一种双头钻攻加工机床的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种双头钻攻加工机床，包括：工作台；浮动定位工装，其设置在工作台上，与所述工作台横向弹性连接，待钻孔工件固定在所述浮动定位工装上，所述待钻孔工件的待钻孔处设置有凹坑；两个钻头，其并列设置在所述浮动定位工装的上方，且由所述工作台支撑，所述工作台通过伺服定位装置支撑所述两个钻头沿前后方向Y、左右方向X和竖直方向Z三个方向移动。本实用新型可实现对待钻孔工件的加工孔的精确自动定位，以及实现钻头在所述工作台上沿前后方向Y、左右方向X和竖直方向Z三个方向移动，简化机械结构，并且保证在降低对X、Y轴伺服传动机构的防护等级的基础上也能更好的实现钻孔或者攻丝的进行，降低生产成本。
【专利说明】一种双头钻攻加工机床
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械加工机床【技术领域】，尤其涉及一种浮动定位工装双头钻攻加工机床，适用于带底孔的工件的钻孔和攻丝加工。
【背景技术】
[0002]在自动化大批量生产过程中，工件是以毛坯面定位夹装到工作台上，产品装夹会存在一定误差，但对工件上要加工孔的位置要求又比较高。现有的定位装置不能满足精确定位的生产需要，由此造成了大量残次品的生成，原料浪费严重。并且现有机床多采用钻头主轴相对于机床水平不动，钻头主轴沿Z轴上下移动，使工件夹具在工作台上沿X、Y轴前后左右移动带动工件移动到钻头正对需要钻孔或者攻丝的位置，实现对工件不同部位钻孔或者攻丝的加工过程，这样设置使得工件夹具X、Y轴伺服传动机构位于工件下方，冷却液在对钻头的加工面进行冷却喷洒时容易对X、Y轴伺服传动机构造成污染，这就要求对于伺服传动机构的防护等级要求较高，机构复杂。
【发明内容】
[0003]针对上述技术问题，本实用新型设计开发了一种带有浮动定位工装的双头钻攻加工机床，目的在于实现待钻孔工件的精确自动定位，以及实现钻头在所述工作台上沿前后方向Y、左右方向X和竖直方向Z三个方向移动，简化机械结构，并且保证在降低对X、Y轴伺服传动机构的防护等级的基础上也能更好的实现钻孔或者攻丝的进行，降低生产成本。
[0004]本实用新型提供的技术方案为:一种双头钻攻加工机床，其特征在于，包括:
[0005]工作台；
[0006]浮动定位工装，其设置在工作台上，与所述工作台横向弹性连接，待钻孔工件固定在所述浮动定位工装上，所述待钻孔工件的待钻孔处设置有凹坑；
[0007]两个钻头，其并列设置在所述浮动定位工装的上方，且由所述工作台支撑，所述工作台通过伺服定位装置支撑所述两个钻头沿前后方向Y、左右方向X和竖直方向Z三个方向移动。
[0008]优选的是，所述浮动定位工装包括上浮动板，其通过固定至所述工作台上的下固定板与所述工作台横向弹性连接，待钻孔工件置于所述上浮动板上，所述上浮动板和下固定板之间横向设置有弹簧，以使所述上浮动板可相对于下固定板横向错开。
[0009]优选的是，所述上浮动板和下固定板之间还包括:
[0010]多个浮动构件，每一浮动构件包括一钢球和一固定环，所述钢球置于所述固定环中，且所述固定环的内径大于所述钢球的直径，同时所述固定环的高度小于所述钢球的直径，所述固定环的下端固定至所述下固定板的上侧，所述钢球的上端抵顶在所述上浮动板的下侧。
[0011]优选的是，所述伺服定位装置为丝杠和与丝杠配合的螺母分别设置在工作台和钻头架上，以使得所述两个钻头沿前后方向Y、左右方向X和竖直方向Z三个方向移动。
