CN117066562B - 一种小直径群孔的数控多轴深孔加工中心 - Google Patents

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Abstract

本发明属于小直径群孔、深孔加工领域，具体涉及一种小直径群孔的数控多轴深孔加工中心。本发明的技术方案如下：一种小直径群孔的数控多轴深孔加工中心，包括床身、滑座、立柱和主轴箱，滑座在床身上沿X轴运动，立柱固定安装在滑座上，主轴箱沿立柱做Y轴上下运动；主轴箱上设有钻削系统一、钻削系统二和间距调整装置，钻削系统一固定安装在主轴箱上，钻削系统二通过间距调整装置能够在主轴箱上沿Y轴上下运动，通过调整钻削系统一与钻削系统二的间距实现钻孔孔距快速切换。本发明提供的小直径群孔的数控多轴深孔加工中心，能够快速实现孔距调节，提高钻削效率，保证钻削时机床的刚性和稳定性。

Description

一种小直径群孔的数控多轴深孔加工中心
技术领域
本发明属于小直径群孔、深孔加工领域，具体涉及一种小直径群孔的数控多轴深孔加工中心。
背景技术
核电、能源、石化、军工行业大型换热器类复杂材料管板的小直径群孔需要多轴深孔加工，以及圆形结构的管子支撑管板也需要深孔加工。目前，管板类零件深孔钻加工机床，为满足钻孔精度均为小行程、大孔径、钻孔深度浅、钻削轴数少，无法满足大尺寸工件高效率、高精度、高深度、高稳定的钻孔需求。当钻孔孔径小且深度较大时，其整体刚性不足，Z轴悬伸过长导致钻孔直线度不稳定。当工件价值量巨大，在表面钻削上万个小直径深孔时机床钻孔稳定性无法保证。同时，钻孔直径越小对机床的精度、稳定性要求越高。当前的加工机床无法满足技术要求。
发明内容
本发明提供一种小直径群孔的数控多轴深孔加工中心，能够快速实现孔距调节，提高钻削效率，保证钻削时机床的刚性和稳定性。
本发明的技术方案如下：
一种小直径群孔的数控多轴深孔加工中心，包括床身、滑座、立柱和主轴箱，滑座在床身上沿X轴运动，立柱固定安装在滑座上，主轴箱沿立柱做Y轴上下运动；主轴箱上设有钻削系统一、钻削系统二和间距调整装置，钻削系统一固定安装在主轴箱上，钻削系统二通过间距调整装置能够在主轴箱上沿Y轴上下运动，通过调整钻削系统一与钻削系统二的间距实现钻孔孔距快速切换。
进一步地，所述的小直径群孔的数控多轴深孔加工中心，所述床身上设有X轴导轨、双光栅尺和夹紧导轨，所述滑座与X轴导轨滑动配合安装；所述滑座下方设有液压夹紧装置，液压夹紧装置与夹紧导轨配合安装。
进一步地，所述的小直径群孔的数控多轴深孔加工中心，所述立柱上设有两条Y轴镶钢导轨，所述主轴箱背部设有两条导轨槽，所述导轨槽的底面粘有贴塑板与Y轴镶钢导轨正向接触，所述导轨槽的侧面设有滚动体与Y轴镶钢导轨侧向接触，通过Y轴驱动使所述主轴箱沿Y轴上下运动；所述主轴箱背面设有液压锁紧压板，所述导轨槽的侧面设有液压锁紧镶条，实施钻削时液压锁紧压板和液压锁紧镶条用于锁紧Y轴镶钢导轨；所述Y轴驱动设有电磁抱闸装置及Y轴丝杠，实施钻削时电磁抱闸装置用于锁紧Y轴丝杠。
进一步地，所述的小直径群孔的数控多轴深孔加工中心，所述立柱上方设有滑轮架，所述立柱侧方设有重锤，所述主轴箱上设有链条和钢丝绳，所述链条和钢丝绳绕过所述滑轮架与所述重锤连接在一起。
