一种多工序高精度数控钻孔方法技术

本发明专利技术提供了一种多工序高精度数控钻孔方法，其步骤在于：当夹持机构转动至中心钻与铰刀之间时，将圆盘工件装夹于该夹持机构上，夹持机构依次转动位于中心钻正下方；而后，若对圆盘工件的中心位置打孔，使中心钻与圆盘工件的中心位置相对齐，中心钻向下进给打出中心孔；若对圆盘工件的偏心位置打出多个沿其圆周方向阵列布置的孔时，中心钻与圆盘工件的偏心位置相对齐，中心钻向下进给打出中心孔，中心钻绕着圆盘工件的圆周方向逐步转动且每转动一次中心钻打出一个中心孔；最后，当夹持机构装夹打好中心孔的圆盘工件依次转动至细麻花钻、粗麻花钻以及铰刀的下方时，以中心孔为轴心线，依次逐步对圆盘工件打出细孔、粗孔、以及高精度孔。

A Multi-Procedure High Precision CNC Drilling Method

【技术实现步骤摘要】
一种多工序高精度数控钻孔方法
本专利技术涉及一种机床，具体涉及一种多工序高精度数控钻孔方法。
技术介绍
钻床是一种以钻孔为主要目的的机械加工机床，其广泛的应用于机械加工领域，钻床在钻孔作业的过程中，钻头绕自身轴线的高速转动为主运动，钻头沿自身轴向移动为进给运动，通过主运动以及进给运动的复合运动，对固定装夹的工件进行钻孔加工，经专利技术人检索资料发现，现有钻床存在普片的加工缺陷，例如，一次性钻孔，其加工精度低；钻头单次进给只能对一个工件进行钻孔，其加工效率低；钻头无法沿垂直于其轴向的平面进行活动，导致钻头的进给方向单一、功能性单一，为了克服上述普通钻床的缺陷，本专利技术人设计一种结构巧妙、原理简单、打孔精度高、效率高的钻孔机床的多工序高精度钻孔方法显得至关重要，其主要应用于圆盘形工件的打孔，例如法兰盘，端盖等。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供设计一种结构巧妙、原理简单、打孔精度高、效率高的钻孔机床的多工序高精度钻孔方法。为实现上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案如下。一种多工序高精度数控钻孔方法，其步骤在于：（一）打中心孔阶段；S1：装夹工作台逐步转动，当逐步转动的夹持机构转动至中心钻与铰刀之间时，将圆盘工件自定心装夹于该夹持机构上，夹持机构将逐步转动并且依次转动切换至位于中心钻正下方；所述夹持机构设置有八个并且沿环形筒所在圆周方向阵列布置，刀具设置有四个且呈十字形布置，初始状态下刀具沿逆时针方向旋转依次为中心钻、细麻花钻、粗麻花钻、铰刀，夹持机构设置成可相互切换至的工作位与过渡位，工作位的夹持机构与刀具上下对齐，过渡位的夹持机构与刀具沿环形筒所在圆周偏移四十五度，细麻花钻、粗麻花钻、铰刀能够对其他工作位的圆盘工件进行正常打孔，所述细麻花钻、粗麻花钻、铰刀的下端等高且均低于中心钻的下端高度；夹持机构在工作过程中，用户将圆盘工件放置于夹持台阶上，启动夹持电机进行步进转动，夹持电机的输出轴将带动转动盘同步转动，转动盘将带动导向凸条同步转动，导向凸条将使与其匹配的引导块相互靠近运动，引导块将带动夹持块沿着夹紧引导槽相互靠近滑动，直至对圆盘工件进行夹紧固定；S2：在S1的过程中，若需要对圆盘工件的中心位置进行打中心孔时，变径旋转驱动装置驱动刀架装置