一种多轴数控深孔钻床及其加工径向孔的方法技术

本发明专利技术属于深孔钻削加工技术领域，具体涉及一种多轴数控深孔钻床，包括数组钻杆箱、床头箱、尾座、X轴拖板和用于支撑工件的托架，每组所述钻杆箱内装配有2~4个刀具主轴，每两个刀具主轴由同一个电机驱动；每组所述钻杆箱的后部均设有Z轴导向架以驱动刀具顶紧或远离工件；所述导向架均固设X轴滑台拖板上。本发明专利技术还涉及用上述钻床加工径向孔的方法，一次进给就能钻削完一个孔，不但可以提高加工效率，而且也大大提高了加工精度，带来巨大的经济效益和社会效益。

A Multi-axis CNC Deep Hole Drilling Machine and Its Processing Method for Radial Holes

The invention belongs to the technical field of deep hole drilling and processing, and specifically relates to a multi-axis CNC deep hole drilling machine, which comprises an array of drill pipe boxes, headboxes, tailstocks, X-axis trawlers and brackets for supporting workpieces. Each set of drill pipe boxes is equipped with 2 to 4 tool spindles, and each two tool spindles is driven by the same motor. The rear part of the pole box is provided with a Z-axis guide frame to drive the tool to tighten or stay away from the workpiece, and the guide frame is fixed with an X-axis sliding platform trawler. The invention also relates to the method of processing radial holes by using the drilling machine, which can drill a hole at a single feed, which can not only improve the processing efficiency, but also greatly improve the processing accuracy, and bring enormous economic and social benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种多轴数控深孔钻床及其加工径向孔的方法
本专利技术属于深孔钻削加工
，具体涉及一种多轴数控深孔钻床及其加工径向孔的方法。
技术介绍
造纸机械行业中使用的真空辊体圆周面上，有多达几十万径向孔，其加工方法一般采用传统的普通机床麻花钻方式，该方法加工孔的粗糙度精度低，孔与孔之间的位置精度不高，每一孔的加工，需要多次反复退刀排除铁屑，效率慢；这样的加工方法，孔的入口精度难以保证，加工效率低、工人劳动强度大。
技术实现思路
为了解决上述问题，以及为引导企业生产、进一步挖掘市场，以行业专机为发展方向，进一步提高产品的科技含量和实用性，研发设计了以枪钻方式加工的多轴数控深孔钻床；该机床一次进给钻削完一个孔，不但可以提高加工效率，而且也大大提高了加工精度，带来巨大的经济效益和社会效益。本专利技术采用的技术方案如下：一种多轴数控深孔钻床，包括数组钻杆箱（1）、床头箱（2）、尾座（3）、X轴拖板和用于支撑工件（14）的托架（4），每组所述钻杆箱（1）内装配有2~4个刀具主轴（17），每两个刀具主轴（17）由同一个电机驱动；每组所述钻杆箱（1）的后部均设有Z轴导向架（19）以驱动刀具顶紧或远离工件；所述导向架（19）均固设X轴滑台拖板上。