CN112059235A - 轴体深孔加工系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种轴体深孔加工系统，涉及深孔加工技术领域，其包括钻孔装置，钻孔装置包括：机架；钻孔机构，钻孔机构包括转动连接于机架上的钻头座、设置于机架上的钻孔电机；夹持机构，夹持机构包括夹持座、第一夹持部、第二夹持部、滑移驱动件以及驱动电机；夹持座设置于机架上；第一夹持部包括设置于夹持座上的第一座体、以及转动连接于第一座体上的第一转动座；第二夹持部位于第一夹持部靠近钻孔机构的一侧；第二夹持部包括设置于夹持座上的第二座体、以及转动连接于第二座体上的第二转动座。通过工件与钻头的反向转动以及夹持机构的第一夹持部和第二夹持部对工件的两端进行定位，从而使得深孔加工的同轴度精度更好。

Description

轴体深孔加工系统及其使用方法

技术领域

本申请涉及深孔加工技术领域，更具体地说，它涉及一种轴体深孔加工系统及其使用方法。

背景技术

深孔加工，就是对孔长度与孔直径比大于5的孔进行成型的加工工艺。

轴体在生产时，部分轴需要沿其轴向贯穿一个轴孔，这类轴的轴孔需要与轴体同轴设置，均有同轴度的要求。

发明人发现，通过现有的钻孔设备进行开孔时，钻头开孔完毕后，轴孔与轴体的同轴度精度不足，有待改进。

发明内容

为了改善轴的轴孔与轴体的同轴度精度不足的问题，本申请提供一种轴体深孔加工系统及其使用方法。

本申请提供的一种轴体深孔加工系统,采用如下的技术方案：

一种轴体深孔加工系统及其使用方法，包括钻孔装置，所述钻孔装置包括：

机架；

钻孔机构，所述钻孔机构包括转动连接于所述机架上的钻头座、设置于机架上带动钻头座转动的钻孔电机，所述钻头座供钻头夹持使得钻头跟随钻头座转动；

夹持机构，所述夹持机构包括夹持座、第一夹持部、第二夹持部、滑移驱动件以及驱动电机；

所述夹持座设置于所述机架上；

所述第一夹持部包括设置于夹持座上的第一座体、以及转动连接于第一座体上的第一转动座；

所述第二夹持部位于所述第一夹持部靠近钻孔机构的一侧；所述第二夹持部包括设置于夹持座上的第二座体、以及转动连接于第二座体上的第二转动座，所述第二转动座的转动轴线、所述第一转动座的转动轴线以及钻头座的转动轴线均重合设置，所述第二转动座沿其转动轴线的轴向开设有供钻头通过的通孔；

所述滑移驱动件设置于夹持座上；

其中，所述第一转动座与所述第二转动座相对设置，所述滑移驱动件使得第一转动座与所述第二转动座相互靠近对工件夹持并使得工件的轴线与第一转动座的转动轴线重合设置，所述驱动电机带动第一转动座或第二转动座转动使得工件与钻头反向转动；所述夹持机构与钻孔机构能相对靠近以对工件钻孔。

通过上述技术方案，原先在加工时，深孔钻入后，在钻头钻入到一定深度后，钻头端部微小的偏斜容易影响工件的钻孔精度，从而影响整体同轴度。现在通过工件和钻头反向转动，其一使得相对的转动速度更快，成型面更好，另外，工件转动会对钻头的偏斜进行校正，从而减少了深孔加工过程中因为钻头端部偏斜对整体同轴度的影响。

另外，当工件一端夹持时，当工件转动时，远离夹持点的一端在转动过程中容易产生微晃，从而影响钻孔的同轴度。通过夹持机构的第一夹持部和第二夹持部对工件的两端进行定位，从而减少了工件在转动过程中两端相对于其转动轴线的跳动情况，从而使得深孔加工的同轴度精度更好。

