CN110369755B - 一种高效自动化钻床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效自动化钻床，涉及机床技术领域，包括底座、钻头和设置于底座上的工作台，所述工作台包括转动设置于底座上的轮转台以及若干圆周均匀分布于轮转台上的工件安装台，各所述工件安装台上均设有用于固定工件的夹持组件；所述底座上设有用于驱动轮转台转动的第一驱动装置；当所述轮转台转动时，各所述工件安装台交替对准钻头。本发明提供了工作稳定，自动化程度高，操作便捷，适用范围广，能实现零件批量、高效加工的一种高效自动化钻床。

Description

一种高效自动化钻床

技术领域

本发明涉及机床技术领域，尤其涉及一种高效自动化钻床。

背景技术

摇臂钻床是一种孔加工设备，可以用来钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及修刮端面等多种形式的加工。摇臂钻床各部位夹紧结构，可以分为液压结构和机械结构，摇臂钻床操作方便、灵活，适用范围广，具有典型孔加工性能，特别适用于单件或批量生产中带有多孔的大、中、小型零件的孔加工，是一般机械加工车间常见的机床。

现有专利公告号为CN103624294B的发明专利公开了一种摇臂钻床，包括底座、内立柱、摇臂、外立柱、减速箱体、主轴变速箱及工作台；工作台固定在底座的一端，内立柱固定在底座的另一端，在内立柱上套有外立柱，摇臂的一端为摇臂套筒，摇臂套筒套装在外立柱的外侧，摇臂套筒与外立柱通过配套使用的摇臂升降丝杠和升降丝母形成丝杠丝母配合结构。其中，主轴变速箱是一个复合部件，由主轴双速电动机、加强型主轴和主轴传动机构、进给和变速机构、机床的操作机构等部分组成；主轴变速箱的顶部安装主轴双速电动机，主轴变速箱的底部安装加强型主轴，主轴变速箱前面设有进给刻度盘、主轴进给定程装置、手动进给保险装置、定程开关盒。主轴变速箱安装在摇臂的摇臂导轨上，可以通过手轮操作，使主轴变速箱在摇臂导轨上沿摇臂直线移动。

采用上述技术方案，实际工作中，待加工的零件固定在工作台上；摇臂可通过摇臂套筒沿外立柱上下移动至合适高度，而摇臂可绕外立柱回转，主轴变速箱可沿摇臂直线移动至待加工零件的正上方；钻削加工时，主轴变速箱的主轴输出端的钻头一边进行旋转切削，一边进行纵向进给，通过主轴进给定程装置和定程开关盒控制进给量。但实际加工时，每完成一个零件的钻削加工，工作人员就需要将加工好的零件从工作台上拆下来，然后再在工作台上再放上另一个工件，还需要重新进行校准，整个过程过于繁琐，操作效率较低，严重制约了零件加工效率，无法满足零件批量、高效加工的需求。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种高效自动化钻床，利用轮转台及圆周均匀分布于轮转台上的各个工件安装台，配合各个夹持组件，实现零件的批量加工，大大提高零件加工效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种高效自动化钻床，包括底座、钻头和设置于底座上的工作台，所述工作台包括转动设置于底座上的轮转台以及若干圆周均匀分布于轮转台上的工件安装台，各所述工件安装台上均设有用于固定工件的夹持组件；所述底座上设有用于驱动轮转台转动的第一驱动装置；当所述轮转台转动时，各所述工件安装台交替对准钻头。

通过采用上述技术方案，实际作业时，各个工件同时被夹持在各个夹持组件中，实现各工件的夹持固定；当钻头对其中一个工件安装台上的工件完成加工作业后，第一驱动装置可驱动轮转台转过一定角度，使得下一工件安装台对准钻头，钻头即可开始对下一工件进行加工作业。通过这种方式，钻头可对各个工件安装台上的工件依次进行加工作业，省去了中间反复拆装工件的环节，简化了工件加工流程，不仅省时省力，而且有助于提高工件加工效率。

本发明进一步设置为：所述夹持组件在任一工件安装台上均圆周均匀设置有若干组；所述工件安装台在轮转台上呈转动设置，且所述轮转台上还设有若干分别用于驱动各工件安装台转动的第二驱动装置。

