一种自动打孔机及钻孔方法技术

技术编号:15613914 阅读:143 留言:0更新日期:2017-06-14 02:48
本发明专利技术提供了一种自动打孔机及钻孔方法,所述打孔机包括风钻(6)、气缸(3)、夹具和自动控制系统,所述风钻(6)的头部安装有钻头(7);所述风钻(6)用于带动所述钻头(7)转动;所述气缸(3)用于推动所述风钻水平移动;所述夹具用于夹紧待钻孔工件;所述自动控制系统包括钻头进给速度检测单元、钻孔深度检测单元、控制器和输气控制单元;所述进给速度检测单元用于采集所述钻头的进给速度信息;所述钻孔深度检测单元用于采集所述钻头的钻孔深度信息;所述控制器根据所述进给速度和钻孔深度信息控制所述输气控制单元输入气缸(3)的空气流量。本发明专利技术能够提高型芯打孔的准确度和精度,提高型芯的透气性,提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种自动打孔机及钻孔方法
本专利技术涉及铸造领域,尤其涉及一种覆膜砂型芯的自动打孔机及钻孔方法。
技术介绍
在铸造行业,铸件零件的应用涉及到各行各业,其使用广泛性非常宽广,随着对工业的要求越来越高,产品质量决定了其在本行业的立足与否,关乎企业生存之关键,所以铸件零件在生产冶炼过程中非常强调其质量,有缺陷的铸件零件只能做报废处理。优越性能的汽车和设备取决于各部位铸件零件,但是铸件零件在生产中所使用的各种各样的型芯决定了铸件零件的产品质量,生产铸件零件所使用的型芯原材料都是由覆膜砂经过模具高温制作而成,在铸件零件的浇注成型过程中,型芯与高温的铁液接触会产生一定的气体,气孔的种类很多,气缩、气憋、反应性气孔、针气孔、皮下气孔等。特别是工艺相对复杂的铸件零件,由于型芯的厚大或者未固化的覆膜砂,如果型芯不经过合理设计打孔,则导致所产生的气体会透析或者击穿高温铁液、或者停留在铸件零件表面或者皮下、或者聚集在铸件零件的壁厚较厚的位置、或者在铸件零件的最高处或铁液最末端位置产生憋气、或者在铸件零件的铁液注入口产生气缩、或者在工艺设计不尽完善和不合理的位置产生密集型气孔,从而影响铸件零件的质量。并且,现有的打孔方式容易导致型芯受损甚至报废,打孔精度和深度不易控制。因此,有必要提供一种新的技术方案。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷,本专利技术提供一种自动打孔机及钻孔方法,其能够提高型芯打孔的准确度和精度,在铸件零件生产过程中,提高型芯的透气性,降低了产品废率,提高了生产效率。为实现上述目的,本专利技术提供一种自动打孔机,所述打孔机包括风钻、气缸、夹具和自动控制系统,所述风钻的头部安装有钻头;所述风钻用于带动所述钻头转动;所述气缸用于推动所述风钻水平移动;所述夹具用于夹紧待钻孔工件;所述自动控制系统包括钻头进给速度检测单元、钻孔深度检测单元、控制器和输气控制单元;所述进给速度检测单元用于采集所述钻头的进给速度信息;所述钻孔深度检测单元用于采集所述钻头的钻孔深度信息;所述控制器根据所述进给速度和钻孔深度信息控制所述输气控制单元输入气缸的空气流量。进一步地,所述控制器根据所述钻头的进给速度和钻孔深度控制所述输气控制单元输入气缸的空气流量,具体包括:所述控制器根据所述钻头的进给速度判断钻头在钻孔时受到的阻力,并根据阻力大小调节所述输气控制单元输入气缸的空气流量;当所述钻头受到的阻力大于第一预设阻力而小于第二预设阻力时,使所述钻头以第一速度做进给运动;当所述钻头受到的阻力大于第二预设阻力而小于第三预设阻力时,使所述钻头以第二速度做进给运动;当所述钻头的阻力大于第三预设阻力时,使所述钻头以第三速度做回程、进给往复运动;当所述钻头的测量深度到达预定深度时,所述控制器控制所述输气控制单元停止输入气缸的空气;其中,所述第一速度大于所述第二速度,所述第二速度大于或等于所述第三速度。进一步地,所述第一速度为钻头与待钻孔工件表面接触时的初始速度,所述第一预设阻力为钻头与待钻孔工件表面接触时的初始阻力。