專利名稱：管件加工的數(shù)控鉆床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)床設(shè)備領(lǐng)域，尤其是用于加工管類零件側(cè)壁孔的數(shù)控鉆床。
背景技術(shù)：
鍋爐集箱等管類零件需要在管件的外壁上加工很多通孔或盲孔，由于目前沒有專 用設(shè)備，因此只能通過在管件上手工劃線并沖定位孔，然后采用搖臂鉆床進(jìn)行鉆孔操作，通 常鍋爐集箱較長，而且也較重，一個管件上有幾十個至上百個孔，加工時需要頻繁翻轉(zhuǎn)與移 動管件，加工效率極低，操作人員勞動強(qiáng)度大、安全性差；而且由于管件外表圓弧外形難以 固定定位，加工時鉆頭易跑偏導(dǎo)致斷裂，孔的加工質(zhì)量差，經(jīng)常會偏心或者歪斜，廢品率高。

實(shí)用新型內(nèi)容本申請人針對上述現(xiàn)有管件外壁通孔加工采用手工操作勞動強(qiáng)度大、安全性差、 加工效率低、通孔的加工質(zhì)量差等缺點(diǎn)，提供一種管件加工的數(shù)控鉆床，其結(jié)構(gòu)合理，操作 方便，加工效率高，通孔加工質(zhì)量好。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下一種管件加工的數(shù)控鉆床，采用數(shù)控臺進(jìn)行電氣與液壓控制，床身上部設(shè)置有主 軸回轉(zhuǎn)裝置與傳動導(dǎo)向裝置，鉆削平臺與夾持尾架可移動的設(shè)置在所述傳動導(dǎo)向裝置上； 所述鉆削平臺上設(shè)置有管壁夾持組件與鉆削組件，所述主軸回轉(zhuǎn)裝置與所述的夾持尾架上 設(shè)置有管端夾持卡盤，所述主軸回轉(zhuǎn)裝置還設(shè)置有驅(qū)動主軸及卡盤旋轉(zhuǎn)的電機(jī)。其進(jìn)一步 特征在于所述傳動導(dǎo)向裝置為平行的直線導(dǎo)軌與齒條，在所述鉆削平臺與夾持尾架上設(shè)置 有電機(jī)驅(qū)動的齒輪，與所述齒條相嚙合；所述鉆削平臺底部設(shè)置有滑動導(dǎo)軌先連接至轉(zhuǎn)接板，在轉(zhuǎn)接板底部設(shè)置與數(shù)控鉆 床床身的直線導(dǎo)軌配合的導(dǎo)軌滑塊，所述的滑動導(dǎo)軌與床身的直線導(dǎo)軌方向正交；所述管壁夾持組件的兩個夾緊塊下部設(shè)置有絲母，與通過支撐座中部支撐的兩段 反相絲牙的正反絲桿相嚙合，所述支撐座與所述鉆削平臺固定連接；所述正反絲桿一端設(shè) 置旋轉(zhuǎn)運(yùn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)；所述管壁夾持組件的V形夾鉗設(shè)置通過樞軸與夾緊塊樞接；所述主軸回轉(zhuǎn)裝置的驅(qū)動電機(jī)為伺服電機(jī)，其通過傳動機(jī)構(gòu)與主軸連接，所述主 軸端部固定有夾持卡盤；所述傳動機(jī)構(gòu)為同步帶傳動系，包括小同步帶輪、同步帶、大同步 帶輪，所述大同步帶輪設(shè)置在主軸中部；所述夾持卡盤為液壓卡盤；在夾持尾架底部設(shè)置有鎖緊裝置，所述鎖緊裝置包括固定在滑移平臺底部的定 塊，液壓油缸的缸體固定在定塊上，所述油缸的活塞軸與動塊連接，所述定塊及動塊分別與 床身上設(shè)置的鎖緊條側(cè)面鄰接。本實(shí)用新型可以加工多規(guī)格各種金屬非金屬的管料，具有大的加工范圍與良好的適用性。本實(shí)用新型采用PLC數(shù)控編程，可以自動、高效、便捷安全的進(jìn)行管件外壁通孔的加工。

