CN103358131B - 一种深孔钻床便捷转换钻铣功能的方法 - Google Patents

Abstract

一种深孔钻床便捷转换钻铣功能的方法，提供钻铣交换机构，钻铣交换机构移动至滑板导轨一端，所述钻铣交换机构的安置导轨与滑板导轨对接，前导向箱和支撑架由滑板导轨转移至安置导轨，或者由安置导轨转移至滑板导轨，转移完成后，移走钻铣交换机构。本发明通过设置钻铣交换机构，突破了现有钻铣机床Z轴结构模式，实现前导向箱和支撑架的自由转移，不拆卸前导向箱和支撑架，避免影响精度，增加使用寿命。

Description

一种深孔钻床便捷转换钻铣功能的方法

技术领域

本发明涉及工件的钻铣领域，特别是涉及一种深孔钻床便捷转换钻铣功能的方法。

背景技术

在现有的技术中，实现钻、铣交换和一机多用（枪钻、单管钻、喷吸钻）的结构，非常麻烦，且精度不高，相互影响，多采用深孔钻铣机床实现。如图1所示，现有深孔钻铣机床为了适应深孔加工，枪钻很长，需要前导向箱和若干支撑架，在进行深孔钻和铣削互换时，因深孔钻需要枪钻较长且细才能满足深孔加工的需要，而铣削时因工作扭矩很大，需要较短较粗的铣刀才能满足要求，目前的做法是，深孔钻完成后，需要铣削时，前导向箱和支撑架就成为累赘了，为此，人工把前导向箱、支撑架从导轨前端取下，放置一旁，这个过程操作非常麻烦，效率极其低下，而且在拆装过程中安全事故时有发生，并且由于前导向箱经常进行拆装，极大影响了精度，使用寿命降低。还有一种做法是，只拆卸前导向箱内的枪钻导向套、枪钻轴承套和支撑架以适应铣刀通过，这种方式只能安装较长的铣刀，使用受到局限，而且拆卸工作也很繁琐。具体来讲，其主要方式有：

1.前导向箱回转或上移，手工拆除支撑架，使主轴穿过前导向箱进行铣削加工。由于前导向箱有一定的宽度因此主轴必须做的很长，因而影响了切削效率和机床精度；

2.枪钻、单管钻、喷吸钻的前导向箱结构不一，为了能互换，就把前导向箱做的很复杂，但即便这样效果也不好，且相互影响精度；

3.另外增加一个铣削附件，但因装夹麻烦，使用的也不广。

综上所述，现有的工件加工中所采用的钻铣交换方法均存在技术不足之处，操作麻烦、精度较低、效率低下、只能一个为主，另一个为辅的状态无法得到突破性的进步，且同台机床无法在枪钻、单管钻、喷吸钻和铣削上均能正常发挥作用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种彻底改变操作麻烦，效率低下状态，彻底改变相互影响精度状态，彻底改变一主、一辅状态，使钻铣深孔机床，真正实现“加工中心”目标的深孔钻床便捷转换钻铣功能的方法。

为实现上述发明目的，本发明所提供的技术方案如下：

一种深孔钻床便捷转换钻铣功能的方法，其特征在于，提供钻铣交换机构，钻铣交换机构移动至滑板导轨一端，且所述钻铣交换机构的安置导轨与滑板导轨对接，前导向箱和支撑架由滑板导轨转移至安置导轨，或者，前导向箱和支撑架由安置导轨转移至滑板导轨，转移完成后，移走钻铣交换机构。

进一步地，所述钻铣交换机构包括钻铣交换支架，所述钻铣交换支架上设置有安置导轨，所述安置导轨与滑板导轨的横截面形状和大小相同，且两者之间可实现对接；

所述滑板导轨上从左至右依次滑动安置有前导向箱，支撑架，主轴箱。

进一步地，所述钻铣交换支架固装在工作台上。

进一步地，所述钻铣交换支架可滑动的安装在独立导轨上，且由钻铣交换驱动机构驱动。

进一步地，所述前导向箱和支撑架通过机械手实现转移。

进一步地，所述钻铣交换支架上安装有延长臂，所述延长臂的另一端安装有与独立导轨相配合的滑槽。

进一步地，所述钻铣交换机构的移动通过对机床的PLC进行设置实现。

进一步地，钻铣交换驱动机构为气缸或油缸。

进一步地，主轴箱上的加工用具通过换刀机构更换

采用上述技术方案，本发明的有益效果有：

本发明通过设置钻铣交换机构，突破了现有钻铣机床（深钻机床）Z轴结构模式，实现前导向箱和支撑架的自由转移，不拆卸前导向箱和支撑架，避免影响精度，增加使用寿命。

本发明利用数控系统和滚珠丝杠、线型导轨的精确定位原理，简单易行，快速方便的解决了钻、铣与机床Z轴前导向箱及支撑架的转换问题，大大提高了生产效率，降低了制造成本，扩大了机床的使用范围。

