CN103192116A - 一种深孔加工设备及加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种深孔加工设备及加工方法，所述深孔加工设备包括机架、钻头进给装置、钻头、主轴箱、工件定位装置、驱动电机、气泵及控制***，钻头设于钻头进给装置上，钻头进给装置包括丝杆、伺服电机及钻头夹具；工件定位装置设于主轴箱的一端，钻头与工件定位装置的轴心位于同一水平线；工件定位装置连接气泵，气泵控制工件定位装置的夹取；驱动电机控制主轴箱的运动；钻头进给装置、主轴箱及控制***均设于机架上；钻头进给装置连接控制***。通过上述方式，本发明能够保证加工的深孔的精度及垂直度，提高了加工效率且能避免钻孔的时候铁屑堵塞导致钻头折断，在钻头钻孔过程中能够实现对钻头的冷却，延长钻头的使用寿命。

Description

一种深孔加工设备及加工方法
技术领域
本发明涉及机械加工领域，特别是涉及一种深孔加工设备及加工方法。
背景技术
所谓的深孔，就是指长度远大于直径的孔，例如一些油通道通孔，通孔长度为400-500mm，孔的尺寸为Φ8mm，长径比为50以上，加工难度极大，一般的加工方法几乎无法完成上述加工，常规的加工方法是采用专用机床、用枪钻分段加工的方式，其设备本身成本较高，加工成本也较高，评价加工一件产品所需的时间为5-10min，其加工效率也不理想。并且对于像水龙头这样的阀体这样的工件，其内孔长度较长、较深，而对于深孔的加工一般难度较大，利用机床竖向钻孔的时候，钻不通的地方是用人工去操作，效率低下，且切割精度不高。总结多种深孔加工的难点后发现，目前现有技术中深孔加工的难点主要有：1、在普通车床、钻床上进行深孔加工时，刀具的进给力度不易控制(当出现钻头排屑困难，加大刀具进给力度容易造成钻头折断)；2、由于操作难度大，需要工人有熟练的技术及操作经验，且细心；3、钻削区的冷却比较困难，冷却液不能进入钻削区，容易造成钻头过热损坏；4、切割精度不高，容易孔偏造成小丝杆旋进去后变为废品。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明主要目的是提供一种深孔加工设备，能够保证加工的深孔的精度及垂直度，提高了加工效率且能避免钻孔的时候铁屑堵塞导致钻头折断，延长钻头的使用寿命。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种深孔加工设备，包括机架、钻头进给装置、钻头、主轴箱、工件定位装置、驱动电机、气泵及控制***，所述钻头设于所述钻头进给装置上，所述钻头进给装置包括丝杆、伺服电机及钻头夹具；所述工件定位装置设于所述主轴箱的一端，所述钻头与所述工件定位装置的轴心位于同一水平线；所述工件定位装置连接所述气泵，所述气泵控制所述工件定位装置的夹取；所述驱动电机控制所述主轴箱的运动；所述钻头进给装置、主轴箱及控制***均设于所述机架上；所述钻头进给装置连接所述控制***。本发明中所述的钻头与工件定位装置的轴心位于同一水平线上，其实质目的是钻头与待加工工件的中心位于同一水平线上，以保证在钻孔过程中孔的垂直度不变，及提高钻孔精度。
优选的，所述工件定位装置呈圆盘状，所述工件定位装置上设有用于固定工件的夹块。
优选的，所述工件定位装置上设有3个夹块，所述工件置于所述3个夹块的中心位置，所述3个夹块在所述气泵的控制下将所述工件夹紧。
优选的，所述控制***控制钻头的进退。本发明中在控制***里设制每次的钻孔深度，能够避免在钻孔过程中由于钻孔至太深致使铁屑不能排出造成卡死使钻头断裂的情况。具体方法为在控制***里设置：1、设置钻孔深度达到50mm-70mm时自动退出排屑，2设制钻孔总深度达到90mm-130mm时再自动退出排屑，3设制钻孔总深度达到110mm-150mm时已将工件加工完成自动退出设备自动停止运转。
优选的，本发明所述的深孔加工设备还包括防护设备。
