CN203426497U - 一种高精度深孔钻床 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种深孔加工设备，具体地说是一种高精度深孔钻床。包括床身、刀具装卡机构、枪钻、工件装卡机构、排屑系统及切削液冷却系统，其中床身上安装有导轨，所述刀具装卡机构和工件装卡机构滑动连接于所述导轨的两端，所述刀具装卡机构与安装在床身上的第一丝杠螺母机构连接，所述工件装卡机构与安装在床身上的第二丝杠螺母机构连接，所述枪钻刀柄安装在刀具装卡机构上、钻头尖部与工件装卡机构相对应，所述枪钻中心上沿轴线设有中心过油孔，所述枪钻的外表面上沿轴向设有排削槽，所述切削液冷却系统与枪钻的中心过油孔连通，所述排屑系统与刀具装卡机构连接，所述排屑系统及切削液冷却系统设置于床身的后侧。本实用新型实现加工精度高、工件快速装卡，不用找正的目的。

Description

一种高精度深孔钻床

技术领域

本实用新型涉及一种深孔加工设备，具体地说是一种高精度深孔钻床。

背景技术

核反应堆冷却剂水泵设计期限为60年免维修，为满足在如此长的运行期间的可靠性及安全性，其主螺栓在把合时，需要将电加热棒插入主螺栓内孔加热使其伸长以一定的伸长量来提供一种预紧力，以满足其安全性及可靠性要求。如此，其主螺栓中心孔的加工要求极为严格，具体要求如下：加工直径为16-22mm，深为1200mm，其加工长径比达到63倍，盲孔，表面粗糙度为Ra3.2，孔的位置度对基准外圆位置度要求为2.00mm。能满足尺寸及精度如此高要求的深孔钻床设备即为高精度深孔钻床。

传统的深孔钻床通常都是钻通孔，排屑较为方便，刀具采用两个支撑套，工件装卡采用夹紧一端，支撑另一端的方法。润滑系统采用常压力润滑，钻出的孔表面粗糙度为Ra25，孔的直线度经常在5mm左右，并且内孔表面常常有切屑划伤痕迹，加工出的工件无法满足核反应堆冷却剂水泵的设计要求。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种高精度深孔钻床。该高精度深孔钻床实现工件快速装卡，不用找正的目的。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种高精度深孔钻床，包括床身、刀具装卡机构、枪钻、工件装卡机构、排屑系统及切削液冷却系统，其中床身上安装有导轨，所述刀具装卡机构和工件装卡机构滑动连接于所述导轨的两端，所述刀具装卡机构与安装在床身一端的第一丝杠螺母机构连接，所述工件装卡机构与安装在床身另一端的第二丝杠螺母机构连接，所述枪钻的刀柄安装在刀具装卡机构上、枪钻尖部与工件装卡机构相对应，所述枪钻中心上沿轴线设有中心过油孔，所述枪钻的外表面上沿轴向设有排削槽，所述切削液冷却系统与枪钻的中心过油孔连通，所述排屑系统与刀具装卡机构连接，所述排屑系统及切削液冷却系统设置于床身的后侧。

所述刀具装卡机构包括刀具驱动机构和刀具支撑机构，所述刀具驱动机构和刀具支撑机构滑动连接在所述导轨上，所述枪钻转动安装在刀具支撑机构上、并一端与刀具驱动机构连接，所述刀具驱动机构与第一丝杠螺母机构连接。

所述刀具支撑机构包括依次滑动连接在所述导轨上的支撑架A、支撑架B及导向箱，所述枪钻通过轴套分别与支撑架A、支撑架B及导向箱转动连接。所述轴套的材质采用聚氨酯材料。

所述枪钻通过轴套I和定位套与导向箱的两侧箱壁转动连接，所述枪钻位于导向箱内的部分设有防止切削油泄露至导向箱外侧的挡油套，所述导向箱的底部为斜面，导向箱通过排屑通道与排屑系统连接，所述定位套与工件定位连接。

