卧式多工位多级深孔钻进机床

1.一种卧式多工位多级深孔钻进机床，包括机架底座、设置在机架底座上的回转台、呈圆周均布设置在回转台上的装夹单元、与装夹单元对应设置在机架底座上的高速钻进动力头单元、电气控制柜和操作面板，所述的机架底座前部设置有装卸料单元，其特征在于：
所述的装夹单元包括固定在回转台上且前端设有凹槽的装夹外壳、匹配设置在装夹外壳的凹槽内的装夹模腔、和匹配设置在装夹模腔与待加工零件之间的装夹夹板，所述的装夹夹板与装夹模腔之间为锥面滑动贴合结构，装夹夹板后部与待加工零件后部的定位凸缘顶紧贴合，所述的装夹外壳内还固定设置有顶推装夹油缸，顶推装夹油缸推进端与待加工零件后部顶紧；
所述的装夹模腔两侧与装夹外壳之间均设置有定位锁紧机构，所述的定位锁紧机构包括开设在装夹模腔侧边的沉孔、通过螺栓固定设置在沉孔外侧的T型卡头、设置在沉孔内的自动定位弹簧、和压设在自动定位弹簧上并贯穿T型卡头的T型定位柱，所述的装夹外壳上开设有与T型卡头匹配对应的T型卡槽，所述的T型卡槽底部设置有与定位柱匹配对应的定位孔，所述的装夹外壳上还开设有与定位孔呈径向连通的退锁孔，所述退锁孔内设置有端部为斜面退锁顶针，退锁顶针与退锁油缸连接。
2.根据权利要求1所述的卧式多工位多级深孔钻进机床，其特征在于：所述的顶推装夹油缸端部铰接有顶推轴，顶推轴与待加工零件之间设置有顶推圆盘，所述的顶推圆盘上朝向待加工零件一侧均布嵌设有滚珠，所述的顶推圆盘侧边与装夹模腔之间设置有匹配对应的滑动导槽和导柱。
3.根据权利要求1所述的卧式多工位多级深孔钻进机床，其特征在于：所述的高速钻进动力头单元包括主轴、与机架底座固定的外壳套管、设置在外壳套管与主轴之间的轴向滑动套管、变频电机和动力头钻进顶推油缸，所述的轴向滑动套管与主轴通过轴承固定连接，所述的轴向滑动套管与外壳套管之间设置有匹配对应的导向棱和导槽，所述的主轴后端轴向呈圆周设置有多道导向棱，主轴后端套设有与其匹配轴向滑动配合的传动套管，传动套管内壁设置有与导向棱匹配的导槽，所述的传动套管外侧套设有第一齿形传动轮，第一齿形传动轮与变频电机输出端的第二齿形传动轮匹配传动，传动套管与外壳套管之间通过轴承连接，所述的动力头钻进顶推油缸设置在主轴后端，且动力头钻进顶推油缸与主轴通过万向节同轴顶推连接。
4.根据权利要求3所述的卧式多工位多级深孔钻进机床，其特征在于：所述的轴向滑动套管与主轴之间设置有防抖动单元一，所述的防抖动单元一包括与轴向滑动套管通过轴承连接的阻尼套管、开设在阻尼套管内壁上的阻尼槽、开设在阻尼槽两端的密封槽和防尘槽，所述的阻尼套管上还开设有与阻尼槽连通的注液孔和密封帽。
5.根据权利要求3所述的卧式多工位多级深孔钻进机床，其特征在于：所述的外壳套管为相互独立设置的两段，所述的轴向滑动套管与其中一段外壳套管之间设置有匹配对应的导向棱和导槽，所述的轴向滑动套管与另一段外壳套管之间设置有防抖动单元二，所述的防抖动单元二包括套设在外壳套管内壁的阻尼套管、开设在阻尼套管内壁上的阻尼槽、开设在阻尼槽两端的的密封槽和防尘槽，所述的外壳套管和阻尼套管上还开设有与阻尼槽连通的注液孔和密封帽。

