专利名称：同心多环均布孔钻削装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械加工技术领域，具体的说是一种用于钻削加工同心多环均布孔盘类零件的机械装置。
背景技术：
目前，在机械零件的生产中，周边孔的加工一般用普通钻床进行钻削加工，而孔的位置需要通过划线、使用钻模或者数控编程点窝等方式确定，以致工艺路线较长，影响生产进度，生产成本增加。另外，普通钻床一次只能钻削一个孔，对多孔类零件的加工，需要加工 完成一个孔后，再加工另一个孔，效率十分低下。尤其是同心多环均布孔盘类零件，不只孔的数量多，而且对各个孔有较高的位置度要求，甚至，同一工件不同环上的均布孔之间以及不同工件上的均布孔之间还有相互位置要求，采用普通钻床加工，不仅加工效率太低，而且由于多次钻削造成尺寸误差及位置度误差都太大，使得各工件之间装配困难，不能满足生产、装配的需要。为解决普通钻床一次只能加工一个孔、效率太低的问题，中国专利CN201350514Y公开了一种可多孔同时加工的钻床，包括架体、电机主轴、转接盘、主动轴、从动轴、主动齿轮、从动齿轮、钻头、夹具，其特征是主动轴同时带动四个从动轴转动，电机主轴带动四个钻头同时工作，是一种能同时加工四个孔的多孔钻床。这种钻床一次加工四个孔，提高了效率，但是钻头位置是机床设计决定的，钻头的径向位置不可调，只能加工某种特定零件，不具有通用性。还有一些多孔钻削装置大都以立式钻床为母体，钻床主轴带动自行设计的专用装置及钻头旋转加工多孔零件，这种装置受到机床本身加工范围的限制，无法实现对大尺寸工件的加工。
实用新型内容本实用新型需要解决的技术问题是提供一种能够通过一次装夹实现零件的多孔同时钻削的同心多环均布孔钻削装置，并在此基础上提高钻孔的位置精度和尺寸精度。为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是—种同心多环均布孔钻削装置，包括摇臂钻床，所述摇臂钻床的主轴箱的下面设置有竖向的导向机构，导向机构的下面连接电磁分度机构，电磁分度机构的下面连接用于调整钻头径向位置的钻盘机构，钻盘机构下面安装有钻轴机构，所述钻轴机构包括由液压装置驱动的位于钻盘机构中心用于安装中心轴的中间轴和均布在钻盘机构下面用于安装钻头的多个输出轴；所述摇臂钻床的机床主轴通过一输入轴分别连接导向机构和驱动钻轴机构的液压装置。本实用新型的进一步改进在于所述导向机构包括固定设置在主轴箱下面的外导向套，外导向套内设置一通过键块限位并与外导向套轴向滑动配合的内套，所述输入轴的一端连接在机床主轴上，所述内套通过两组轴承A设置在输入轴上。[0009]本实用新型的进一步改进在于所述电磁分度机构包括套装在输入轴外面的用于旋转分度的分度盘，在导向机构的内套内安装有拉紧或松开分度盘的电磁铁，所述内套的外圆周上刻有用于分度的刻度线。本实用新型的进一步改进在于所述钻盘机构包括固定连接在分度盘下面的钻盘，钻盘内设置有一对相互啮合的轴交角为90°的小锥齿轮和大锥齿轮；所述小锥齿轮的尾部设置有用于插入扳手的四方孔；所述大锥齿轮下面设置有阿基米德螺旋线，钻盘的下面等分设置有径向导向槽，所述导向槽内设置与阿基米德螺旋线滑动连接的定位块；所述钻盘内还设置有驱动钻轴机构的液压装置，所述液压装置包括与输入轴连接并将输入轴的旋转运动转变为液压传动的变量泵以及与变量泵连接 的两位三通电磁阀，两位三通电磁阀的输出端与钻轴机构连接。本实用新型的进一步改进在于所述钻轴机构包括固定连接在定位块上的与两位三通电磁阀的一个输出端连通的摆线马达A以及固定连接在钻盘中心与两位三通电磁阀的另一个输出端连通的摆线马达B，所述摆线马达A的动力输出端通过联轴套与安装钻头的输出轴连接，所述摆线马达B的动力输出端通过联轴套与安装中心轴的中间轴连接。