CN203245403U - 阀门高速数控钻床 - Google Patents

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朱丰
闫洪奎
王军
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Abstract

本实用新型公开了阀门高速数控钻床,包括:床身底座、立柱、X轴滑轨、X轴伺服电机、滑鞍,其中,在滑鞍的上面设置两条与X轴滑轨垂直的Z轴滑轨,在滑鞍上面的前端设置Z轴伺服电机,其与Z轴丝杠通过联轴器相连,在Z轴滑轨上设置滑板,其底部与Z轴丝杠的丝杠母相连,在滑板上设置四位转动工作台;Y轴伺服电机,其设置于立柱顶部的前端,其与Y轴丝杠通过联轴器相连;Y轴滑轨,其竖直设置于立柱靠近四位转动工作台一侧的表面上;主轴箱,其设置于Y轴滑轨上,其套设于主轴的外部;主电机,其设置于主轴滑板的背部,其驱动主轴转动;排屑器,其设置于床身底座的左侧。

Description

阀门高速数控钻床
技术领域
[0001] 本实用新型涉及法兰面的加工技术,特别涉及用于对三个法兰面同时钻孔的阀门高速数控钻床。
背景技术
[0002] 阀门是石油、化工、长输管线及电力等各种工业经济行业必不可少的流体控制部件,阀门品种繁多,阀门上设有端面法兰和中法兰。
[0003] 法兰又叫法兰盘或突缘。法兰是使管子与管子及和阀门相互连接的零件,连接于管端。法兰上有孔眼,螺栓使两法兰紧连。法兰间用衬垫密封。法兰分螺纹连接(丝接)法兰和焊接法兰及卡套法兰。
[0004] 阀门端面法兰和中法兰的联结螺孔数量多,圆匀布直径、数量、和孔径尺寸和规格经常变化,目前阀门产品采用传统的钻床钻孔,手工方式锪平,人工装夹、定位,存在辅助时间长、生产效率低、容易产生误差,产品质量不稳定等问题。
[0005] 钻孔加工约占整个产品加工工时的1/2,成为阀门生产加工的瓶颈。采用商品化的数控系统,则价格昂贵、加工时仍需编程,在一定程度上造成资源浪费。
[0006] 现有专利中记载的相关法兰钻孔装置,如中国专利申请CN201120564928.4、CN201010117223.8中所公开的钻孔装置,这些装置能够完成对法兰面的钻孔工作,然而这类装置只能对一个法兰面进行加工,当需要加工的法兰具有多个法兰面时,这类钻孔装置不能一次完成多个法兰面的钻孔工作。
[0007] 为了解决上述问题,本发明人对现有的法兰面钻孔装置进行研究和改进,以便能制作出具有精度高、误差小、效率高、成本低等特点,并且可以一次性完成对具有多个法兰面的法兰钻孔工作的阀门高速数控钻床。
实用新型内容
[0008] 为了解决上述问题,本发明人进行了锐意研究,结果发现:通过在床身底座上设置立柱、X轴滑轨和X轴伺服电机,在X轴滑轨上方设置滑鞍,其通过X轴丝杠与X轴伺服电机相连;在滑鞍上方设置Z轴滑轨和Z轴伺服电机,在Z轴滑轨的上方设置滑板,其与Z轴伺服电机之间通过Z轴丝杠连接;在滑板的上方设置四位转动工作台;在立柱的前面设置竖直的Y轴滑轨,在Y轴滑轨上设置主轴箱,在主轴箱内部穿设主轴,在主轴箱的背部设置主电机,在立柱上方的前端设置Y轴伺服电机,其通过Y轴丝杠与主轴箱连接。从而完成本实用新型。
[0009] 本实用新型的目的在于提供以下方面:
[0010] (I)阀门高速数控钻床,其特征在于:该钻床包括:
[0011] 床身底座I,其上设置立柱9,
[0012] 两条平行的X轴滑轨3,其设置于床身底座的上方,沿着床身底座的横向方向设置,[0013] X轴伺服电机2,其设置于床身底座上表面的左侧,其与X轴丝杠通过联轴器相连,
[0014] 滑鞍4,其设置于X轴滑轨上,其与X轴丝杠的丝杠母相连,其中,在滑鞍的上面设置两条与X轴滑轨3垂直的Z轴滑轨6,在滑鞍上面的前端设置Z轴伺服电机5,其与Z轴丝杠通过联轴器相连,在Z轴滑轨上设置滑板7,其底部与Z轴丝杠的丝杠母相连,在滑板上设置四位转动工作台8,