[0012]优选的是，所述伺服定位装置还包括:所述伺服定位装置的Y方向伺服定位装置中的丝杠设置在沿Y方向，并且设置在工作台上的第一导轨上，螺母设置在与所述第一导轨滑动设置的第一导向板上；所述伺服定位装置的X方向伺服定位装置中的丝杠设置在沿X方向，并且设置在与所述第一导向板垂直的第二导向板上，螺母设置在与第二导轨滑动设置的第三导向板上；所述伺服定位装置的Z方向伺服定位装置中的丝杠设置在沿Z方向，并且设置在第三导向板上，螺母设置在与第三导轨滑动设置的钻头架上。
[0013]优选的是，还包括:
[0014]第一驱动装置，其驱动Y方向伺服定位装置中的丝杠；
[0015]第二驱动装置，其驱动X方向伺服定位装置中的丝杠；
[0016]以及第三驱动装置，其驱动Z方向伺服定位装置中的丝杠。
[0017]优选的是，所述第一驱动装置和第二驱动装置均为伺服电机，所述第三驱动装置为伺服电机或者液压缸。
[0018]优选的是，所述两个钻头为内螺纹钻头或者外螺纹钻头。
[0019]优选的是，所述横向弹性连接由以下构件构成:多个固定件，其分设在一对板体的外周，每一固定件的上端与所述上浮动板固定，每一固定件的下端通过弹性件与所述下固定板横向弹性连接；所述弹性件包括一顶杆和缠绕固定在所述顶杆上的弹簧，弹性件一端的固定方式为:所述弹簧伸出所述顶杆置入所述固定件的沉孔中固定，弹性件另一端的固定方式为:所述顶杆与所述下固定板的侧壁接触设置，与所述下固定板的侧壁接触设置的顶杆端设置为球面。
[0020]优选的是，所述浮动定位工装还包括:
[0021]压板，其固定设置在所述固定件的外周，并且所述压板上端高出所述上浮动板处向所述上浮动板侧90度弯曲设置；
[0022]固定部，其为通过支撑柱连接设置在所述上浮动板上的工件夹装台，待钻孔工件置于所述工件夹装台上。
[0023]在实际生产中，在子胎上设置有夹紧机构，用户可以根据工件的结构随意设置各种夹紧机构，实现对工件的夹装。
[0024]在实际生产中，工作台的浮动定位工装处于自由状态，并且由于上浮动板周围设置的弹簧弹力一致，上浮动板相对于下固定板中心一致，上浮动板相对下固定板可沿水平各方向上移动相等距离，当工件装夹后，在加工工件过程中，首先通过控制装置中存储的加工工件的孔位坐标控制Y方向伺服定位装置和X方向伺服定位装置相互配合，使钻头沿预定行走路径将钻头移动至预定位置，之后驱动Z方向伺服定位装置控制钻头向工件的预加工凹坑移动，当钻头中心轴与工件预加工凹坑碰触后，预加工凹坑中心有一定偏差时，钻头通过接触凹坑给工件一个动力，带动工件下面的上浮动板克服弹簧弹力使工件底孔沿钻头中心轴轴向自行找正，来实现孔的加工。
[0025]一般钻孔机床都设置有冷却装置，本使用新型用喷头将冷却液喷洒到钻孔或者攻丝的工作面上，降低工作面的温度，并且对钻头与工件的接触面起到一定润滑作用，保护钻头等设备。在浮动定位工装与工作台之间设置了一个冷却液集液槽，在集液槽的底部设置了贯通孔，贯通孔向下延伸并通过管道连接至冷却液箱体。
[0026]本实用新型的有益效果:
[0027]浮动定位工装中，待钻孔工件置于所述上浮动板的子胎上，当主轴孔与待钻孔工件的加工孔不能完全对正时，所述上浮动板通过多个浮动构件的作用可自动修正与主轴孔的位置，即所述上浮动板通过钢球在固定环中的运动与所述下固定板发生相对移动，从而使得多个弹性件挤压所述下固定板，由于所述弹性件的最大弹性形变量为所述上浮动板的最大位移量，因此上浮动板在下固定板上的移动不会出现大的偏离，从而实现待钻孔工件的精确自动定位。