进一步地，所述的小直径群孔的数控多轴深孔加工中心，钻削系统一包括Z轴钢导轨一、大滑板一、小滑板一、辅助支撑一、动力主轴一、主轴主驱动一、丝杠一、驱动电机一、BOZA头一和钻削刀具一，两条Z轴钢导轨一固定设置在所述主轴箱上，小滑板一、辅助支撑一及大滑板一依次滑动配合安装在两条Z轴钢导轨一上，动力主轴一和主轴主驱动一固定设置在大滑板一上，主轴主驱动一为动力主轴一提供动力；丝杠一安装在所述主轴箱上，大滑板一的背面设有丝母一，丝母一与丝杠一螺接在一起，驱动电机一为丝杠一提供动力以带动大滑板一沿Z轴钢导轨一进行前后移动；BOZA头一固定设置在小滑板一上，小滑板一的背面设有液压油缸一，液压油缸一用于带动小滑板一沿Z轴钢导轨一进行前后移动；钻削刀具一穿过BOZA头一及辅助支撑一安装在动力主轴一中。
进一步地，所述的小直径群孔的数控多轴深孔加工中心，钻削系统二包括小导轨、背板、Z轴钢导轨二、大滑板二、小滑板二、辅助支撑二、动力主轴二、主轴主驱动二、丝杠二、驱动电机二、BOZA头二和钻削刀具二，两条小导轨沿Y轴固定设置在所述主轴箱上，所述背板与两条小导轨滑动配合安装在一起；两条Z轴钢导轨二固定设置在所述背板上，小滑板二、辅助支撑二及大滑板二依次滑动配合安装在两条Z轴钢导轨二上，动力主轴二和主轴主驱动二固定设置在大滑板二上，主轴主驱动二为动力主轴二提供动力；丝杠二安装在所述背板上，大滑板二的背面设有丝母二，丝母二与丝杠二螺接在一起，驱动电机二为丝杠二提供动力以带动大滑板二沿Z轴钢导轨二进行前后移动；BOZA头二固定设置在小滑板二上，小滑板二的背面设有液压油缸二，液压油缸二用于带动小滑板二沿Z轴钢导轨二进行前后移动；钻削刀具二穿过BOZA头二及辅助支撑二安装在动力主轴二中。
进一步地，所述的小直径群孔的数控多轴深孔加工中心，所述间距调整装置包括液压马达、丝杠三、丝母三和液压平衡油缸，所述液压马达安装在所述主轴箱的上端，丝杠三安装在所述主轴箱上，丝母三固定设置在所述背板上，丝母三与丝杠三螺接在一起，所述液压马达为丝杠三提供动力以带动所述背板沿两条小导轨进行上下移动；两个液压平衡油缸分别设置在所述背板的两侧与所述主轴箱之间；所述背板与两条小导轨之间分别设有液压锁紧油缸，实施钻削时液压锁紧油缸用于锁紧所述小导轨。
进一步地，所述的小直径群孔的数控多轴深孔加工中心，钻削刀具一和钻削刀具二为枪钻或BTA钻。
进一步地，所述的小直径群孔的数控多轴深孔加工中心，设有BTA钻后排屑系统，包括主体排屑管一、排屑伸缩管和链式排屑器一，主体排屑管一的上端通过连接板与所述立柱固定连接，主体排屑管一的下端与链式排屑器一相连，两根排屑伸缩管的一端分别与动力主轴一及动力主轴二的尾部相连，两根排屑伸缩管的另一端与主体排屑管一相连。
进一步地，所述的小直径群孔的数控多轴深孔加工中心，设有枪钻前排屑系统，包括主体排屑管二、前排屑管一、前排屑管二、集屑槽、导屑槽和链式排屑器二，主体排屑管二固定安装在所述立柱上，主体排屑管二的下端与链式排屑器二相连；所述集屑槽安装在站台上，所述导屑槽的一端与所述集屑槽的底部相连，所述导屑槽的另一端与主体排屑管二滑动连接；前排屑管一的上端与BOZA头一相连，前排屑管二的上端与BOZA头二相连，前排屑管一及前排屑管二的下端朝向所述集屑槽。
本发明的有益效果为：
1、钻削系统一与钻削系统二的间距可调，能够快速实现孔距调节。
2、钻削系统一与钻削系统二可完成BTA钻和枪钻的快速切削变化，同时配有BTA钻后排屑和枪钻前排屑两套排屑系统，能够高效的根据工件钻孔种类快速切换钻削方式，大大的提高钻削效率。