优选的，所述第一转动座与所述第二转动座相对的端面均设置有供工件定位的定位槽。

通过上述技术方案，设置定位槽，通过定位槽对工件轴向两端进行定位，使得第一转动座和第二转动座带动工件转动时，工件位置不易偏移，使得深孔加工的同轴度更好。

优选的，所述定位槽呈圆锥槽设置，且所述定位槽的轴心线与所述钻头座的转动轴线重合设置。

通过上述技术方案，定位槽呈圆锥槽设置，通过圆锥槽的圆锥面与工件相抵，使得定位槽可以针对不同直径的工件进行夹持，使得整体的使用范围更广。

优选的，所述第一转动座上开设有让位槽，所述让位槽与所述定位槽同轴设置并供钻头容纳。

通过上述技术方案，设置让位槽，当深孔加工时，钻头沿轴向贯穿工件后，让位槽可以减少钻头与第一转动座碰撞的情况，使得整体使用更加持久。

优选的，所述钻孔座位于所述第二转动座的下方设置，所述钻头座的转动轴线呈竖直设置。

通过上述技术方案，通常深孔加工的钻头为细长型，通过钻头座的转动轴线呈竖直设置，钻头的轴线通常与钻头座的转动轴线重合设置，使得钻头的重力处于钻头的转动轴线处，从而减少了钻头重力引起的下垂情况。另外，钻头从下方钻入工件，当工件和转动反向转动时，钻屑可以在重力作用下沿着钻头的缺口及时排出，从而使得深孔加工的排屑更加方便。

优选的，还包括基准面加工装置，所述基准面加工装置包括机座、夹持组件、转动驱动件以及刀座；

所述夹持组件转动连接于机座上，所述转动驱动件带动所述夹持组件转动，所述刀座设置有两个，两个刀座分别位于夹持组件沿其转动轴线的轴向两端，两个刀座用于夹持刀具从而对工件进行定位锥面加工，所述定位锥面与定位槽的锥度相同设置。

通过上述技术方案，设置基准面加工装置，通过基准面加工装置可以对工件轴线两端进行定位锥面的加工，工件在夹持组件上转动时，其轴线两端同时进行定位锥面的加工，从而使得两个定位锥面的同轴度更好。然后通过两个定位锥面与定位槽的侧壁相抵形成定位，两个定位锥面为后续加工的基准，通过同时成型确保两个定位锥面的同轴度，从而使得后续的深孔加工通过定位锥面定位时，整体的同轴度更好，从而使得深孔加工的同轴度的精度更好。

优选的，所述夹持组件包括转动连接于机座上的夹座、设置于夹座上用于夹持工件的夹持件，所述转动驱动件与夹座连接，所述夹座上开设有供工件通过的贯穿孔，所述夹持件为弹性夹头，所述夹持件使得工件的轴线与夹座的转动轴向重合设置。

通过上述技术方案，弹性夹头具有受离心力的影响小，同心度高，快速夹持零件更换的优点。工件通过贯穿孔穿过夹座，然后通过夹持件进行进一步夹持，控制好贯穿孔的尺寸，当工件被夹持件夹持时，贯穿孔能够对工件进一步定位，从而使得工件轴向两端的定位锥面的成型精度更好。

优选的，所述夹持件设置有两个，两个夹持件同轴设置，两个夹持件分别位于贯穿孔两端对工件进行夹持。

通过上述技术方案，通过两个弹性夹头对工件进行夹持，通常弹性夹头靠近工件的轴向两端处，两个弹性夹头同轴转动，使得工件转动时减少了两端晃动对定位锥面加工的影响，从而进一步提成定位锥面的加工精度。

一种轴体深孔加工系统的使用方法，包括以下步骤：

S1，定位锥面加工，通过夹持组件对工件夹持，然后通过转动驱动件带动夹持组件转动使得工件转动，然后通过两个刀座进刀对工件轴向两端进行定位锥面的加工；

S2，深孔加工，定位锥面加工好后，将工件移至钻孔机构，通过夹持机构对工件轴向两端进行夹持，此时通过定位锥面与定位槽相抵以定位；然后启动钻孔电机带动钻头座转动使得钻头转动，同时通过驱动电机带动工件与钻头反向转动，然后使得钻孔机构与夹持机构相互靠近，使得钻头对工件进行开孔。