本发明在钻铣交换机构上安装了延长臂，通过延长臂连接工作台或独立导轨，避免工作台或独立导轨的的位置影响正常钻铣工作，使干扰减少到最小。

本发明通过机械手的设置，更便捷的实现前导向箱和支撑架的移动，节约人力和操作时间，自动化程度更高。

附图说明

图1为现有的深孔钻铣机床结构示意图；

图2-图7为本发明一实施例示意图；

图8-图12为本发明又一实施例示意图；

图13-图14为本发明又一实施例示意图；

图15-图16为本发明又一实施例示意图；

图17-图19为本发明又一实施例示意图。

其中，1工作台，11工作台导轨，2床身，3滑台升降机构，31立柱底座，32可升降立柱，331竖向导轨，34立柱移动滑台，4滑台，41滑台驱动装置，5滑板，6钻铣交换机构，61钻铣交换支架，62安置导轨，63机械手，64延长臂，65滑槽，7滑板导轨，71前导向箱，72支撑架，73主轴箱，731枪钻套筒夹，732枪钻，733铣刀，8独立导轨，9钻铣交换驱动机构。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所提供的深孔钻床便捷转换钻铣功能的方法，引入了钻铣交换机构，所述钻铣交换机构上设置有可以与滑板导轨对接的安置导轨，钻铣交换时，钻铣交换机构移动至滑板导轨一端，所述钻铣交换机构的安置导轨与滑板导轨对接，当深钻转换为其他钻铣时，前导向箱和支撑架由滑板导轨转移至安置导轨，当其他钻铣转换为深钻时，前导向箱和支撑架由安置导轨转移至滑板导轨，转移完成后，移走钻铣交换机构。

如图2-图7所示的实施例，将钻铣交换机构引入现有的机床设备后，该机床设备包括床身2，通过工作台导轨11安装在床身2上的工作台1，滑台升降机构3，由滑台升降机构3带动实现Y轴运动的滑台4，固定在滑台4上的滑板5，以及钻铣交换机构6；所述滑板5上设置有滑板导轨7（优选为两个），所述滑板导轨7上从左至右依次的滑动安置有前导向箱71（内附枪钻导向套、枪钻轴承套等），支撑架72（为一个或多个），主轴箱73（主轴箱通过伺服电机、丝杆等进给机构驱动，在滑板导轨上移动）；所述钻铣交换机构6包括钻铣交换支架61，所述钻铣交换支架61上设置有安置导轨62，所述安置导轨62与滑板导轨7的横截面形状和大小相同，且两者之间可实现对接，即二者具有相同的规格和跨距。所述主轴箱73上设置有枪钻套筒夹731（固定夹持枪钻尾端）。还包括在安置导轨62和滑板导轨7对接完成后，使前导向箱71和支撑架72在滑板导轨7和安置导轨62之间移动的机械手。

下面对采用上述机床进行钻铣交换的工件加工方法进行分步描述：

（1）待机状态时，滑板导轨及其上的前导向箱、支撑架和主轴箱位置如图5所示。

（2）采用枪钻732对工件进行加工时，如图2所示，此时，枪钻732安装在主轴箱73前端的枪钻套筒夹731上，左侧有支撑架72和前导向箱71对枪钻进行导向和支撑，根据需要支撑架72可以设置多个，钻铣交换机构位于不会妨碍枪钻工作的位置（钻铣交换机构的俯视图如图4所示）。

（3）该过程结束后，需要进行钻铣交换，钻铣交换机构移动至图6所示位置，即安置导轨与滑板导轨对接，此时，位于滑板导轨上的前导向箱、支撑架可以经过对接处，从滑板导轨移至安置导轨（如图7所示，转移过程可采用人工或机械手完成）。