与环形筒同轴心，中心钻与圆盘工件的中心位置相对齐，中心钻向下进给打出中心孔；所述的刀架装置包括位于环形筒下方的矩形底板，底板下端面固定设置有水平布置的矩形导程板，导程板与床身之间设置有用于活动连接两者的导轨一与导轨二，导轨二设置有两个并且沿导程板的宽度方向对称布置，导轨二与床身固定连接，导轨一设置有两个并且位于导程板与导轨二之间，导程板与导轨一相匹配并且沿平行于导程板的长度方向构成滑动导向配合，导轨一与导轨二相匹配并且沿平行于导程板的宽度方向构成滑动导向配合；所述的刀架装置包括水平设置于底板正上方的矩形顶板，底板与顶板之间设置有用于连接固定两者的导柱，导柱的轴向平行于环形筒的轴向，导柱设置有四个并且呈十字形布置，导柱上活动套设有升降架，升降架与导柱相匹配并且两者沿平行于环形筒的轴向构成滑动导向配合，升降架上固定安装有主电机，主电机设置有四个并且呈十字形布置，主电机输出轴竖直向下布置且刀具同轴可拆卸安装于该输出轴上，刀架装置整体与环形筒轴心线之间偏移的距离等于刀具与对应盖板轴心线之间的偏移距离；所述底板与顶板之间转动设置有轴向平行于导柱轴向的进给丝杆，进给丝杆，进给丝杆与升降架螺纹连接配合，所述顶板的上端面固定安装有进给电机且进给电机为步进电机，进给电机与进给丝杆的驱动端同轴固定连接，初始状态下升降架靠近顶板布置；刀架装置在工作过程中，启动主电机，主电机将带动刀具同步高速转动，此时，启动进给电机，进给电机的输出轴将带动进给丝杆同步转动，进给丝杆驱动升降架沿着导柱缓慢向下运动，使刀具逐步沿平行于圆盘工件的轴向向下进给，完成对圆盘工件的打孔，而后，启动进给电机反转，进给电机将带动进给丝杆反转，进给丝杆驱动升降架沿着导柱缓慢向上运动，使刀具向上运动退刀，刀具向上运动与向下运动一个周期，对圆盘工件进行一次打孔处理；S3：在S1的过程中，若需要对圆盘工件的偏心位置打出多个沿其圆周方向阵列布置的中心孔时，变径旋转驱动装置驱动刀架装置偏移环形筒的轴心线，中心钻与圆盘工件的偏心位置相对齐，中心钻向下进给打出中心孔，接着，中心钻向上运动退刀，变径旋转驱动装置驱动中心钻绕着圆盘工件的圆周方向逐步转动且每转动一次中心钻打出一个中心孔；所述的变径旋转驱动装置包括转动设置于床身内且竖直布置的动力主轴，动力主轴设置有两个并且沿平行于导程板的宽度方向对称布置，动力主轴的顶端设置有水平布置的矩形转动架，转动架沿其长度方向的中部位置与动力主轴的顶端固定连接，转动架上活动设置有驱动块，驱动块位于动力主轴所在圆周方向的中心位置/偏心位置，并且驱动块位于动力主轴所在圆周方向的偏心距离可调节，驱动块与导程板固定连接；所述两动力主轴之间设置有用于连接两者的带传动组件，带传动组件为同步传动组件，所述的变径旋转驱动装置还包括动力源，动力源包括固定安装于床身内的旋转步进电机，旋转步进电机的输出轴上同轴固定设置有蜗杆，其中一动力主轴上同轴固定套设有涡轮，蜗杆与涡轮相啮合；变径旋转驱动装置在工作过程中，启动旋转步进电机步进运行/连续运行，旋转步进电机将带动蜗杆同步转动，涡轮将蜗杆的动力传递至其中一动力主轴并且带动该动力主轴转动，带传动组件将使两动力主轴同步转动，动力主轴将带动转动架绕其轴线方向转动，转动架将带动驱动块绕动力主轴的轴向转动，驱动块将带动导程板绕两动力主轴连线中点所在的竖直线为轴心线