CN108772751A - 钻头性能试验方法及自动试验机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钻头的检测装置及方法，具体是一种钻头性能试验方法及自动试验机。其钻头性能试验方法是：被测钻头连续对板材试坯进行钻孔；钻孔过程中使钻头的进给压力保持恒定，在板材试坯上每钻通一个孔后改变钻孔位置钻下一个孔，并检测每一个孔的钻通时间；当达到设定时间无法钻通试坯时，停止钻孔，通过计算钻孔的时间和总数量对被测钻头钻头性能进行评价。本发明能够准确检测钻头性能，检测过程简便、安全、高效。
Description
技术领域
本发明涉及钻头的检测装置及方法，具体是一种钻头性能试验方法及自动试验机。
背景技术
钻头产品生产、使用、研发过程中，经常需要对产品性能、寿命指标进行测试。
传统的试验方法通常是试验钻头在特定的线速度（米/秒）或钻速（转／分）、进给速度（毫米／转）或（毫米／分）等加工条件下的性能、寿命等指标。这样，存在以下不足：
1、钻头使用钝口后或相关切削参数选择不合理时，产品在钻床上试验时，由于受预先选定的进给速度控制，易折断。可能会造成人员或机床危险；
2、由于钻头产品实际使用场合越来越广，尤其在航空、船舶、铁路以及家用装饰等方面显著增加。但其产品钻头实际使用场合很多都不在钻孔机床上，而是用手持电钻装夹使用(没有转速，没有进给速度，靠手持加压)。这样产品在钻孔机床上测试的数据，与实际使用情况、结果，存在较大差异；
3、由于受预先选定的进给速度控制，钻头在钻床上试验时，刃口锋利与刃口损钝时，钻通每一个孔的时间，都是相同的。不易查看钻头损伤程度，以更换新钻头或重磨钻头刃口。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够准确检测钻头性能，检测过程简便、安全、高效的钻头性能试验方法及自动试验机。
本发明的钻头性能试验方法是：
通过钻夹头和驱动装置对被测钻头进行装夹，并驱动其旋转和进给，连续对板材试坯进行钻孔；
钻孔过程中使钻头的进给压力保持恒定，进给的压力大小根据被测钻头的规格确定，在板材试坯上每钻通一个孔后改变钻孔位置钻下一个孔，并检测每一个孔的钻通时间；
当达到设定时间无法钻通试坯时，停止钻孔，通过计算钻孔的时间和总数量对被测钻头钻头性能进行评价；钻孔时间越短则钻削性能越佳，钻孔总数量越多则钻头寿命越长。
本发明的上述方法能够在本发明的钻头自动试验机上实现，该钻头自动试验机的机架包括立柱和工作台，立柱上设置有竖直的导轨，导轨上安装有可沿导轨竖直升降的钻削座，钻削座上安装有由动力驱动旋转的钻夹头；所述钻削座连接有能够对钻削座上的钻头向下进给施加恒定压力的压力机构；工作台位于钻削座下方，工作台上安装有用来定位装夹板材试坯的试坯夹具，试坯夹具由试坯驱动电机驱动其水平移动；机架上还安装有能够检测钻削座高度位置的定位检测装置；定位检测装置的检测信号连接至一个控制器的检测信号输入端，控制器的控制指令输出端连接至试坯驱动电机的驱动电路中以控制试坯夹具的水平移动。
所述压力机构包括安装在立柱上端的绕水平轴旋转的滑轮，以及绕过滑轮的拉绳，拉绳的两端分别连接在钻削座和一个配重体上。钻削座与配重体的重力差即为钻头提供了恒定的进给压力。
所述定位检测装置是安装在立柱上的光栅尺。
所述钻削座与工作台之间设置有能够由升降电机驱动竖直升降的托板，当托板承托在钻削座的底部时，可承载着钻削座竖直升降。
所述升降电机通过丝杆机构驱动托板升降。
所述配重体包括盒体和安置在盒体内的配重块。
本发明采用上述装置的检测方法包括以下步骤：
a.试验开始前，通过调整配重体的重量，获得所需的恒定进给压力（钻削座与配重体的重量差）；
b.试验开始时，被测钻头钻尖远离试坯，托板托着钻削座及钻头快速下降接近试坯，当定位检测装置检测到钻削座与试坯接近到设定的距离时，由控制器调整升降电机转速，使钻头以较慢的速度下降直至接触试坯；