本实用新型的进一步改进在于所述摆线马达A的下面固定设置一法兰套A，法兰套A通过两组轴承B与输出轴连接，法兰套A下面安装有压住轴承B的法兰对板A。本实用新型的进一步改进在于所述摆线马达B的下面固定设置一法兰套B，法兰套B通过两组轴承C与中间轴连接，法兰套B下面安装有压住轴承C的法兰对板B。由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是本实用新型的同心多环均布孔钻削装置，以摇臂钻床为母体，通过安装在摇臂钻床的主轴箱下面的导向机构、电磁分度机构、钻盘机构以及钻轴机构，实现对大尺寸多环均布孔零件的加工。本实用新型通过钻轴机构的中心轴进行零件的找正，免去了钻模工装，减少了划线找正工序或数控编程点窝找正工序；机电液一体化的设计思路，以及采用阿基米德螺旋线机构，可以一次装夹加工不同中心距上的均布孔，使得所钻孔的位置更精确，钻孔操作更方便；本实用新型中的钻盘上可设置不同数目均分槽，以方便加工不同孔数的工件，使得本实用新型的加工实用性、通用性更强。导向机构的内套通过键块与外导向套滑动配合，内套的上下移动带动与之连接的电磁分度机构、钻盘机构和钻轴机构与机床主轴同步运动，从而实现在零件加工前根据零件的高度以及钻头的长短及时调整钻头高度的目的。电磁分度机构的电磁铁安装在内套内，电磁铁通电后产生的磁力可以将分度盘与带有刻度线的内套紧固在一起；电磁铁断电后磁力消失，分度盘与内套松开，可以旋转分度盘以分度。钻盘机构的小锥齿轮的尾部设置有四方孔，可以插入扳手拧动小锥齿轮，进而转动大锥齿轮。大锥齿轮通过下面的阿基米德螺旋线带动与之连接的定位块以及安装在定位块上的钻轴机构，沿着钻盘的径向导向槽，同时等距径向移动，调整钻轴机构上安装的钻头与机床主轴中心线之间距离，以钻削工件不同半径上的若干均布孔。依据工件同一中心圆上均布孔的数量，可以做成带有不同等分径向导向槽的多种钻盘，以适应不同零件的需要。另外，钻盘机构的变量泵以及两位三通电磁阀能够将机床主轴的旋转运动转换为液压传动并分多路传递给多个钻头，实现多孔同时钻削，生产效率大为提高。[0019]钻轴机构的摆线马达将两位三通电磁阀分成多路的液压传动还原成机械传动，并以多路输出给多个输出轴，进而驱动多个钻头同时工作。摆线马达通过联轴套与输出轴连接，输出轴上安装钻头，即可实现钻削，而位于钻盘中心的中间轴上还可以安装中心轴，将磁力表吸附在中心轴上，即可实现工件的找正。
图I为本实用新型的总体结构示意图；图2为导向机构结构示意图；图3为电磁分度机构结构示意图；图4为钻盘机构结构示意图；·[0024]图5为定位块上的钻轴机构结构示意图；图6为钻盘中心的钻轴机构结构示意图；图7为本实用新型及工作过程加工出的零件示意图；其中，I、输出轴，2-1、摆线马达A，2-2、摆线马达B，3、小锥齿轮，4、两位三通电磁阀，5、变量泵，6、内套，7、外导向套，8、主轴箱，9、机床主轴，10、输入轴，11、电磁铁，12、分度盘，13、钻盘，14、中心轴，15、大锥齿轮，16、钻头，17、磁力表，18、轴承盖A，19、轴承A，20、键块，21、定位块，22、轴承B，23-1、法兰套A，23_2、法兰套B，24_1、法兰对板A，24_2、法兰对板B，25、中间轴，26、轴承C。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细说明如图I所示，本实用新型的同心多环均布孔钻削装置，是以摇臂钻床为母体、安装在摇臂钻床的主轴箱8下面的机床附加装置，该装置包括从主轴箱8依次向下设置的导向机构、电磁分度机构、钻盘机构、钻轴机构四个部分。导向机构用于连接本装置到摇臂钻床，并能使装置轴向移动。导向机构竖向设置在主轴箱8的下面，包括输入轴10、外导向套7以及内套6，输入轴10通过莫氏锥度与机床主轴9连接，将机床的动力传递给输入轴10。