CN108145442A - 双头钻床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械设备领域。多功能钻床，包括机架、润滑装置、液压装置、控制器、冷却装置和加工装置，加工装置安装在机架上，机架内设有抽屉，控制器控制液压装置和加工装置动作，加工装置包括夹具机构、钻孔机构、攻丝机构、倒角机构、上料机构和下料机构。本发明的多功能钻床的优点是可以自动完成支承板的上料、钻双孔、双孔攻丝、双边倒角和下料，自动化程度高，操作方便，且加工精度高。

Description

双头钻床

技术领域

本发明涉及机械设备领域，尤其是一种具有多功能的钻床。

背景技术

当工件需要打钻个或更多孔时，就需要使用双头钻床。现有的双头钻床大多只能打竖直孔，当需要打两个深度不同的斜孔时，目前还是需要使用单孔钻床，操作时，先打一个斜孔，然后移动夹具或钻头进行第二次操作，导致加工精度降低。综上所述，现有钻床加工两个角度相同深度不同的孔存在操作复杂、加工精度低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作方便，自动完成高精度双孔加工的双头钻床。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：双头钻床，包括机架、润滑装置和加工装置，加工装置安装在机架上，加工装置包括夹具机构、钻孔机构、上料机构和下料机构；

所述夹具机构包括滑台组件和夹具组件；滑台组件包括滑台伺服电机、伺服电机座、滑台座、线轨副、滚珠丝杠副、轴承座和水平工作台，滑台伺服电机安装在伺服电机座上，线轨副、伺服电机座和轴承座安装在滑台座上，滑台座上固定安装在机架上，滚珠丝杠副安装在电机座和轴承座之间，水平工作台安装在线轨副和滚珠丝杠副上并沿线轨副前后直线移动；

夹具组件包括夹紧油缸、油缸支架、夹具开关、夹紧块、定位块、底板、托板、立板、工件防撞支架、卸料顶块和卸料油缸，工件防撞支架包括防撞立板和防撞垫；底板安装在水平工作台上；夹紧油缸固定安装在油缸支架上，夹紧块安装在夹紧油缸上，夹具开关安装在油缸支架上且位置与夹紧油缸对应，油缸支架固定安装在底板上，底板通过螺钉与立板固定安装，定位块和托板安装在立板的侧面上，托板位置处于防撞垫的上方，卸料顶块固定在卸料油缸上，卸料顶块穿过立板；防撞立板和防撞垫相连，防撞垫处于底板上，夹具开关的位置处于油缸支架和防撞立板之间；

钻孔机构包括进给组件、立柱、立柱罩和和两个钻孔动力头；立柱罩安装在立柱上，立柱底部固定在机架上；进给组件包括固定座、限位块、两个进给线轨副、角度控制装置和两组进给深度控制装置，固定座安装在立柱上；角度控制装置包括角度控制电机、双头输出减速箱和两个转盘，角度控制电机通过双头输出减速箱连接两个转盘，即双头输出减速箱的两个输出端分别连接一个转盘，每个转盘分别连接一个进给线轨副；每组进给深度控制装置包括进给气缸和进给气缸支架，进给气缸安装在进给气缸支架上，进给气缸支架呈开口端朝下的U形，进给线轨副位置处于进给气缸支架内，进给气缸连接进给气缸支架内的进给线轨副，并控制进给线轨副在进给气缸支架内上下滑动；每个进给线轨副上安装一个钻孔动力头，角度控制电机通过双头输出减速箱控制进给线轨副及其上的钻孔动力头同向或反向转动角度，每个进给气缸分别控制线轨副及其上的钻孔动力头的钻孔深度；固定座上设有多个上下排列高度不同的定位键孔，限位块上设有与定位键孔形状匹配的连接键，限位块通过连接键上下高度可调的连接在固定座上；限位块上设有两个外低内高的斜面，两个斜面以限位块的中心径向对称设置；