通过采用上述技术方案，由于各个工件安装台上均设有多组夹持组件，故任一工件安装台上均可通过固定多组工件；在实际加工作业过程中，当其中任一工件安装台对准钻头时，随着第二驱动装置驱动工件安装台转动，工件安装台上的各个工件可依次对准钻头，从而钻头可依次对同一工件安装台上的各个工件进行加工作业，进一步提高零件加工效率。

本发明进一步设置为：所述底座上架设有安装支架，所述安装支架上转动架设有水平转轴，所述轮转台固定架设于水平转轴上，且所述轮转台下侧与底座之间形成有供工件通过的间隙；所述水平转轴的一端连接第一驱动装置；各所述工件安装台圆周均匀分布于轮转台的周侧。

通过采用上述技术方案，当其中一工件安装台上的工件加工完成后，第一驱动装置可驱动水平转轴转动，使得下一工件安装台对准砖头；随后，工作人员可将已完成加工的零件从对应工件安装台上拆卸下来。

本发明进一步设置为：所述底座上还设有输送组件，所述输送组件包括水平架设于轮转台下侧的工件输送带以及固定设置于底座上并用于驱动工件输送带的第三驱动装置。

通过采用上述技术方案，当已完成加工的零件被从对应的工件安装台上拆卸下来后，该零件可落在工件输送带上，工件输送带会将该零件输送至指定收集点，实现零件的自动收集，避免其在底座上长期滞留而影响连续加工作业。

本发明进一步设置为：所述工件输送带内侧正对轮转台处设有压力传感器，所述压力传感器固定架设于底座上，且所述压力传感器与第三驱动装置电性连接。

通过采用上述技术方案，当已完成加工的零件落在工件输送带上时，该零件会对压力传感器产生挤压，压力传感器会发出电信号并通过配套控制系统控制第三驱动装置自动启动，第三驱动装置随即开始驱动工件输送带，实现零件的自动收集。

本发明进一步设置为：所述工件输送带进给方向的末段设有用于承接废屑的集屑槽。

通过采用上述技术方案，在输送已完成加工零件的同时，工件输送带还会将加工作业过程中所产生的废屑输送至集屑槽中，实现废屑的自动收集，有助于保持工作台的整洁。

本发明进一步设置为：所述安装支架沿底座的长度方向滑移设置于底座上，且所述底座上还设有用于可拆卸固定安装支架的固定件。

通过采用上述技术方案，将安装支架滑移设置于底座上，配合固定件，在保证安装支架及其上轮转台和工件安装台安装稳定性的基础上，使得工作台整体位置可调，有助于适应不同规格零件的加工作业。

本发明进一步设置为：所述夹持组件包括垂直固定在工件安装台上的固定夹板、与固定夹板呈平行间隔设置的活动夹板以及固定设置于工件安装台上的夹紧驱动气缸，所述夹紧驱动气缸活塞杆的端部与活动夹板固定连接。

通过采用上述技术方案，工作中，夹紧驱动气缸可驱动活动夹板朝固定夹板运动，从而将工件夹紧；同时，当工件加工完成后，夹紧驱动气缸驱动活动夹板远离固定夹板，工件会被自动松开，可实现工件的便捷拆装。

本发明进一步设置为：所述固定夹板靠近活动夹板一侧均匀成型有防滑纹；所述活动夹板靠近固定夹板一侧固定有防滑垫。

通过采用上述技术方案，当固定夹板配合活动夹板夹紧工件时，防滑纹配合防滑垫，有助于提高工件夹紧的稳定性，可防止工件在加工作业过程中发生偏移，有助于提高工件加工精度。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过将工作台设置成轮转台与多个工件安装台组合的结构形式，使得钻头能够依次对各个工件进行连续性加工作业，有助于实现零件的批量加工，从而不仅大大提高工作人员操作的便捷性，而且极大提高零件的加工效率；

2、通过在轮转台下侧设置工件输送带，配合第三驱动装置，不仅可实现已加工零件的自动收集，而且配合集屑槽还能实现工作台上废屑的自动收集，从而进一步提高工作人员操作的便捷性；