上述多轴数控深孔钻床，还包括排屑装置和冷却过滤系统，所述排屑装置包括设在X轴拖板侧方的螺旋排屑机（15）和尾座（3）后方的链板式排屑机（10），所述冷却过滤系统由冷却模块和过滤模块组成；所述冷却模块包括冷却油箱（13）和与冷却油箱（13）连通的温控器（12），所述冷却油箱（13）设在钻杆箱（1）的后方；所述过滤模块包括初级过滤箱（8）和鼓式过滤机（11），所述初级过滤箱（8）中设有网式过滤和多级沉淀过滤；所述初级过滤箱（8）上方设有离心泵（16）以将切削油输送至链板式排屑机（10）所述链板式排屑机（10）通过甩油机连通至鼓式过滤机（11），所述鼓式过滤机（11）连通温控器（12），所述冷却油箱（13）将过滤冷却后的切削油输送至钻杆箱（1）的冷却管道中。上述多轴数控深孔钻床，所述尾座（3）的最大伸出行程200mm，所述刀具主轴（17）最高转速5000r/min。上述多轴数控深孔钻床，所述钻杆箱（1）的Z轴进给速度范围5-500mm/min、快移速度4m/min，所述钻杆箱（1）的X轴快移速度为2m/min。上述多轴数控深孔钻床，所述托架（4）可平移的设在床头箱（2）与尾座（3）之间，所述托架（4）包括底座、齿轮箱（41）、两个丝杠（42）、两个支架（43）和两个分别安装在支架（43）上方的托辊（44），所述两个支架（43）可在底座上滑动，所述齿轮箱（41）通过两个丝杠（42）分别驱动支架（43）在Z向靠近或远离。上述多轴数控深孔钻床，所述冷却油箱（13）内设有齿轮泵（132）和与齿轮泵（132）配合以控制切削油流量的变频电机（131）。一种用上述多轴数控深孔钻床加工径向孔的方法，包括以下步骤：S1)根据工件（14）尺寸将床头箱（2）、尾座（3）和托架（4）分别调到适当位置；S2)将工件（14）安放在托架（4）上，通过床头箱（2）和尾座（3）夹紧并找正；S3)设置刀具的坐标零点；S4)启动液压系统，控制导向架顶紧工件（14）端面；S5)启动冷却系统；S6)启动钻杆箱（1）的刀具电机（18），驱动刀具旋转；S7)启动Z轴刀具进给，钻削工件（14）A类截面上的第A1组孔，完成后退刀；S8)床头箱（2）带动工件（14）旋转所需角度N，钻削工件（14）A类横截面上第A2组孔，完成后退刀；S9)重复执行步骤S8)，至工件（14）旋转一周后，即完成了钻削工件（14）A类横截面上的所有孔；S10)工件（14）X轴横移所需距离，钻削工件（14）B类截面上的第B1组孔，完成后退刀；S11)床头箱（2）带动工件（14）旋转所需角度S，钻削工件（14）B类横截面上第B2组孔，完成后退刀；S12)重复执行步骤S11)，至工件（14）旋转一周后，即完成了钻削工件（14）B类横截面上的所有孔；S13)加工完成，卸下工件（14）。本专利技术的有益效果为：其一，钻杆箱一次钻孔可达四十八个，优化钻孔步骤，极大提高了生产效率；X主轴设有液压自动刹车机构，其用四支液压油缸对称同步抱紧主轴，当工件进行分度时，油缸同步松开，分度到位时，油缸同步抱紧，避免损坏钻头，实现工件高精度自动均匀分度。其二，具备对切削油流过每支刀具流量大小的监控功能，当任意一支流量低于设定值时，机床自动报警并停止加工，避免在切削油不足时钻头继续加工，进而避免损伤钻头或工件。附图说明图1为本专利技术实施例的立体结构示意图；图2为本专利技术实施例的立体结构示意图（不带防护罩）；图3为本专利技术实施例的俯视结构示意图；图4为本专利技术实施例的锁紧刹车机构示意图；图5为本专利技术实施例的托架支撑状态示意图；图6为本专利技术实施例的螺旋排屑机安装示意图；图7为本专利技术实施例的初级过滤系统示意图；图8为本专利技术实施例的冷却系统示意图；图9为本专利技术实施例的冷却油箱示意图；图10为本专利技术实施例的钻杆箱示意图；图11为本专利技术实施例的导向架示意图。图中：1为钻杆箱、2为床头箱、3为尾座、4为托架、5为防护罩、6为电柜、7为润滑系统、8为初级过滤箱、9为液压系统、10为链板式排屑机、11为鼓式过滤机、12为温控器、13为冷却油箱、14为工件、15为螺旋排屑机、16为离心泵、17为刀具主轴、18为刀具电机、19为导向架、21为X轴主轴、22为液压缸、41为齿轮箱、42为丝杠、43为支架、44为托辊、131变频为电机、132为齿轮泵、133为电磁溢流阀、134为液位报警器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进一步解释说明。