外导向套7固定设置在主轴箱8的下面，内套6设置在外导向套7的孔内，外导向套7与内套6之间设置有键块20，内套6通过键块20与外导向套7滑动配合。外导向套7和内套6将机床主轴9和输入轴10套装在中心。内套6的盲孔内、输入轴10的台阶两侧分别设置有上、下两组轴承A19，其中盲孔口部的轴承A19的外边还设置有轴承盖A18。当机床主轴9带动输入轴10轴向移动时，内套6通过键块20与外导向套7轴向滑动，在加工零件时，可以根据工件的高度以及钻头16的长短，相应调整钻头16的高度。电磁分度机构用于分度。电磁分度机构设置在导向机构的下面，包括分度盘12和电磁铁11，电磁分度机构通过分度盘12与导向机构的内套6连接，分度盘12设置在内套6下面，与内套6大小相应，分度盘12用于旋转角度以分度，内套6的外圆周上刻有刻度线，用于指示分度盘12旋转角度的大小。电磁铁11安装在导向机构的内套6内，用于拉紧或松开分度盘12,即电磁铁11通电时产生的磁力可以将分度盘12与内套6紧固在一起；电磁铁11断电后磁力消失，分度盘12与内套6松开，此时可通过旋转分度盘12实现钻孔位置的调整。钻盘机构用于调整钻头16径向位置。钻盘机构设置在电磁分度机构的下面，包括钻盘13、小锥齿轮3和大锥齿轮15，钻盘13与电磁分度机构的分度盘12固定连接。小锥齿轮3和大锥齿轮15相互啮合，轴交角为90°，小锥齿轮3和大锥齿轮15套装在钻盘13的内，小锥齿轮3的尾部设置有四方孔，用于插入扳手。大锥齿轮15的下面设置有阿基米德螺旋线，钻盘13的下面等分设置有径向导向槽，径向导向槽内设置有定位块21，定位块21的上端面也设置有阿基米德螺旋线，大锥齿轮15与定位块21通过阿基米德螺旋线啮合。当用扳手拧动小锥齿轮3 时，小锥齿轮3驱动与之啮合的大锥齿轮15，大锥齿轮15通过阿基米德螺旋线驱动定位块21沿钻盘13的径向导向槽同时等距径向移动，定位块21的同时等距径向移动会带动整个钻轴机构同时等距径向移动，从而实现各个钻头16在工件不同半径上钻孔。另外，本实用新型钻盘13上等分的径向导向槽数量根据工件均布孔的数量进行设置，以适应不同零件的需要。本实施例的钻盘13上设置有6个径向导向槽。钻盘13孔内还设置有驱动钻轴机构的液压装置,液压装置包括变量泵5和两位三通电磁阀4，输入轴10通过联轴器与变量泵5的输入端连接，变量泵5的输出端与两位三通电磁阀4的输入端连接。变量泵5将输入轴10的旋转运动转变为液压传动，两位三通电磁阀4将液压油分两路输出，分别控制中心轴14和均布在钻盘13下面的输出轴I的旋转。钻轴机构安装在钻盘机构的下面。钻轴机构设置成两个部分，一部分设置在钻盘13的半径上，用于安装钻头16，包括摆线马达A2-1和输出轴1，摆线马达A2-1固定连接在定位块21上，摆线马达A2-1的输入端与钻盘机构的两位三通电磁阀4的一个输出端连接，摆线马达A2-1的动力输出端通过联轴套与输出轴I连接。钻轴机构的另一部分设置在钻盘13的中心位置，用于安装中心轴14，包括摆线马达B2-2和中间轴25，摆线马达B2-2固定连接在钻盘13上，摆线马达B2-2的输入端与钻盘机构的两位三通电磁阀4的另一个输出端连接，摆线马达B2-2的动力输出端通过联轴套与中间轴25连接。两位三通电磁阀4通过两个输出端分别控制两个油路，一个输出端与定位块21上的摆线马达A2-1连接，当两位三通电磁阀4通电时，油路与定位块21上的摆线马达A2-1连通，摆线马达A2-1驱动输出轴I旋转，将钻头16装入输出轴I，即可实现多个钻头16同时钻削。另一个输出端与钻盘13中心位置的摆线马达B2-2连接，当两位三通电磁阀4断电时，油路和钻盘13中心位置的摆线马达B2-2连通，摆线马达B2-2驱动钻盘13中心位置的中间轴25旋转，中间轴25可以安装中心轴14。