3、通过将安装支架滑移设置于底座上，配合固定件，在保证加工作业正常进行的同时，可适应多种尺寸规格零件的加工作业，有效扩大该钻床的适用范围。

附图说明

图1是本发明一个实施例整体结构的轴测示意图；

图2是本发明一个实施例主要用于体现底座、安装支架和集屑槽的结构示意图；

图3是本发明一个实施例主要用于体现工作台和安装支架的轴测示意图；

图4是本发明一个实施例主要用于体现工件安装台的结构示意图；

图5是本发明一个实施例主要用于体现轮转台内部结构的剖面示意图；

图6是本发明一个实施例主要用于体现滑移平台的结构示意图；

图7是本发明一个实施例主要用于体现主轴变速箱安装结构的爆炸示意图。

附图标记：1、底座；101、水平滑槽；2、内立柱；3、外立柱；4、摇臂；41、摇臂套筒；42、摇臂导轨；5、升降驱动组件；51、第一减速箱；52、升降电机；53、升降驱动丝杠；6、主轴变速箱；61、折叠板；7、安装支架；71、水平滑轨；72、固定螺栓；73、水平转轴；8、工作台；81、轮转台；811、中空腔体；82、工件安装台；821、转动轴；83、第一驱动电机；84、第二驱动电机；85、夹持组件；851、固定夹板；852、活动夹板；853、夹紧驱动气缸；86、防滑纹；87、防滑垫；9、输送组件；91、工件输送带；92、第三驱动电机；10、压力传感器；11、滑移平台；111、配合滑槽；112、转接块；113、安装轴；12、滑移驱动组件；121、水平丝杠；122、滑移驱动电机；13、传动蜗轮；131、限位盘；132、限位螺母；14、传动蜗杆；141、调节手轮；15、缓冲垫；16、连接筒；17、固定夹；18、集屑槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细说明。

参见附图1，一种高效自动化钻床，包括底座1以及竖直固定于底座1长度方向一侧的内立柱2，内立柱2上竖直穿设有外立柱3，外立柱3下端通过轴承与内立柱2形成转动连接。外立柱3上设置有摇臂4，摇臂4靠近外立柱3的一侧固定有摇臂套筒41，摇臂套筒41套接在外立柱3上并与外立柱3形成滑移配合，且外立柱3的顶部还设有用于驱动摇臂4沿外立柱3上下滑移的升降驱动组件5。同时，摇臂4上还水平滑移设置有主轴变速箱6。

具体的，上述升降驱动组件5包括固定设置于外立柱3顶部的第一减速箱51，减速箱上下两侧分别设有升降电机52和升降驱动丝杠53，升降驱动丝杠53远离减速箱的一端通过丝母与摇臂4相连。主轴变速箱6是一个复合部件，包括主轴双速电动机、加强型主轴、钻头、主轴传动机构、进给和变速机构、机床的操作机构等，其具体结构可参见背景技术部分所引用的对比文件，在此不多赘述。

实际工作中，升降驱动组件5可驱动摇臂4整体沿外立柱3上下滑动；摇臂4可随外立柱3在内立柱2上灵活转动；同时，主轴变速箱6可沿摇臂导轨42往复滑移，从而适应零件不同部位的加工需求。

参见附图1-2，底座1上侧设有水平滑槽101，水平滑槽101可在底座1宽度方向上对称设置两道，且水平滑槽101的截面呈倒T字型结构。底座1上侧还设有安装支架7，安装支架7整体呈门字形结构，其下侧固定有用于配合水平滑槽101的水平滑轨71，水平滑轨71与水平滑槽101呈一一对应设置，两水平滑轨71分别嵌设于对应水平滑槽101中并与对应水平滑槽101形成滑移配合，使得安装支架7可沿底座1的长度方向往复滑移。同时，安装支架7上竖直螺纹穿设有若干固定螺栓72，各固定螺栓72在底座1的宽度方向上呈对称设置，且各固定螺栓72的端部均与底座1上表面抵接。