3、整机刚性强，配有多组液压夹紧系统及液压锁紧装置，各移动轴均可液压夹紧，能够保证钻削时机床的刚性和稳定性，消除导轨间隙，提高钻削精度。
附图说明
图1为小直径群孔的数控多轴深孔加工中心示意图；
图2为床身结构示意图；
图3为主轴箱背面示意图；
图4为主轴箱正面示意图；
图5为BTA钻后排屑系统示意图；
图6为枪钻前排屑系统示意图。
具体实施方式
如图1-图6所示，一种小直径群孔的数控多轴深孔加工中心，包括床身2、滑座3、立柱4和主轴箱5，工作台1固定在床身2前侧，滑座3在床身2上沿X轴运动，立柱4固定安装在滑座3上，主轴箱5沿立柱4做Y轴上下运动；主轴箱5上设有钻削系统一5.7、钻削系统二5.8和间距调整装置，钻削系统一5.7固定安装在主轴箱5上，钻削系统二5.8通过间距调整装置能够在主轴箱5上沿Y轴上下运动，通过调整钻削系统一5.7与钻削系统二5.8的间距实现钻孔孔距快速切换。
所述床身2上设有X轴导轨2.1、双光栅尺2.2和夹紧导轨2.3，所述滑座3与X轴导轨2.1滑动配合安装；所述滑座3下方设有液压夹紧装置2.4，液压夹紧装置2.4与夹紧导轨2.3配合安装，实施钻削时液压夹紧装置2.4锁紧所述夹紧导轨2.3。
所述立柱4上设有两条Y轴镶钢导轨4.1，所述主轴箱5背部设有两条导轨槽，所述导轨槽的底面粘有贴塑板5.1与Y轴镶钢导轨4.1正向接触，所述导轨槽的侧面设有滚动体5.2与Y轴镶钢导轨4.1侧向接触，通过Y轴驱动使所述主轴箱5沿Y轴上下运动；所述主轴箱5背面设有液压锁紧压板5.4，所述导轨槽的侧面设有液压锁紧镶条5.3，实施钻削时液压锁紧压板5.4和液压锁紧镶条5.3用于锁紧Y轴镶钢导轨4.1；所述Y轴驱动设有电磁抱闸装置4.2及Y轴丝杠，实施钻削时电磁抱闸装置4.2用于锁紧Y轴丝杠，增加安全同时能保证钻削时的精度和刚性。
所述立柱4上方设有滑轮架4.3，所述立柱4侧方设有重锤4.6，所述主轴箱5上设有链条4.4和钢丝绳4.5，所述链条4.4和钢丝绳4.5绕过所述滑轮架4.3与所述重锤4.6连接在一起。
钻削系统一5.7包括Z轴钢导轨一、大滑板一、小滑板一、辅助支撑一、动力主轴一、主轴主驱动一、丝杠一、驱动电机一、BOZA头一和钻削刀具一，两条Z轴钢导轨一固定设置在所述主轴箱5上，小滑板一、辅助支撑一及大滑板一依次滑动配合安装在两条Z轴钢导轨一上，动力主轴一和主轴主驱动一固定设置在大滑板一上，主轴主驱动一为动力主轴一提供动力；丝杠一安装在所述主轴箱5上，大滑板一的背面设有丝母一，丝母一与丝杠一螺接在一起，驱动电机一为丝杠一提供动力以带动大滑板一沿Z轴钢导轨一进行前后移动；BOZA头一固定设置在小滑板一上，小滑板一的背面设有液压油缸一，液压油缸一用于带动小滑板一沿Z轴钢导轨一进行前后移动；钻削刀具一穿过BOZA头一及辅助支撑一安装在动力主轴一中。
钻削系统二5.8包括小导轨5.10、背板、Z轴钢导轨二5.19、大滑板二5.13、小滑板二5.11、辅助支撑二5.18、动力主轴二5.14、主轴主驱动二5.16、丝杠二5.17、驱动电机二5.15、BOZA头二5.12和钻削刀具二，两条小导轨5.10沿Y轴固定设置在所述主轴箱5上，所述背板与两条小导轨5.10滑动配合安装在一起；两条Z轴钢导轨二5.19固定设置在所述背板上，小滑板二5.11、辅助支撑二5.18及大滑板二5.13依次滑动配合安装在两条Z轴钢导轨二5.19上，动力主轴二5.14和