CN114871464A - 一种加工船舶发动机用圆螺母的钻床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加工船舶发动机用圆螺母的钻床，包括机架，机架上设有三工位钻床面板，三工位钻床面板上安装有数控分度头和三台伺服钻孔动力头，三台伺服钻孔动力头通过各自的平行夹具成扇形布置安装在三工位钻床面板上，三台伺服钻孔动力头同时对船舶发动机用圆螺母侧母线上的若干圆孔进行钻孔处理。采用多组伺服钻孔动力头布局，加上和数控分度头与弹性夹具(涨紧套)的组合，加工生产效率的提高，加工质量和生产效率及劳动强度有很大的进步。

Description

一种加工船舶发动机用圆螺母的钻床

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种加工船舶发动机用圆螺母的钻床。

背景技术

一种船舶发动机用的大圆螺母，起着连接和固定发动机及连杆零部件的作用，船舶的排水量不同，圆螺母的大小也不一样，在大圆螺母的侧母线上均匀分布着多个盲孔，这一点是相同的，如图1和图2所示。

在加工大圆螺母外径母线上盲孔的时候，开始加工时采用划线、钻孔、倒角的工作方式。划线后打上样冲窝孔，打样冲窝时常常移位，钻孔时把圆螺母放在V型架上，钻完一个孔后手动旋转一个角度，孔间距大小不同，深浅不一至，加工的孔不能均匀分布，倒角出现一边大一边小的现象，产品质量受到很大影响。工作效率很低，生产成本很高。

后来设计了数控分度头，手动旋转角度的事解决了，孔间距大小一致了，划线、打样冲窝的工序免掉了，人工上下料，手动夹紧，单动力头钻孔的方式，下料后再人工倒角。产品质量和生产效率有了一定的提高。但是，由于是在外径上钻孔，“跑钻”的事情时有发生，操作者既要负责上下料又要加工倒角，劳动强度较大。

发明内容

为克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种加工船舶发动机用圆螺母的钻床。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：该加工船舶发动机用圆螺母的钻床，包括机架，机架上设有三工位钻床面板，三工位钻床面板上安装有数控分度头和三台伺服钻孔动力头，三台伺服钻孔动力头通过各自的平行夹具成扇形布置安装在三工位钻床面板上，三台伺服钻孔动力头同时对船舶发动机用圆螺母侧母线上的若干圆孔进行钻孔处理。

进一步地，所述三工位钻床面板上设有两条平行设置的弧形的滑槽，平行夹具安装在滑槽上，平行夹具在滑槽上的位置可调。

进一步地，两条平行的弧形的滑槽的圆心也是数控分度头的夹具的圆心，数控分度头安装在三工位钻床面板对应该圆心的位置。

进一步地，数控分度头上设有圆螺母压紧机构，圆螺母压紧机构是通过推拉气缸的往复运动，带动拉杆、压板、涨紧套实现对圆螺母的固定与松开。

进一步地，数控分度头上设有涨紧套，圆螺母套在涨紧套外，拉杆从涨紧套轴心位置穿过涨紧套后用螺母固定，螺母与涨紧套之间设有压板。

进一步地，所述涨紧套为与圆螺母对应的套件，涨紧套上开有上下交错的调节豁口，且涨紧套开有顶部敞口小底部敞口大的内锥孔。

进一步地，涨紧套的底部对应的内锥孔放在数控分度头的固定座外锥上，圆螺母套在涨紧套的外径上，推拉气缸带动拉杆、开口的压板移动，压板压紧在涨紧套顶部，涨紧套把圆螺母内孔涨紧，钻孔完毕后推拉气缸带动拉杆移动，拉杆带动压板移动，涨紧套在弹性力的作用下回复原状态。

进一步地，各零部件原始位置及状态：三台伺服钻孔动力头按圆螺母侧母线盲孔间角度固定在两条平行的弧形的滑槽上，三台伺服钻孔动力头原始位在后位；数控分度头夹具的推拉气缸在前位，涨紧套在松开状态，数控分度头按钻孔数量设置等分，位置在零位。