该机床由工件床体、钻杆床体、床头箱、尾座、钻削拖板、钻杆箱、导向架、进给系统、冷却系统、电气控制系统、液压系统等主要零部件组成。（1）床体本实施例的额床体分为工件床体和刀具床体。钻杆床体部分设有X轴拖板、X轴伺服进给系统、伸缩式导轨防护罩等。工件床体四周有宽深的回油槽，保证冷却液顺利流回油箱，钻杆床体的侧边配置有装有螺旋排屑机15。上述两个床体采用优质铸铁HT300，X轴移动用导轨经中频淬火处理，并经过精密磨削加工；工作台与导轨滑动面上粘贴聚四氟乙烯导轨软带；因此具有吸振性好、刚性高、精度保持性好等优点。采用伺服电机驱动滚珠丝杠副实现X轴的进给运动。（2）床头箱2床头箱2采用Siemens伺服电机驱动经精密伺服减速机降速驱动X轴主轴21旋转，并可控制旋转分度。床头箱2配有锁紧刹车机构，液压控制，锁紧力大，既能保证钻孔时工件14不发生转动又能保证分度转动时准确松开。锁紧刹车机构由四个液压缸22抱紧X轴主轴21X轴主轴21轴承采用进口精密轴承，由于其转速较低，采用高级润滑脂润滑。X轴主轴外锥锥度采用7°7′30″形式。根据工件外形大小变化，床头箱2可整体横移来靠近或远离工件的端部，满足不同工件外圆尺寸的要求。配置重型四爪卡盘撑紧工件14的内孔，卡盘外径φ1000mm。（3）尾座3支承工件14旋转，尾座3上装有可旋转的轴，可四爪卡盘，用于支撑工件14的内孔。尾座3手动锁紧；根据工件14长短，沿X轴轴向机动。尾座3的轴可伸出，方便顶紧工件14，最大伸出行程200mm，外锥锥度7°7′30″。（4）钻杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多轴数控深孔钻床，其特征在于：包括数组钻杆箱（1）、床头箱（2）、尾座（3）、X轴拖板和用于支撑工件（14）的托架（4），每组所述钻杆箱（1）内装配有2~4个刀具主轴（17），每两个刀具主轴（17）由同一个电机驱动；每组所述钻杆箱（1）的后部均设有Z轴导向架（19）以驱动刀具顶紧或远离工件；所述导向架（19）均固设X轴滑台拖板上。

【技术特征摘要】
1.一种多轴数控深孔钻床，其特征在于：包括数组钻杆箱（1）、床头箱（2）、尾座（3）、X轴拖板和用于支撑工件（14）的托架（4），每组所述钻杆箱（1）内装配有2~4个刀具主轴（17），每两个刀具主轴（17）由同一个电机驱动；每组所述钻杆箱（1）的后部均设有Z轴导向架（19）以驱动刀具顶紧或远离工件；所述导向架（19）均固设X轴滑台拖板上。2.根据权利要求1所述的多轴数控深孔钻床，其特征在于：还包括排屑装置和冷却过滤系统，所述排屑装置包括设在X轴拖板侧方的螺旋排屑机（15）和尾座（3）后方的链板式排屑机（10），所述冷却过滤系统由冷却模块和过滤模块组成；所述冷却模块包括冷却油箱（13）和与冷却油箱（13）连通的温控器（12），所述冷却油箱（13）设在钻杆箱（1）的后方；所述过滤模块包括初级过滤箱（8）和鼓式过滤机（11），所述初级过滤箱（8）中设有网式过滤和多级沉淀过滤；所述初级过滤箱（8）上方设有离心泵（16）以将切削油输送至链板式排屑机（10）所述链板式排屑机（10）通过甩油机连通至鼓式过滤机（11），所述鼓式过滤机（11）连通温控器（12），所述冷却油箱（13）将过滤冷却后的切削油输送至钻杆箱（1）的冷却管道中。3.根据权利要求1所述的多轴数控深孔钻床，其特征在于：所述尾座（3）的最大伸出行程200mm，所述刀具主轴（17）最高转速5000r/min。4.根据权利要求1所述的多轴数控深孔钻床，其特征在于：所述钻杆箱（1）的Z轴进给速度范围5-500mm/min、快移速度4m/min，所述钻杆箱（1）的X轴快移速度为2m/min。5.根据权利要求1所述的多轴数控深孔钻床，其特征在于：所述托架（4）可平移的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敬伟，林晶伟，曹振松，赵吉明，朱铁强，刘铸，孙自龙，冯龙明，
申请(专利权)人：德州德隆集团机床有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东,37