（4）导向箱和支撑架转移完成后，将钻铣交换机构移至原位置，此时钻铣交换机构的安置导轨上载有前导向箱和支撑架，然后将主轴箱左移，如图3所示，卸下枪钻并安装铣刀733进行钻铣施工，此时，前导向箱71和支撑架72被移至钻铣交换机构6上，由于铣刀733较短，主轴箱73需要左移至图示位置才能进行工作。

采用上述技术方案可便捷的实现钻铣互换，避免人工拆卸所用的人力、工时、以及人力拆卸所产生的定位不准等问题。利用数控系统和滚珠丝杠、线型导轨的精确定位原理，简单易行，快速方便的解决了钻、铣与机床Z轴前导向箱及支撑架的转换问题，大大提高了生产效率，降低了制造成本，扩大了机床的使用范围。

图8-图12为本发明又一实施例示意图，如图所示，钻铣交换机构6可滑动的安装在独立导轨8上，同时还设置有使钻铣交换机构6移动的钻铣交换驱动机构9（如图18、19所示，可采用油缸或气缸实现），该钻铣交换驱动机构9带动钻铣交换机构6在独立导轨8上位移，以实现安置导轨62与滑板导轨7的对接和远离，对接和远离时的位移控制可以利用数控系统精确定位，本实施例中，所述钻铣交换支架61上安装有延长臂64，所述延长臂64的另一端安装有与独立导轨8相配合的滑槽65，滑槽65在独立导轨8上移动，设置延长臂64和滑槽65的目的是避免独立导轨的安装位置影响正常的钻铣加工，减小干扰。

图13-图16为本发明又一实施例示意图，钻铣交换机构直接固定在工作台上（其中，图13-图14为钻铣交换机构固定在工作台后端，图15-图16为钻铣交换机构固定在工作台前端），采用这种方式不需要配置独立导轨，通过工作台进行移动，从而达到与滑板导轨的精确定位对接，使滑板导轨与钻铣交换支架导轨成为一体，使前导向箱体和钻杆支撑架无阻滞地从滑台移置到钻铣交换支架上，控制过程相对简单。

图17-图19所示的进行多种加工的机床，在滑台和工作台之间的下端配置独立导轨，通过钻铣交换驱动机构驱动钻铣交换机构及相应的限位结构实现精确定位，从而实现交换功能。

上述实施例中的滑台升降机构可以采用不同的方式进行，如图8所示，一种方式为：所述滑台升降机构3包括立柱底座31，可移动的固装在立柱底座31上的可升降立柱32，所述滑台4固装在所述可升降立柱32上；另一种方式为：所述滑台升降机构3包括立柱，可移动的固定在立柱底座31上的立柱，所述立柱上设置有竖向导轨，所述滑台安置在竖向导轨上并可沿竖向导轨上下移动，所述滑台上还安装有驱动滑台上下移动的滑台驱动装置。

采用本发明所提供的机床对工件进行加工，若首先采用需要前导向箱和支撑架的枪钻等加工，则钻铣交换机构位于预定位置，该预定位置不影响枪钻等的加工进程，加工完成，需要更换铣刀等不需前导向箱和支撑架进行加工时，钻铣交换机构移动至滑板导轨前端进行对接（可以分别在滑板导轨和钻铣交换机构对接处设置对接机构，以便对接完全），对接完成后，人工或者通过机械手将前导向箱和支撑架移至安置导轨上，移动完成后（钻铣交换机构上还可以设置固定装置和定位装置，以对其上的前导向箱和支撑架进行定位和固定），钻铣交换机构携带前导向箱和支撑架移动至初始位置（前文所述的预定位置），并在主轴箱上安装铣刀等，并将主轴箱沿滑板导轨位移至合适位置进行工件加工。以上为钻-铣的交换，如果进行铣-钻的交换时，操作方法与上述方法相反。

对于将钻铣交换机构安装在工作台上的方案，可利用工作台的精确定位和移动来带动钻铣交换支架在独立导轨上移动，因目前数控机床工作台的移动精度很高，只要设置了工作台需要移动对接钻铣交换支架的两个位置参数，那么钻铣交换支架的对接口和工作台的气缸完全能够完成精确对接。也可以不用气缸，待工作台移动到位后，手动连接或者断开工作台和钻铣交换支架。使用气缸的话，通过机床的PLC设置也很容易实现。其可以包括始终固定在工作台后端或者前端，以及利用人工或者气缸通过对接口连接两种方式。