[0028]本实用新型将所述伺服定位装置为丝杠和与丝杠配合的螺母分别设置在工作台和钻头架上，以使得所述两个钻头沿前后方向Y、左右方向X两个方向移动，这样设置可以保证在机床带液加工时，伺服定位装置位于工件上方，对于伺服传动机构所需的防护等级要求较低，机械结构简化，保证在降低对X、Y轴伺服传动机构的防护等级的基础上也能更好的实现钻孔或者攻丝的进行，降低生产成本。并且这样设置可以方便工件装夹，特别是使用气压或液压的夹紧机构时，管路布置较方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为本实用新型所述的双头钻攻加工机床的正视结构示意图；
[0030]图2为本实用新型所述的双头钻攻加工机床的侧视结构示意图；
[0031]图3为本实用新型所述的双头钻攻加工机床的俯视结构示意图；
[0032]图4为本实用新型所述的浮动定位工装的剖面示意图；
[0033]图5为本实用新型所述的浮动定位工装的俯视图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0035]如图1、图2和图3所示，本实用新型提供一种双头钻攻加工机床，其特征在于，包括:
[0036]工作台12 ；
[0037]浮动定位工装，其设置在工作台12上，与所述工作台12横向弹性连接，待钻孔工件固定在所述浮动定位工装上，所述待钻孔工件的待钻孔处设置有凹坑；
[0038]两个钻头14，其并列设置在所述浮动定位工装的上方，且由所述工作台12支撑，所述工作台12通过伺服定位装置支撑所述两个钻头14沿前后方向Y、左右方向X和竖直方向Z三个方向移动。
[0039]在上一个方案中，由于浮动定位工装缺乏支撑，因此有可能上下移动，这样对钻孔或者攻丝是不利的，因此，可以让浮动工装包括上浮动板和下固定板，然后在两个板之间设置滚珠。也就是下面更为完善的技术方案:
[0040]如图4和图5所示，所述浮动定位工装包括上浮动板1，其通过固定至所述工作台12上的下固定板2与所述工作台12横向弹性连接，待钻孔工件置于所述上浮动板I上，所述上浮动板I和下固定板2之间横向设置有弹簧8，以使所述上浮动板I可相对于下固定板2横向错开。
[0041]在上一方案中弹性连接的构件可以是弹簧8，也可以是弹性金属条。
[0042]所述上浮动板I和下固定板2之间还包括:
[0043]多个浮动构件，每一浮动构件包括一钢球3和一固定环4，所述钢球3置于所述固定环4中，且所述固定环4的内径大于所述钢球3的直径，同时所述固定环4的高度小于所述钢球3的直径，所述固定环4的下端固定至所述下固定板2的上侧，所述钢球3的上端抵顶在所述上浮动板I的下侧。在上一方案中钢球的上端支撑上浮动板1，这样当钻头用力下压的时候，上浮动板I不会向下运动，能够保持稳定。并且由于固定环4的内径大于钢球3的直径，因此钢球可以在固定环内自由滚动，保证了当上浮动板I相对于下固定板横向错位时，不妨碍上浮动板I的移动。所述伺服定位装置为丝杠和与丝杠配合的螺母分别设置在工作台12和钻头14架上，以使得所述两个钻头14沿前后方向Y、左右方向X和竖直方向Z三个方向移动。
[0044]实现X，Y和Z三个方向上移动可以采用多种方式，例如用气动机构推动滑块在滑槽上移动，但是，为了更加准确地定位，也可以采用螺母和丝杠配合的结构，其中螺母设置在滑块里，丝杠设置在滑槽里，也可以反过来设置，为了让螺纹和丝杠的设置不妨碍两者的相对移动，可以设置导板，其中导板连接滑槽。因此，所述伺服定位装置还包括:
[0045]所述伺服定位装置的Y方向伺服定位装置中的丝杠16设置在沿Y方向，并且设置在工作台上的第一导轨17上，螺母设置在与所述第一导轨17滑动设置的第一导向板15上；所述伺服定位装置的X方向伺服定位装置中的丝杠19设置在沿X方向，并且设置在与所述第一导向板15垂直的第二导向板11上，螺母设置在与第二导轨18滑动设置的第三导向板13上；所述伺服定位装置的Z方向伺服定位装置中的丝杠20设置在沿Z方向，并且设置在第三导向板13上，螺母设置在与第三导轨滑动设置的钻头架上。