安装支架7的上侧设置有用于安装待加工工件的工作台8。如附图2所示，为安装该工作台8，安装支架7上侧水平设置有水平转轴73，水平转轴73在安装支架7上呈转动设置，且水平转轴73的轴向与底座1的宽度方向平行。

参见附图3，工作台8包括轮转台81以及若干设置于轮转台81上的工件安装台82；上述水平转轴73水平穿设轮转台81中心，并与轮转台81形成转动配合，使得轮转台81可绕水平转轴73灵活转动。具体的，为驱动轮转台81转动，安装支架7的一侧还设有第一驱动装置，第一驱动装置可为第一驱动电机83，第一驱动电机83可采用便于控制的伺服电机；安装时，第一驱动电机83可通过法兰固定在安装支架7上，其输出轴可通过联轴器与水平转轴73的一端同轴固定连接。同时，轮转台81上垂直水平转轴73轴向的截面可设置为正方形、五边形、六边形等多边形结构；而各个用于安装待加工零件的工件安装台82则一一对应设置于轮转台81的各个侧壁上。如此，为保证加工作业顺利进行，在工作台8安装完成后，轮转台81下侧与底座1上表面之间应预留出一能够供工件通过的间隙。并且，为适应不同尺寸规格的零件，可将安装支架7设置成上下升降的结构。

结合附图4-5，以其中任一工件安装台82为例，工件安装台82靠近轮转台81的一侧垂直固定有转动轴821，转动轴821垂直穿设轮转台81对应侧壁并与轮转台81形成转动配合。工件安装台82靠近轮转台81一侧与轮转台81对应侧壁抵接，而转动轴821远离对应工件安装台82的一端连接有第二驱动电机84。具体的，为安装第二驱动电机84，上述轮转台81内部成型有中空腔体811；而第二驱动电机84可采用便于控制的伺服电机，第二驱动电机84可通过法兰盘固定设置于中空腔体811的内侧壁上，且其输出轴与对应转动轴821相邻的端部同轴固定连接。工件安装台82、转动轴821及第二驱动电机84应呈一一对应设置；工作中，第二驱动电机84构成用于驱动工件安装台82转动的第二驱动装置。

如附图4所示，工件安装台82背离轮转台81的一侧还设有用于夹持固定工件的夹持组件85。夹持组件85可根据需要在工件安装台82上设置4组、5组、6组或更多组；各夹持组件85可圆周均匀分布于对应工件安装台82上。以其中任一夹持组件85为例，夹持组件85包括垂直固定于对应工件安装台82上的固定夹板851以及与固定夹板851呈平行间隔设置的活动夹板852；活动夹板852背离对应固定夹板851的一侧设置有夹紧驱动气缸853，夹紧驱动气缸853可通过螺栓固定在工件安装台82上，且夹紧驱动气缸853活塞杆的端部与活动夹板852背离对应固定夹板851的一侧固定连接。工作中，当工件被置于固定夹板851与活动夹板852之间时，夹紧驱动气缸853可驱动对应活动夹板852朝固定夹板851运动，从而将工件夹紧在固定夹板851与活动夹板852之间。同时，为保证工件夹持的稳定性，上述固定夹板851靠近活动夹板852的一侧均匀成型有呈波浪形结构的防滑纹86，而活动夹板852靠近固定夹板851的一侧则硫化固定有防滑垫87。

参见附图1-2，底座1上设有输送组件9，输送组件9整体设置于轮转台81的下侧；在工件加工完成且被松开后，工件可落在输送组件9上，输送组件9可驱动工件远离轮转台81，避免其影响后续正常加工。

具体的，输送组件9包括工件输送带91以及用于驱动工件输送带91的第三驱动装置。其中，工件输送带91水平架设于底座1上，其可工件朝远离内立柱2的一侧输送，且其可采用链板等方案进行替代。第三驱动装置为第三驱动电机92，第三驱动电机92同样可采用便于控制的伺服电机或步进电机。

