多主轴数控筛板钻孔设备主轴间距和钻孔方式的确定方法技术

本发明专利技术公开了一种多主轴数控筛板钻孔设备主轴间距和钻孔方式的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：明确已知参数：钻孔区域宽度范围W、相邻孔最大间距Xm、主轴外径D、相邻主轴最小间隙Y。步骤2：试算和确定大步钻孔次数N和相邻主轴间距L；公式：N＝(2W+Xm)/2ML(1)L＞D+Y(2)根据等式(1)和不等式(2)试算,求出大步钻孔次数N和相邻主轴间距L；其中N四舍五入后，取整数；L取满足不等式的最小值；步骤3：确定每大步内小步钻孔次数n和最终孔间距X；公式：L＝nX(3)；X≤Xm；(4)根据上面一个等式和一个不等式试算,求出每大步内小步钻孔次数n和最终确定的钻孔间距X；其中n小数入整数，取整数；X取满足不等式的最大值。

【技术实现步骤摘要】
多主轴数控筛板钻孔设备主轴间距和钻孔方式的确定方法
本专利技术涉及多主轴数控钻孔加工设备
，尤其涉及一种多主轴数控筛板钻孔设备相邻主轴间距的确定方法。
技术介绍
钻床指主要用钻头在工件上加工孔的机床。数控钻床是指用数控定位孔的位置和钻孔深度的钻床。钻床的种类很多，按结构形式分，有摇臂钻、固定台式钻等；按主轴数量分，有单轴钻、多轴钻等；按控制方式分，有普通钻、数控钻；按主轴在空间布置位置分，有平面钻、二维钻、三维钻等；按用途分，有筛板钻、联接板钻、法兰钻、管板钻、角钢钻、H型钢钻等；按钻孔速度分，有普通钻、高速钻；等等。总之钻床的种类非常的多。本专利技术主要涉及的是多主轴数控筛板钻。数控技术用于钻床，主要目的是用来实现钻孔位置的数控定位和钻孔深度的数控加工。这里不再赘述。多轴钻也表述为群钻。一般多轴钻是针对特定工件大批量生产时设计制造的专用钻床。一般多轴钻的多个主轴间的相对位置和距离是固定的，多个主轴的排列方式有一字排列、圆周排列、矩形阵列等。特殊情况下多个主轴之间的距离是可以调整的，但主轴多时，传动机构复杂，如果设计的机构既满足传动要求，又满足调整各个主轴之间距离的要求，这样的结构设计制造不是件容易实现的事。筛板钻，顾名思义是用来钻筛板的钻床。筛板广泛应用于造纸、制药、环保、食品、矿山、冶金、煤炭、砖瓦等行业。筛板的特点是：1、孔是成行、成列布置的；2、孔多、密；3、孔小；4、孔距要求不严格，开孔率不小于规定的要求即可。特点1要求多轴筛板钻的主轴是一字排列的；特点2说明多主轴钻孔是非常必要的；特点3说明钻孔的推力、扭矩、功率小，实践证明小型电主轴是可以满足要求的；特点4说明满足开孔率要求的情况下，孔距是可以适当调整的。下面根据筛板的以上特点进一步说明研究多主轴数控筛板钻孔设备相邻主轴间距确定方法的必要性和可行性。筛板、特别是造纸、环保、制药、食品行业的筛板，钻孔直径一般在到之间。有时一张筛板上要求钻几十万个孔。钻孔是筛板加工的主要工序、也是加工耗时最长的工序。以一张10万个孔的筛板为例，如果一个主轴钻孔，每天加工8小时，大概需要30天。显然一个主轴钻孔效率低，安装多根主轴同时钻孔是提高效率最主要的手段。但是，安装多根主轴同时钻孔在设计时存在以下问题：1、多个主轴的结构是什么样的？2、主轴多时相邻主轴之间的间距如何确定？3、假设设备上安装了N个主轴，N个主轴要分几大步几小步来完成一行的钻孔？针对问题1一般采用多个小型电主轴一字排开，间距可调。一台设备上布置的电主轴的数量和使用数量由设计者和使用者决定。比方说一台设备上制造商设计安装了8个电主轴，使用者可以使用8个，也可以使用2个、3个等。小型电主轴的直径有等。这3种规格就能满足到孔的钻孔要求。针对问题2和问题3目前采用的方式是通过设计人员通过大量的计算来得到结果，这就导致了多头钻床设计计算工作繁琐，设计周期长。使用中，当计算不得要领，操作工也往往会采用分区、分片钻孔，而不是一行一行的钻孔，钻孔效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决筛板钻床的设计和使用的问题；提供一种通用型多主轴钻床钻孔几何参数与主轴间距调整方案和使用方法；为筛板钻床制造业和筛板钻孔加工业提供设计和使用指导。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术的方法针对的是采用多主轴一字排开的钻床，对筛板进行钻孔，且主轴之间的间距为可调的这种设备；其相邻主轴间距确定方法，包括以下步骤:步骤1：明确已知参数：钻孔区域宽度范围W、相邻孔最大间距Xm、主轴外径D、相邻主轴最小间隙Y。(Ⅰ)、根据用户提供的筛板图纸来确定筛板钻孔区域宽度范围W、相邻孔间距Xm(Ⅱ)、由使用者确定采用的主轴数量M(最多为实际布置数量，但可以小于实际布置数量)；(Ⅲ)确定主轴外径D(查找样本或实际测量安装的主轴)；(Ⅳ)、按照不小于固定主轴的螺栓头部外径初步确定相邻主轴间隙Y；(如M8的圆柱头内六角螺栓，圆柱头为Y应大于12mm，以便于主轴间距的调整和螺栓紧固)。步骤2：试算和确定大步钻孔次数N和相邻主轴间距L。