从钻柄的后端装配堵头、前端装配感应圈，用定位螺钉将感应圈和固定环连接在一起；

3)将以上组件安装到主轴上，根据感应圈的位置调整光电感应器的位置，光电感应器安装在一个L形支架上，支架固定在主轴箱上；

4)将调整螺母装到钻头上后一起装配到连接套内，通过调整螺母调整钻头的伸出长度，用压紧螺钉压紧钻头以固定。

本发明的有益效果为：当钻削力过大时，压缩调节弹簧后退，通过传感器系统检测到信号后控制主轴停转，由此能够及时了解钻头的工况，降低对钻孔质量的影响。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的使用状态图；

图中：1为钻头、2为调整螺母、3为压紧螺钉、4为限位螺钉、5为键、6为连接套、7为钻柄、8为阀芯、9为固定环、10为定位螺钉、11为感应圈、12为弹簧、13为堵头、14为光电感应器、15为支架、16为主轴、17为主轴箱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步解释说明。

本发明涉及一种枪钻加工用过载保护装置，包括主轴箱17、主轴16和枪钻，所述枪钻包括钻柄7、可套装在钻柄7中的连接套6和钻头1，所述钻头1由调整螺母1螺接固定在连接套6内，所述主轴箱17上设有光电感应器14；

所述钻柄7套装有阀芯8、弹簧12和堵头13，所述阀芯8的前部插装在连接套6内、中部与钻柄7内壁滑动配合、尾部穿过弹簧12与堵头13连接；

所述钻柄7的外部设有感应圈11和定位螺钉10，所述阀芯8的中部与尾部之间套装有截面呈U型的固定环9，所述钻柄7上设有滑道，所述感应圈11通过定位螺钉10穿过滑道后卡接在固定环9内，所述弹簧12的前端顶住固定环9侧壁、后端顶住堵头13，所述定位螺钉10可在滑道中滑动以压缩弹簧12。

所述连接套6与钻柄7通过键5连接，所述钻柄7的前端外圆上设有用于限定键7位置的限位螺钉7。

本实施例这种枪钻加工用过载保护装置，其装配方法为：

1)根据钻孔直径大小和冷却液产生的压力，计算出需要弹簧12产生的弹力，进而计算出弹簧12的压缩量；

2)首先将弹簧12、固定环9、阀芯8、连接套6、用于传递扭矩的键5和限位螺钉4分别装入钻柄7中，从钻柄7的后端装配堵头13、前端装配感应圈11，用定位螺钉10将感应圈11和固定环9连接在一起；

3)将以上组件安装到主轴16上，根据感应圈11的位置调整光电感应器14的位置，光电感应器14安装在一个L形支架15上，支架15固定在主轴箱17上；

4)将调整螺母2装到钻头1上后一起装配到连接套6内，通过调整螺母2调整钻头1的伸出长度，用压紧螺钉3压紧钻头1以固定。

装配完成后就能钻削加工，在切削过程中，枪钻钻头1钝化或损坏后，导致钻头1切削力变大，从而推动弹簧12、固定环9、阀芯8、连接套6后退，光电感应器14感应到固定环9的动作后反馈到数控系统输出报警信号，加工停止。

在实验验证过程中，以φ4规格的枪钻钻头为例，切削参数如下：切削速度V=70m/min，主轴转速S=4770r/min，冷却液压力P=4Mpa，冷却液流量L=10L/min，弹簧规格1.2端面直径×24(外径)×60(长度)。

弹簧的理论压缩力为4.5kgf(≈45N)，冷却液产生的阻力F1=25.2N。

当进给量f=0.01mm/r时，理论切削力F=7.8kgf(≈78N)，枪钻钻头可正常切削，无自动退刀报警现象，正常加工。

当进给量f=0.02mm/r时，理论切削力F=9.28kgf(≈92.8N)，枪钻钻头可正常切削，无自动退刀报警现象，正常加工。

当进给量f=0.025mm/r时，理论切削力F=10.35kgf(≈103.5N)，在钻削加工过程中，频繁出现报警退刀现象。

当进给量f=0.03mm/r时，理论切削力F=11.42kgf(≈114.2N)，在刚开始钻削，就出现报警退刀现象。

由此可见，本实施例过载保护装置的能够达到进给量0.001的检测精度，极大提高了加工效率，避免因刀具问题产生的加工问题。

Claims (3)

1.一种枪钻加工用过载保护装置，包括主轴箱(17)、主轴(16)和枪钻，所述枪钻包括钻柄(7)、可套装在钻柄(7)中的连接套(6)和钻头(1)，所述钻头(1)由调整螺母(2)螺接固定在连接套(6)内，其特征在于：所述主轴箱(17)上设有光电感应器(14)；

所述钻柄(7)套装有阀芯(8)、弹簧(12)和堵头(13)，所述阀芯(8)的前部插装在连接套(6)内、中部与钻柄(7)内壁滑动配合、尾部穿过弹簧(12)与堵头(13)连接；

所述钻柄(7)的外部设有感应圈(11)和定位螺钉(10)，所述阀芯(8)的中部与尾部之间套装有截面呈U型的固定环(9)，所述钻柄(7)上设有滑道，所述感应圈(11)通过定位螺钉(10)穿过滑道后卡接在固定环(9)内，所述弹簧(12)的前端顶住固定环(9)侧壁、后端顶住堵头(13)，所述定位螺钉(10)可在滑道中滑动以压缩弹簧(12)。

2.根据权利要求1所述的枪钻加工用过载保护装置，其特征在于：所述连接套(6)与钻柄(7)通过键(5)连接，所述钻柄(7)的前端外圆上设有用于限定钻柄(7)位置的限位螺钉(4)。

3.一种如权利要求2所述枪钻加工用过载保护装置的装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据钻孔直径大小和冷却液产生的压力，计算出需要弹簧(12)产生的弹力，进而计算出弹簧(12)的压缩量；

2)首先将弹簧(12)、固定环(9)、阀芯(8)、连接套(6)、用于传递扭矩的键(5)和限位螺钉(4)分别装入钻柄(7)中，从钻柄(7)的后端装配堵头(13)、前端装配感应圈(11)，用定位螺钉(10)将感应圈(11)和固定环(9)连接在一起；

3)将以上组件安装到主轴(16)上，根据感应圈(11)的位置调整光电感应器(14)的位置，光电感应器(14)安装在一个L形支架(15)上，支架(15)固定在主轴箱(17)上；

4)将调整螺母(2)装到钻头(1)上后一起装配到连接套(6)内，通过调整螺母(2)调整钻头(1)的伸出长度，用压紧螺钉(3)压紧钻头(1)以固定。