如附图1所示，工件输送带91的内侧还设置有压力传感器10，压力传感器10通过支架固定在底座1上，并恰好正对上述轮转台81。安装完成后，压力传感器10与第三驱动电机92电性连接；当工件落在工件输送带91上并对压力传感器10产生挤压作用时，压力传感器10会通过配套的控制系统控制第三驱动电机92自动运行；此时，工件输送带91会将工件朝远离内立柱2的一侧输送。同时，底座1长度方向上远离内立柱2的一侧还设置有集屑槽18，集屑槽18呈顶部开口结构；工件输送带91上的废屑可自动落入集屑槽18，实现废屑的自动收集。

参见附图1和附图6，上述摇臂4上设有呈水平延伸设置的摇臂导轨42。摇臂4上摇臂导轨42所在一侧还设有滑移平台11，滑移平台11靠近摇臂4一侧成型有用于配合摇臂导轨42的配合滑槽111，从而使得滑移平台11可沿摇臂导轨42往复滑移。滑移平台11靠近摇臂4的一侧还一体成型有转接块112。

如附图1所示，摇臂4上还设有用于驱动滑移平台11沿摇臂导轨42往复滑移的滑移驱动组件12。滑移驱动组件12包括水平丝杠121以及用于驱动水平丝杠121的滑移驱动电机122；其中，水平丝杠121通过轴承转动架设于摇臂4靠近滑移平台11的一侧，其水平穿设转接块112并与转接块112螺纹连接；滑移驱动电机122通过螺栓固定在摇臂4远离外立柱3的一侧，且其输出轴可通过联轴器与水平丝杠121相邻的端部同轴固定连接。

参见附图7，滑移平台11背离摇臂4的一侧还垂直固定有安装轴113，安装轴113可设置于滑移平台11的中心位置，且其上转动设置有转动件。具体的，转动件可以为传动蜗轮13，传动蜗轮13套接于安装轴113上，并与安装轴113呈转动配合；安装轴113远离滑移平台11的一侧套设有限位盘131，限位盘131与传动蜗轮13背离滑移平台11的表面抵接，且安装轴113远离滑移平台11的一端还螺纹连接有限位螺母132，限位螺母132与限位盘131背离传动蜗轮13的表面抵接，可有效防止限位盘131从安装轴113上脱离。同时，滑移平台11背离摇臂4的一侧还设有传动蜗杆14，传动蜗杆14在滑移平台11上呈水平设置，其长度方向的两侧均通过轴承座与滑移平台11形成转动连接，从而使得传动蜗杆14可在滑移平台11上灵活转动。安装完成后，传动蜗杆14与上述传动蜗轮13保持啮合，且其一端固定连接有调节手轮141。

上述主轴变速箱6整体设置于传动蜗轮13背离滑移平台11的一侧。传动蜗轮13背离滑移平台11的一侧贴合设置有缓冲垫15，缓冲垫15背离传动蜗轮13一侧抵接设置有连接筒16；连接筒16通过法兰及螺栓与传动蜗轮13固定连接，连接筒16背离传动蜗轮13的一侧抵接上述主轴变速箱6，并通过多颗呈圆周均匀分布的螺栓与主轴变速箱6可拆卸固定，从而使得主轴变速箱6可随传动蜗轮13同步转动。并且，为保证主轴变速箱6在加工过程中的稳定性，主轴变速箱6靠近滑移平台11一侧的边缘处还固定有折叠板61，折叠板61与滑移平台11相邻一侧抵接，且滑移平台11上还设有用于夹紧折叠板61与滑移平台11的固定夹17。

本实施例的工作原理是：工作中，工作人员先将各个待加工的零件分别夹持固定在各个夹持组件85中，然后使得其中一工件安装台82上的某一个零件对准主轴箱塑上的钻头。接下来，主轴变速箱6上的钻头即可开始对该零件进行加工作业。当上一个零件加工完成后，第二驱动电机84可驱动对应工件安装台82转过一定角度，使得下一个工件对准钻头，即可开始进行下一个工件的加工。如此，该钻穿可对同一工件安装台82上的各个零件实现连续性加工作业。

当上一个工件安装台82上的零件全部加工完成后，第一驱动电机83可驱动轮转台81转过一定角度，使得下一工件安装台82对准主轴变速箱6，然后可重复上述过程，直至该工件安装台82上的零件同样全部加工完成。随后，采用相同的方式，该钻床可依次完成各个工件安装台82上零件的加工作业。通过这种方式，有助于实现零件的批量加工，从而不仅大大提高工作人员操作的便捷性，而且极大提高零件的加工效率。