所述排屑系统包括磁性排屑器、电机D及接屑车，其中磁性排屑器的轨道一端通过排屑通道与所述导向箱连接，所述轨道另一端与接屑车连接；所述枪钻进行切削时，产生的切屑由所述枪钻外表面上的排削槽排至所述导向箱中，所述导向箱底部的切屑由自身的重力及切削液的流动性通过排屑通道落入磁性排屑器的导轨上、并由所述导轨输送至接屑车内。

所述刀具驱动机构包括电机A、刀具夹座及转轴I，其中刀具夹座滑动安装在所述导轨上，所述转轴I转动安装在所述刀具夹座上，所述转轴I的一端与电机A传动连接，另一端与枪钻连接。

所述工件装卡机构包括从动卡盘、主动卡盘及卡盘驱动机构，其中卡盘驱动机构滑动安装于所述导轨上、并与所述第二丝杠螺母机构连接，所述主动卡盘与卡盘驱动机构连接，所述从动卡盘通过从动卡盘支座安装在床身上，所述从动卡盘与主动卡盘的轴线在同一直线上，待加工工件的两端分别装卡在主动卡盘和从动卡盘上。

所述卡盘驱动机构包括电机E、主动盘支座及转轴II，其中主动盘支座滑动安装在所述导轨上、并与第二丝杠螺母机构连接，所述转轴II转动安装在主动盘支座上，转轴II的一端与电机E传动连接，另一端与主动卡盘连接。

所述切削液冷却系统包括油箱、油冷机、电机C、定量叶片泵及吸油过滤器，其中定量叶片泵与电机C连接，所述定量叶片泵通过管道分别与油箱和枪钻的中心过油孔连通，所述油箱与油冷机连接；所述定量叶片泵将油箱内的切削液通过枪钻的中心过油孔高压注入枪钻的钻尖部位，对钻枪在切削深孔时给予冷却。

本实用新型的优点及有益效果是：

1.本实用新型工件可实现快速装卡，不用找正，只要在上道工序加工好螺栓类外圆即可。

2.本实用新型应用高压切削液冷却系统能将切屑快速排出，以免切屑划伤加工表面。

3.本实用新型刀具的特殊装卡解决了特殊长刀杆振动的问题。

4.本实用新型采用三重支撑方式对深孔钻进行支撑，根据刀具长度这三个支撑装置可沿设备导轨滑动。这就保证了很长的深孔钻头中心在一个直线上，保证了长深孔钻头的直线度。

5.本实用新型钻头在三重支撑处的轴套采用聚氨脂材料轴套解决了刀尖振动问题，聚氨脂材料有非常好的弹性，可以吸收刀具在运转时产生的振动，有很好的减振效果，这种设计很好的防止了深孔内壁产生振纹。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本实用新型中刀具支撑套的结构示意图；

图4为图3的左视图；

图5为本发明中导向箱的结构示意图；

图6为图中A-A剖视图。

其中：1为电机A，2为枪钻，3为操作站，4为支撑架A，5为导向箱，6为从动卡盘，7为工件，8为主动夹盘，9为床身，10为接屑车，11为磁性排屑器，12为油箱，13为油冷机，14为电柜，15为丝杠A，16为电机B，17为电机C，18为吸油过滤器，19为电机D，20为电机E，21为电机F，22为支撑架B，23为丝杠B，24为定量叶片泵，25为导向箱箱体，26为垫圈，27为排屑通道，28为轴承压盖A，29为轴承座A，30为轴套，31为轴承，32为轴承座B，33为轴承压盖B，34为轴承B，35为轴承座C，36为轴承压盖C，37为定位套，38为导向箱盖，39为挡油套A，40为挡油套B。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