圖1為本實(shí)用新型的俯視圖；圖2為圖1中A-A向視圖，圖中點(diǎn)劃線所示的管料不是本實(shí)用新型的部件；圖3為圖2中夾持組件的結(jié)構(gòu)圖；圖4為圖1中B-B向可移動夾持尾架的結(jié)構(gòu)圖；圖5為圖4中C部的放大剖視圖；圖6為本實(shí)用新型的主軸回轉(zhuǎn)裝置的剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型由床身1、管件主軸回轉(zhuǎn)裝置2、傳動導(dǎo)向裝置3、移 動鉆削平臺4、可移動夾持尾架5、排屑裝置6、液壓裝置、潤滑裝置等組成，并且通過數(shù)控控 制臺7進(jìn)行集中的電氣與液壓控制。見圖1、圖2，本實(shí)用新型的床身1上部設(shè)置有主軸回轉(zhuǎn)裝置2與傳動導(dǎo)向裝置3， 傳動導(dǎo)向裝置3包括平行的兩根直線導(dǎo)軌301、一根齒條302與一根鎖緊條305，管件主軸 回轉(zhuǎn)裝置2設(shè)置于直線導(dǎo)軌301與齒條302的起始端一側(cè)；如圖2、圖4所示，可移動夾持 尾架5與移動鉆削平臺4的底部分別設(shè)置有直線導(dǎo)軌滑塊與床身1上的兩根直線導(dǎo)軌相配 合，并且可移動夾持尾架5與移動鉆削平臺4通過底部的齒輪303與床身1上的齒條302 相嚙合，可以在直線導(dǎo)軌301上自由移動并且準(zhǔn)確定位；移動鉆削平臺4設(shè)置在主軸回轉(zhuǎn)裝 置2與可移動夾持尾架5之間。管件8通過主軸回轉(zhuǎn)裝置2的主動回轉(zhuǎn)卡盤201與可移動 夾持尾架5的被動回轉(zhuǎn)卡盤501的卡爪進(jìn)行加工管件兩端的夾持，并且在主動回轉(zhuǎn)卡盤201 的驅(qū)動下圍繞中心軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，而夾持尾架5的被動回轉(zhuǎn)卡盤501被動跟轉(zhuǎn)；回轉(zhuǎn)卡盤均采 用液壓卡盤，由液壓站202與液壓站502進(jìn)行控制與驅(qū)動，液壓卡盤與相關(guān)的液壓控制均為 成熟的現(xiàn)有技術(shù)，同常見數(shù)控車床的卡盤相同。在移動鉆削平臺4上設(shè)置有管壁夾持組件與鉆削動力頭組件，如圖2、圖3所示，其 中夾持組件包括第一夾持塊402與第二夾持塊403，通過絲桿408轉(zhuǎn)動驅(qū)動第一夾持塊402 與第二夾持塊403底部的絲母409沿著管件水平直徑方向相對運(yùn)動并且抱緊管件；鉆削動 力頭組件包括鉆頭404，通過鉆削主軸405與電機(jī)412及傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動與進(jìn)給，可以采 用現(xiàn)有技術(shù)例如普通數(shù)控鉆床或數(shù)控銑床的動力頭組件，當(dāng)夾持組件固定之后對管件進(jìn)行 外壁鉆孔加工。床身1主要包括底部兩側(cè)的主框架101，以及在底部中央設(shè)置的導(dǎo)屑斜面 102與排屑機(jī)103。如圖3所示，第一夾持塊402與第二夾持塊403底部設(shè)置有絲母409，與絲桿408 相嚙合。絲桿408中部由絲桿支撐座410進(jìn)行支撐，支撐座410固定在移動鉆削平臺4上， 在絲桿支撐座410兩側(cè)絲桿408是正反絲牙的；絲桿408通過端部的液壓馬達(dá)411進(jìn)行驅(qū) 動，液壓馬達(dá)411由液壓站401進(jìn)行控制與驅(qū)動，為現(xiàn)有技術(shù)；見圖2、圖3，當(dāng)絲桿408旋 轉(zhuǎn)時，驅(qū)動兩側(cè)的絲母409使第一夾持塊402與第二夾持塊403以沿著管件水平直徑方向相對向管中央靠攏或者相反向管外側(cè)打開，從而可以靈活適應(yīng)不同管徑的管件。