[0015] Y轴伺服电机13,其设置于立柱顶部的前端,其与Y轴丝杠通过联轴器相连,
[0016] Y轴滑轨12,其竖直设置于立柱靠近四位转动工作台一侧的表面上,
[0017] 主轴箱11,其设置于Y轴滑轨上,其设于主轴的外部,
[0018] 主电机14,其设置于主轴箱的背部,其驱动主轴转动,
[0019] 排屑器15,其设置于床身底座的左侧。
[0020] (2)如上述(I)所述的阀门高速数控钻床,其特征在于:在主轴上设置高速钻头。
[0021] (3)如上述(2)所述的阀门高速数控钻床,其特征在于:高速钻头能钻出锪孔和普通钻孔。
[0022] (4)如上述(3)所述的阀门高速数控钻床,其特征在于:高速钻头与主轴箱垂直。
[0023] (5)如上述(I)所述的阀门高速数控钻床,其特征在于:立柱表面设置凹槽,所述凹槽贯穿立柱的前后两侧。
[0024] (6)如上述(I)或(5)所述的阀门高速数控钻床,其特征在于:主电机位于凹槽内部,主电机随主轴箱一起沿竖直方向运动。
[0025] (7)如上述(I)所述的阀门高速数控钻床,其特征在于:主轴的转速范围500-3000r/mino
[0026] (8)如上述(I)所述的阀门高速数控钻床,其特征在于:床身底座和立柱使用灰铸铁铸成。
[0027] 根据本实用新型提供的阀门高速数控钻床,可以一次完成对三个法兰面的钻孔工作;可以一次完成钻孔和锪孔两种孔的加工而不需要更换钻头;主轴钻孔的精确度高;钻床的床身底座稳定,承受力强。
[0028] 附图说明
[0029] 图1示出根据本实用新型一种优选实施方式的阀门高速数控钻床的右视图;
[0030] 图2示出根据本实用新型一种优选实施方式的阀门高速数控钻床的结构示意图;
[0031] 图3示出根据本实用新型一种优选实施方式的阀门高速数控钻床的俯视图;
[0032] 图4示出根据本实用新型一种优选实施方式的阀门高速数控钻床的侧视图;
[0033] 图5示出根据本实用新型一种优选实施方式的阀门高速数控钻床加工第一个法兰面的俯视图;
[0034] 图6示出根据本实用新型一种优选实施方式的阀门高速数控钻床加工第二个法兰面的俯视图;
[0035] 图7示出根据本实用新型一种优选实施方式的阀门高速数控钻床加工第三个法兰面的俯视图。
[0036] 附图标号说明:
[0037] 1-床身底座
[0038] 2-X轴伺服电机[0039] 3-X轴滑轨[0040] 4-滑鞍[0041] 5-Z轴伺服电机[0042] 6-Z轴滑轨[0043] 7-滑板[0044] 8-四位转动工作台[0045] 9-立柱[0046] 10-主轴[0047] 11-主轴箱[0048] 12-Y轴滑轨[0049] 13-Y轴伺服电机[0050] 14-主电机[0051] 15-排屑器[0052] 21-第一个法兰面[0053] 22-第二个法兰面[0054] 23-第三个法兰面[0055] 具体实施方式[0056] 下面通过对本实用新型进行详细说明,本实用新型的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。 [0057] 在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”
所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。
[0058] 在根据本实用新型的一个优选实施方式中,如图1-4中所示,提供一种阀门高速数控钻床,该钻床包括:
[0059] 床身底座I,其上设置立柱9,
[0060] 两条平行的X轴滑轨3,其设置于床身底座的上方,沿着床身底座的横向方向设置,