钻孔动力头包括主轴箱、主电机、阻尼器支架、阻尼器和钻孔刀具，主轴箱固定安装在进给线轨副上，钻孔刀具、阻尼器支架和主电机安装在主轴箱上，阻尼器安装在阻尼器支架上，阻尼器位置处于进给装置的内侧，阻尼器底部位置与限位块的斜面位置对应；钻孔刀具朝向夹具组件；钻孔刀具包括钻头、筒夹、夹头、轴承盖、主轴、轴承和锁紧螺母，钻头安装在筒夹上，筒夹安装在夹头上，夹头穿过轴承盖连接主轴底部，轴承和锁紧螺母安装在主轴上部且位置处于主轴箱内，主电机通过主轴带动钻头转动，钻头朝向夹具组件；

上料机构包括上料架、进料气缸和封闭组件，上料架底部设有上料立柱，上料架通过上料立柱固定在机架上，上料架处于线轨副上方，上料立柱是两根，线轨副位置处于两根上料立柱之间；进料气缸安装在上料架上，上料架内设有盛料滑槽，盛料滑槽前端设有上下贯通上料架的下料孔，进料气缸用于推动工件在盛料滑槽内向前端的下料孔移动，下料孔的位置与托板位置匹配，封闭组件的位置与下料孔匹配；封闭组件包括封闭板和上料电机，上料电机安装在上料架上，连接上料电机的封闭板位置处于下料孔底部，上料电机控制封闭板移动实现下料孔的开关；

下料机构包括下料气缸和滑道，下料气缸安装在机架上，滑道上端开口朝向下料气缸的顶出头，线轨副处于下料气缸和滑道之间；

润滑装置通过多个自动润滑泵分别连接线轨副、滚珠丝杠副和线轨副；

线轨副处于下料孔下方的位置是上料工位；线轨副处于夹具组件下方的位置是双孔钻孔工位，线轨副处于下料气缸和滑道之间的位置是下料工位。

作为优选，机架上设置安装板，夹具机构、钻孔机构上料机构和下料机构均安装在安装板上。

作为优选，机架内设有多个上下纵向排列的抽屉。

采用了上述技术方案的双头钻床，角度控制电机通过双头输出减速箱控制进给线轨副及其上的钻孔动力头同向或反向转动角度，保证了两个孔倾斜角度的一致性，提高了加工的精度，两个进给气缸分别互相独立，通过进给气缸分别控制钻孔动力头的钻孔深度，可以满足两种不同深度的孔加工作业。通过限位块的设置提高了双头钻床操作的安全性。综上所述，该双头钻床的优点是可以自动完成上料、钻双孔和下料，自动化程度高，操作方便，且加工精度高。

附图说明

图1：本发明实施例的结构示意图。

图2：本发明实施例中上料机构的示意图

图3：本发明的钻孔倒角一体机加工的连接板的示意图。

图4：本发明实施例中加工装置的示意图。

图5：本发明实施例中滑台组件的示意图。

图6：本发明实施例中夹具组件的示意图。

图7：本发明实施例中攻丝机构的示意图。

图8：本发明实施例中倒角机构的示意图。

图9：本发明实施例中进给组件的示意图。

图10：本发明实施例中钻孔动力头的示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-10对本发明做进一步描述。

如图1-10所示的双头钻床，包括机架1、液压装置2、控制器、润滑装置10、冷却装置11和加工装置3，加工装置3安装在机架1上，通过控制器控制液压装置和加工装置动作。加工装置3包括夹具机构4、钻孔机构5、攻丝机构6、倒角机构7、上料机构8和下料机构9，机架1上设置安装板110，夹具机构4、钻孔机构5、攻丝机构6、倒角机构7、上料机构8和下料机构9均安装在安装板110上，机架内设有多个上下纵向排列的抽屉101，不同的抽屉101可以盛放不同的物品。

本发明的全自动钻孔攻丝机加工的连接板即工件如图2所示，其顶部需要打两个顶部连接孔a，两个侧部分别需要打位置高度相同的攻丝孔b，同时两个侧向的顶部需要做倒角c处理。

夹具机构4包括滑台组件102和夹具组件103。滑台组件包括滑台伺服电机10201、伺服电机座10202、滑台座10207、线轨副10204、滚珠丝杠副10205、轴承座10206和水平工作台10203，滑台伺服电机10201安装在伺服电机座10202上，线轨副10204、伺服电机座10202和轴承座10206安装在滑台座10207上，滑台座10207上固定安装在机架上，滚珠丝杠副10205安装在电机座10202和轴承座10206之间，水平工作台10203安装在线轨副10204和滚珠丝杠副10205上并沿线轨副10204前后直线移动。水平工作台10203上设有卡座10208。