通过上述技术方案，向通过工件转动同时成型两个定位锥面，然后在深孔加工时，通过定位锥面对工件进行定位，后续的一切加工均一定位锥面定位，直至工件成型完毕后将两端根据需要调整，从而使得工件深孔与轴体的同轴度精度更好。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

(1)通过工件与钻头的反向转动以及夹持机构的第一夹持部和第二夹持部对工件的两端进行定位，从而使得深孔加工的同轴度精度更好；

(2)通过钻头座的转动轴线呈竖直设置，当工件和转动反向转动时，钻屑可以在重力作用下沿着钻头的缺口及时排出，从而使得深孔加工的排屑更加方便；

(3)通过设置定位槽和基准面加工装置，通过基准面加工装置可以对工件轴线两端进行定位锥面的加工，然后通过两个定位锥面与定位槽的侧壁相抵形成定位，使得后续的深孔加工通过定位锥面定位时，整体的同轴度更好，从而使得深孔加工的同轴度的精度更好。

附图说明

图1为实施例一的整体示意图；

图2为实施例一的基准面加工装置结构示意图；

图3为实施例一的钻孔装置结构示意图；

图4为实施例一的钻孔机构结构示意图；

图5为实施例二的注油机构结构示意图；

图6为图5中A部放大示意图；

图7为实施例二的抵触板结构示意图。

附图标记：1、基准面加工装置；11、机座；12、夹持组件；121、夹座；122、夹持件；13、转动驱动件；131、转动电机；132、传动件；14、刀座；2、钻孔装置；21、机架；22、钻孔机构；221、钻头座；222、钻孔电机；23、夹持机构；231、夹持座；232、第一夹持部；2321、第一座体；2322、第一转动座；233、第二夹持部；2331、第二座体；2332、第二转动座；234、滑移驱动件；235、驱动电机；3、贯穿孔；4、定位槽；5、让位槽；6、通孔；7、驱动油缸；9、注油机构；91、上盖板；92、下盖板；93、连接杆；10、储油箱；15、通油孔；16、储油槽；17、限位环；18、复位弹簧；19、抵触板；20、定位锥面。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

实施例一：

一种轴体深孔加工系统，如图1所示，包括基准面加工装置1以及钻孔装置2。

如图1、图2所示，基准面加工装置1包括机座11、夹持组件12、转动驱动件13以及刀座14。所述夹持组件12转动连接于机座11上，夹持组件12包括转动连接于机座11上的夹座121、设置于夹座121上的夹持件122。夹座121的转动轴线呈水平设置，夹座121上开设有贯穿孔3，贯穿孔3为圆孔，贯穿孔3的内径大于工件的外径设置以便供工件通过，贯穿孔3的轴线与夹座121的转动轴线重合设置。

夹持件122设置有两个，两个夹持件122分别位于贯穿孔3的两端设置，且两个夹持件122同轴设置。夹持件122为弹性夹头，弹性夹头又称弹性筒夹，是一种装在钻铣床上的钻铣夹头，本实施例中，夹座121相当于机床的主轴，夹持件122采用ER弹性夹头。当工件需要夹持时，工件通过夹持件122后再通过贯穿孔3并从另外一端的夹持件122穿出，然后夹持件122对工件夹持实现定位。两个夹持件122靠近工件轴向两端进行夹持，也使得工件转动时更加稳定。

所述转动驱动件13与夹座121连接，转动驱动件13包括设置在机座11上的转动电机131以及连接于转动电机131和夹座121之间的传动件132，传动件132为带传动结构或者链传动结构。转动电机131通过传动件132的传动从而带动夹座121转动，进而使得夹持组件12以及夹持组件12夹持的工件转动。

如图2所示，所述刀座14设置有两个，两个刀座14分别位于夹持组件12沿其转动轴线的轴向两端，两个刀座14可沿着机座11滑移，刀座14通过对应的XY移动平台实现沿着夹持组件12的转动轴线方向以及垂直于夹持组件12的转动轴线方向滑移，两个刀座14用于夹持刀具，刀座14移动实现进刀，从而对工件进行定位锥面20加工。