进一步的，所述防护设备为防护罩，所述防护罩设在整台深孔加工设备的***，所述防护罩的一侧设有移动门，所述移动门上还设有一防护开关。本发明中所述的防护罩将整台设备保护起来，移动门能左右滑动，打开移动门，工人可以对设备上控制***的控制面板进行操作。移动门上装有一只防护开关，如果移动门没有关好则设备就不能启动运转。
优选的，所述深孔加工设备还设有冷却***，所述冷却***包括冷却液箱、油泵电机、冷却液管道，所述冷却液箱设于所述机架下方，所述冷却液管道连接所述冷却液箱及所述工件定位装置，所述冷却液在所述油泵电机的输送下在所述冷却液管道里流动。本发明中冷却***利用油泵电机将冷却液送至钻头钻孔的位置上对钻头进行冷却。
本发明中通过对工件定位装置及钻头位置的设置，使钻头与所述工件定位装置的轴心位于同一水平线，即使钻头能够横向对准要加工的工件进行钻孔，从而实现横向操作。实现横向操作的优点是：在加工深孔过程中，工件转，钻头保持固定不转，从而保证了钻孔过程中，深孔的垂直度。
本发明通过利用控制***来控制钻头的进度，当钻头钻入一定深度后，控制***就控制钻头退出，以防止铁屑塞死导致钻头断裂的情况。
本发明通过利用气泵控制工件定位装置上的夹块来实现对工件的夹取，相比较现有技术中利用人工将工件安装并固定在工件定位装置上，本发明所述的工件定位装置不仅可以通过控制***上的控制按钮来控制对工件的夹取，而且由于是利用气压控制夹块对工件的夹紧，使工件受力均匀，并且均匀的夹紧力能防止工件在夹紧过程中的外表面损伤。
本发明利用冷却***实现了冷却液对钻头的冷却，避免了钻头过热损坏，延长了钻头的使用寿命。现有技术中一只钻头能钻500个工件，利用本发明的设备后，一只钻头能钻1500个工件，钻头使用寿命延长，节约成本。
本发明所述的防护罩，安装在设备的***，避免了在钻孔过程中铁屑乱飞伤人的情况。
本发明还公开了一种深孔加工方法，包括以下步骤：步骤1：启动钻头对准待加工工件的钻孔部位，进行钻孔；步骤2：钻头钻孔深度达到50mm-70mm时，钻头从钻孔中退出，将钻孔中碎屑排出；步骤3：钻头再次进入钻孔加工，当再次钻孔的深度达到40mm-60mm时，钻头从钻孔中退出，将钻孔中碎屑排出；步骤4：钻头第三次进入钻孔加工，当再次钻孔的深度达到15mm-25mm时，钻头停止加工并完全退出深孔，此时工件上的深孔加工完全。在钻头每次退出钻孔的过程中，冷却***的油泵电机便在控制***的控制下输送冷却液至钻孔的位置来冷却钻头。
本发明的有益效果是：本发明深孔加工设备，能够保证加工的深孔的精度及垂直度，提高了加工效率且能避免钻孔的时候铁屑堵塞导致钻头折断，在钻头钻孔过程中能够实现对钻头的冷却，延长钻头的使用寿命。
附图说明
图1是本发明深孔加工设备一较佳实施例的结构示意图；
图2是图1所示工件定位装置的结构示意图；
附图中各部件的标记如下：1-钻头夹具，2-伺服电机，3-主轴箱，4-工件定位装置，40-夹块，5-气泵，6-钻头，7-工件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1和图2，本发明实施例：一种深孔加工设备，包括机架、钻头进给装置、钻头6、主轴箱3、工件定位装置4、驱动电机、气泵5及控制***，钻头6设于所述钻头进给装置上，所述钻头进给装置包括丝杆、伺服电机2及钻头夹具1；工件定位装置4设于主轴箱3的一端，钻头6与工件定位装置4的轴心位于同一水平线；工件定位装置4连接气泵5，气泵5控制工件定位装置4的夹取；所述驱动电机控制主轴箱3的运动；所述钻头进给装置、主轴箱3及控制***均设于所述机架上；所述钻头进给装置连接所述控制***。
本实施例中的工件定位装置4呈圆盘状，工件定位装置4上设有3个用于固定工件的夹块40，工件7置于3个夹块40的中心位置，3个夹块40在气泵5的驱动下将工件7夹紧。