卧式多工位多级深孔钻进机床\n技术领域\n[0001] 本发明属于零部件机床加工技术领域，具体涉及一种卧式多工位多级深孔钻进机床。\n背景技术\n[0002] 对着我国机械行业的持续发展，对于高精密设备的机械加工精度要求越来越高，其中对于零部件的深孔钻进技术，一直以来都是难以解决的难题，现有的设备其存在多方面的技术问题，①是动力钻头钻进过程中不平稳，钻头振动大，无法实现高精密机械加工；\n②装夹不合理，无法实现合理定位，且装夹速度慢，无法有限的利用基准面进行定位，容易出现偏差；③孔深无法钻进，在钻进过程中存在无法冷却，钻进排屑难，钻头振动大等问题；\n以上问题都是现阶段无法解决的技术问题，或者只能够解决一小部分，无法避免其累计误差的出现。对于深孔钻进无法得到有效的改善，使得机械加工行业的生产效率和生产成本持高不下，对于企业的成本造成了很大的压力。\n发明内容\n[0003] 本发明的主要目的在于提供一种结构设计合理，装夹速度快、定位准确，能够有效避免累计误差的出现，从而实现深孔钻进的卧式多工位多级深孔钻进机床。\n[0004] 为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：\n[0005] 一种卧式多工位多级深孔钻进机床，包括机架底座、设置在机架底座上的回转台、呈圆周均布设置在回转台上的装夹单元、与装夹单元对应设置在机架底座上的高速钻进动力头单元、电气控制柜和操作面板，所述的机架底座前部设置有装卸料单元，所述的装夹单元包括固定在回转台上且前端设有凹槽的装夹外壳、匹配设置在装夹外壳的凹槽内的装夹模腔、和匹配设置在装夹模腔与待加工零件之间的装夹夹板，所述的装夹夹板与装夹模腔之间为锥面滑动贴合结构，装夹夹板后部与待加工零件后部的定位凸缘顶紧贴合，所述的装夹外壳内还固定设置有顶推装夹油缸，顶推装夹油缸推进端与待加工零件后部顶紧；所述的装夹模腔两侧与装夹外壳之间均设置有定位锁紧机构，所述的定位锁紧机构包括开设在装夹模腔侧边的沉孔、通过螺栓固定设置在沉孔外侧的T型卡头、设置在沉孔内的自动定位弹簧、和压设在自动定位弹簧上并贯穿T型卡头的T型定位柱，所述的装夹外壳上开设有与T型卡头匹配对应的T型卡槽，所述的T型卡槽底部设置有与定位柱匹配对应的定位孔，所述的装夹外壳上还开设有与定位孔呈径向连通的退锁孔，所述退锁孔内设置有端部为斜面退锁顶针，退锁顶针与退锁油缸连接。\n[0006] 所述的顶推装夹油缸端部铰接有顶推轴，顶推轴与待加工零件之间设置有顶推圆盘，所述的顶推圆盘上朝向待加工零件一侧均布嵌设有滚珠，所述的顶推圆盘侧边与装夹模腔之间设置有匹配对应的滑动导槽和导柱。\n[0007] 所述的高速钻进动力头单元包括主轴、与机架底座固定的外壳套管、设置在外壳套管与主轴之间的轴向滑动套管、变频电机和动力头钻进顶推油缸，所述的轴向滑动套管与主轴通过轴承固定连接，所述的轴向滑动套管与外壳套管之间设置有匹配对应的导向棱和导槽，所述的主轴后端轴向呈圆周设置有多道导向棱，主轴后端套设有与其匹配轴向滑动配合的传动套管，传动套管内壁设置有与导向棱匹配的导槽，所述的传动套管外侧套设有齿形传动轮，齿形传动轮与变频电机输出端的齿形传动轮匹配传动，传动套管与外壳套管之间通过轴承连接，所述的动力头钻进顶推油缸设置在主轴后端，且动力头钻进顶推油缸与主轴通过万向节同轴顶推连接。\n[0008] 所述的轴向滑动套管与主轴之间设置有防抖动单元一，所述的防抖动单元一包括与轴向滑动套管通过轴承连接的阻尼套管、开设在阻尼套管内壁上的阻尼槽、开设在阻尼槽两端的密封槽和防尘槽，所述的阻尼套管上还开设有与阻尼槽连通的注液孔和密封帽。