主轴主驱动二5.16固定设置在大滑板二5.13上，主轴主驱动二5.16为动力主轴二5.14提供动力；丝杠二5.17安装在所述背板上，大滑板二5.13的背面设有丝母二，丝母二与丝杠二5.17螺接在一起，驱动电机二5.15为丝杠二5.17提供动力以带动大滑板二5.13沿Z轴钢导轨二5.19进行前后移动；BOZA头二5.12固定设置在小滑板二5.11上，小滑板二5.11的背面设有液压油缸二，液压油缸二用于带动小滑板二5.11沿Z轴钢导轨二5.19进行前后移动；钻削刀具二穿过BOZA头二5.12及辅助支撑二5.18安装在动力主轴二5.14中。大滑板二5.13、小滑板二5.11设有液压锁紧系统，钻削时通过液压锁紧系统抱住Z轴钢导轨二5.19，以增强钻孔稳定性及刚性。
所述间距调整装置包括液压马达5.6、丝杠三、丝母三和液压平衡油缸5.5，所述液压马达5.6安装在所述主轴箱5的上端，丝杠三安装在所述主轴箱5上，丝母三固定设置在所述背板上，丝母三与丝杠三螺接在一起，所述液压马达5.6为丝杠三提供动力以带动所述背板沿两条小导轨5.10进行上下移动；两个液压平衡油缸5.5分别设置在所述背板的两侧与所述主轴箱5之间，调整间距时使钻削系统二5.8上下移动更为平稳、安全；所述背板与两条小导轨5.10之间分别设有液压锁紧油缸5.9，实施钻削时液压锁紧油缸5.9用于锁紧所述小导轨5.10。
钻削刀具一和钻削刀具二为枪钻或BTA钻。
设有BTA钻后排屑系统6，包括主体排屑管一6.1、排屑伸缩管6.2和链式排屑器一6.3，主体排屑管一6.1的上端通过连接板与所述立柱4固定连接，主体排屑管一6.1的下端与链式排屑器一6.3相连，两根排屑伸缩管6.2的一端分别与动力主轴一及动力主轴二5.14的尾部相连，两根排屑伸缩管6.2的另一端与主体排屑管一6.1相连。
设有枪钻前排屑系统7，包括主体排屑管二7.1、前排屑管一7.3、前排屑管二7.2、集屑槽7.4、导屑槽7.6和链式排屑器二7.7，主体排屑管二7.1固定安装在所述立柱4上，主体排屑管二7.1的下端与链式排屑器二7.7相连；所述集屑槽7.4安装在站台7.5上，所述导屑槽7.6的一端与所述集屑槽7.4的底部相连，所述导屑槽7.6的另一端与主体排屑管二7.1滑动连接；前排屑管一7.3的上端与BOZA头一相连，前排屑管二7.2的上端与BOZA头二5.12相连，前排屑管一7.3及前排屑管二7.2的下端朝向所述集屑槽7.4。
链式排屑器一6.3及链式排屑器二7.7将碎屑排至指定位置。
通过切换BOZA头、冷却装置和排屑系统，能实现枪钻与BTA钻的切换功能，可以高效的根据工件钻孔种类快速切换钻削方式。

Claims (2)

1.一种小直径群孔的数控多轴深孔加工中心，其特征在于，包括床身、滑座、立柱和主轴箱，滑座在床身上沿X轴运动，立柱固定安装在滑座上，主轴箱沿立柱做Y轴上下运动；主轴箱上设有钻削系统一、钻削系统二和间距调整装置，钻削系统一固定安装在主轴箱上，钻削系统二通过间距调整装置能够在主轴箱上沿Y轴上下运动，通过调整钻削系统一与钻削系统二的间距实现钻孔孔距快速切换；