公式：N＝(2W+Xm)/2ML(1)L＞D+Y(2)根据上面一个等式和一个不等式试算,求出大步钻孔次数N和相邻主轴间距L；其中要求N四舍五入，取整数；L取满足不等式的最小值，可以带小数；L取最小值时，调整距离小、调整方便。公式(2)是为了确定的L值，必须能够实现安装、调整。步骤3：确定每大步内小步钻孔次数n和最终孔间距X。公式：L＝nX(3)X≤Xm；(4)根据上面一个等式和一个不等式试算,求出每大步内小步钻孔次数n和最终确定的钻孔间距X；要求n小数入整数，取整数；X取满足不等式的最大值，可以带小数。X取满足不等式(4)的最大值时，开孔率接近和大于设计要求。公式(4)是为了筛板的开孔率不应小于图纸设计的要求。本专利技术的有益效果：本专利技术给出了多轴钻孔设备尤其是筛板钻孔设备钻孔几何参数与主轴间距的关系；通过该关系式可以根据不同的客户需求很容易的得出主轴间距，以满足客户的钻孔要求，为设计制造和使用筛板钻提供了理论指导，减少了设计制造和加工使用的盲目性。对推动多轴筛板钻的发展有理论指导意义。附图说明图1是本专利技术的钻孔几何参数与主轴间距的关系图；具体实施方式步骤1：明确已知参数：钻孔区域宽度范围W、相邻孔最大间距Xm、主轴外径D、相邻主轴最小间隙Y。(Ⅰ)、根据用户提供的筛板图纸来确定筛板钻孔区域宽度范围W、相邻孔间距Xm(Ⅱ)、由使用者确定采用的主轴数量M(最多为实际布置数量，但可以小于实际布置数量)；(Ⅲ)确定主轴外径D(Ⅳ)、按照不小于固定主轴的螺栓头部外径初步确定相邻主轴间隙Y。步骤2：试算和确定大步钻孔次数N和相邻主轴间距L。公式：N＝(2W+Xm)/(2ML)(1)L＞D+Y(2)根据上面一个等式和一个不等式试算,求出大步钻孔次数N和相邻主轴间距L。要求N取整数、L取满足不等式的最小值，可以带小数。L取最小值时，调整距离小、调整方便。步骤3：确定每大步内小步钻孔次数n和最终孔间距X。公式：n＝L/X(3)X≤Xm；(4)根据上面一个等式和一个不等式试算,求出每大步内小步钻孔次数n和最终确定的钻孔间距X。要求n取整数、X取满足不等式的最大值，可以带小数。下面结合上述方法具体说明3个实施例：实施例1：用户要求：钻孔宽度范围900mm，邻孔间距6.5mm。现有钻床4个主轴，主轴外径80mm,主轴联接螺栓为内六角螺栓M8、螺栓头直径明确已只参数：钻孔宽度范围W＝900mm，一行内相邻孔间距Xm＝6.5mm；筛板钻床主轴数量M＝4个；主轴外径D＝80mm；相邻主轴间隙不得小于Y＝12mm；实施过程：由公式(1)，N≈225.81/L，由不等式(2)，L＞92mm为了取整数，结果应该是N＝2，L≈112.91mm由公式(3),n＝112.91/X,由不等式(4)，X≤6.5mm为了取整，结果应该是n＝18，X≈6.2727mm。结果：4个主轴同时钻孔时，相邻主轴间距调整到112.91mm,孔距调整修改为6.272mm(开孔率和开孔数量大于6.5mm孔间距时),分2大步，每大步内分18小步钻孔。在900mm宽的范围内，每行比用户要求多钻了5个孔，超出用户的开孔数量要求，4个主轴同时钻孔，大大提高了钻孔效率。实施例2：用户要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
多主轴数控筛板钻孔设备主轴间距和钻孔方式的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：明确已知参数：钻孔区域宽度范围W、相邻孔最大间距Xm、主轴外径D、相邻主轴最小间隙Y；步骤2：试算和确定大步钻孔次数N和相邻主轴间距L；公式：N＝(2W+Xm)/2ML    (1) L＞D+Y    (2) 根据等式(1)和不等式(2)试算,求出大步钻孔次数N和相邻主轴间距L；其中N四舍五入，取整数；L取满足不等式的最小值；步骤3：确定每大步内小步钻孔次数n和最终孔间距X；公式：L＝nX    (3) X≤Xm；    (4) 根据上面一个等式和一个不等式试算,求出每大步内小步钻孔次数n和最终确定的钻孔间距X；n小数入整数，取整数；X取满足不等式的最大值。

【技术特征摘要】
1.多主轴数控筛板钻孔设备主轴间距和钻孔方式的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：明确已知参数：钻孔区域宽度范围W、相邻孔最大间距Xm、主轴外径D、相邻主轴最小间隙Y、由使用者确定采用的主轴数量M；步骤2：试算和确定大步钻孔次数N和相邻主轴间距L；公式：N＝(2W+Xm)/2ML(1)L＞D+Y(2)根据等式(1)和不等式(2)试算,求出大步钻孔次数N和相邻主轴间距L；其中N四舍五入，取整数；L取满足不等式的最小值；步骤3：确定每大步内小步钻孔次数n和最终孔间距X；公式：L＝nX(3)X≤Xm；(4)根据上面一个等式和一个不等式试算,求出每...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕富强，张文君，吕富锤，
申请(专利权)人：济南法特数控机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东;37