\n[0009] 所述的外壳套管为相互独立设置的两段，所述的轴向滑动套管与其中一段外壳套管之间设置有匹配对应的导向棱和导槽，所述的轴向滑动套管与另一段外壳套管之间设置有防抖动单元二，所述的防抖动单元二包括套设在外壳套管内壁的阻尼套管、开设在阻尼套管内壁上的阻尼槽、开设在阻尼槽两端的的密封槽和防尘槽，所述的外壳套管和阻尼套管上还开设有与阻尼槽连通的注液孔和密封帽。\n[0010] 采用上述技术方案，所取得的有益效果是：\n[0011] ①本发明通过对于装夹结构的设计，使得装夹过程更加简单化，定位效率高、定位准确、实现快速装夹、精准定位的目的，从第一步有效的避免了可能的误差的出现，对整个多工序多工位的钻进加工起到了良好的基础作用；\n[0012] ②本发明的多级钻进使得深孔钻进进行有效的分解，大大降低了单个动力头的工作强度，能够进行有效的冷却和排屑，避免因为高温和切屑等因素造成的孔壁误差的出现，也避免切屑堵塞刀具排屑槽，致使钻头扭矩过大，造成钻头折断；\n[0013] ③本发明对于高速转进动力头的结构设计，一方面将传统的推进结构进行了彻底的颠覆，从传统的丝杠等传动方式变为更为平滑的主轴横移结构，同时对于整个主轴在传动过程中容易出现的抖动问题进行了进一步处理，对于主轴的微小抖动通过阻尼槽内的阻尼液进行消磨，有效保证整个钻进系统的稳定性。\n附图说明\n[0014] 图1是根据本发明的一个优选实施例的结构示意图。\n[0015] 图2为装夹单元的结构示意图。\n[0016] 图3为装夹单元中定位锁紧机构的结构示意图。\n[0017] 图4为高速钻进动力头单元的结构示意图。\n[0018] 图5为主轴与传动套管的结构示意图。\n[0019] 图6为图4中A-A向结构示意图。\n[0020] 图7为防抖动单元的结构示意图。\n[0021] 图中序号：1为机架底座、2为回转台、3为装夹单元、301为装夹模腔、302为装夹夹板、303为定位凸缘、304为顶推装夹油缸、305为顶推轴、306为顶推圆盘、307为滚珠、308为装夹外壳、309为滑动导槽、310为导柱、4为高速钻进动力头单元、401为主轴、402为外壳套管、403为轴向滑动套管、404为导向棱、405为传动套管、406为齿形传动轮、407为万向节、\n408为动力头钻进顶推油缸、409为变频电机、410为阻尼套管、411为阻尼槽、412为密封槽、\n413为防尘槽、414为注液孔、415为密封帽、5为电气控制柜、6为操作面板、7为卸料单元、8为待加工零件、9为定位锁紧机构、901为沉孔、902为T型卡头、903为自动定位弹簧、904为T型定位柱、905为T型卡槽、906为退锁孔、907为退锁顶针、908为退锁油缸、909为定位孔。\n具体实施方式\n[0022] 以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。\n[0023] 实施例一：参见图1-图3，一种卧式多工位多级深孔钻进机床，包括机架底座1、设置在机架底座1上的回转台2、呈圆周均布设置在回转台2上的装夹单元3、与装夹单元3对应设置在机架底座上的高速钻进动力头单元4、电气控制柜5和操作面板6，所述的机架底座前部设置有装卸料单元7，本申请的的深孔钻进采用四个阶段进行，合理分配各个工位钻进深度。\n[0024] 所述的装夹单元3包括通过螺栓固定在回转台上且前端设有凹槽的装夹外壳308，在装夹外壳308的凹槽内匹配设置有装夹模腔301，在装夹模腔301与待加工零件8之间匹配设置有装夹夹板302，所述的装夹夹板302与装夹模腔301之间为锥面滑动贴合结构，装夹夹板302后部与待加工零件8后部的定位凸缘303顶紧贴合，所述的装夹外壳308内还固定设置有顶推装夹油缸304，顶推装夹油缸304推进端与待加工零件8后部顶紧。