中心轴14用于找正工件，即当工作台上装夹有工件时，将磁力表17表座吸附在中心轴14外壁上，根据工件原有基准孔的大小及位置或者工件外圆，调整磁力表17表杆长度及角度，磁力表17的百分表头压在基准孔的内壁或者工件外圆上，旋转中心轴14，根据磁力表17的百分表头显示的数值，调整摇臂钻床主轴中心线位置直至找正工件。中间轴25也可以安装钻头，用于钻削工件的中心孔。摆线马达A2-1的下面设置一法兰套A23-1，法兰套A23-1固定连接在摆线马达A2-1上，并套装在输出轴I的外面，法兰套A23-1孔内、输出轴I台阶两侧分别设置两组轴承B22，法兰套A23-1下面设置有用于压住轴承B22的法兰对板A24-1，法兰对板A24-1与法兰套A23-1固定连接，可以实现输出轴I的轴向定位，以保证钻头16钻削时正常进给。摆线马达B2-2的下面设置一法兰套B23-2，法兰套B23-2固定连接在摆线马达B2-2上，并套装在中间轴25的外面，法兰套B23-2孔内、中间轴25台阶两侧分别设置两组轴承C26，法兰套B23-2下面设置有用于压住轴承C26的法兰对板B24-2，法兰对板B24-2与法兰套B23-2固定连接，可以实现中间轴25的轴向定位。本实用新型的工作过程如下所述第一步转动摇臂钻床的横梁，使机床主轴9离开工作台，装夹、紧定要加工的工件。第二步启动机床，钻床主轴9带动内套6沿外导向套7上下滑动，根据工件高度和钻头16的长度，相应调整本实用新型多环形均布孔钻削装置的高度。 第三步将中心轴14安装在中间轴25上，磁力表17表座吸附在中心轴14外壁上，根据工件基准孔的大小及位置，调整表杆长度及角度，百分表头压在基准孔的内壁上。机床主轴9带动输入轴10旋转，输入轴10通过联轴套带动变量泵5旋转，液压油通过变量泵5输入两位三通电磁阀4，液压油从三通电磁阀4输出并驱动摆线马达B2-2旋转，摆线马达B2-2通过中间轴25驱动中心轴14旋转。根据磁力表17显示的数值，调整机床主轴9的位置，以找正工件，然后锁定机床主轴9的位置。第四步用扳手通过四方孔手动转动小锥齿轮3，小锥齿轮3驱动大锥齿轮15，大锥齿轮15下面的阿基米德螺旋线便可控制安装在定位块21上的各个钻轴机构，沿着钻盘13的径向导向槽同时等距径向移动，调整安装在钻轴机构上的钻头16与机床主轴9之间的距离，以保证工件上均布孔的中心距尺寸。在本实施例中，设置有6个定位块21，分别安装在钻盘13的6个径向导向槽里。当转动小锥齿轮3时，6个定位块21带动6套钻轴机构沿着钻盘13的径向导向槽同时等距径向移动，调整6个均布钻头16所在中心圆直径的大小。第五步调整好钻头16的径向位置后，两位三通电磁阀4通电，油路换向，液压油流向各定位块21上的摆线马达A2-1，摆线马达A2-1旋转，驱动相应输出轴I旋转。将钻头16装入输出轴1，即可进行钻削。本实施例在工件上钻出6个均布孔。第六步钻削完毕，电磁铁11断电,通过自重放松分度盘12，手动旋转分度盘12，通过对应内套6上的角度刻线，调整需要钻的孔与已经钻孔之间的角度，然后电磁铁11通电，电磁铁11通过磁力拉紧分度盘12。本实施例中，分度盘12相对内套6逆时针旋转30度角。第七步调整钻盘13上的钻头数，重复上述第四步至第六步操作，直至完成工件所有孔的钻削。本实施例中，间隔卸下3个钻头，调小剩余3个钻头的中心圆尺寸，再钻3个孔，完成本实施例对工件的加工。工件图见图7。
权利要求1.一种同心多环均布孔钻削装置，包括摇臂钻床，其特征在于所述摇臂钻床的主轴箱(8)的下面设置有竖向的导向机构，导向机构的下面连接电磁分度机构，电磁分度机构的下面连接用于调整钻头(16)径向位置的钻盘机构，钻盘机构下面安装有钻轴机构，所述钻轴机构包括由液压装置驱动的位于钻盘机构中心用于安装中心轴(14)的中间轴(25)和均布在钻盘机构下面用于安装钻头(16)的多个输出轴(I);所述摇臂钻床的机床主轴(9)通过一输入轴(10)分别连接导向机构和驱动钻轴机构的液压装置。