[0061] X轴伺服电机2,其设置于床身底座上表面的左侧,其与X轴丝杠通过联轴器相连,
[0062] 滑鞍4,其设置于X轴滑轨上,其与X轴丝杠的丝杠母相连,其中,在滑鞍的上面设置两条与X轴滑轨3垂直的Z轴滑轨6,在滑鞍上面的前端设置Z轴伺服电机5,其与纵轴丝杠通过联轴器相连,在Z轴滑轨上设置滑板7,其底部与Z轴丝杠的丝杠母相连,在滑板上设置四位转动工作台8,
[0063] Y轴伺服电机13,其设置于立柱顶部的前端,其与Y轴丝杠通过联轴器相连,
[0064] Y轴滑轨12,其竖直设置于立柱靠近四位转动工作台一侧的表面上,
[0065] 主轴箱11,其设置于Y轴滑轨上,
[0066] 主轴10,其设置于主轴箱的内部,
[0067] 主电机14,其设置于主轴箱的背部,其驱动主轴转动,
[0068] 排屑器15,其设置于床身底座的左侧。
[0069] 其中,如图4中所述,所述沿着床身底座的横向方向为图4中X轴的方向;所述与X轴滑轨垂直的方向为如图4中Z轴的方向。
[0070] 在这里,滑鞍用于定位被加工法兰在X轴上的位置,
[0071] 滑板用于定位被加工的法兰在Z轴上的位置,
[0072] 主轴箱用于定位主轴在Y轴上的位置,
[0073] 通过滑鞍、滑板、主轴箱分别定位,提高了该钻床的精度,降低了误差。
[0074] 在一个优选的实施方式中,该钻床为三座标高速、高效率数控钻床,可一次完成各种型号阀体三个法兰面上全部联结紧固螺孔的钻孔与锪孔加工,
[0075] 安装在床身底座上的滑鞍能沿X轴(如图4中X轴方向)运动,安装在滑鞍上的滑板能沿Z轴(如图4中Z轴的方向)运动,主轴箱能竖直(图4中的Y轴方向)运动;
[0076] 其中,三个法兰面的转换工作是由四位转动工作台完成的。四位转动工作台可以使得三个法兰面沿Z轴周向方向90度转动。
[0077] 在这里,四位转动工作台并无特别限制,为常规的转动工作台。
[0078] 在一个优选的实施方式中,所述滑鞍、滑板、主轴箱分别设置于X轴滑轨、Z轴滑轨、Y轴滑轨上,X轴滑轨、Z轴滑轨、Y轴滑轨用于支撑相应的滑板。
[0079] 其中X轴滑轨、Z轴滑轨、Y轴滑轨采用增强型重负荷高精度的滚动直线滑轨,可以使得该钻床的移动迅速,定位准确、可靠。
[0080] 在一个优选的实施方式中,X轴伺服电机2通过X轴丝杠带动滑鞍进行沿着X轴运动,Z轴伺服电机5通过Z轴丝杠带动滑板进行沿着Z轴运动,Y轴伺服电机通过Y轴丝杠带动主轴箱进行沿着Y轴运动,所述X轴伺服电机2、Z轴伺服电机5、Y轴伺服电机均无特殊限制,为常规的伺服电机;
[0081] 所述X轴丝杠、Z轴丝杠、Y轴丝杠并无特殊限制,均为常规丝杠。
[0082] 在一个优选的实施方式中,在主轴上设置高速钻头,高速钻头兼具普通钻头和锪钻二者的优点,可以一次性钻出普通钻孔和锪孔。
[0083] 在进一步优选的实施方式中,钻孔镶有可转位硬质合金刀片的高速钻头,是一种高刚性、高效率的钻孔刀具,在加工一般碳素钢时,其钻孔速度比用常规的高速钢钻头高5-8倍,高速钻不需要刃磨,一个刀片有3-4个刃口,刀片磨损后只需将刀片旋转一个角度即可,大大节省了辅助时间。
[0084] 其中,高速钻头与主轴箱垂直。
[0085] 在一个优选的实施方式中,立柱表面设置凹槽,所述凹槽贯穿立柱的前后两侧,所述的凹槽为沿着如图4中的Z轴设置。
[0086] 在进一步优选的实施方式中,主电机位于凹槽内部,这样可以节省空间,主电机随主轴箱一起沿竖直方向运动。
[0087] 在这里,主电机并无特殊限制,可以使用常规的电机。
[0088] 在一个优选的实施方式中,主轴的转速范围500-3000r/min,这样使得主轴能传递足够的力矩和功率,能承受高的离心力。