\n[0025] 所述的装夹模腔301两侧与装夹外壳308之间均设置有定位锁紧机构9，所述的定位锁紧机构9包括开设在装夹模腔301侧边的沉孔901、通过螺栓固定设置在沉孔外侧的T型卡头902、设置在沉孔901内的自动定位弹簧903、和压设在自动定位弹簧903上并贯穿T型卡头902的T型定位柱904，所述的装夹外壳308上开设有与T型卡头902匹配对应的T型卡槽\n905，所述的T型卡槽905底部设置有与定位柱匹配对应的定位孔909，所述的装夹外壳308上还开设有与定位孔909呈径向连通的退锁孔906，所述退锁孔906内设置有端部为斜面退锁顶针907，退锁顶针与退锁油缸908连接。\n[0026] 本实施例的工作原理是：首先进行待加工零件的装夹定位，如图2、图3所示，将待加工零件、装夹夹板和装夹模腔匹配套设在一起，完成初步组装；双手拿起初步组装后的装夹模腔两侧，并用手指将定位锁紧机构的T型定位柱904压下，使得整个装夹模腔通过T型卡头902、和与之匹配的T型卡槽905嵌入装夹外壳308的凹槽内，此时T型定位柱904弹出并与定位孔909匹配定位，完成初定位；控制顶推装夹油缸304伸出，顶推待加工零件8向前，并通过装夹模腔301与装夹夹板302之间的锥面进行夹紧定位，从而完成轴向定位和径向定位，整个装夹过程速度快，定位精准度高。\n[0027] 完成装夹、定位后，进行钻进工作，启动回转台转动，本实施例中的待加工零件的深孔钻进采用四个阶段进行，合理分配各个工位钻进深度，回转台依次转动至各个加工工位，完成该工位的钻进深度，确保刀具的有效钻进，避免长时间钻进中刀具冷却困难、钻头严重发热的问题，同时确保钻进过程中切屑及时排除，避免切屑堵塞刀具排屑槽，致使钻头扭矩过大，造成钻头折断。\n[0028] 待深孔加工完成后，回转台转停至装卸料单元处，控制顶推装夹油缸304收缩，并通过控制定位锁紧机构9的退锁油缸908伸出，由端部为斜面的退锁顶针907顶推T型定位柱\n904脱离定位孔909，取出装夹模腔301，再将加工好的零件取出，完成该零部件的装夹、定位、加工钻进、和卸模工序。\n[0029] 实施例二：参见图1-图3，本实施例的结构与实施例一基本相同，相同之处不再重述，其不同之处在于：所述的顶推装夹油缸304端部铰接有顶推轴305，顶推轴305与待加工零件之间设置有顶推圆盘306，所述的顶推圆盘306上朝向待加工零件8一侧均布嵌设有滚珠307，所述的顶推圆盘306侧边与装夹模腔301之间设置有匹配对应的滑动导槽和导柱，通过滑动导槽和导柱的设置确保顶推圆盘306的运动轨迹与待加工零件的受力方向的一致性。\n[0030] 本实施例为了确保在定位过程中，待加工零件的整体受力稳定，通过由顶推轴与顶推圆盘之间的线性力的传递到顶推圆盘与待加工零件之间的点的力的传递，从而使得待加工零件的后部整体受力均匀，避免误差的出现。