转动且转动半径为驱动块偏离动力主轴的距离，导程板将带动刀具同步转动，刀具逐步转动/连续转动；所述转动架上开设有开口向上且沿其长度方向布置的滑槽，驱动块活动嵌设于滑槽内并且可沿其长度方向进行滑动，滑槽内转动设置有平行于其长度方向布置的变径调节丝杆，驱动块活动套接于变径调节丝杆的外部并且两者构成螺纹连接配合，转动架沿长度方向的一端的端部位置固定安装有变径调节电机，变径调节电机的输出轴与变径调节丝杆的驱动端同轴固定连接；变径调节过程中，当需要增大驱动块偏离动力主轴的距离时，启动变径调节电机，变径调节电机将带动变径调节丝杆转动，变径调节丝杆将使驱动块沿着滑槽远离动力主轴滑动，驱动块的偏心距离增大，刀具与对应圆盘工件轴心线之间的偏移距离将同步增大；当需要减小驱动块偏离动力主轴的距离时，启动变径调节电机反转，变径调节电机将带动变径调节丝杆反向转动，变径调节丝杆将使驱动块沿着滑槽靠近动力主轴滑动，驱动块的偏心距离减小，刀具与对应圆盘工件轴心线之间的偏移距离将同步减小；（二）高精加工阶段；S4：当夹持机构装夹打好中心孔的圆盘工件依次转动至细麻花钻、粗麻花钻以及铰刀的下方时，以中心孔为轴心线，依次逐步对圆盘工件打出细孔、粗孔、以及高精度孔。作为本方案进一步的优化或者改进。所述的装夹工作台包括同轴转动套设于环形筒顶端外圆上的环形活动板，活动板位于固定板上方且两者间距布置，夹持机构设置于活动板上并且沿其所在圆周方向阵列布置，装夹工作台还包括安装于固定板上的换位电机且换位电机为步进电机，换位电机的输出轴竖直向上布置，换位电机与活动板之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多工序高精度数控钻孔方法，其步骤在于：（一）打中心孔阶段；S1：装夹工作台逐步转动，当逐步转动的夹持机构转动至中心钻与铰刀之间时，将圆盘工件自定心装夹于该夹持机构上，夹持机构将逐步转动并且依次转动切换至位于中心钻正下方；所述夹持机构设置有八个并且沿环形筒所在圆周方向阵列布置，刀具设置有四个且呈十字形布置，初始状态下刀具沿逆时针方向旋转依次为中心钻、细麻花钻、粗麻花钻、铰刀，夹持机构设置成可相互切换至的工作位与过渡位，工作位的夹持机构与刀具上下对齐，过渡位的夹持机构与刀具沿环形筒所在圆周偏移四十五度，细麻花钻、粗麻花钻、铰刀能够对其他工作位的圆盘工件进行正常打孔，所述细麻花钻、粗麻花钻、铰刀的下端等高且均低于中心钻的下端高度；夹持机构在工作过程中，用户将圆盘工件放置于夹持台阶上，启动夹持电机进行步进转动，夹持电机的输出轴将带动转动盘同步转动，转动盘将带动导向凸条同步转动，导向凸条将使与其匹配的引导块相互靠近运动，引导块将带动夹持块沿着夹紧引导槽相互靠近滑动，直至对圆盘工件进行夹紧固定；S2：在S1的过程中，若需要对圆盘工件的中心位置进行打中心孔时，变径旋转驱动装置驱动刀架装置与环形筒同轴心，中心钻与圆盘工件的中心位置相对齐，中心钻向下进给打出中心孔；刀架装置在工作过程中，启动主电机，主电机将带动刀具同步高速转动，此时，启动进给电机，进给电机的输出轴将带动进给丝杆同步转动，进给丝杆驱动升降架沿着导柱缓慢向下运动，使刀具逐步沿平行于圆盘工件的轴向向下进给，完成对圆盘工件的打孔，而后，启动进给电机反转，进给电机将带动进给丝杆反转，进给丝