对于设置了独立导轨的钻铣交换机构，钻铣交换支架为了实现精确对接，通常在导轨上移动，根据安装位置的需要，还可以在钻铣交换支架的不同位置设置滑槽，或者钻铣交换支架的延长臂上设置滑槽。

本发明可在现有数控深孔钻床和数控卧式铣床上改进实施，钻铣转换机构、滑板、工作台、滑台、主轴箱等，通过数控系统和滚珠丝杠在X、Y、Z线型导轨上实施精确移动从而进行加工。钻铣交换机构可以通过独立导轨、安装在工作台上，以及安装回转臂等方式实现位移和固定支撑。通过驱动工作台和滑台在确定的X、Y平面上的一点，精确定位，并使钻铣交换机构通过机械连接（气缸自动连接或者人工操作）到工作台上一起运动，或在独立导轨、回转臂上精确移动，使钻铣交换机构的安置导轨与Z轴导轨精确定位。

本发明可以通过配置多个钻铣交换机构，以实现枪钻、单管钻、喷吸钻和铣削的转换需求，同时可以在主轴箱上设置刀库，通过换刀机构实现对主轴箱上刀具的自动换刀，真正实现全自动化工件加工；还可以将枪钻的前导向箱、支撑支架；单管钻的前导向箱、支撑支架；喷吸钻的前导向箱、支撑支架；安装上述几种方式灵活配置多个钻铣交换支架及对应的导轨，这样在一台机上可以满足各种需要，随时实现枪钻，单管钻，喷吸钻及铣削功能共有，是实现真正的，名符其实的多功能深孔加工机床。

本发明可以使用的机床主要有：单轴深孔钻（仅有一个Z轴）、双轴深孔钻（X、Z轴或Y、Z轴）、三轴深孔钻（X、Y、Z轴)、四轴深孔钻（X、Y、Z轴加工作台回转轴）、五轴深孔钻（X、Y、Z加工作台回转轴，Z轴回转轴）、六轴深孔钻（X、Y、Z加工作台回转轴，Z轴回转轴和立柱前后移动轴或工作台前后移动轴）及落地工作台深孔钻床、落地工作台数控铣床。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种深孔钻床便捷转换钻铣功能的方法，其特征在于，提供钻铣交换机构，所述钻铣交换机构包括钻铣交换支架，所述钻铣交换支架上设置有安置导轨，钻铣交换机构移动至滑板导轨一端，且所述钻铣交换机构的安置导轨与滑板导轨对接，前导向箱和支撑架由滑板导轨转移至安置导轨，或者，

前导向箱和支撑架由安置导轨转移至滑板导轨，

转移完成后，移走钻铣交换机构。

2.根据权利要求1所述的深孔钻床便捷转换钻铣功能的方法，其特征在于：所述安置导轨与滑板导轨的横截面形状和大小相同，且两者之间可实现对接；

所述滑板导轨上从左至右依次滑动安置有前导向箱，支撑架，主轴箱。

3.根据权利要求2所述的深孔钻床便捷转换钻铣功能的方法，其特征在于：所述钻铣交换支架固装在工作台上。

4.根据权利要求2所述的深孔钻床便捷转换钻铣功能的方法，其特征在于，所述钻铣交换支架可滑动的安装在独立导轨上，且由钻铣交换驱动机构驱动。

5.根据权利要求2所述的深孔钻床便捷转换钻铣功能的方法，其特征在于，所述前导向箱和支撑架通过机械手实现转移。

6.根据权利要求2所述的深孔钻床便捷转换钻铣功能的方法，其特征在于，所述钻铣交换支架上安装有延长臂，所述延长臂的另一端安装有与独立导轨相配合的滑槽。

7.根据权利要求3所述的深孔钻床便捷转换钻铣功能的方法，其特征在于，所述钻铣交换机构的移动通过对机床的PLC进行设置实现。

8.根据权利要求3所述的深孔钻床便捷转换钻铣功能的方法，其特征在于，钻铣交换驱动机构为气缸或油缸。

9.根据权利要求2所述的深孔钻床便捷转换钻铣功能的方法，其特征在于，所述主轴箱上的加工用具通过换刀机构更换。