夹具组件103包括夹紧油缸10301、油缸支架10302、夹具开关10304、夹紧块10305、定位块10307、底板10308、托板10303、立板10309、工件防撞支架、卸料顶块10313和卸料油缸10314，工件防撞支架包括防撞立板10310和防撞垫10311；底板10308安装在水平工作台10203上。

夹紧油缸10301固定安装在油缸支架10302上，夹紧块10305安装在夹紧油缸10301上，夹具开关10304安装在油缸支架10302上且位置与夹紧油缸10301对应，油缸支架10302固定安装在底板10308上，底板10308通过螺钉与立板10309固定安装，定位块10307和托板10303安装在立板10309的侧面上，托板10303位置处于防撞垫10311的上方，卸料顶块10313固定在10314卸料油缸上，卸料顶块10313穿过立板10309；防撞立板10310和防撞垫10311相连，防撞垫10311处于底板10308上，夹具开关10304的位置处于油缸支架10302和防撞立板10310之间。通过夹紧油缸10301推动夹紧块10305将工件固定在10309立板侧面；钻孔加工完成后，夹紧油缸10301退回原位接触夹具开关10304，夹具开关10304向控制器发信号，卸料油缸10314推动卸料顶块10313将工件顶出，托板10303上的工件下落到防撞垫10311上，工件上部靠在防撞立板10310上，防撞立板10310的不仅为了保护工件，同时也保护了夹具开关10304，防止其被工件碰到。夹具开关10304起到了互锁的作用，未接收到夹紧油缸10301退回原位信号时，卸料油缸10314不顶出。

钻孔机构5包括进给组件、立柱108、立柱罩109和和两个钻孔动力头。立柱罩109安装在立柱108上，立柱108底部固定在机架上；进给组件包括固定座10705、限位块10703、两个进给线轨副10701、角度控制装置和两组进给深度控制装置，固定座10705固定安装在立柱108上。角度控制装置包括角度控制电机10709、双头输出减速箱10708和两个转盘10702，角度控制电机通过双头输出减速箱连接两个转盘，即双头输出减速箱的两个输出端分别连接一个转盘，每个转盘10702分别连接一个进给线轨副10701。每组进给深度控制装置包括进给气缸10707和进给气缸支架10706，进给气缸10707安装在进给气缸支架10706上，进给气缸支架10706呈开口端朝下的U形，进给线轨副10701位置处于进给气缸支架10706内，进给气缸10707连接进给气缸支架10706内的进给线轨副10701，并控制进给线轨副10701在进给气缸支架10706内上下滑动。每个进给线轨副10701上安装一个钻孔动力头，角度控制电机通过双头输出减速箱控制进给线轨副及其上的钻孔动力头同向或反向转动角度，每个进给气缸分别控制线轨副及其上的钻孔动力头的钻孔深度。

固定座10705上设有多个上下排列高度不同的定位键孔10711，限位块10703背面设有与定位键孔10711形状匹配的连接键10704，限位块10703通过连接键10704上下高度可调的连接在固定座10705上；限位块10703上设有两个外低内高的斜面，两个斜面以限位块的中心径向对称设置，以保证在两侧对称孔的精度，限位块10703的斜面一个作用是限制钻孔动力头的转动角度，防止两个钻孔动力头的转动发生碰触的情况，另一个作用是位置匹配钻孔动力头上阻尼器10608的位置，通过阻尼器10608抵住限位块10703斜面控制钻孔动力头的钻孔深度。限位块10703通过连接件10704连接在固定座10705上，当不需要对钻孔动力头的转动角度和钻孔深度进行限制时，可以取消限位块10703，尤其是需要调整钻孔动力头的转动角度和钻孔深度限制时，通过调整限位块10703在固定座10705上的上下高度即可。

进给气缸支架10706呈开口端朝下的U形，环绕于进给线轨副10701，进给线轨副10701在10706号进给支架内滑动，不仅增加了连接强度而且保障其它相关机构不干涉。