c.钻尖接触试坯后托板继续下降一段距离，脱离钻削座，钻头在重力形成的恒定压力下开始钻削，当试坯钻通后钻削座下落并与托板重新接触，定位检测装置检测到该位置后向控制器发出信号，控制器控制托板托着钻削座上升至开始位置，同时控制试坯水平移动至下一个孔的加工位置；
重复步骤b-步骤c的钻削过程，连续在试坯上钻孔，由控制器记录每一个孔的钻削时间，当某个孔的钻削时间超过设定的时间还未钻通时，停止钻削，判定该钻头已失效，由控制器根据记录的钻孔时间和钻孔数对钻头的钻削性能和寿命进行判定。
本发明的优点是：
1、本发明的方法及装置在试验钻孔过程中采用压力进给。这样可以模拟手持电钻的工作条件，使产品测试场景与实际使用状态相近，使检测数据能够更准确的反应其切削性能和寿命指标；同时由于进给压力恒定，避免了传统固定进给量测试在钻头失效时对设备造成的损伤；
2、利用定位检测装置对钻削座的升降过程进行准确定位，对不同阶段采用不同的升降速度，既提高了试验效率，也可以防压力进给接触工件和接近钻通时的“碰刀”和“栽刀”现象，减少了钻头和设备的非正常损伤 。
3、通过控制器能够实现自动记录钻孔孔序和相应孔钻孔时间,并可形成相关文档及图表，方便了对钻头性能数据进行分析。
附图说明
图1是本发明实施例的钻头自动试验机结构示意图。
图2是本发明实施例的控制***原理图。
图3是本发明实施例的试验方法步骤示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的钻头自动试验机的机架包括立柱1和工作台2，立柱1上设置有竖直的导轨，导轨上安装有可沿导轨竖直升降的钻削座3，钻削座上安装有由动力驱动旋转的钻夹头4；钻削座3连接有能够对钻削座上的钻头Z向下进给施加恒定压力的压力机构5；工作台2位于钻削座3下方，工作台上安装有用来定位装夹板材试坯P的试坯夹具6，试坯夹具6由试坯驱动电机7驱动其水平移动；机架上还安装有能够检测钻削座3高度位置的定位检测装置8；定位检测装置8的检测信号连接至一个控制器9（见图2）的检测信号输入端，控制器的控制指令输出端连接至试坯驱动电机7的驱动电路中以控制试坯夹具的水平移动。试坯驱动电机７包括能够驱动试坯夹具纵向和横向移动的纵移电机和横移电机。压力机构5包括安装在立柱上端的绕水平轴旋转的滑轮10，以及绕过滑轮的拉绳11，拉绳的两端分别连接在钻削座3和一个配重体12上。钻削座3与配重体12的重力差即为钻头提供了恒定的进给压力。定位检测装置8是安装在立柱上的光栅尺。钻削座3与工作台2之间设置有能够由升降电机13驱动竖直升降的托板14，当托板14承托在钻削座3的底部时，可承载着钻削座竖直升降。升降电机13通过丝杆机构驱动托板14升降。配重体12包括盒体和安置在盒体内的配重块，通过增、配重块可以改变配重体与钻削座的重力差，进而调节进给压力。
如图2，控制器9采用PLC，其控制信号输入部分连接光栅尺，将钻削座的位置信号输入至控制器，控制器的控制指令输出部分分别连接升降电机13、试坯驱动电机7和钻削电机的控制回路，对试验过程进行控制。
本发明实施例的上述装置检测过程包括以下步骤：
a.试验开始前，通过调整配重体的重量，获得所需的恒定进给压力（钻削座与配重体的重量差）；
b.试验开始时，被测钻头钻尖远离试坯（如图3中a所示），托板托着钻削座及钻头快速下降接近试坯，当定位检测装置检测到钻削座与试坯接近到设定的距离时，由控制器调整升降电机转速，使钻头以较慢的速度下降直至接触试坯（如图3中b所示）；
c.钻尖接触试坯后托板继续下降一段距离，脱离钻削座，钻头在重力形成的恒定压力下开始钻削（如图3中c所示），当试坯钻通后钻削座下落并与托板重新接触（如图3中d所示），定位检测装置检测到该位置后向控制器发出信号，控制器控制托板托着钻削座上升至开始位置，同时控制试坯水平纵向或横向移动至下一个孔的加工位置；
