本實(shí)用新型涉及金屬切削機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)涉及一種細(xì)微小孔鉆削加工的電熱振動(dòng)數(shù)控鉆床。

背景技術(shù)：

加工細(xì)微小孔的工藝方法較多，應(yīng)用最廣泛、生產(chǎn)實(shí)用性最強(qiáng)的是采用麻花鉆鉆削加工，但傳統(tǒng)的鉆削工藝存在著加工效率低、鉆頭易折斷和加工質(zhì)量差等問(wèn)題。隨著各種新型和難加工材料的出現(xiàn)以及機(jī)電產(chǎn)品向小型化和精密化方向發(fā)展，細(xì)微小孔的加工數(shù)量不斷增多。新型和難加工材料細(xì)微小孔鉆削加工時(shí)鉆頭極易磨損和折斷，加工精度低，表面質(zhì)量差。在普通切削條件下，當(dāng)加工不銹鋼、耐熱鋼及鈦合金、高溫合金等難加工材料時(shí)，類(lèi)似的問(wèn)題就更加突出，隨著對(duì)孔加工質(zhì)量和效率的要求不斷提高，傳統(tǒng)的鉆削工藝在細(xì)微小孔加工方面已顯示出較大的局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)難加工材料的細(xì)微小孔的鉆削加工問(wèn)題，提供一種能夠提高細(xì)微小孔加工質(zhì)量和效率，延長(zhǎng)鉆頭壽命的電熱振動(dòng)數(shù)控鉆床。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型電熱振動(dòng)數(shù)控鉆床包括鉆床床體、鉆頭機(jī)構(gòu)及導(dǎo)電加熱機(jī)構(gòu)；鉆床床體上設(shè)有工作臺(tái)、振動(dòng)臺(tái)及工件固定座，振動(dòng)臺(tái)安裝在工作臺(tái)上，工件固定座安裝在振動(dòng)臺(tái)上。鉆頭機(jī)構(gòu)包括主軸箱、鉆頭進(jìn)給電機(jī)、鉆頭和鉆頭主軸電機(jī)；鉆頭機(jī)構(gòu)位于工件固定座的上方，鉆頭進(jìn)給電機(jī)帶動(dòng)主軸箱的升降，鉆頭主軸電機(jī)設(shè)置在主軸箱的頂部，鉆頭主軸電機(jī)通過(guò)主軸箱內(nèi)部的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)；導(dǎo)電加熱機(jī)構(gòu)包括加熱電源、設(shè)于工件固定座上方的第一電極、設(shè)于工件固定座下方的第二電極以及用于使第一電極和第二電極與待加工工件接觸的電極移動(dòng)裝置，加熱電源分別與第一電極和第二電極電連接。

可見(jiàn)，采用電熱振動(dòng)復(fù)合鉆削的工作方式，通過(guò)對(duì)導(dǎo)電工件導(dǎo)電加熱而使其軟化后，再給工件加上某種有規(guī)律的、可控的振動(dòng)，使切削用量按某種規(guī)律變化，可改善材料的加工性，降低切削力，提高刀具耐用度，降低表面粗糙度。

進(jìn)一步的方案是，振動(dòng)臺(tái)為吸合式電磁振動(dòng)臺(tái)，吸合式電磁振動(dòng)臺(tái)通過(guò)螺栓固定于工作臺(tái)上，并由控制柜進(jìn)行控制。吸合式電磁振動(dòng)臺(tái)與工作臺(tái)之間設(shè)有緩沖層。吸合式電磁振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)方向是垂直上下振動(dòng)。工件固定座為磁力吸座，磁力吸座通過(guò)螺栓固定于振動(dòng)臺(tái)上，磁力吸座與振動(dòng)臺(tái)之間設(shè)有絕緣層。磁力吸座設(shè)置有與工件寬度相對(duì)應(yīng)的工件安裝槽，工件安裝槽內(nèi)設(shè)有用于將待加工工件吸附定位的磁體，工件安裝槽的一側(cè)設(shè)有將工件鎖緊的鎖緊螺桿。