进一步地，还包括控制器，控制器采用触摸屏式操作面板，由PLC控制，预存多种规格圆螺母的加工程序。

综上，本发明的上述技术方案的有益效果如下：

采用多组伺服钻孔动力头布局，加上和数控分度头与弹性夹具(涨紧套)的组合，加工生产效率的提高，加工质量和生产效率及劳动强度有很大的进步。

三工位大螺母的数控钻孔机，设置三组伺服钻孔动力头对应三个工位，第一工位负责打中心孔，解决了钻头“跑钻”的问题，第二工位负责钻孔，钻孔深度有效的得到了控制，第三工位负责倒角工作，倒角孔口不偏不斜，大小一致。用数控分度头控制大圆螺母的旋转角度，解决了孔间距大小不同的问题和划线、打样冲窝的问题；圆螺母的夹紧、松开由气缸推拉弹性的涨紧套完成，采用快速装夹，快速上下料，解决了手动夹紧、松开动作，钻孔动力头采用伺服电机控制进给，更加精准。

附图说明

图1为本发明的整体结构视图。

图2为图1的A向视图。

图3为图1的俯视图。

图4为推拉气缸、拉杆、压板、涨紧套及螺母的立体结构图。

图5为图4的轴向剖视图。

图6为涨紧套的立体结构视图。

图7为图6的主视图。

图8为图7的B-B剖视图。

图中：

1机架，2三工位钻床面板，3数控分度头，4伺服钻孔动力头，5涨紧套，6圆螺母，7拉杆，8压板，9螺母，10平行夹具，11滑槽，12内锥孔，13调节豁口，14控制器，15冷却系统，16推拉气缸，17轴承。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的特征和原理进行详细说明，所举实施例仅用于解释本发明，并非以此限定本发明的保护范围。

如图1-图3所示，该加工船舶发动机用圆螺母6的钻床包括机架1，机架1上设有三工位钻床面板2，三工位钻床面板2上安装有数控分度头3和三台伺服钻孔动力头4，三台伺服钻孔动力头4分别对应三个工位，分别为第一工位、第二工位和第三工位。三工位圆螺母6的数控钻孔机，设置三组伺服钻孔动力头4对应三个工位，第一工位负责打中心孔，解决了钻头“跑钻”的问题，第二工位负责钻孔，钻孔深度有效的得到了控制，第三工位负责倒角工作，倒角孔口不偏不斜，大小一致。用数控分度头3控制大圆螺母6的旋转角度，解决了孔间距大小不同的问题和划线、打样冲窝的问题；圆螺母6的夹紧、松开由气缸推拉弹性的涨紧套5完成，采用快速装夹，快速上下料，解决了手动夹紧、松开动作，钻孔动力头采用伺服电机控制进给，更加精准。

涨紧套5起着圆螺母6夹紧松开的作用，它用弹簧钢经过机加工、热处理制成，热处理后的硬度达到HRC58-62，既有很高的硬度又有良好的弹性和耐磨性，工作时它的内锥孔12放在固定座外锥上，圆螺母6放入弹性涨紧套5的外径上，推拉气缸16推拉带动拉杆7、开口压板8移动，压板8压紧内锥孔12涨紧套5，涨紧套5随之把圆螺母6内孔涨紧，圆螺母6就牢牢固定在涨紧套5上，机构动作钻中心孔、钻孔、倒角，直至加工完毕，推拉气缸16带动拉杆7移动，拉杆7又带动开口压板8移动，涨紧套5在弹性力的作用下回复原状态，钻孔工作完成，取下加工好的圆螺母6即可。

数控回转分度头蜗轮蜗杆传动比1:90，最快转速16.6转/分，中空孔径40mm，分度头精度40”，重复精度8”，气动刹紧力55KG，配伺服电机0.9KW，扭矩3N·M。