钻削系统一包括Z轴钢导轨一、大滑板一、小滑板一、辅助支撑一、动力主轴一、主轴主驱动一、丝杠一、驱动电机一、BOZA头一和钻削刀具一，两条Z轴钢导轨一固定设置在所述主轴箱上，小滑板一、辅助支撑一及大滑板一依次滑动配合安装在两条Z轴钢导轨一上，动力主轴一和主轴主驱动一固定设置在大滑板一上，主轴主驱动一为动力主轴一提供动力；丝杠一安装在所述主轴箱上，大滑板一的背面设有丝母一，丝母一与丝杠一螺接在一起，驱动电机一为丝杠一提供动力以带动大滑板一沿Z轴钢导轨一进行前后移动；BOZA头一固定设置在小滑板一上，小滑板一的背面设有液压油缸一，液压油缸一用于带动小滑板一沿Z轴钢导轨一进行前后移动；钻削刀具一穿过BOZA头一及辅助支撑一安装在动力主轴一中；
钻削系统二包括小导轨、背板、Z轴钢导轨二、大滑板二、小滑板二、辅助支撑二、动力主轴二、主轴主驱动二、丝杠二、驱动电机二、BOZA头二和钻削刀具二，两条小导轨沿Y轴固定设置在所述主轴箱上，所述背板与两条小导轨滑动配合安装在一起；两条Z轴钢导轨二固定设置在所述背板上，小滑板二、辅助支撑二及大滑板二依次滑动配合安装在两条Z轴钢导轨二上，动力主轴二和主轴主驱动二固定设置在大滑板二上，主轴主驱动二为动力主轴二提供动力；丝杠二安装在所述背板上，大滑板二的背面设有丝母二，丝母二与丝杠二螺接在一起，驱动电机二为丝杠二提供动力以带动大滑板二沿Z轴钢导轨二进行前后移动；BOZA头二固定设置在小滑板二上，小滑板二的背面设有液压油缸二，液压油缸二用于带动小滑板二沿Z轴钢导轨二进行前后移动；钻削刀具二穿过BOZA头二及辅助支撑二安装在动力主轴二中；
所述间距调整装置包括液压马达、丝杠三、丝母三和液压平衡油缸，所述液压马达安装在所述主轴箱的上端，丝杠三安装在所述主轴箱上，丝母三固定设置在所述背板上，丝母三与丝杠三螺接在一起，所述液压马达为丝杠三提供动力以带动所述背板沿两条小导轨进行上下移动；两个液压平衡油缸分别设置在所述背板的两侧与所述主轴箱之间；所述背板与两条小导轨之间分别设有液压锁紧油缸；
所述床身上设有X轴导轨、双光栅尺和夹紧导轨，所述滑座与X轴导轨滑动配合安装；所述滑座下方设有液压夹紧装置，液压夹紧装置与夹紧导轨配合安装；
所述立柱上设有两条Y轴镶钢导轨，所述主轴箱背部设有两条导轨槽，所述导轨槽的底面粘有贴塑板与Y轴镶钢导轨正向接触，所述导轨槽的侧面设有滚动体与Y轴镶钢导轨侧向接触，通过Y轴驱动使所述主轴箱沿Y轴上下运动；所述主轴箱背面设有液压锁紧压板，所述导轨槽的侧面设有液压锁紧镶条；所述Y轴驱动设有电磁抱闸装置；
钻削刀具一和钻削刀具二为枪钻或BTA钻；
设有BTA钻后排屑系统，包括主体排屑管一、排屑伸缩管和链式排屑器一，主体排屑管一的上端通过连接板与所述立柱固定连接，主体排屑管一的下端与链式排屑器一相连，两根排屑伸缩管的一端分别与动力主轴一及动力主轴二的尾部相连，两根排屑伸缩管的另一端与主体排屑管一相连；
设有枪钻前排屑系统，包括主体排屑管二、前排屑管一、前排屑管二、集屑槽、导屑槽和链式排屑器二，主体排屑管二固定安装在所述立柱上，主体排屑管二的下端与链式排屑器二相连；所述集屑槽安装在站台上，所述导屑槽的一端与所述集屑槽的底部相连，所述导屑槽的另一端与主体排屑管二滑动连接；前排屑管一的上端与BOZA头一相连，前排屑管二的上端与BOZA头二相连，前排屑管一及前排屑管二的下端朝向所述集屑槽。
2.根据权利要求1所述的小直径群孔的数控多轴深孔加工中心，其特征在于，所述立柱上方设有滑轮架，所述立柱侧方设有重锤，所述主轴箱上设有链条和钢丝绳，所述链条和钢丝绳绕过所述滑轮架与所述重锤连接在一起。
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