[0046]所述伺服定位装置还包括:第一驱动装置，其驱动Y方向伺服定位装置中的丝杠；第二驱动装置，其驱动X方向伺服定位装置中的丝杠；
[0047]以及第三驱动装置21，其驱动Z方向伺服定位装置中的丝杠。
[0048]所述第一驱动装置和第二驱动装置均为伺服电机，所述第三驱动装置为伺服电机或者液压缸。
[0049]在上一方案中第三驱动装置为伺服电机或者液压缸，考虑到在攻丝过程中需要精确控制攻丝后的两个相邻螺纹之间的螺距，因此在攻丝作业中，第三驱动装置必须为伺服电机精确控制Z方向伺服定位装置连接的钻头的下降距离和速度，而在钻孔过程中，只需要控制钻孔深度即可，那么从降低成本的角度可以将第三驱动装置设置为液压缸。
[0050]所述两个钻头为内螺纹钻头或者外螺纹钻头。
[0051]在上一方案中表明应用本实用新型所述双头钻攻机床的生产过程中，如果需要钻孔作业时，所述两个钻头14为内螺纹钻头，如果需要攻丝作业时，两个钻头14为外螺纹钻头；并且钻头在第三驱动装置为第三丝杠和伺服电机配合驱动时，都能满足作业需要。
[0052]所述横向弹性连接由以下构件构成:多个固定件5，其分设在一对板体的外周，每一固定件5的上端与所述上浮动板I固定，每一固定件5的下端通过弹性件与所述下固定板横向弹性连接；所述弹性件包括一顶杆7和缠绕固定在所述顶杆7上的弹簧8，弹性件一端的固定方式为:所述弹簧8伸出所述顶杆7置入所述固定件5的沉孔中固定，弹性件另一端的固定方式为:所述顶杆7与所述下固定板的侧壁接触设置，与所述下固定板的侧壁接触设置的顶杆端设置为球面。
[0053]在上一方案中，横向设置弹簧8的方式可以是在下固定板和上浮动板I两侧各设置一个竖直的固定件5。或者上浮动板I面积可以大于下固定板的面积，因此上浮动板I的外周边缘向下弯折与下固定板之间设置弹性连接的构件。
[0054]所述浮动定位工装还包括:
[0055]压板10，其固定设置在所述固定件的外周，并且所述压板上端高出所述上浮动板I处向所述上浮动板侧90度弯曲设置；
[0056]固定部，其为通过支撑柱9连接设置在所述上浮动板I上的工件夹装台6，待钻孔工件置于所述工件夹装台6上。
[0057]在实际生产中，在固定部上设置的工件夹装台6根据工件的大小、外形等相应的参数来设计。并且工件夹装台6上设置有加紧机构，用户可以根据工件的结构随意设置各种夹紧机构，实现对工件的夹装，工件主要的夹装压紧方式采用转角气缸来压紧。
[0058]在实际生产中，工作台12的浮动定位工装处于自由状态，并且由于上浮动板I周围设置的弹簧8弹力一致，上浮动板I相对于下固定板2中心一致，上浮动板I相对下固定板2可沿水平各方向上移动相等距离，当工件装夹后，在加工工件过程中，首先通过控制装置中存储的加工工件的孔位坐标控制Y方向伺服定位装置和X方向伺服定位装置相互配合，使钻头14沿预定行走路径将钻头14移动至预定位置，之后驱动Z方向伺服定位装置控制钻头14向工件的预加工凹坑移动，当钻头14中心轴与工件预加工凹坑碰触后，预加工凹坑中心有一定偏差时，钻头14通过接触凹坑给工件一个动力，带动工件下面的上浮动板I克服弹簧8弹力使工件底孔沿钻头中心轴轴向自行找正，来实现孔的加工。
[0059]一般钻孔机床都设置有冷却装置，本使用新型用喷头将冷却液喷洒到钻孔或者攻丝的工作面上，降低工作面的温度，并且对钻头14与工件的接触面起到一定润滑作用，保护钻头等设备。在浮动定位工装与工作台12之间设置了一个冷却液集液槽，在集液槽的底部设置了贯通孔，贯通孔向下延伸并通过管道连接至冷却液箱体。