同时，在零件加工完成并随轮转台81转动至工件输送带91上方时，对应夹紧驱动气缸853会松开对应零件，该零件会落在工件输送带91上，并随工件输送带91朝远离内立柱2的一侧运动，实现零件的自动收集。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种高效自动化钻床，包括底座（1）、钻头和设置于底座（1）上的工作台（8），其特征在于，所述底座（1）竖直固定有内立柱（2），内立柱2上竖直穿设有外立柱（3），外立柱（3）上设置有摇臂（4），外立柱（3）的顶部还设有用于驱动摇臂（4）沿外立柱（3）上下滑移的升降驱动组件（5），摇臂（4）上还水平滑移设置有主轴变速箱（6），钻头为主轴变速箱（6）的一部分，摇臂（4）上设有呈水平延伸设置的摇臂导轨（42），摇臂（4）上摇臂导轨（42）所在一侧还设有滑移平台（11），摇臂（4）上还设有用于驱动滑移平台（11）沿摇臂导轨（42）往复滑移的滑移驱动组件（12），滑移平台（11）背离摇臂（4）的一侧还垂直固定有安装轴（113），其上转动设置有转动件，转动件为传动蜗轮（13），主轴变速箱（6）随传动蜗轮（13）同步转动，滑移平台（11）背离摇臂（4）的一侧还设有传动蜗杆（14），传动蜗杆（14）与传动蜗轮（13）保持啮合；所述工作台（8）包括转动设置于底座（1）上的轮转台（81）以及若干圆周均匀分布于轮转台（81）上的工件安装台（82），各所述工件安装台（82）上均设有用于固定工件的夹持组件（85）；所述底座（1）上设有用于驱动轮转台（81）转动的第一驱动装置；当所述轮转台（81）转动时，各所述工件安装台（82）交替对准钻头；所述底座（1）上架设有安装支架（7），所述安装支架（7）设置成上下升降的结构，所述安装支架（7）上转动架设有水平转轴（73），所述轮转台（81）固定架设于水平转轴（73）上，且所述轮转台（81）下侧与底座（1）之间形成有供工件通过的间隙；所述水平转轴（73）的一端连接第一驱动装置；各所述工件安装台（82）圆周均匀分布于轮转台（81）的周侧；所述夹持组件（85）在任一工件安装台（82）上均圆周均匀设置有若干组；所述工件安装台（82）在轮转台（81）上呈转动设置，且所述轮转台（81）上还设有若干分别用于驱动各工件安装台（82）转动的第二驱动装置；所述底座（1）上还设有输送组件（9），所述输送组件（9）包括水平架设于轮转台（81）下侧的工件输送带（91）以及固定设置于底座（1）上并用于驱动工件输送带（91）的第三驱动装置。

2.根据权利要求1所述的一种高效自动化钻床，其特征在于，所述工件输送带（91）内侧正对轮转台（81）处设有压力传感器（10），所述压力传感器（10）固定架设于底座（1）上，且所述压力传感器（10）与第三驱动装置电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种高效自动化钻床，其特征在于，所述工件输送带（91）进给方向的末段设有用于承接废屑的集屑槽（18）。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种高效自动化钻床，其特征在于，所述安装支架（7）沿底座（1）的长度方向滑移设置于底座（1）上，且所述底座（1）上还设有用于可拆卸固定安装支架（7）的固定件。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种高效自动化钻床，其特征在于，所述夹持组件（85）包括垂直固定在工件安装台（82）上的固定夹板（851）、与固定夹板（851）呈平行间隔设置的活动夹板（852）以及固定设置于工件安装台（82）上的夹紧驱动气缸（853），所述夹紧驱动气缸（853）活塞杆的端部与活动夹板（852）固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种高效自动化钻床，其特征在于，所述固定夹板（851）靠近活动夹板（852）一侧均匀成型有防滑纹（86）；所述活动夹板（852）靠近固定夹板（851）一侧固定有防滑垫（87）。

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