杆驱动升降架沿着导柱缓慢向上运动，使刀具向上运动退刀，刀具向上运动与向下运动一个周期，对圆盘工件进行一次打孔处理；S3：在S1的过程中，若需要对圆盘工件的偏心位置打出多个沿其圆周方向阵列布置的中心孔时，变径旋转驱动装置驱动刀架装置偏移环形筒的轴心线，中心钻与圆盘工件的偏心位置相对齐，中心钻向下进给打出中心孔，接着，中心钻向上运动退刀，变径旋转驱动装置驱动中心钻绕着圆盘工件的圆周方向逐步转动且每转动一次中心钻打出一个中心孔；变径旋转驱动装置在工作过程中，启动旋转步进电机步进运行/连续运行，旋转步进电机将带动蜗杆同步转动，涡轮将蜗杆的动力传递至其中一动力主轴并且带动该动力主轴转动，带传动组件将使两动力主轴同步转动，动力主轴将带动转动架绕其轴线方向转动，转动架将带动驱动块绕动力主轴的轴向转动，驱动块将带动导程板绕两动力主轴连线中点所在的竖直线为轴心线转动且转动半径为驱动块偏离动力主轴的距离，导程板将带动刀具同步转动，刀具逐步转动/连续转动；所述转动架上开设有开口向上且沿其长度方向布置的滑槽，驱动块活动嵌设于滑槽内并且可沿其长度方向进行滑动，滑槽内转动设置有平行于其长度方向布置的变径调节丝杆，驱动块活动套接于变径调节丝杆的外部并且两者构成螺纹连接配合，转动架沿长度方向的一端的端部位置固定安装有变径调节电机，变径调节电机的输出轴与变径调节丝杆的驱动端同轴固定连接；变径调节过程中，当需要增大驱动块偏离动力主轴的距离时，启动变径调节电机，变径调节电机将带动变径调节丝杆转动，变径调节丝杆将使驱动块沿着滑槽远离动力主轴滑动，驱动块的偏心距离增大，刀具与对应圆盘工件轴心线之间的偏移距离将同步增大；当需要减小驱动块偏离动力主轴的距离时，启动变径调节电机反转，变径调节电机将带动变径调节丝杆反向转动，变径调节丝杆将使驱动块沿着滑槽靠近动力主轴滑动，驱动块的偏心距离减小，刀具与对应圆盘工件轴心线之间的偏移距离将同步减小；（二）高精加工阶段；S4：当夹持机构装夹打好中心孔的圆盘工件依次转动至细麻花钻、粗麻花钻以及铰刀的下方时，以中心孔为轴心线，依次逐步对圆盘工件打出细孔、粗孔、以及高精度孔。...

【技术特征摘要】
1.一种多工序高精度数控钻孔方法，其步骤在于：（一）打中心孔阶段；S1：装夹工作台逐步转动，当逐步转动的夹持机构转动至中心钻与铰刀之间时，将圆盘工件自定心装夹于该夹持机构上，夹持机构将逐步转动并且依次转动切换至位于中心钻正下方；所述夹持机构设置有八个并且沿环形筒所在圆周方向阵列布置，刀具设置有四个且呈十字形布置，初始状态下刀具沿逆时针方向旋转依次为中心钻、细麻花钻、粗麻花钻、铰刀，夹持机构设置成可相互切换至的工作位与过渡位，工作位的夹持机构与刀具上下对齐，过渡位的夹持机构与刀具沿环形筒所在圆周偏移四十五度，细麻花钻、粗麻花钻、铰刀能够对其他工作位的圆盘工件进行正常打孔，所述细麻花钻、粗麻花钻、铰刀的下端等高且均低于中心钻的下端高度；夹持机构在工作过程中，用户将圆盘工件放置于夹持台阶上，启动夹持电机进行步进转动，夹持电机的输出轴将带动转动盘同步转动，转动盘将带动导向凸条同步转动，导向凸条将使与其匹配的引导块相互靠近运动，引导块将带动夹持块沿着夹紧引导槽相互靠近滑动，直至对圆盘工件进行夹紧固定；S2：在S1的过程中，若需要对圆盘工件的中心位置进行打中心孔时，变