三台伺服钻孔动力头4通过各自的平行夹具10成扇形布置安装在三工位钻床面板2上，平行夹具10是用来固定钻孔动力头的标准件。三台伺服钻孔动力头4同时对船舶发动机用圆螺母6侧母线上的若干圆孔进行钻孔处理。此处所说的同时加工是指在加工在加工进入正常加工过程中，圆螺母6刚开始进入加工(钻孔)时先进行中心孔的钻孔，然后数控分度头3转动一定角度后，第二工位对中心孔进行钻孔，同时第一工位继续钻中心孔；然后数控分度头3转动一定角度后，第三工位对钻孔后的孔进行倒角，第二工位对中心孔进行钻孔，第一工位再进行钻中心孔，此时三个工位同时进行加工。

三工位钻床面板2上设有两条平行设置的弧形的滑槽11，平行夹具10安装在滑槽11上，平行夹具10在滑槽11上的位置可调。两条平行的弧形的滑槽11的圆心也是数控分度头3的夹具的圆心，在圆心位置加工一孔，数控分度头3安装在三工位钻床面板2对应该圆心的位置。数控分度头3固定在钻床面板的上。

如图4和图5所示，数控分度头3上设有圆螺母6压紧机构，圆螺母6压紧机构是通过推拉气缸16的往复运动，带动拉杆7、压板8、涨紧套5实现对圆螺母6的固定与松开。数控分度头3上设有涨紧套5，圆螺母6套在涨紧套5外，拉杆7从涨紧套5轴心位置穿过涨紧套5后用螺母9固定，螺母9与涨紧套5之间设有压板8。

如图6-图8所示，涨紧套5为与圆螺母6对应的套件，涨紧套5上开有上下交错的调节豁口13，或者上下对称式的调节豁口13。调节豁口13的形式也可以不是上述所述的形式，只要能实现涨紧套5的撑开和自动恢复即可。且涨紧套5开有顶部敞口小底部敞口大的内锥孔12。

涨紧套5的底部对应的内锥孔12放在数控分度头3的固定座外锥上，圆螺母6套在涨紧套5的外径上，推拉气缸16带动拉杆7、开口的压板8移动，压板8压紧在涨紧套5顶部对应的内锥孔12内，涨紧套5把圆螺母6内孔涨紧，钻孔完毕后推拉气缸16带动拉杆7移动，拉杆7带动压板8移动，涨紧套5在弹性力的作用下回复原状态。推拉气缸16与拉杆7的底端连接，拉杆7顶部与压板8连接且顶部通过螺母9固定。在螺母9和压板8之间设置有一个轴承17，数控分度头3转动时带动涨紧套5、压板8和圆螺母6转动，拉杆7和拉杆7顶部的固定螺母不动。

推拉气缸16直径50mm，有效行程10mm，有效拉力115KG。

各零部件原始位置及状态：三台伺服钻孔动力头4按圆螺母6侧母线盲孔间角度固定在两条平行的弧形的滑槽11上，三台伺服钻孔动力头4原始位在后位，即伺服钻孔动力头4没有靠近待钻孔的螺母的位置。数控分度头3夹具的推拉气缸16在前位，推拉气缸16的前位位置对应涨紧套5在松开状态，数控分度头3按钻孔数量设置等分，位置在零位。伺服钻孔动力头4功率0.75KW，转速1000r/min，切削进给行程0-40mm，气动进给推力1800N，进刀速度为无极调速，液压阻尼缓冲。

还包括控制器14，控制器14采用触摸屏式操作面板，由PLC控制，能人机对话，预存不少于20种规格圆螺母6产品的加工程序。系统分手动和自动控制，单循环系统，按一次按钮执行一个动作循环。当突然停电停气时有保护功能，涨紧套5不得松开螺母，有急停按钮；有安全电压照明灯。