如图1、图3所示，钻孔装置2包括机架21、钻孔机构22以及夹持机构23。所述钻孔机构22包括转动连接于所述机架21上的钻头座221、设置于机架21上带动钻头座221转动的钻孔电机222，所述钻头座221供钻头夹持使得钻头跟随钻头座221转动。钻头座221的转动轴线呈竖直设置，钻头座221上包括有三爪卡盘或者弹性夹头以对钻头进行夹持。当钻头座221夹持钻头时，钻头竖直向上设置，且钻头的轴线与钻头座221的转动轴线重合设置。

如图3、图4所示，夹持机构23位于钻孔机构22的上方设置，夹持机构23包括夹持座231、第一夹持部232、第二夹持部233、滑移驱动件234以及驱动电机235。夹持座231沿竖直方向滑移连接于所述机架21上，机架21上还设置有驱动油缸7，驱动油缸7与夹持座231相连，驱动油缸7活塞杆伸出时，夹持座231向下滑移，当驱动油缸7活塞杆缩回时，夹持座231向上滑移，从而使得夹持机构23与钻孔机构22能使实现相互靠近或远离的移动。

所述第一夹持部232包括设置于夹持座231上的第一座体2321、以及转动连接于第一座体2321上的第一转动座2322。第二夹持部233位于所述第一夹持部232下方并靠近钻孔机构22的一侧设置，第二夹持部233包括设置于夹持座231上的第二座体2331、以及转动连接于第二座体2331上的第二转动座2332。第二转动座2332的转动轴线、所述第一转动座2322的转动轴线以及钻头座221的转动轴线均重合设置。

第一转动座2322与所述第二转动座2332相对设置，第一转动座2322与所述第二转动座2332相对的端面均设置有供工件定位的定位槽4，定位槽4呈圆锥槽设置，且所述定位槽4的轴心线与所述钻头座221的转动轴线重合设置。定位槽4的锥度与工件轴向对应的定位锥面20的锥度相同设置。第一转动座2322上开设有让位槽5，所述让位槽5开设于定位槽4的槽底，且所述让位槽5与所述定位槽4同轴设置供钻头容纳。

所述第二转动座2332沿其转动轴线的轴向开设有通孔6，通孔6为圆孔，通孔6的直径大于工件需要开的孔的直径，且通孔6的轴线与第二转动座2332的转动轴线重合设置。通孔6主要供钻头对工件开孔时通过。

第一座体2321沿竖直方向滑移连接于夹持座231上，滑移驱动件234设置于夹持座231上，滑移驱动件234为液压缸，液压缸的缸体固定于夹持座231上，液压缸的活塞杆与第一座体2321相连带动第一座体2321上的第一转动座2322靠近或远离第二转动座2332。

当工件需要夹持时，将工件放置于第二转动座2332的定位槽4上，然后通过滑移驱动件234带动第一座体2321移动，从而使得第一转动座2322和第二转动座2332相互靠近对工件夹持，此时工件轴向两端的定位锥面20对应与第一转动座2322和第二转动座2332的定位槽4相抵，从而使得工件的轴线与第一转动座2322的转动轴线重合设置

如图4所示，驱动电机235带动第一转动座2322或第二转动座2332转动使得工件与钻头反向转动，本实施例中，驱动电机235设置于第一座体2321上，驱动电机235可以与第一转动座2322直接同轴相连，驱动电机235还可以通过带传动结构或者齿轮传动结构与第一转动座2322连接用于带动第一转动座2322与钻头方向转动。第二转动座2332与第二座体2331之间连接有止推轴承，第二转动座2332通过止推轴承与第二座体2331转动连接，使得第二转动座2332的转动更加稳定。

本实施例还公开了一种轴体深孔加工系统的使用方法，包括以下步骤：

S1，定位锥面20加工，通过夹持组件12对工件夹持，然后通过转动驱动件13带动夹持组件12转动使得工件转动，然后通过两个刀座14进刀对工件轴向两端进行定位锥面20的加工，并控制定位锥面20的锥度与定位槽4的锥度相同设置。