2.根据权利要求I所述的同心多环均布孔钻削装置，其特征在于所述导向机构包括固定设置在主轴箱(8)下面的外导向套(7)，外导向套(7)内设置一通过键块(20)限位并与外导向套(7 )轴向滑动配合的内套(6 )，所述输入轴(10)的一端连接在机床主轴(9 )上，所述内套(6 )通过两组轴承A (19 )设置在输入轴(10 )上。
3.根据权利要求2所述的同心多环均布孔钻削装置，其特征在于所述电磁分度机构包括套装在输入轴(10 )外面的用于旋转分度的分度盘(12 )，在导向机构的内套(6 )内安装有拉紧或松开分度盘(12)的电磁铁(11)，所述内套(6)的外圆周上刻有用于分度的刻度线。
4.根据权利要求3所述的同心多环均布孔钻削装置，其特征在于所述钻盘机构包括固定连接在分度盘(12)下面的钻盘(13)，钻盘(13)内设置有一对相互啮合的轴交角为90°的小锥齿轮(3)和大锥齿轮(15);所述小锥齿轮(3)的尾部设置有用于插入扳手的四方孔；所述大锥齿轮(15)下面设置有阿基米德螺旋线，钻盘(13)的下面等分设置有径向导向槽，所述导向槽内设置与阿基米德螺旋线滑动连接的定位块(21);所述钻盘(13)内还设置有驱动钻轴机构的液压装置，所述液压装置包括与输入轴(10)连接并将输入轴(10)的旋转运动转变为液压传动的变量泵(5)以及与变量泵(5)连接的两位三通电磁阀(4)，两位三通电磁阀(4)的输出端与钻轴机构连接。
5.根据权利要求4所述的同心多环均布孔钻削装置，其特征在于所述钻轴机构包括固定连接在定位块(21)上的与两位三通电磁阀(4)的一个输出端连通的摆线马达 A(2-1)以及固定连接在钻盘(13)中心的与两位三通电磁阀(4)的另一个输出端连通的摆线马达B (2-2);所述摆线马达A (2-1)的动力输出端通过联轴套与安装钻头(16)的输出轴(I)连接，所述摆线马达B (2-2)的动力输出端通过联轴套与安装中心轴(14)的中间轴(25)连接。
6.根据权利要求5所述的同心多环均布孔钻削装置，其特征在于所述摆线马达A(2-1)的下面固定设置一法兰套A (23-1)，法兰套A (23-1)通过两组轴承B (22)与输出轴(I)连接，法兰套A (23-1)下面安装有压住轴承B (22)的法兰对板A (24_1)。
7.根据权利要求5所述的同心多环均布孔钻削装置，其特征在于所述摆线马达B(2-2)的下面固定设置一法兰套B (23-2)，法兰套B (23_2)通过两组轴承C (26)与中间轴(25)连接，法兰套B (23-2)下面安装有压住轴承C (26)的法兰对板B (24_2)。
专利摘要本实用新型公开了一种同心多环均布孔钻削装置，属于机械加工技术领域。包括摇臂钻床，所述摇臂钻床的主轴箱的下面设置有竖向的导向机构，导向机构的下面连接电磁分度机构，电磁分度机构的下面连接用于调整钻头径向位置的钻盘机构，钻盘机构下面安装有钻轴机构，所述钻轴机构包括由液压装置驱动的位于钻盘机构中心用于安装中心轴的中间轴和均布在钻盘机构下面用于安装钻头的多个输出轴；所述摇臂钻床的机床主轴通过一输入轴分别连接导向机构和驱动钻轴机构的液压装置。本实用新型不但能够通过一次装夹实现大尺寸零件的多环孔同时钻削，而且能够通过阿基米德螺旋线机构的设置提高零件的位置精度和尺寸精度。
文档编号B23B47/30GK202763112SQ20122048155
公开日2013年3月6日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者贾巍超, 张红科, 徐翠英 申请人:石家庄煤矿机械有限责任公司