还包括冷却系统15，冷却系统15循环泵0.37KW，流量50L/min，扬程4米。

工作原理及动作顺序：1.圆螺母6摆放到位，启动按钮，推拉气缸16通过拉杆7动作，带动压板8压紧涨紧套5，涨紧套5移动变形，圆螺母6被夹紧。2.第一工位钻孔动力头打中心孔启动，分别按快进、慢进(接触圆螺母6)、工进(至设定深度)、快退的顺序动作。第二、第三工位动力头不动。3.数控分度头3带圆螺母6旋转设定的角度。4.第一、第二工位钻孔动力头又按照快进、慢进(接触圆螺母6)、接触圆螺母6(至给定深度)、快退的顺序动作。第三动力头不动。5.数控分度头3带动圆螺母6按照设定的角度旋转。6.三个工位的动力头同时动作，直至钻完预定等分的孔，只是在结束钻孔前的最后和次最后的两个孔时，第一、第二工位动力头不动，就是先动的先停，后动的后停。

采用多组伺服钻孔动力头4布局，加上和数控分度头3与弹性夹具(涨紧套5)的组合，加工生产效率的提高，加工质量和生产效率及劳动强度有很大的进步。可以把多台三工位钻孔机摆放成围在一起，实现了一人看多机，工作效率比以前人工钻孔提高了10倍，大大降低了操作者的劳动强度。不论是六角螺母还是半圆半六角螺母，孔多孔少都能加工。

上述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩入本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种加工船舶发动机用圆螺母的钻床，包括机架，其特征在于，机架上设有三工位钻床面板，三工位钻床面板上安装有数控分度头和三台伺服钻孔动力头，三台伺服钻孔动力头通过各自的平行夹具成扇形布置安装在三工位钻床面板上，三台伺服钻孔动力头同时对船舶发动机用圆螺母侧母线上的若干圆孔进行钻孔处理。

2.根据权利要求1所述的一种加工船舶发动机用圆螺母的钻床，其特征在于，所述三工位钻床面板上设有两条平行设置的弧形的滑槽，平行夹具安装在滑槽上，平行夹具在滑槽上的位置可调。

3.根据权利要求2所述的一种加工船舶发动机用圆螺母的钻床，其特征在于，两条平行的弧形的滑槽的圆心也是数控分度头的夹具的圆心，数控分度头安装在三工位钻床面板对应该圆心的位置。

4.根据权利要求1所述的一种加工船舶发动机用圆螺母的钻床，其特征在于，数控分度头上设有圆螺母压紧机构，圆螺母压紧机构是通过推拉气缸的往复运动，带动拉杆、压板、涨紧套实现对圆螺母的固定与松开。

5.根据权利要求4所述的一种加工船舶发动机用圆螺母的钻床，其特征在于，数控分度头上设有涨紧套，圆螺母套在涨紧套外，拉杆从涨紧套轴心位置穿过涨紧套后用螺母固定，螺母与涨紧套之间设有压板。

6.根据权利要求5所述的一种加工船舶发动机用圆螺母的钻床，其特征在于，所述涨紧套为与圆螺母对应的套件，涨紧套上开有上下交错的调节豁口，且涨紧套开有顶部敞口小底部敞口大的内锥孔。

7.根据权利要求6所述的一种加工船舶发动机用圆螺母的钻床，其特征在于，涨紧套的底部对应的内锥孔放在数控分度头的固定座外锥上，圆螺母套在涨紧套的外径上，推拉气缸带动拉杆、开口的压板移动，压板压紧在涨紧套顶部，涨紧套把圆螺母内孔涨紧，钻孔完毕后推拉气缸带动拉杆移动，拉杆带动压板移动，涨紧套在弹性力的作用下回复原状态。

8.根据权利要求4所述的一种加工船舶发动机用圆螺母的钻床，其特征在于，各零部件原始位置及状态：三台伺服钻孔动力头按圆螺母侧母线盲孔间角度固定在两条平行的弧形的滑槽上，三台伺服钻孔动力头原始位在后位；数控分度头夹具的推拉气缸在前位，涨紧套在松开状态，数控分度头按钻孔数量设置等分，位置在零位。

9.根据权利要求4所述的一种加工船舶发动机用圆螺母的钻床，其特征在于，还包括控制器，控制器采用触摸屏式操作面板，由PLC控制，预存多种规格工件的加工程序。

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