由此可見(jiàn)，采用吸合式電磁振動(dòng)臺(tái),對(duì)于質(zhì)量在100KG以內(nèi)的待加工工件，激振力不會(huì)因工件質(zhì)量的變化而改變。設(shè)置緩沖層，以減輕振動(dòng)臺(tái)對(duì)工作臺(tái)的影響。磁力吸座可以將待加工工件吸附在其上，工件安裝槽可以限制待加工工件的隨意移動(dòng)，鎖緊螺桿進(jìn)一步將待加工工件固定在工件固定座上。磁力吸座與振動(dòng)臺(tái)之間設(shè)置的絕緣層可以有效的防止施加到待加工工件上的電流對(duì)振動(dòng)臺(tái)的干擾。

更進(jìn)一步的方案是，電極移動(dòng)裝置包括用于第一電極的第一電極升降裝置和用于第二電極的第二電極升降裝置，第一電極升降裝置和第二電極升降裝置均包括伺服電機(jī)、絲桿和電極機(jī)械手，第一電極和第二電極分別固定在相應(yīng)的電極機(jī)械手的端部。第一電極為可供鉆頭沿軸向貫穿的圓筒狀鉆套電極。加熱電源為IGBT直流電源。鉆頭進(jìn)給電機(jī)和鉆頭主軸電機(jī)均為伺服電機(jī)，鉆頭進(jìn)給電機(jī)、鉆頭主軸電機(jī)、電極移動(dòng)裝置、加熱電源的控制端、控制柜的控制端均與數(shù)控系統(tǒng)的信號(hào)輸出端連接。

由此可見(jiàn)，結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)，對(duì)工件進(jìn)行細(xì)微小孔鉆削加工，特別是對(duì)難加工材料和難加工零件的加工，能夠提高加工質(zhì)量和效率，防止鉆頭損壞，能延長(zhǎng)刀具的使用壽命，提高加工質(zhì)量和效率，降低生產(chǎn)成本等。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型電熱振動(dòng)數(shù)控鉆床的一種實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1所示實(shí)施例的工件固定座的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖1所示實(shí)施例的鉆套電極的結(jié)構(gòu)示意圖。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

下面將詳細(xì)描述本實(shí)用新型的各種實(shí)施方式，其中的實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行說(shuō)明并在下文中描述。盡管本實(shí)用新型將結(jié)合示例性實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型不限于這些示例性實(shí)施方式。相反，本實(shí)用新型不僅包括這些實(shí)施方式，而且還包括各種變形、改進(jìn)。

參照?qǐng)D1所示的實(shí)施例，該電熱振動(dòng)數(shù)控鉆床包括床體1、鉆頭機(jī)構(gòu)、吸合式電磁振動(dòng)臺(tái)13和導(dǎo)電加熱機(jī)構(gòu)，其中，所述床體1上設(shè)有工作臺(tái)12，該工作臺(tái)12上設(shè)有吸合式電磁振動(dòng)臺(tái)13，工件固定座9通過(guò)螺栓固定在該吸合式電磁振動(dòng)臺(tái)13上，該工件固定座9與振動(dòng)臺(tái)13之間設(shè)有絕緣層15；吸合式電磁振動(dòng)臺(tái)13與工作臺(tái)12之間設(shè)有橡膠墊14，以減輕吸合式電磁振動(dòng)臺(tái)13對(duì)工作臺(tái)12的影響。吸合式電磁振動(dòng)臺(tái)13的振動(dòng)方向是垂直上下振動(dòng)，振動(dòng)波型是正弦波，振動(dòng)頻率為0.5赫茲至3000赫茲，且可任意設(shè)定。

所述鉆頭機(jī)構(gòu)包括主軸箱6、鉆頭17、鉆頭進(jìn)給電機(jī)4和鉆頭主軸電機(jī)5，鉆頭進(jìn)給電機(jī)4和鉆頭主軸電機(jī)5均采用伺服電機(jī)，鉆頭進(jìn)給電機(jī)4通過(guò)同步輪、同步帶18和絲桿副19帶動(dòng)主軸箱6的升降，從而實(shí)現(xiàn)鉆頭17的進(jìn)給；鉆頭主軸電機(jī)5設(shè)置在主軸箱6頂部，通過(guò)主軸箱6內(nèi)部的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)鉆頭17旋轉(zhuǎn)。