径旋转驱动装置驱动刀架装置与环形筒同轴心，中心钻与圆盘工件的中心位置相对齐，中心钻向下进给打出中心孔；刀架装置在工作过程中，启动主电机，主电机将带动刀具同步高速转动，此时，启动进给电机，进给电机的输出轴将带动进给丝杆同步转动，进给丝杆驱动升降架沿着导柱缓慢向下运动，使刀具逐步沿平行于圆盘工件的轴向向下进给，完成对圆盘工件的打孔，而后，启动进给电机反转，进给电机将带动进给丝杆反转，进给丝杆驱动升降架沿着导柱缓慢向上运动，使刀具向上运动退刀，刀具向上运动与向下运动一个周期，对圆盘工件进行一次打孔处理；S3：在S1的过程中，若需要对圆盘工件的偏心位置打出多个沿其圆周方向阵列布置的中心孔时，变径旋转驱动装置驱动刀架装置偏移环形筒的轴心线，中心钻与圆盘工件的偏心位置相对齐，中心钻向下进给打出中心孔，接着，中心钻向上运动退刀，变径旋转驱动装置驱动中心钻绕着圆盘工件的圆周方向逐步转动且每转动一次中心钻打出一个中心孔；变径旋转驱动装置在工作过程中，启动旋转步进电机步进运行/连续运行，旋转步进电机将带动蜗杆同步转动，涡轮将蜗杆的动力传递至其中一动力主轴并且带动该动力主轴转动，带传动组件将使两动力主轴同步转动，动力主轴将带动转动架绕其轴线方向转动，转动架将带动驱动块绕动力主轴的轴向转动，驱动块将带动导程板绕两动力主轴连线中点所在的竖直线为轴心线转动且转动半径为驱动块偏离动力主轴的距离，导程板将带动刀具同步转动，刀具逐步转动/连续转动；所述转动架上开设有开口向上且沿其长度方向布置的滑槽，驱动块活动嵌设于滑槽内并且可沿其长度方向进行滑动，滑槽内转动设置有平行于其长度方向布置的变径调节丝杆，驱动块活动套接于变径调节丝杆的外部并且两者构成螺纹连接配合，转动架沿长度方向的一端的端部位置固定安装有变径调节电机，变径调节电机的输出轴与变径调节丝杆的驱动端同轴固定连接；变径调节过程中，当需要增大驱动块偏离动力主轴的距离时，启动变径调节电机，变径调节电机将带动变径调节丝杆转动，变径调节丝杆将使驱动块沿着滑槽远离动力主轴滑动，驱动块的偏心距离增大，刀具与对应圆盘工件轴心线之间的偏移距离将同步增大；当需要减小驱动块偏离动力主轴的距离时，启动变径调节电机反转，变径调节电机将带动变径调节丝杆反向转动，变径调节丝杆将使驱动块沿着滑槽靠近动力主轴滑动，驱动块的偏心距离减小，刀具与对应圆盘工件轴心线之间的偏移距离将同步减小；（二）高精加工阶段；S4：当夹持机构装夹打好中心孔的圆盘工件依次转动至细麻花钻、粗麻花钻以及铰刀的下方时，以中心孔为轴心线，依次逐步对圆盘工件打出细孔、粗孔、以及高精度孔。2.根据权利要求1所述的一种多工序高精度数控钻孔方法，所述的刀架装置包括位于环形筒下方的矩形底板，底板下端面固定设置有水平布置的矩形导程板，导程板与床身之间设置有用于活动连接两者的导轨一与导轨二，导轨二设置有两个并且沿导程板的宽度方向对称布置，导轨二与床身固定连接，导轨一设置有两个并且位于导程板与导轨二之间，导程板与导轨一相匹配并且沿平行于导程板的长度方向构成滑动导向配合，导轨一与导轨二相匹配并且沿平行于导程板的宽度方向构成滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：张习先，
申请(专利权)人：张习先，
类型：发明
国别省市：安徽,34