S2，深孔加工，定位锥面20加工好后，夹持件122松开，将工件从夹持组件12上卸下并移至钻孔机构22，通过夹持机构23对工件轴向两端进行夹持，此时通过定位锥面20与定位槽4相抵以定位。然后启动钻孔电机222带动钻头座221转动使得钻头转动，同时通过驱动电机235带动工件与钻头反向转动，然后通过驱动油缸7使得夹持机构23向下滑移，实现钻孔机构22与夹持机构23相互靠近，使得钻头对工件进行开孔。

实施例二：

与实施例一的区别在于还设置有注油机构9，以增加深孔成型面的精度。

如图5、图6所示，驱动电机235采用带传动结构或者齿轮传动结构与第一转动座2322连接。第一座体2321上还设置有储油箱10，储油箱10位于第一转动座2322的上方设置。第一转动座2322的让位槽5槽底开设有通油孔15，通油孔15远离让位槽5的一端通过导游管连通至储油箱10内，导游管与第一转动座2322通过旋转接头相连，旋转接头是指管路连接器件，且相连管路可相对旋转。所述通油孔15内壁还设置有储油槽16，储油槽16沿钻头的转动轴线周向间隔分布有若干个。

注油机构9包括上盖板91、下盖板92以及连接于上盖板91和下盖板92之间的连接杆93。上盖板91和下盖板92均沿竖直方向滑移连接于通油孔15内，上盖板91位于下盖板92的上方设置，连接杆93沿竖直方向的长度大于或等于储油槽16沿竖直方向的长度设置。通油孔15内还固定有限位环17，限位环17位于下盖板92的下方。通油孔15内还设置有复位弹簧18，复位弹簧18呈竖直设置，复位弹簧18的上端固定连接至下盖板92，复位弹簧18的下端固定连接于限位环17。

当复位弹簧18不受外力的情况下，下盖板92位于储油槽16的下方设置并对通油孔15进行封堵，此时上盖板91的上端面低于储油槽16的上端内壁设置，使得储油槽16与储油箱10连通，此时储油箱10内的油液可以补充如储油槽16内。

当钻头抵触下盖板92克服重力以及复位弹簧18弹力上移时，上盖板91先移动至高于储油槽16的上端内壁，此时上盖板91对通油孔15进行封堵，然后下盖板92的下端面上移至高于储油槽16的下端内壁，此时储油槽16与让位槽5连通，使得储油槽16内的油液可以沿着钻头向下流动。当夹持机构23向上移动时，钻头从工件内退出，此过程中，钻头转动，配合储油槽16内附着在钻头上的油液形成润滑打磨，从而使得工件内孔壁成型更好。

当夹持机构23上移时，复位弹簧18的弹力使得下盖板92朝向钻头方向移动，使得下盖板92实现复位。

如图6、图7所示，下盖板92的下端面转动有抵触板19，抵触板19采用硬质合金，抵触板19的转动轴线与第一转动座2322的转动轴线重合设置，从而使得抵触板19的转动轴线与钻头的转动轴线重合。抵触板19为圆板形，抵触板19的轴线与其转动轴线重合设置，抵触板19不会与复位弹簧18相抵触。下盖板92通过抵触板19与钻头相抵，钻头转动时，抵触板19跟随钻头转动，从而减少了钻头与抵触板19之间的磨损。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种轴体深孔加工系统，包括钻孔装置（2），其特征在于：所述钻孔装置（2）包括：

机架（21）；

钻孔机构（22），所述钻孔机构（22）包括转动连接于所述机架（21）上的钻头座（221）、设置于机架（21）上带动钻头座（221）转动的钻孔电机（222），所述钻头座（221）供钻头夹持使得钻头跟随钻头座（221）转动；