[0060]尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【权利要求】
1.一种双头钻攻加工机床，其特征在于，包括: 工作台； 浮动定位工装，其设置在工作台上，与所述工作台横向弹性连接，待钻孔工件固定在所述浮动定位工装上，所述待钻孔工件的待钻孔处设置有凹坑； 两个钻头，其并列设置在所述浮动定位工装的上方，且由所述工作台支撑，所述工作台通过伺服定位装置支撑所述两个钻头沿前后方向Y、左右方向X和竖直方向Z三个方向移动。
2.如权利要求1所述的双头钻攻加工机床，其特征在于，所述浮动定位工装包括上浮动板，其通过固定至所述工作台上的下固定板与所述工作台横向弹性连接，待钻孔工件置于所述上浮动板上，所述上浮动板和下固定板之间横向设置有弹簧，以使所述上浮动板可相对于下固定板横向错开。
3.如权利要求2所述的双头钻攻加工机床，其特征在于，所述上浮动板和下固定板之间还包括: 多个浮动构件，每一浮动构件包括一钢球和一固定环，所述钢球置于所述固定环中，且所述固定环的内径大于所述钢球的直径，同时所述固定环的高度小于所述钢球的直径，所述固定环的下端固定至所述下固定板的上侧，所述钢球的上端抵顶在所述上浮动板的下侧。
4.如权利要求3所述的双头钻攻加工机床，其特征在于，所述伺服定位装置为丝杠和与丝杠配合的螺母分别设置在工作台和钻头架上，以使得所述两个钻头沿前后方向Y、左右方向X和竖直方向Z三个方向移动。
5.如权利要求4所述的双头钻攻加工机床，其特征在于，所述伺服定位装置的Y方向伺服定位装置中的丝杠设置在沿Y方向，并且设置在工作台上的第一导轨上，螺母设置在与所述第一导轨滑动设置的第一导向板上；所述伺服定位装置的X方向伺服定位装置中的丝杠设置在沿X方向，并且设置在与所述第一导向板垂直的第二导向板上，螺母设置在与第二导轨滑动设置的第三导向板上；所述伺服定位装置的Z方向伺服定位装置中的丝杠设置在沿Z方向，并且设置在第三导向板上，螺母设置在与第三导轨滑动设置的钻头架上。
6.如权利要求5所述的双头钻攻加工机床，其特征在于，还包括: 第一驱动装置，其驱动Y方向伺服定位装置中的丝杠； 第二驱动装置，其驱动X方向伺服定位装置中的丝杠； 以及第三驱动装置，其驱动Z方向伺服定位装置中的丝杠。
7.如权利要求6所述的双头钻攻加工机床，其特征在于，所述第一驱动装置和第二驱动装置均为伺服电机，所述第三驱动装置为伺服电机或者液压缸。
8.如权利要求7所述的双头钻攻加工机床，其特征在于，所述两个钻头为内螺纹钻头或者外螺纹钻头。
9.如权利要求8所述的双头钻攻加工机床，其特征在于，所述横向弹性连接由以下构件构成:多个固定件，其分设在一对板体的外周，每一固定件的上端与所述上浮动板固定，每一固定件的下端通过弹性件与所述下固定板横向弹性连接；所述弹性件包括一顶杆和缠绕固定在所述顶杆上的弹簧，弹性件一端的固定方式为:所述弹簧伸出所述顶杆置入所述固定件的沉孔中固定，弹性件另一端的固定方式为:所述顶杆与所述下固定板的侧壁接触设置，与所述下固定板的侧壁接触设置的顶杆端设置为球面。
10.如权利要求9所述的双头钻攻加工机床，其特征在于，所述浮动定位工装还包括:压板，其固定设置在所述固定件的外周，并且所述压板上端高出所述上浮动板处向所述上浮动板侧90度弯曲设置； 固定部，其为通过支撑柱连接设置在所述上浮动板上的工件夹装台，待钻孔工件置于所述工件夹装台上。
【文档编号】B23Q5/40GK204171799SQ201420617018
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月22日 优先权日:2014年10月22日
【发明者】董国庆 申请人:北京奥博汽车电子电器有限公司