作為本實(shí) 用新型的優(yōu)化實(shí)施例，如圖3所示，第一夾持塊402與第二夾持塊403的V型夾鉗為獨(dú)立零 件，通過銷軸407與夾持塊的基座連接，從而可以繞著銷軸407做一定角度旋轉(zhuǎn)，從而在夾 緊時可以根據(jù)被夾持管件的外壁面形狀作自適應(yīng)的靈活調(diào)整，更有效穩(wěn)定的對圓截面進(jìn)行 夾持。上述整個夾持組件沒有直接連接在床身1的直線導(dǎo)軌301上，而是通過底部設(shè)置的 兩個水平滑動導(dǎo)軌406先連接在轉(zhuǎn)接板413上，然后再通過轉(zhuǎn)接板413底部設(shè)置的與直線 導(dǎo)軌301配合的直線導(dǎo)軌滑塊，浮動的與床身1的兩根直線導(dǎo)軌301相連接。水平滑動導(dǎo) 軌406可以實(shí)現(xiàn)在管件截面直徑方向水平面上自由滑動，因此整個夾持組件也可以在這個 方向自由浮動。這是由于較長的管件中心軸的直線度難以保證，當(dāng)出現(xiàn)較為明顯的管件中 心軸彎曲、管件截面變形情況時，浮動式的夾持平臺與可旋轉(zhuǎn)的夾鉗可以在夾持時根據(jù)局 部段的管件形狀進(jìn)行靈活的調(diào)節(jié)與自適應(yīng)，從而更有效的進(jìn)行夾持，防止剛性結(jié)構(gòu)不能自 適應(yīng)調(diào)整從而不能有效夾持或者硬性夾持損傷管件的情況。本實(shí)用新型將夾持組件與鉆削動力頭組件設(shè)置在移動鉆削平臺4上，通過伺服電 機(jī)414、減速器驅(qū)動齒輪303與床身1上的齒條302相嚙合，從而可以通過數(shù)控控制臺7的 設(shè)定程序沿著直線導(dǎo)軌301準(zhǔn)確到達(dá)所需要的位置。在到達(dá)指定位置之后，通過夾持組件 將整個移動鉆削平臺4自適應(yīng)調(diào)整，并牢固的與管件8夾持為一體，然后進(jìn)行鉆削加工。由 于此時鉆削平臺4與管件8已經(jīng)牢固結(jié)合為一體，因此鉆削力可以視為鉆削平臺4與管件 8之間的內(nèi)力，而基本不會傳導(dǎo)給床身1，從而大大減少了加工時對直線導(dǎo)軌301、齒條302 等傳動導(dǎo)向裝置3的沖擊與破壞，從而充分提高了定位傳動的精度，提高了設(shè)備的可靠性、 加工精度與使用壽命。圖4所示為本實(shí)用新型的可移動夾持尾架5的結(jié)構(gòu)，被動回轉(zhuǎn)卡盤501通過液壓 站502根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行控制與驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)對管件尾端的夾持，且被動的跟隨管件8進(jìn)行旋 轉(zhuǎn)?？梢苿訆A持尾架5的底部設(shè)置有與直線導(dǎo)軌301配合的滑塊，并且通過電機(jī)503驅(qū)動底 部的齒輪303與床身1上的齒條302相嚙合，可以在直線導(dǎo)軌301上自由移動并定位。如 圖5所示，在床身1上固定有與直線導(dǎo)軌301相平行的鎖緊條305，在可移動夾持尾架5的 底部對應(yīng)位置設(shè)置液壓鎖緊裝置304，鎖緊裝置304包括跨越設(shè)置在鎖緊條305兩側(cè)的定 塊308與動塊307，液壓油缸306的缸體固定在定塊308上，定塊308固定在尾架底部，動 塊307通過螺母固定在液壓油缸306的活塞桿上。