两个钻孔动力头分别安装在一个进给线轨副10701上，钻孔动力头包括主轴箱0610、主电机10609、阻尼器支架10607、阻尼器10608和钻孔刀具，主轴箱0610固定安装在进给线轨副10701上，钻孔刀具、阻尼器支架10607和主电机10609安装在主轴箱10610上，阻尼器10608安装在阻尼器支架10607上，阻尼器10608位置处于进给装置的内侧，阻尼器10608底部位置与限位块10703上设的斜面位置对应。钻孔刀具朝向夹具组件103，钻孔刀具包括钻头10601、筒夹10602、夹头10603、轴承盖10604、主轴10605、轴承10606和锁紧螺母10611，钻头10601安装在筒夹10602上，筒夹10602安装在夹头10603上，夹头10603穿过轴承盖10604连接主轴10605底部，轴承10606和锁紧螺母10611安装在主轴10605上部且位置处于主轴箱0610内，主电机10609通过主轴10605带动钻头10601转动，钻头10601朝向夹具组件103。

角度控制电机通过双头输出减速箱控制进给线轨副及其上的钻孔动力头同向或反向转动角度，保证了两个孔倾斜角度的一致性，提高了加工的精度。两个进给气缸分别互相独立，通过进给气缸分别控制钻孔动力头的钻孔深度，可以满足两种不同深度的孔加工作业。

攻丝机构6是沿线轨副10204为中心相向设置的两组。每组攻丝机构6包括攻丝头立柱10401、攻丝头支座10402、攻丝头10403、攻丝伺服电机10404、丝锥夹头10405和丝锥10406，攻丝头立柱10401安装在机架上，攻丝头支座10402安装在攻丝头立柱10401上，攻丝头10403安装在攻丝头支座10402上，攻丝伺服电机10404安装在攻丝头10403上，丝锥夹头10405安装在攻丝头10403上，丝锥10406安装在丝锥夹头10405的前端上，攻丝伺服电机10404通过攻丝头10403带动丝锥10406转动，丝锥10406朝向夹具组件103。

倒角机构7是沿线轨副10204为中心相向设置的两组，每组倒角机构7包括倒角头立柱10501、倒角头支座10502、倒角刀10503、铣刀夹头10504、倒角电机10505和倒角头10506，倒角头立柱10501安装在机架上，倒角头支座10502安装在倒角头立柱10501上，倒角头10506安装在倒角头支座10502上，倒角电机10505安装在倒角头10506上，铣刀夹头10504安装在倒角头10506上，倒角刀10503安装在铣刀夹头10504上，倒角电机10505带动倒角刀10503转动，倒角刀10503朝向夹具组件103。

上料机构8包括上料架801、进料气缸802和封闭组件，上料架801底部设有上料立柱805，上料架801通过上料立柱805固定在机架上，上料架801处于线轨副10204上方。上料立柱805是两根，线轨副10204处于两根上料立柱805之间。进料气缸802安装在上料架801上，上料架801内设有盛料滑槽，盛料滑槽前端设有上下贯通上料架801的下料孔，进料气缸802用于推动工件在盛料滑槽内向前端的下料孔移动，下料孔的位置与托板10303位置匹配。闭机构的位置与下料孔匹配，封闭组件是上料电机807和封闭板808，上料电机807安装在上料架上，连接上料电机的封闭板808位置处于下料孔底部，上料电机807控制封闭板808移动实现下料孔806的开关。使用时，进料气缸802推动盛料滑槽内的工件向前端的下料孔移动，最前端的工件落入下料孔，当托板10303位于下料孔下方需要上料时，上料电机807控制封闭板808移动打开下料孔806，下料孔806内的工件下落至托板10303，然后上料电机控制封闭板复位移动关闭下料孔，进料气缸802推动盛料滑槽内的工件向前端的下料孔移动，最前端的工件落入下料孔，依次循环上料。

下料机构9包括下料气缸91和滑道92，下料气缸91安装在机架上，滑道92上端开口朝向下料气缸91的顶出头，线轨副10204处于下料气缸91和滑道92之间。

夹紧油缸10301和卸料油缸10314连接液压装置2，控制器分别控制夹紧油缸10301、卸料油缸10314、进给气缸10707、进料气缸802、下料气缸91、滑台伺服电机10201、夹具开关10304、角度控制电机10709、主电机10609、攻丝伺服电机10404和倒角电机10505动作。润滑装置10通过多个自动润滑泵分别连接线轨副10204、滚珠丝杠副10205和线轨副10701。