所述導(dǎo)電加熱機(jī)構(gòu)用于對(duì)導(dǎo)電工件16進(jìn)行加熱，該導(dǎo)電加熱機(jī)構(gòu)包括IGBT直流電源10、鉆套電極7、銅極8、鉆套電極升降裝置和銅極升降裝置，IGBT直流電源10分別與鉆套電極7和銅極8電連接。鉆套電極7位于工件固定座9的上方，而銅極8位于工件固定座9的下方。

鉆套電極7呈圓筒狀，可供鉆頭17沿軸向貫穿，該鉆套電極7由鉆套71嵌入銅環(huán)72中制成，銅環(huán)72的上端設(shè)有連接凸緣73。鉆套電極升降裝置包括鉆套電極伺服電機(jī)3、鉆套電極絲桿22和鉆套電極機(jī)械手23，銅極升降裝置包括銅極伺服電機(jī)2、銅極絲桿20和銅極機(jī)械手21，鉆套電極機(jī)械手23和銅極機(jī)械手21由絕緣材料制成。鉆套電極7被夾持固定在鉆套電極機(jī)械手23的端部，鉆套電極伺服電機(jī)3通過(guò)鉆套電極絲桿22帶動(dòng)鉆套電極機(jī)械手23及其上的鉆套電極7實(shí)現(xiàn)升降，以使鉆套電極7與導(dǎo)電工件16的上表面接觸與分離。銅極8嵌置于銅極機(jī)械手21的端部，銅極伺服電機(jī)2通過(guò)銅極絲桿20帶動(dòng)銅極機(jī)械手21及其上的銅極8實(shí)現(xiàn)升降，以使銅極8與導(dǎo)電工件16的下表面接觸與分離。

如圖2所示，工件固定座9為磁力吸座，其上設(shè)置有與工件16寬度相對(duì)應(yīng)的工件安裝槽91，該工件安裝槽91的一側(cè)設(shè)有用于將工件16鎖緊的鎖緊螺桿92。

所述鉆頭進(jìn)給電機(jī)4、鉆頭主軸電機(jī)5、鉆套電極伺服電機(jī)3、銅極伺服電機(jī)2、IGBT直流電源10、以及控制柜11的控制端均與數(shù)控系統(tǒng)的信號(hào)輸出端連接。

下面簡(jiǎn)要說(shuō)明上述結(jié)構(gòu)的電熱振動(dòng)數(shù)控鉆床的工作過(guò)程：

首先將導(dǎo)電工件16定位于工件固定座9的工件安裝槽91內(nèi)，工件固定座9依靠磁力將導(dǎo)電工件16吸附定位，再用鎖緊螺桿92將工件16鎖緊。數(shù)控系統(tǒng)控制IGBT直流電源10工作，當(dāng)鉆套電極7和銅極8同時(shí)接觸到導(dǎo)電工件16時(shí)，形成加熱電流回路，IGBT直流電源10開(kāi)始供電，通以低壓大電流，使導(dǎo)電工件16的切削區(qū)材料產(chǎn)生焦耳熱而軟化。然后，斷開(kāi)電源，控制鉆套電極7上移、銅極8下移，鉆套電極7的底端與導(dǎo)電工件16之間留出適當(dāng)?shù)拈g隙以排出鉆屑。接著，數(shù)控系統(tǒng)控制吸合式電磁振動(dòng)臺(tái)13垂直上下振動(dòng)工件16，并啟動(dòng)鉆頭主軸電機(jī)5和鉆頭進(jìn)給電機(jī)4，鉆頭17進(jìn)給，實(shí)現(xiàn)鉆孔。電熱振動(dòng)鉆削改變了傳統(tǒng)鉆削過(guò)程，采用了復(fù)合鉆削的機(jī)理，在電熱軟化切削區(qū)材料的基礎(chǔ)上，給工件加上有規(guī)律的可控的振動(dòng)，使切削用量按某種規(guī)律變化，可降低切削力，防止鉆屑粘結(jié)、實(shí)現(xiàn)順暢排屑和斷屑，達(dá)到改善鉆入定位精度、尺寸精度和圓度，降低孔的表面粗糙度和出口毛刺，有效解決細(xì)微小孔的加工問(wèn)題。