在夾持尾架5移動到指定位置后，數(shù)控 控制臺7通過液壓控制將液壓油缸的活塞桿縮回，從而將拉緊動塊307，與定塊308 —起夾 緊鎖緊條305，實(shí)現(xiàn)位置鎖定。圖6所示為本實(shí)用新型的主軸回轉(zhuǎn)裝置2的結(jié)構(gòu)，主軸205通過兩端圓錐滾子軸 承206固定在主軸箱207的箱壁，其端部固定主動回轉(zhuǎn)卡盤201 ；主軸箱207內(nèi)部的伺服電 機(jī)204通過變速箱203、小同步帶輪、同步帶208、大同步帶輪與主軸205連接，提供旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動與動力，大同步帶輪設(shè)置在主軸中部。主動回轉(zhuǎn)卡盤201通過液壓站202根據(jù)現(xiàn)有技術(shù) 進(jìn)行控制與驅(qū)動，對管件頭部進(jìn)行夾持。本實(shí)用新型采用伺服電機(jī)204實(shí)現(xiàn)管件的中心軸 旋轉(zhuǎn)，可靈活準(zhǔn)確的調(diào)整回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)角度，控制方便，提高定位精度。本實(shí)用新型采用 液壓卡盤對管件端部進(jìn)行夾持，由于液壓平穩(wěn)可靠、速度緩慢均勻，因此可以避免剛性機(jī)械 夾緊沖擊力大，易損壞管件端部的弊端。本實(shí)用新型工作時，先驅(qū)動絲桿408旋轉(zhuǎn)使第一夾持塊402與第二夾持塊403相反向兩側(cè)打開，驅(qū)動夾持尾架5移動以可容納被加工管件長度。將管件8吊裝至床身1上 部，先利用主軸回轉(zhuǎn)裝置2的主動回轉(zhuǎn)卡盤201液壓夾持住管件8的一端，然后移動夾持尾 架5至合適位置，通過液壓鎖緊裝置304將夾持尾架5鎖緊在床身1的鎖緊條305上；再 利用可移動夾持尾架5的被動回轉(zhuǎn)卡盤501液壓夾持住管件8的另一端。根據(jù)數(shù)控程序 設(shè)置將移動鉆削平臺4通過傳動導(dǎo)向裝置3移動至需要鉆孔位置，同時通過主軸回轉(zhuǎn)裝置 2將管件旋轉(zhuǎn)至需要加工通孔的角度；驅(qū)動絲桿408旋轉(zhuǎn)使第一夾持塊402與第二夾持塊 403相對向中央靠攏以夾緊管件8，然后鉆削動力頭組件開始工作，通過鉆頭404進(jìn)行孔的 加工；加工時廢屑通過導(dǎo)屑斜面102落入排屑機(jī)103后輸送至廢料箱。在鉆孔完成后，鉆頭 404退回，夾持塊反向移動，放松管件8，移動鉆削平臺4根據(jù)程序設(shè)定移動至下一個工作位 置并且重復(fù)上述工作。本實(shí)用新型數(shù)控控制臺7采用現(xiàn)有PLC編程技術(shù)進(jìn)行集成控制，采用伺服電機(jī)與 液壓的現(xiàn)有技術(shù)對傳動部件進(jìn)行驅(qū)動，可以靈活準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)定位與加工，自動化程度高，具 有廣泛的適用范圍。以上描述是對本實(shí)用新型的解釋，不是對實(shí)用新型的限定，本實(shí)用新型所限定的 范圍參見權(quán)利要求，在不違背本實(shí)用新型的精神的情況下，本實(shí)用新型可以作任何形式的 修改，例如各機(jī)構(gòu)不采用數(shù)控控制，而采用手工操作，進(jìn)行移動、定位與工作。