[0089] 在一个优选的实施方式中,底座和立柱使用灰铸铁铸成,有利于防止钻削时钻头震颤,增加其抗振性,保证钻床精度稳定。
[0090] 在一个优选的实施方式中,如图2中所示,排屑器设置于床身底座的左侧,其用来装载所述钻床在工作过程中产生的铁屑,在这里,所述的排屑器并无特殊限制,可以适用常规的排屑器。
[0091] 以下结合优选的实施方式对根据本实用新型优选实施方式的阀门高速数控钻床为法兰面钻孔的流程进行说明:
[0092] 首先,将被加工的法兰安装在四位转动工作台。将第一个法兰面21对准主轴方向,如图5中所示。通过X轴伺服电机控制第一个法兰面在X轴上的位置,通过Y轴伺服电机控制主轴和钻头在Y轴上的位置;将第一个法兰面和钻头定位后,通过Z轴伺服电机控制第一个法兰面在Z轴上的位置,通过第一个法兰面在Z轴上前进和后退完成对第一个法兰面的钻孔工作。
[0093] 其次,通过四位转动工作台将法兰沿着Y轴周向方向旋转90度,将第二个法兰面22对准主轴和钻头,第二个法兰面的加工方式与第一个法兰面的加工方式相同,对第二个法兰面进行加工,如图6中所示;加工后将第三个法兰面23对准主轴和钻头进行加工,如图7中所示,三个法兰面加工完成后关闭该钻床。
[0094] 通过此流程可以一次完成三个法兰面的钻孔任务。
[0095] 根据本实用新型提供的阀门高速数控钻床,可以一次性完成对三个法兰面的钻孔工作;可以同时完成钻孔和锪孔两种孔的加工;主轴钻孔的精确度高;钻床的床身底座稳定,承受力强。
[0096] 以上结合具体实施方式和范例性实例对本实用新型进行了详细说明,不过这些说明并不能理解为对本实用新型的限制。本领域技术人员理解,在不偏离本实用新型精神和范围的情况下,可以对本实用新型技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进,这些均落入本实用新型的范围内。本实用新型的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.阀门高速数控钻床,其特征在于:该钻床包括:床身底座(1),其上设置立柱(9),两条平行的X轴滑轨(3),其设置于床身底座的上方,沿着床身底座的横向方向设置,X轴伺服电机(2),其设置于床身底座上表面的左侧,其与X轴丝杠通过联轴器相连,滑鞍(4),其设置于X轴滑轨上,其与X轴丝杠的丝杠母相连,其中,在滑鞍的上面设置两条与X轴滑轨(3)垂直的Z轴滑轨(6),在滑鞍上面的前端设置Z轴伺服电机(5),其与Z轴丝杠通过联轴器相连,在Z轴滑轨上设置滑板(7),其底部与Z轴丝杠的丝杠母相连,在滑板上设置四位转动工作台(8),Y轴伺服电机(13 ),其设置于立柱顶部的前端,其与Y轴丝杠通过联轴器相连,Y轴滑轨(12),其竖直设置于立柱靠近四位转动工作台一侧的表面上,主轴箱(11 ),其设置于Y轴滑轨上,其设于主轴(10)外部,主电机(14),其设置于主轴箱的背部,其驱动主轴转动,排屑器(15),其设置于床身底座的左侧。
2.如权利要求1所述的阀门高速数控钻床,其特征在于:在主轴上设置高速钻头。
3.如权利要求2所述的阀门高速数控钻床,其特征在于:高速钻头能钻出锪孔和普通钻孔。
4.如权利要求3所述的阀门高速数控钻床,其特征在于:高速钻头与主轴箱垂直。
5.如权利要求1所述的阀门高速数控钻床,其特征在于:立柱表面设置凹槽,所述凹槽贯穿立柱的前后两侧。
6.如权利要求1或5所述的阀门高速数控钻床,其特征在于:主电机位于凹槽内部,主电机随主轴箱一起沿竖直方向运动。
7.如权利要求1所述的阀门高速数控钻床,其特征在于:主轴的转速范围500-3000r/mirio
8.如权利要求1所述的阀门高速数控钻床,其特征在于:床身底座和立柱使用灰铸铁铸成。
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