本实施例中所述的控制***控制钻头6的进退，在控制***里设制每次钻孔的深度，以避免在钻孔过程中由于无限至太深铁屑不能排出造成卡死使钻头断裂。具体在控制***里设制：1设制钻孔深度达到60mm时自动退出排屑，2设制钻孔总深度达到110mm时再自动退出排屑，3设制钻孔总深度达到130mm时已将工件加工完成自动退出设备自动停止运转。
本实施例所述的深孔加工设备还包括防护设备，所述防护设备为防护罩，所述防护罩设在整台深孔加工设备的***，所述防护罩的一侧设有移动门，所述移动门上还设有一防护开关。防护罩将整台设备保护起来，移动门能左右滑动，打开移动门，工人可以对设备上控制***的控制面板进行操作。移动门上装有一只防护开关，如果移动门没有关好则设备就不能启动运转。
本实施例中还设有冷却***，所述冷却***包括冷却液箱、油泵电机、冷却液管道，所述冷却液箱设于所述机架下方，所述冷却液管道连接所述冷却液箱及所述工件定位装置，所述冷却液在所述油泵电机的输送下在所述冷却液管道里流动。
本发明所述的深孔加工设备操作时，打开控制***，开启气泵5，将工件7放在3个卡块40中间夹紧，然后开启钻头进给装置，伺服电机2驱动丝杆并带动钻头6钻向工件7上的待加工深孔位置，当钻头6钻孔深度达到60mm时，控制***控制钻头6退出深孔，排除深孔里的碎屑后，钻头6再进入深孔继续钻孔，当钻头6再钻50mm深度时，控制***再次控制钻头6退出深孔，排除深孔里的碎屑后，钻头6第三次进入深孔继续钻孔，再次钻孔达到20mm孔深时，控制***控制钻头6停止加工，钻头6完全退出深孔，此时工件上深孔的加工深度共为130mm深。当钻头快速退出钻孔时会带出一部分碎屑，同时冷却液冷却钻头后流出时会带出碎屑，从而保证钻孔里碎屑不会妨碍钻孔及折断钻头。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种深孔加工设备，其特征在于，包括机架、钻头进给装置、钻头、主轴箱、工件定位装置、驱动电机、气泵及控制***，所述钻头设于所述钻头进给装置上，所述钻头进给装置包括丝杆、伺服电机及钻头夹具；所述工件定位装置设于所述主轴箱的一端，所述钻头与所述工件定位装置的轴心位于同一水平线；所述工件定位装置连接所述气泵，所述气泵控制所述工件定位装置的夹取；所述驱动电机控制所述主轴箱的运动；所述钻头进给装置、主轴箱及控制***均设于所述机架上；所述钻头进给装置连接所述控制***。
2.根据权利要求1所述的深孔加工设备，其特征在于，所述工件定位装置呈圆盘状，所述工件定位装置上设有用于固定工件的夹块。
3.根据权利要求2所述的深孔加工设备，其特征在于，所述工件定位装置上设有3个夹块，所述工件置于所述3个夹块的中心位置，所述3个夹块在所述气泵的控制下将所述工件夹紧。
4.根据权利要求1所述的深孔加工设备，其特征在于，所述控制***控制钻头的进退。
5.根据权利要求1所述的深孔加工设备，其特征在于，还包括防护设备。
6.根据权利要求5所述的深孔加工设备，其特征在于，所述防护设备为防护罩，所述防护罩设在整台深孔加工设备的***，所述防护罩的一侧设有移动门，所述移动门上还设有一防护开关。
7.根据权利要求1所述的深孔加工设备，其特征在于，还设有冷却***，所述冷却***包括冷却液箱、油泵电机、冷却液管道，所述冷却液箱设于所述机架下方，所述冷却液管道连接所述冷却液箱及所述工件定位装置，所述冷却液在所述油泵电机的输送下在所述冷却液管道里流动。
8.一种深孔加工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：启动钻头对准待加工工件的钻孔部位，进行钻孔；步骤2：钻头钻孔深度达到50mm-70mm时，钻头从钻孔中退出，将钻孔中碎屑排出；步骤3：钻头再次进入钻孔加工，当再次钻孔的深度达到40mm-60mm时，钻头从钻孔中退出，将钻孔中碎屑排出；步骤4：钻头第三次进入钻孔加工，当再次钻孔的深度达到15mm-25mm时，钻头停止加工并完全退出深孔，此时工件上的深孔加工完全。
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