数控振动钻床的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种数控振动钻床，包括床体、钻头机构和工件座，所述床体上设有工作台，所述钻头机构包括主轴箱、钻头进给电机、钻头和钻头主轴电机，所述工作台上设有振动台，所述工件座固定在所述振动台上。本实用新型的数控振动钻床采用了振动钻削的工作方式，即在传统的钻削过程中给工件加上某种有规律的、可控的振动，使切削用量按某种规律变化，可降低切削力和切削温度，改善材料的加工性，提高刀具耐用度，降低孔壁表面粗糙度和出口毛刺，提高定位精度、尺寸精度、圆度和表面质量。结合数控系统，对工件进行细小孔钻削加工，能够提高加工质量和效率，防止钻头损坏，能延长刀具的使用寿命，提高加工质量和效率，降低生产成本等。
【专利说明】数控振动钻床
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及金属切削机床【技术领域】，具体来说涉及一种细小孔钻削加工的数控振动钻床。
【背景技术】
[0002]孔加工是金属切削加工中最重要的工序之一，据统计，钻头的产量约占刀具总产量的60%。目前，加工细小孔的工艺方法较多，应用最广泛、生产实用性最强的是采用麻花钻钻削加工，但传统的钻削工艺存在着加工效率低、钻头易折断和加工质量差等问题。随着各种新型和难加工材料的出现以及机电产品向小型化和精密化方向发展，细小孔的加工数量不断增多。新型和难加工材料细小孔钻削加工时钻头极易磨损和折断，加工精度低，表面质量差。在普通切削条件下，当加工不锈钢、耐热钢及钛合金、高温合金等难加工材料时，类似的问题就更加突出，随着对孔加工质量和效率的要求不断提高，传统的钻削工艺在细小孔加工方面已显示出较大的局限性。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于针对难加工材料的细小孔的钻削加工问题，提供一种能够提高细小孔加工质量和效率，延长钻头寿命的数控振动钻床。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下的技术方案:设计一种数控振动钻床，包括床体、钻头机构和工件座，所述床体上设有工作台，所述钻头机构包括主轴箱、钻头进给电机、钻头和钻头主轴电机，所述工作台上设有振动台，所述工件座固定在所述振动台上。
[0005]由上述方案可见，本实用新型的数控振动钻床采用了振动钻削的工作方式，即在传统的钻削过程中给工件加上某种有规律的、可控的振动，使切削用量按某种规律变化，从本质上改善了切削性能，可降低切削力和切削温度，改善材料的加工性，提高刀具耐用度，降低孔壁表面粗糙度和出口毛刺，提高定位精度、尺寸精度、圆度和表面质量。结合数控系统，对工件进行细小孔钻削加工，特别是对难加工材料和难加工零件的加工，能够提高加工质量和效率，防止钻头损坏，能延长刀具的使用寿命，提高加工质量和效率，降低生产成本坐寸ο
[0006]进一步的技术方案为，所述振动台为吸合式电磁振动台，所述吸合式电磁振动台通过螺栓固定于所述工作台上，并由控制柜进行控制。与刀具振动钻削工作方式不同，本实用新型设计成工件振动，而工件振动的实现有一定的难度，如工件质量变化时，系统固有频率也会变化。本实用新型通过采用吸合式电磁振动台，对于质量在10Kg以内的工件，激振力不会因工件质量的变化而改变。
[0007]优选地，所述吸合式电磁振动台的振动方向是垂直上下振动，振动波型是正弦波，振动频率为0.5?3000Hz，且可任意设定。
[0008]优选地，所述吸合式电磁振动台与工作台之间设有橡胶垫，以减轻振动台对工作台的影响。
[0009]优选地，所述吸合式电磁振动台包括下铁芯、上铁芯、电磁线圈、弹簧钢片、支柱、底座和台面，所述电磁线圈绕在所述下铁芯上，所述上铁芯位于所述下铁芯正上方；所述下铁芯和所述支柱固定在所述底座上，所述上铁芯固定在所述台面的底面，所述台面通过所述弹簧钢片弹性地支撑在所述支柱上。
[0010]优选地，所述台面通过螺栓与所述弹簧钢片连接，所述弹簧钢片通过所述支柱用螺栓与所述底座连接，从而所述台面、弹簧钢片、支柱和底座连接成一体。
[0011]优选地，所述下铁芯采用E型超高电感矽钢片制成，所述上铁芯采用I型超高电感石夕钢片制成。
[0012]优选地，所述工件座为磁力吸座，该磁力吸座通过螺栓固定于所述振动台上。
[0013]优选地，所述磁力吸座设置有与工件宽度相对应的工件安装槽，该工件安装槽内设有用于将工件吸附定位的磁体，该工件安装槽的一侧设有用于将工件锁紧的锁紧螺杆。
[0014]优选地，所述钻头进给电机和钻头主轴电机均为伺服电机，所述钻头进给电机、钻头主轴电机和所述控制柜的控制端均与数控系统的信号输出端连接。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，其中
[0016]图1是本实用新型数控振动钻床的一种实施例的整体结构示意图。
[0017]图2是图1所示实施例当中工件座的结构示意图。
[0018]图3是图1所示实施例当中电磁振动台的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面将详细描述本实用新型的各种实施方式，其中的实施例结合附图进行说明并在下文中描述。尽管本实用新型将结合示例性实施方式进行说明，应当理解本实用新型不限于这些示例性实施方式。相反，本实用新型不仅包括这些实施方式，而且还包括各种变形、改进。