进一步地,所述自动控制系统还包括钻头转速检测单元,所述钻头转速检测单元用于检测所述钻头转速信息;所述控制器根据钻头转速信息和预设钻头转速信息控制所述输气控制单元输入风钻的空气流量。进一步地,所述气缸的行程设定≤300mm,所述钻头回程的距离为2-5cm,进入风钻的总气压为0.3-0.5MP。进一步地,所述控制器为PLC控制器。进一步地,所述输气控制单元为气阀,所述气阀包括第一气阀和第二气阀;所述打孔机还包括风钻进气管和气缸进气管;所述风钻进气管一端连接有第一气阀,另一端与所述风钻的进气口连接;所述气缸进气管一端连接有第二气阀,另一端与所述气缸的进气口连接。进一步地,所述打孔机还包括支架、升降装置和滑动装置;所述升降装置固定于所述支架上,用于上下调节滑动装置的高度;所述滑动装置固定于所述升降装置上,所述滑动装置包括滑轨基座和滑轨;所述风钻固定于所述滑轨上,所述滑轨可滑动设置于所述滑轨基座上;所述气缸固定于所述滑轨基座上,所述气缸内设置有活塞杆,所述活塞杆的一端与所述滑轨固定连接。进一步地,所述夹具固定于移动装置上;所述控制器驱动所述移动装置水平运动,使待钻孔工件的打孔中心正对钻头的中心。本专利技术还提供一种使用上述的自动打孔机的钻孔方法,所述钻孔方法包括如下步骤:采用夹具夹紧待钻孔工件,并使待钻孔工件的打孔中心处正对钻头的中心;打开气阀,向气缸和风钻输入空气,所述气缸驱动所述风钻向待钻孔工件移动,所述风钻带动钻头转动;所述控制器根据钻头的进给速度和钻孔深度判断钻头受到的阻力,并根据阻力大小调节所述输气控制单元输入气缸的空气流量;当钻头受到的阻力大于第一预设阻力而小于第二预设阻力时,调节气阀,减少进入气缸的进气量,使所述钻头以第一速度做进给运动;当所述钻头受到的阻力大于第二预设阻力而小于第三预设阻力时,调节气阀,减少进入气缸的进气量,使所述钻头以第二速度做进给运动;当所述钻头的阻力大于第三预设阻力时,使所述钻头以第三速度做回程、进给往复运动,其中,所述第一速度大于所述第二速度,所述第二速度大于或等于所述第三速度;当所述钻头的测量深度到达预定深度时,所述控制器控制所述输气控制单元停止输入气缸的空气,钻头停止转动。与现有技术相比,本专利技术具有如下优点:(1)本专利技术的自动打孔机,其通过钻头在钻孔时的受到的阻力来控制所述输气控制单元输入气缸(3)的空气流量,从而调节钻头的进给速度,不仅提高了钻孔准度和精度,而且钻头不易损坏,不易损坏待钻孔工件,提高成品率和钻孔效率。(2)本专利技术的自动打孔机,其通过PLC控制器,可对气缸进行行程设定,可自动控制钻头的钻孔速度和打孔深度,并且可针对不同的型芯结构实时调整气缸的行程,从而实现型芯打孔的准确度和精度。(3)本专利技术的自动打孔机,其通过调节升降装置可调节风钻的上下位置,通过调节移动装置使型芯的打孔中心正对钻头的中心,因此可使风钻在三轴方向进行对准,提高了打孔的精度,同时也能够针对不同的型芯进行打孔作业,实现更广的适用范围。(4)本专利技术的自动打孔机,其在托架上设置防护板,不仅能够防止型芯在打孔的过程中产生移动,而且防护板能够与型芯成面接触,能够防止打孔时由于钻头对型芯的作用力而导致的型芯破损或粉碎等情况的发生,进一步保护砂芯。(5)本专利技术的自动打孔机,其在型芯的芯头进行打孔,使得铸件零件生产过程中,增加型芯透气性,使型芯与高温铁液接触时合理的让气体排出型芯外部,从而使铸件零件成型良好,避免了有气体不能有效排除产生气体透析或者击穿高温铁液、或者停留在铸件零件表面或者皮下、或者聚集在铸件零件的壁厚较厚的位置、或者在铸件零件的最高处或者铁液最末端位置产生憋气、或者在铸件零件的铁液注入口产生气缩、或者在工艺设计不尽完善和不合理的位置产生密集型气孔的情况,从而提高了产品的质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:图1为本专利技术自动打孔机的主视示意图;图2为图1中防护板的结构示意图;图3为图1中型芯固定架的结构示意图;图4为本本文档来自技高网...