如图1-2所示，本实用新型包括床身9、刀具装卡机构、枪钻2、工件装卡机构、排屑系统及切削液冷却系统，其中床身9上安装有导轨，所述刀具装卡机构和工件装卡机构滑动连接于所述导轨的两端，所述刀具装卡机构与安装在床身9上的第一丝杠螺母机构连接，所述工件装卡机构与安装在床身9上的第二丝杠螺母机构连接，所述枪钻2刀柄安装在刀具装卡机构上、枪钻钻尖与工件装卡机构相对应。所述枪钻2中心上沿轴线设有中心过油孔，所述枪钻2的外表面上沿轴向设有排削槽，所述切削液冷却系统与枪钻2的中心过油孔连通，所述排屑系统与刀具装卡机构连接，所述排屑系统及切削液冷却系统设置于床身9后侧。

所述刀具装卡机构包括刀具驱动机构和刀具支撑机构，所述刀具驱动机构和刀具支撑机构滑动连接在所述导轨上，所述枪钻2转动安装在刀具支撑机构上、刀柄与刀具驱动机构连接，所述刀具驱动机构与第一丝杠螺母机构连接。所述刀具支撑机构包括依次滑动连接在所述导轨上的支撑架A4、支撑架B22及导向箱5，所述枪钻2通过轴套分别与支撑架A4、支撑架B22及导向箱5转动连接。根据枪钻2的长度，这三个支撑装置可沿设备导轨滑动。这就保证了很长的深孔钻头中心在一个直线上，可保证钻孔的直线度。枪钻2的外表面沿轴线设有排削槽，所述轴套的内壁沿轴向设有与枪钻2外表面的排削槽相配合的凸起，如图3、图4所示。所述轴套的材质采用聚氨酯材料，聚氨脂材料有非常好的弹性，可以吸收刀具在运转时产生的振动，有很好的减振效果，这种设计很好的防止了深孔内壁产生振纹。

如图5、图6所示，所述枪钻2通过轴套I30和定位套37与导向箱5的两侧箱壁转动连接，定位套37与工件7定位连接。定位套37具有定位作用，其端面与工件7紧密接触，使枪钻2在进入工件7之前有很好的定位作用，工件7端面平面度与粗糙度越好，从此处泄漏的切削油越少。所述枪钻2位于导向箱5内的部分套设有防止切削油泄露至导向箱5外侧的挡油套。所述挡油套包括两个橡胶挡油套A39和一个挡油套B40。枪钻2在对工件7进行切削时，切屑随着高压切削油沿枪钻外表面的排屑槽流向导向箱5中，如图5中箭头M所示方向。高压切削油将挡油套A39、挡油套B40压至轴承座A29端面处，防止油泄漏至导向箱5之外。所述导向箱5的底部为斜面，导向箱5通过排屑通道27与排屑系统连接。

所述排屑系统包括磁性排屑器11、电机D19及接屑车10，其中磁性排屑器11的轨道一端通过排屑通道27与导向箱5连接，所述轨道另一端与接屑车10连接。

所述刀具驱动机构包括电机A1、刀具夹座及转轴I，其中刀具夹座滑动安装在所述导轨上，所述转轴I转动安装在所述刀具夹座上，所述转轴I的一端与电机A1传动连接，另一端与枪钻2连接。

所述工件装卡机构包括从动卡盘6、主动卡盘8及卡盘驱动机构，其中卡盘驱动机构滑动安装于所述导轨上、并与所述第二丝杠螺母机构连接，所述主动卡盘8与卡盘驱动机构连接，所述从动卡盘6通过从动卡盘支座安装在床身9上，所述从动卡盘6与主动卡盘8的轴线在同一直线上，待加工工件7的两端分别装卡在主动卡盘8和从动卡盘6上，因此所钻出的孔的轴心与两夹盘基准确定的轴心在同一条直线上，这就要求钻孔前工件两端外圆的加工精度要好。以往深孔钻床均是夹一端外圆，支撑另一端外圆，打表找正之后才能进行钻孔工序。本发明将两端直接装夹就可进行钻孔工序，装夹方便，省时省力。所述卡盘驱动机构包括电机E20、主动盘支座及转轴II，其中主动盘支座滑动安装在所述导轨上、并与第二丝杠螺母机构连接，所述转轴II转动安装在主动盘支座上，转轴II的一端与电机E20传动连接，另一端与主动卡盘8连接。