[0020]参照图1所示的实施例,该数控振动钻床包括床体1，钻头机构和用于固定工件13的工件座8，其中，所述床体I上设有工作台11，该工作台11上设有吸合式电磁振动台9，工件座8通过螺栓固定在该吸合式电磁振动台9上。吸合式电磁振动台9通过螺栓固定于工作台11上，并由控制柜10进行控制，用于给工件13施加有规律的、可控的振动。吸合式电磁振动台9与工作台11之间设有橡胶垫14,以减轻吸合式电磁振动台9对工作台11的影响。吸合式电磁振动台9的振动方向是垂直上下振动,振动波型是正弦波,振动频率为
0.5?3000Hz,且可任意设定。
[0021]如图2所示，所述工件座8为磁力吸座，其上设置有与工件13宽度相对应的工件安装槽15，该工件安装槽15内设有用于将工件13吸附定位的磁体12，该工件安装槽15的一侧设有用于将工件13锁紧的锁紧螺杆16。
[0022]所述钻头机构包括主轴箱6、钻头7、钻头进给电机2和钻头主轴电机5，钻头进给电机2和钻头主轴电机5均采用伺服电机，钻头进给电机2通过同步轮、同步带4和丝杆副3带动主轴箱6的升降，从而实现钻头7的进给；钻头主轴电机5设置在主轴箱6顶部，通过主轴箱6内部的传动机构带动钻头7旋转。
[0023]所述钻头进给电机2、钻头主轴电机5以及控制柜10的控制端均与数控系统的信号输出端连接。
[0024]如图3所示，吸合式电磁振动台9主要由下铁芯96、上铁芯97、电磁线圈92、弹簧钢片94、支柱91、底座93、台面95等组成，下铁芯96采用E型超高电感矽钢片制成，上铁芯97采用I型超高电感矽钢片制成，电磁线圈92绕在下铁芯96上，上铁芯97位于下铁芯96正上方。下铁芯96和支柱91固定在底座93上，上铁芯97固定在台面95的底面，台面95通过弹簧钢片94弹性地支撑在支柱91上。台面95通过螺栓与弹簧钢片94连接，弹簧钢片94通过支柱91用螺栓与底座93连接，从而使台面95、弹簧钢片94、支柱91和底座93连接成一体。
[0025]下面简要说明上述结构的数控振动钻床的工作过程:
[0026]首先将工件13放置于工件座8的工件安装槽15内，工件座8依靠磁体12的吸力将工件13吸附定位，再用锁紧螺杆16将工件13锁紧。数控系统控制吸合式电磁振动台9垂直上下振动工件13，并启动钻头主轴电机5和钻头进给电机2，钻头7进给，实现振动钻孔。振动钻削改变了传统钻削的机理，在振动钻削过程中，主切削刃与工件时切时离，切削过程变成了脉冲式的断续切削，当振动参数、进给量和主轴转速等选择合理时，能够明显提高钻入定位精度、尺寸精度和圆度，降低孔的表面粗糙度和出口毛刺、降低切削力和切削温度，延长钻头寿命等。
【权利要求】
1.数控振动钻床，包括床体、钻头机构和工件座，所述床体上设有工作台，所述钻头机构包括主轴箱、钻头进给电机、钻头和钻头主轴电机，其特征在于:所述工作台上设有振动台，所述工件座固定在所述振动台上。
2.根据权利要求1所述的数控振动钻床,其特征在于:所述振动台为吸合式电磁振动台，所述吸合式电磁振动台通过螺栓固定于所述工作台上，并由控制柜进行控制。
3.根据权利要求2所述的数控振动钻床，其特征在于:所述吸合式电磁振动台的振动方向是垂直上下振动，振动波型是正弦波，振动频率为0.5?3000Hz。
4.根据权利要求2所述的数控振动钻床，其特征在于:所述吸合式电磁振动台与所述工作台之间设有橡胶垫。
5.根据权利要求2所述的数控振动钻床，其特征在于:所述吸合式电磁振动台包括下铁芯、上铁芯、电磁线圈、弹簧钢片、支柱、底座和台面，所述电磁线圈绕在所述下铁芯上，所述上铁芯位于所述下铁芯正上方；所述下铁芯和所述支柱固定在所述底座上，所述上铁芯固定在所述台面的底面，所述台面通过所述弹簧钢片弹性地支撑在所述支柱上。
6.根据权利要求5所述的数控振动钻床，其特征在于:所述台面通过螺栓与所述弹簧钢片连接，所述弹簧钢片通过所述支柱用螺栓与所述底座连接，从而所述台面、弹簧钢片、支柱和底座连接成一体。
7.根据权利要求5所述的数控振动钻床，其特征在于:所述下铁芯采用E型超高电感矽钢片制成，所述上铁芯采用I型超高电感矽钢片制成。
8.根据权利要求1至7任一项所述的数控振动钻床，其特征在于:所述工件座为磁力吸座，该磁力吸座通过螺栓固定于所述振动台上。
9.根据权利要求8所述的数控振动钻床，其特征在于:所述磁力吸座设置有与工件宽度相对应的工件安装槽，该工件安装槽内设有用于将工件吸附定位的磁体，该工件安装槽的一侧设有将工件锁紧的锁紧螺杆。
10.根据权利要求2至7任一项所述的数控振动钻床，其特征在于:所述钻头进给电机和钻头主轴电机均为伺服电机，所述钻头进给电机、钻头主轴电机和所述控制柜的控制端均与数控系统的信号输出端连接。
【文档编号】B23B47/00GK203944866SQ201420410022
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月23日 优先权日:2014年7月23日
【发明者】鄢春艳, 赖兴余, 詹春毅, 梁德才, 叶邦彦 申请人:广东科学技术职业学院