權(quán)利要求一種管件加工的數(shù)控鉆床，采用數(shù)控臺進(jìn)行電氣與液壓控制，其特征在于床身上部設(shè)置有主軸回轉(zhuǎn)裝置與傳動導(dǎo)向裝置，鉆削平臺與夾持尾架可移動的設(shè)置在所述傳動導(dǎo)向裝置上；所述鉆削平臺上設(shè)置有管壁夾持組件與鉆削組件，所述主軸回轉(zhuǎn)裝置與所述的夾持尾架上設(shè)置有管端夾持卡盤，所述主軸回轉(zhuǎn)裝置還設(shè)置有驅(qū)動主軸及卡盤旋轉(zhuǎn)的電機(jī)。
2.按照權(quán)利要求1所述管件加工的數(shù)控鉆床，其特征在于所述傳動導(dǎo)向裝置為平行 的直線導(dǎo)軌與齒條，在所述鉆削平臺與夾持尾架上設(shè)置有電機(jī)驅(qū)動的齒輪，與所述齒條相 嚙合。
3.按照權(quán)利要求1所述管件加工的數(shù)控鉆床，其特征在于所述鉆削平臺底部設(shè)置有 滑動導(dǎo)軌先連接至轉(zhuǎn)接板，在轉(zhuǎn)接板底部設(shè)置與數(shù)控鉆床床身的直線導(dǎo)軌配合的導(dǎo)軌滑 塊，所述的滑動導(dǎo)軌與床身的直線導(dǎo)軌方向正交。
4.按照權(quán)利要求1所述的管件加工的數(shù)控鉆床，其特征在于所述管壁夾持組件的兩 個夾緊塊下部設(shè)置有絲母，與通過支撐座中部支撐的兩段反相絲牙的正反絲桿相嚙合，所 述支撐座與所述鉆削平臺固定連接；所述正反絲桿一端設(shè)置旋轉(zhuǎn)運(yùn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
5.按照權(quán)利要求1所述管件加工的數(shù)控鉆床，其特征在于所述管壁夾持組件的V形 夾鉗通過樞軸與夾緊塊樞接。
6.按照權(quán)利要求1所述管件加工的數(shù)控鉆床，其特征在于所述主軸回轉(zhuǎn)裝置的驅(qū)動 電機(jī)為伺服電機(jī)，其通過傳動機(jī)構(gòu)與主軸連接，所述主軸端部固定有夾持卡盤；所述傳動機(jī) 構(gòu)為同步帶傳動系，包括小同步帶輪、同步帶、大同步帶輪，所述大同步帶輪設(shè)置在主軸中 部。
7.按照權(quán)利要求1所述管件加工的數(shù)控鉆床，其特征在于所述夾持卡盤為液壓卡盤。
8.按照權(quán)利要求1所述管件加工的數(shù)控鉆床，其特征在于在夾持尾架底部設(shè)置有鎖 緊裝置，所述鎖緊裝置包括固定在滑移平臺底部的定塊，液壓油缸的缸體固定在定塊上，所 述油缸的活塞軸與動塊連接，所述定塊及動塊分別與床身上設(shè)置的鎖緊條側(cè)面鄰接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種管件加工的數(shù)控鉆床，床身上部設(shè)置有主軸回轉(zhuǎn)裝置與傳動導(dǎo)向裝置，鉆削平臺與夾持尾架可移動的設(shè)置在所述傳動導(dǎo)向裝置上；所述鉆削平臺上設(shè)置有管壁夾持組件與鉆削組件，所述主軸回轉(zhuǎn)裝置與所述的夾持尾架上設(shè)置有管端夾持卡盤，所述主軸回轉(zhuǎn)裝置還設(shè)置有驅(qū)動主軸及卡盤旋轉(zhuǎn)的電機(jī)；采用數(shù)控臺進(jìn)行電氣與液壓控制。本實(shí)用新型可以加工多規(guī)格各種金屬非金屬的管料，具有大的加工范圍與良好的適用性；本實(shí)用新型采用數(shù)控編程控制，可以自動、高效、便捷、安全的進(jìn)行管件外壁孔的加工。
文檔編號B23B41/02GK201720481SQ20102022065
公開日2011年1月26日 申請日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者劉新立, 周冰峰, 張巍文, 薛靜清, 邵燕瑛, 陸坤銘, 陸松茂 申請人:無錫華聯(lián)精工機(jī)械有限公司