所述切削液冷却系统包括油箱12、油冷机13、电机C17、定量叶片泵24及吸油过滤器18，其中定量叶片泵24与电机C17连接，所述定量叶片泵24通过管道分别与油箱12和安装在刀具夹座上枪钻2刀柄处的中心过油孔连通，所述油箱12通过软管与油冷机13连接。所述油箱12与定量叶片泵24之间的管道上设有吸油过滤器18，吸油过滤器18对切削液进行过滤，去除杂质。所述定量叶片泵24将油箱12内的切削液通过枪钻2的中心过油孔高压注入枪钻2的钻尖部位，在钻枪2切削时进行冷却。切削液冷却系统，最大压力可达80bar，运用高压力油基切削液可通过深孔枪钻2的中心过油孔传到枪钻2的尖部，对刀具、工件及切屑进行冷却，并因高压力直接将切屑沿枪钻外表面上排屑槽连同切削液压至导向箱5内，导向箱5底部的切屑因自身重力及液体的流动性下滑、并通过排屑通道27落入磁性排屑系统，然后通过磁性排屑系统将切屑排出去，这样避免切屑积存在内孔中，导致钻头卡死及切屑划伤内孔表面。高压切削液冷却系统是保证加工内孔质量的关键，钻不同孔径时，调节该系统保证切削液所需的流量和压力。

本实用新型的具体操作过程是：

打开电机C17运转定量叶片泵24，切削液通过定量叶片泵24从油箱12中泵出、并通过吸油过滤器18过滤后通过管路泵送至刀具夹座上枪钻刀柄处，切削液沿枪钻刀柄内中心过油孔注入枪钻2的钻尖部位，在枪钻2进行切削时对枪钻2及工件7进行冷却，并因切削液带有高压力，所以将切屑沿枪钻2外部排屑槽排至导向箱5中，由于导向箱箱体25的底部是一斜面，高压切削液连同切屑，受其自身重量和液体流动性影响，沿图5中箭头N方向通过排屑通道27流至磁性排屑器11的轨道上，并由所述导轨输送至接屑车10内。油冷机13专门为油箱12中的切削液循环制冷，当切削液温度高时，启动油冷机13对油箱12中的切削液进行冷却。切削液的油压大小直接影响切屑的排出，油压小，孔内积存的切屑会划伤工件内壁，严重的会导致钻头在孔内卡死。

本发明的目的是加工小直径深盲孔(加工直径φ8-φ30mm，加工深度1500mm)，表面光洁度高达Ra3.2，形位公差严格的孔。

本发明中磁性排屑器11、定量叶片泵24及吸油过滤器18均为现有技术，其中磁性排屑器11的型号为MLXYC230，购置于深圳市明亮鑫机械制造有限公司；定量叶片泵的型号为25V14A-1C-22R，购置于美国VI CKERS；吸油过滤器的型号为YCX250250×80c，购置于温州远东液压有限公司。

Claims (10)

1.一种高精度深孔钻床，其特征在于：包括床身(9)、刀具装卡机构、枪钻(2)、工件装卡机构、排屑系统及切削液冷却系统，其中床身(9)上安装有导轨，所述刀具装卡机构和工件装卡机构滑动连接于所述导轨的两端，所述刀具装卡机构与安装在床身(9)一端的第一丝杠螺母机构连接，所述工件装卡机构与安装在床身(9)另一端的第二丝杠螺母机构连接，所述枪钻(2)的刀柄安装在刀具装卡机构上、枪钻尖部与工件装卡机构相对应，所述枪钻(2)中心上沿轴线设有中心过油孔，所述枪钻(2)的外表面上沿轴向设有排削槽，所述切削液冷却系统与枪钻(2)的中心过油孔连通，所述排屑系统与刀具装卡机构连接，所述排屑系统及切削液冷却系统设置于床身(9)的后侧。