冷却装置11上设有一根通冷却液的冷却管，冷却管卡在水平工作台的卡座上，冷却管出口端随水平工作台移动，冷却管出口端朝向钻头或丝锥或倒角刀，钻头或丝锥或倒角刀动作时冷却管通过对其喷冷却液进行降温处理。

攻丝机构6是沿线轨副10204为中心相向设置的两组，两组攻丝机构6分别设置在沿线轨副10204的两侧，且以线轨副10204的中心对称设置；倒角机构7是沿线轨副10204为中心相向设置的两组，两组倒角机构7分别设置在沿线轨副10204的两侧，且以线轨副10204的中心对称设置；线轨副10204处于下料孔下方的位置是上料工位；线轨副10204处于夹具组件103下方的位置是双孔钻孔工位，线轨副10204处于两组攻丝机构6之间的位置是攻丝工位，线轨副10204处于两组倒角机构7之间的位置是倒角工位，线轨副10204处于下料气缸91和滑道92之间的位置是下料工位。

本专利的双头钻床所加工的支承板如背景技术中的图1所示。双头钻床的工作如下：

（1）滑台伺服电机10201控制水平工作台10203在线轨副10204上移动至上料工位，且托板10303处于下料孔的正下方；上料机构8动作，进料气缸802推动盛料滑槽内的工件向前端的下料孔移动，最前端的工件通过下料孔落至托板10303上；

（2）夹紧油缸10301推动夹紧块10305将工件固定在10309立板侧面，并通过定位块10307对工件进行定位；滑台伺服电机10201控制水平工作台10203在线轨副10204上移动至双孔钻孔工位，工件处于钻头10601的下方；两个钻孔动力头同时工作，角度控制电机10709通过转盘10702控制进给线轨副10701转动至合适角度，进给气缸10707控制进给线轨副10701在进给气缸支架10706内向下滑动，主电机10609通过主轴10605带动钻头10601转动，完成工件两个相向斜孔的钻孔加工；进给气缸10707控制进给线轨副10701在进给气缸支架10706内向上滑动复位；

（3）滑台伺服电机10201控制水平工作台10203在线轨副10204上移动至攻丝工位，工件处于两个丝锥之间；两组攻丝机构6同时动作，即攻丝伺服电机10404通过攻丝头10403带动丝锥10406转动，完成攻丝加工；

（4）滑台台伺服电机10201控制水平工作台10203在线轨副10204上移动至倒角工位，工件处于两个倒角刀之间；两组倒角机构7同时动作，即倒角电机10505带动倒角刀10503转动，完成倒角加工；

（5）滑台伺服电机10201控制水平工作台10203在线轨副10204上移动至下料工位，工件处于下料气缸91和滑道92之间；控制器控制夹紧油缸10301退回原位接触夹具开关10304，夹具开关10304向控制器发信号，控制器控制卸料油缸10314推动卸料顶块10313将工件顶出，托板10303上的工件下落到防撞垫10311上；下料气缸91将工件顶向滑道92，完成加工的工件沿滑道92滑出完成整个孔位加工。

Claims (3)

1.双头钻床，包括机架、润滑装置和加工装置，加工装置安装在机架上，其特征在于加工装置包括夹具机构、钻孔机构、上料机构和下料机构；

所述夹具机构包括滑台组件和夹具组件；滑台组件包括滑台伺服电机、伺服电机座、滑台座、线轨副、滚珠丝杠副、轴承座和水平工作台，滑台伺服电机安装在伺服电机座上，线轨副、伺服电机座和轴承座安装在滑台座上，滑台座上固定安装在机架上，滚珠丝杠副安装在电机座和轴承座之间，水平工作台安装在线轨副和滚珠丝杠副上并沿线轨副前后直线移动；