\n[0031] 实施例三：参见图1-图6，本实施例的结构与实施例一或二基本相同，相同之处不再重述，其不同之处在于：所述的高速钻进动力头单元包括主轴401、与机架底座固定的外壳套管402、设置在外壳套管402与主轴401之间的轴向滑动套管403、变频电机409和动力头钻进顶推油缸408，所述的轴向滑动套管403与主轴401通过轴承固定连接，所述的轴向滑动套管403与外壳套管402之间设置有匹配对应的导向棱和导槽，所述的主轴401后端轴向呈圆周设置有多道导向棱404，主轴401后端套设有与其匹配轴向滑动配合的传动套管405，传动套管405内壁设置有与导向棱404匹配的导槽，所述的传动套管405外侧套设有齿形传动轮406，齿形传动轮406与变频电机409输出端的齿形传动轮406匹配传动，传动套管与外壳套管之间通过轴承连接，所述的动力头钻进顶推油缸408设置在主轴401后端，且动力头钻进顶推油缸408与主轴401通过万向节407同轴顶推连接。\n[0032] 本实施例中对于高速钻进动力头单元进行新的结构的设计，由于在钻进过程中，传统钻头的容易出现低频振颤现象，本实施例中首先通过主轴的移动完成轴向钻进，而不是传统的齿轮齿条传动、或者高速钻进动力头的底座的轴向移动实现钻进，本实施例的外壳套管402与轴向滑动套管403之间采用轴向滑动套接结构，轴向滑动套管403与主轴之间采用轴承固定为一体，再通过主轴后端与传动套管405之间的轴向滑动和径向限位结构进行力的传动，在钻进过程中由动力头钻进顶推油缸408完成主轴的轴向钻进，该结构的设计避免了由于钻进过程中产生的振颤问题，使得主轴的径向转动和主轴的轴向钻进直接施加于主轴上。\n[0033] 实施例四：参见图1-图7，本实施例的结构与实施例三基本相同，相同之处不再重述，其不同之处在于：所述的轴向滑动套管与主轴之间设置有防抖动单元一，所述的防抖动单元一包括与轴向滑动套管通过轴承连接的阻尼套管410、开设在阻尼套管410内壁上的阻尼槽411、开设在阻尼槽411两端的密封槽412和防尘槽413，所述的阻尼套管410上还开设有与阻尼槽连通的注液孔414和密封帽415。\n[0034] 对于主轴振颤问题，实施例三中的主轴的振颤现象已经相对于现有的设备有了显著的提高，但是对于主轴的轴向长度的原因，在转动过程中，虽然主轴受到轴承的限位，振颤现象是被刚性结构进行了消除，长时间的使用对于整个装置的寿命仍有一定的影响，在此，本申请通过设置阻尼槽和在阻尼槽内的阻尼液，使得主轴中产生的振颤通过转化为挤压阻尼液的阻尼力进行消除，由刚性消除转化为柔性消颤，大大提高了整个高速钻进动力头单元的使用寿命，避免长时间的工作后，再次出现振颤现象。\n[0035] 实施例五：参见图1-图7，本实施例的结构与实施例三或四基本相同，相同之处不再重述，其不同之处在于：所述的外壳套管为相互独立设置的两段，所述的轴向滑动套管与其中一段外壳套管之间设置有匹配对应的导向棱和导槽，所述的轴向滑动套管与另一段外壳套管之间设置有防抖动单元二，所述的防抖动单元二包括套设在外壳套管内壁的阻尼套管410、开设在阻尼套管410内壁上的阻尼槽411、开设在阻尼槽411两端的的密封槽412和防尘槽413，所述的外壳套管402和阻尼套管410上还开设有与阻尼槽连通的注液孔414和密封帽415。\n[0036] 本实施例的结构设计是对实施例四的补充，通过二级消除，避免了振颤发生的可能性。\n[0037] 本发明通过多工位多级钻进结构，从装夹单元到动力头钻进进行了一系列的调整和设计，从而满足高精度，高质量的零部件的加工过程，其大大提高了设备的自动化程度和精度，有利于机械加工行业的进一步发展和进步。\n[0038] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。