一种自动打孔机及钻孔方法

【技术保护点】
一种自动打孔机,其特征在于:所述打孔机包括风钻(6)、气缸(3)、夹具(8)和自动控制系统,所述风钻(6)的头部安装有钻头(7);所述风钻(6)用于带动所述钻头(7)转动;所述气缸(3)用于推动所述风钻(6)水平移动;所述夹具用于夹紧待钻孔工件(11);所述自动控制系统包括钻头进给速度检测单元、钻孔深度检测单元、控制器和输气控制单元;所述进给速度检测单元用于采集所述钻头的进给速度信息;所述钻孔深度检测单元用于采集所述钻头的钻孔深度信息;所述控制器根据所述进给速度和钻孔深度信息控制所述输气控制单元输入气缸(3)的空气流量。

【技术特征摘要】
1.一种自动打孔机,其特征在于:所述打孔机包括风钻(6)、气缸(3)、夹具(8)和自动控制系统,所述风钻(6)的头部安装有钻头(7);所述风钻(6)用于带动所述钻头(7)转动;所述气缸(3)用于推动所述风钻(6)水平移动;所述夹具用于夹紧待钻孔工件(11);所述自动控制系统包括钻头进给速度检测单元、钻孔深度检测单元、控制器和输气控制单元;所述进给速度检测单元用于采集所述钻头的进给速度信息;所述钻孔深度检测单元用于采集所述钻头的钻孔深度信息;所述控制器根据所述进给速度和钻孔深度信息控制所述输气控制单元输入气缸(3)的空气流量。2.根据权利要求1所述的自动打孔机,其特征在于:所述控制器根据所述钻头的进给速度和钻孔深度控制所述输气控制单元输入气缸(3)的空气流量,具体包括:所述控制器根据所述钻头的进给速度判断钻头在钻孔时受到的阻力,并根据阻力大小调节所述输气控制单元输入气缸的空气流量;当所述钻头(7)受到的阻力大于第一预设阻力而小于第二预设阻力时,使所述钻头(7)以第一速度做进给运动;当所述钻头(7)受到的阻力大于第二预设阻力而小于第三预设阻力时,使所述钻头(7)以第二速度做进给运动;当所述钻头(7)的阻力大于第三预设阻力时,使所述钻头(7)以第三速度做回程、进给往复运动;当所述钻头(7)的测量深度到达预定深度时,所述控制器控制所述输气控制单元停止输入气缸(3)的空气;其中,所述第一速度大于所述第二速度,所述第二速度大于或等于所述第三速度。3.根据权利要求2所述的自动打孔机,其特征在于:所述第一速度为钻头(7)与待钻孔工件(11)表面接触时的初始速度,所述第一预设阻力为钻头(7)与待钻孔工件(11)表面接触时的初始阻力。4.根据权利要求1所述的自动打孔机,其特征在于:所述自动控制系统还包括钻头转速检测单元,所述钻头转速检测单元用于检测所述钻头转速信息;所述控制器根据钻头转速信息和预设钻头转速信息控制所述输气控制单元输入风钻的空气流量。5.根据权利要求4所述的自动打孔机,其特征在于:所述气缸(3)的行程设定≤300mm,所述钻头(7)回程的距离为2-5cm,进入风钻(6)的总气压为0.3-0.5MP。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:彭学锋杜崇山段文恒郑立林张家法梁万波孙明明谢春华张俊峰
申请(专利权)人:常州中车汽车零部件有限公司中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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