重复步骤b-步骤c的钻削过程，连续在试坯上钻孔，由控制器记录每一个孔的钻削时间，当某个孔的钻削时间超过设定的时间还未钻通时，停止钻削，判定该钻头已失效，由控制器根据记录的钻孔时间和钻孔数对钻头的钻削性能和寿命进行判定。
Claims (8)
1.一种钻头自动试验机，其机架包括立柱（1）和工作台（2），立柱（1）上设置有竖直的导轨，导轨上安装有可沿导轨竖直升降的钻削座（3），钻削座上安装有由动力驱动旋转的钻夹头（4）；其特征是：钻削座（3）连接有能够对钻削座上的钻头向下进给施加恒定压力的压力机构（5）；工作台（2）位于钻削座（3）下方，工作台上安装有用来定位装夹板材试坯的试坯夹具（6），试坯夹具（6）由试坯驱动电机（7）驱动其水平移动；机架上还安装有能够检测钻削座（3）高度位置的定位检测装置（8）；定位检测装置（8）的检测信号连接至一个控制器（9）的检测信号输入端，控制器的控制指令输出端连接至试坯驱动电机（7）的驱动电路中以控制试坯夹具的水平移动。
2.根据权利要求1所述的钻头自动试验机，其特征是：压力机构（5）包括安装在立柱上端的绕水平轴旋转的滑轮（10），以及绕过滑轮的拉绳（11），拉绳的两端分别连接在钻削座（3）和一个配重体（12）上。
3.根据权利要求1所述的钻头自动试验机，其特征是：定位检测装置（8）是安装在立柱上的光栅尺。
4.根据权利要求1所述的钻头自动试验机，其特征是：配重体（12）包括盒体和安置在盒体内的配重块。
5.根据权利要求1所述的钻头自动试验机，其特征是：钻削座（3）与工作台（2）之间设置有能够由升降电机（13）驱动竖直升降的托板（14），当托板（14）承托在钻削座（3）的底部时，可承载着钻削座竖直升降。
6.根据权利要求5所述的钻头自动试验机，其特征是：升降电机（13）通过丝杆机构驱动托板（14）升降。
7.一种钻头性能试验方法，其特征是：
通过钻夹头和驱动装置对被测钻头进行装夹，并驱动其旋转和进给，连续对板材试坯进行钻孔；
钻孔过程中使钻头的进给压力保持恒定，进给的压力大小根据被测钻头的规格确定，在板材试坯上每钻通一个孔后改变钻孔位置钻下一个孔，并检测每一个孔的钻通时间；
当达到设定时间无法钻通试坯时，停止钻孔，通过计算钻孔的时间和总数量对被测钻头钻头性能进行评价。
8.根据权利要求7所述的钻头性能试验方法，其特征是：采用权利要求5所述的钻头自动试验机进行钻头性能试验，包括以下步骤，
a.试验开始前，通过调整配重体的重量，获得所需的恒定进给压力；
b.试验开始时，被测钻头钻尖远离试坯，托板托着钻削座及钻头快速下降接近试坯，当定位检测装置检测到钻削座与试坯接近到设定的距离时，由控制器调整升降电机转速，使钻头以较慢的速度下降直至接触试坯；
c.钻尖接触试坯后托板继续下降一段距离，脱离钻削座，钻头在重力形成的恒定压力下开始钻削，当试坯钻通后钻削座下落并与托板重新接触，定位检测装置检测到该位置后向控制器发出信号，控制器控制托板托着钻削座上升至开始位置，同时控制试坯水平移动至下一个孔的加工位置；
d.重复步骤b-步骤c的钻削过程，连续在试坯上钻孔，由控制器记录每一个孔的钻削时间，当某个孔的钻削时间超过设定的时间还未钻通时，停止钻削，判定该钻头已失效，由控制器根据记录的钻孔时间和钻孔数对钻头的钻削性能和寿命进行判定。
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| CN108772751B (zh) | 2023-09-29 |
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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