夹具组件包括夹紧油缸、油缸支架、夹具开关、夹紧块、定位块、底板、托板、立板、工件防撞支架、卸料顶块和卸料油缸，工件防撞支架包括防撞立板和防撞垫；底板安装在水平工作台上；夹紧油缸固定安装在油缸支架上，夹紧块安装在夹紧油缸上，夹具开关安装在油缸支架上且位置与夹紧油缸对应，油缸支架固定安装在底板上，底板通过螺钉与立板固定安装，定位块和托板安装在立板的侧面上，托板位置处于防撞垫的上方，卸料顶块固定在卸料油缸上，卸料顶块穿过立板；防撞立板和防撞垫相连，防撞垫处于底板上，夹具开关的位置处于油缸支架和防撞立板之间；

钻孔机构包括进给组件、立柱、立柱罩和和两个钻孔动力头；立柱罩安装在立柱上，立柱底部固定在机架上；进给组件包括固定座、限位块、两个进给线轨副、角度控制装置和两组进给深度控制装置，固定座安装在立柱上；角度控制装置包括角度控制电机、双头输出减速箱和两个转盘，角度控制电机通过双头输出减速箱连接两个转盘，即双头输出减速箱的两个输出端分别连接一个转盘，每个转盘分别连接一个进给线轨副；每组进给深度控制装置包括进给气缸和进给气缸支架，进给气缸安装在进给气缸支架上，进给气缸支架呈开口端朝下的U形，进给线轨副位置处于进给气缸支架内，进给气缸连接进给气缸支架内的进给线轨副，并控制进给线轨副在进给气缸支架内上下滑动；每个进给线轨副上安装一个钻孔动力头，角度控制电机通过双头输出减速箱控制进给线轨副及其上的钻孔动力头同向或反向转动角度，每个进给气缸分别控制线轨副及其上的钻孔动力头的钻孔深度；固定座上设有多个上下排列高度不同的定位键孔，限位块上设有与定位键孔形状匹配的连接键，限位块通过连接键上下高度可调的连接在固定座上；限位块上设有两个外低内高的斜面，两个斜面以限位块的中心径向对称设置；

钻孔动力头包括主轴箱、主电机、阻尼器支架、阻尼器和钻孔刀具，主轴箱固定安装在进给线轨副上，钻孔刀具、阻尼器支架和主电机安装在主轴箱上，阻尼器安装在阻尼器支架上，阻尼器位置处于进给装置的内侧，阻尼器底部位置与限位块的斜面位置对应；钻孔刀具朝向夹具组件；钻孔刀具包括钻头、筒夹、夹头、轴承盖、主轴、轴承和锁紧螺母，钻头安装在筒夹上，筒夹安装在夹头上，夹头穿过轴承盖连接主轴底部，轴承和锁紧螺母安装在主轴上部且位置处于主轴箱内，主电机通过主轴带动钻头转动，钻头朝向夹具组件；

上料机构包括上料架、进料气缸和封闭组件，上料架底部设有上料立柱，上料架通过上料立柱固定在机架上，上料架处于线轨副上方，上料立柱是两根，线轨副位置处于两根上料立柱之间；进料气缸安装在上料架上，上料架内设有盛料滑槽，盛料滑槽前端设有上下贯通上料架的下料孔，进料气缸用于推动工件在盛料滑槽内向前端的下料孔移动，下料孔的位置与托板位置匹配，封闭组件的位置与下料孔匹配；封闭组件包括封闭板和上料电机，上料电机安装在上料架上，连接上料电机的封闭板位置处于下料孔底部，上料电机控制封闭板移动实现下料孔的开关；

下料机构包括下料气缸和滑道，下料气缸安装在机架上，滑道上端开口朝向下料气缸的顶出头，线轨副处于下料气缸和滑道之间；

润滑装置通过多个自动润滑泵分别连接线轨副、滚珠丝杠副和线轨副；

线轨副处于下料孔下方的位置是上料工位；线轨副处于夹具组件下方的位置是双孔钻孔工位，线轨副处于下料气缸和滑道之间的位置是下料工位。

2.根据权利要求1所述的双头钻床，其特征在于机架上设置安装板，夹具机构、钻孔机构上料机构和下料机构均安装在安装板上。

3.根据权利要求1所述的双头钻床，其特征在于机架内设有多个上下纵向排列的抽屉。