2.按权利要求1所述的高精度深孔钻床，其特征在于：所述刀具装卡机构包括刀具驱动机构和刀具支撑机构，所述刀具驱动机构和刀具支撑机构滑动连接在所述导轨上，所述枪钻(2)转动安装在刀具支撑机构上、并一端与刀具驱动机构连接，所述刀具驱动机构与第一丝杠螺母机构连接。

3.按权利要求2所述的高精度深孔钻床，其特征在于：所述刀具支撑机构包括依次滑动连接在所述导轨上的支撑架A(4)、支撑架B(22)及导向箱(5)，所述枪钻(2)通过轴套分别与支撑架A(4)、支撑架B(22)及导向箱(5)转动连接。

4.按权利要求3所述的高精度深孔钻床，其特征在于：所述轴套的材质采用聚氨酯材料。

5.按权利要求3所述的高精度深孔钻床，其特征在于：所述枪钻(2)通过轴套I(30)和定位套(37)与导向箱(5)的两侧箱壁转动连接，所述枪钻(2)位于导向箱(5)内的部分设有防止切削油泄露至导向箱(5)外侧的挡油套，所述导向箱(5)的底部为斜面，导向箱(5)通过排屑通道(27)与排屑系统连接，所述定位套(37)与工件(7)定位连接。

6.按权利要求5所述的高精度深孔钻床，其特征在于：所述排屑系统包括磁性排屑器(11)、电机D(19)及接屑车(10)，其中磁性排屑器(11)的轨道一端通过排屑通道(27)与所述导向箱(5)连接，所述轨道另一端与接屑车(10)连接；所述枪钻(2)进行切削时，产生的切屑由所述枪钻(2)外表面上的排削槽排至所述导向箱(5)中，所述导向箱(5)底部的切屑由自身的重力及切削液的流动性通过排屑通道(27)落入磁性排屑器(11)的导轨上、并由所述导轨输送至接屑车(10)内。

7.按权利要求2所述的高精度深孔钻床，其特征在于：所述刀具驱动机构包括电机A(1)、刀具夹座及转轴I，其中刀具夹座滑动安装在所述导轨上，所述转轴I转动安装在所述刀具夹座上，所述转轴I的一端与电机A(1)传动连接，另一端与枪钻(2)连接。

8.按权利要求1所述的高精度深孔钻床，其特征在于：所述工件装卡机构包括从动卡盘(6)、主动卡盘(8)及卡盘驱动机构，其中卡盘驱动机构滑动安装于所述导轨上、并与所述第二丝杠螺母机构连接，所述主动卡盘(8)与卡盘驱动机构连接，所述从动卡盘(6)通过从动卡盘支座安装在床身(9)上，所述从动卡盘(6)与主动卡盘(8)的轴线在同一直线上，待加工工件(7)的两端分别装卡在主动卡盘(8)和从动卡盘(6)上。

9.按权利要求8所述的高精度深孔钻床，其特征在于：所述卡盘驱动机构包括电机E(20)、主动盘支座及转轴II，其中主动盘支座滑动安装在所述导轨上、并与第二丝杠螺母机构连接，所述转轴II转动安装在主动盘支座上，转轴II的一端与电机E(20)传动连接，另一端与主动卡盘(8)连接。

10.按权利要求1所述的高精度深孔钻床，其特征在于：所述切削液冷却系统包括油箱(12)、油冷机(13)、电机C(17)、定量叶片泵(24)及吸油过滤器(18)，其中定量叶片泵(24)与电机C(17)连接，所述定量叶片泵(24)通过管道分别与油箱(12)和枪钻(2)的中心过油孔连通，所述油箱(12)与油冷机(13)连接；所述定量叶片泵(24)将油箱(12)内的切削液通过枪钻(2)的中心过油孔高压注入枪钻(2)的钻尖部位，对钻枪(2)在切削深孔时给予冷却。

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