夹持机构（23），所述夹持机构（23）包括夹持座（231）、第一夹持部（232）、第二夹持部（233）、滑移驱动件（234）以及驱动电机（235）；

所述夹持座（231）设置于所述机架（21）上；

所述第一夹持部（232）包括设置于夹持座（231）上的第一座体（2321）、以及转动连接于第一座体（2321）上的第一转动座（2322）；

所述第二夹持部（233）位于所述第一夹持部（232）靠近钻孔机构（22）的一侧；所述第二夹持部（233）包括设置于夹持座（231）上的第二座体（2331）、以及转动连接于第二座体（2331）上的第二转动座（2332），所述第二转动座（2332）的转动轴线、所述第一转动座（2322）的转动轴线以及钻头座（221）的转动轴线均重合设置，所述第二转动座（2332）沿其转动轴线的轴向开设有供钻头通过的通孔（6）；

所述滑移驱动件（234）设置于夹持座（231）上；

其中，所述第一转动座（2322）与所述第二转动座（2332）相对设置，所述滑移驱动件（234）使得第一转动座（2322）与所述第二转动座（2332）相互靠近对工件夹持并使得工件的轴线与第一转动座（2322）的转动轴线重合设置，所述驱动电机（235）带动第一转动座（2322）或第二转动座（2332）转动使得工件与钻头反向转动；所述夹持机构（23）与钻孔机构（22）能相对靠近以对工件钻孔。

2.根据权利要求1所述的轴体深孔加工系统，其特征在于：所述第一转动座（2322）与所述第二转动座（2332）相对的端面均设置有供工件定位的定位槽（4）。

3.根据权利要求2所述的轴体深孔加工系统，其特征在于：所述定位槽（4）呈圆锥槽设置，且所述定位槽（4）的轴心线与所述钻头座（221）的转动轴线重合设置。

4.根据权利要求2所述的轴体深孔加工系统，其特征在于：所述第一转动座（2322）上开设有让位槽（5），所述让位槽（5）与所述定位槽（4）同轴设置并供钻头容纳。

5.根据权利要求1所述的轴体深孔加工系统，其特征在于：所述钻孔座位于所述第二转动座（2332）的下方设置，所述钻头座（221）的转动轴线呈竖直设置。

6.根据权利要求3所述的轴体深孔加工系统，其特征在于：还包括基准面加工装置（1），所述基准面加工装置（1）包括机座（11）、夹持组件（12）、转动驱动件（13）以及刀座（14）；

所述夹持组件（12）转动连接于机座（11）上，所述转动驱动件（13）带动所述夹持组件（12）转动，所述刀座（14）设置有两个，两个刀座（14）分别位于夹持组件（12）沿其转动轴线的轴向两端，两个刀座（14）用于夹持刀具从而对工件进行定位锥面（20）加工，所述定位锥面（20）与定位槽（4）的锥度相同设置。

7.根据权利要求6所述的轴体深孔加工系统，其特征在于：所述夹持组件（12）包括转动连接于机座（11）上的夹座（121）、设置于夹座（121）上用于夹持工件的夹持件（122），所述转动驱动件（13）与夹座（121）连接，所述夹座（121）上开设有供工件通过的贯穿孔（3），所述夹持件（122）为弹性夹头，所述夹持件（122）使得工件的轴线与夹座（121）的转动轴向重合设置。

8.根据权利要求7所述的轴体深孔加工系统，其特征在于：所述夹持件（122）设置有两个，两个夹持件（122）同轴设置，两个夹持件（122）分别位于贯穿孔（3）两端对工件进行夹持。

9.根据权利要求6所述的轴体深孔加工系统的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，定位锥面（20）加工，通过夹持组件（12）对工件夹持，然后通过转动驱动件（13）带动夹持组件（12）转动使得工件转动，然后通过两个刀座（14）进刀对工件轴向两端进行定位锥面（20）的加工；

S2，深孔加工，定位锥面（20）加工好后，将工件移至钻孔机构（22），通过夹持机构（23）对工件轴向两端进行夹持，此时通过定位锥面（20）与定位槽（4）相抵以定位；然后启动钻孔电机（222）带动钻头座（221）转动使得钻头转动，同时通过驱动电机（235）带动工件与钻头反向转动，然后使得钻孔机构（22）与夹持机构（23）相互靠近，使得钻头对工件进行开孔。

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