一种双向力抵消钻孔多刀具加工装置的制作方法

本发明涉及一种机床加工装置，尤其涉及一种双向力抵消钻孔多刀具加工装置。

背景技术：

机床工具行业是国民经济的基础装备产业，是装备制造业发展的重中之重。随着国民经济持续、快速、稳定增长，我国机床工具行业已取得了长足的发展与进步。

在零部件的悬臂结构上进行钻孔加工，是经常性的需求，比如各种法兰结构的螺栓连接处都需要钻孔。由于悬臂长度或者厚度的原因，悬臂结构在进行钻孔加工时，可能会刚度不足，从而零件会发生塑性变形，也会影响加工孔的精度。另外，现有装置和方法一般只能每次加工一个孔，且这类弱刚度悬臂结构也不适合用多孔钻机床进行加工，所以加工效率偏低。

技术实现要素：

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供了一种双向力抵消钻孔多刀具加工装置，它结构简单、使用便捷，可以在悬臂结构的两侧同时钻削多个孔，可以有效抵消钻削的轴向力，从而减小加工时悬臂的变形，提高加工精度，同时也提高了钻孔的效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括上组件、下组件、主轴和支撑箱体；主轴安装在于支撑箱体中，上组件、下组件和进给机构均连接在主轴上，通过进给机构进给带动上组件和下组件之间的上下分离或者合拢运动，并由主轴带动上组件和下组件中的刀具旋转运动。

所述的进给机构包括进给圆柱齿轮和进给旋柄，圆柱齿轮置于支撑箱体内并位于主轴侧方，进给旋柄通过轴承水平安装在支撑箱体，进给旋柄末端伸入到支撑箱体内与圆柱齿轮同轴转动连接，上组件和下组件的一端分别安装在圆柱齿轮上方和下方的支撑箱体中，并上组件和下组件分别与圆柱齿轮两侧啮合连接；所述的支撑箱体对称的两侧内壁开有竖直的导向槽，上组件和下组件对称两外侧的侧部嵌入到导向槽中，使得圆柱齿轮带动上组件和下组件沿导向槽的竖直方向升降运动。

所述的上组件包括上箱体、上第一滑块、上主轴圆柱齿轮、上组合齿轮、上第一锥齿轮、上第一传动轴、上第二锥齿轮、上第二传动轴、上第三锥齿轮、上刀具箱体、上钻头、上紧定螺钉和上第二滑块，上第一滑块、上第二滑块分别固定安装在上箱体外部的两侧，上第二滑块下端连接有用于与圆柱齿轮啮合连接的齿条，主轴通过轴承贯穿安装于上箱体的一侧，上箱体内的主轴通过滑键套有上主轴圆柱齿轮，使得上主轴圆柱齿轮随主轴旋转并且沿主轴轴向移动；上组合齿轮包括短轴以及同轴套在短轴上的圆柱齿轮和锥齿轮，短轴下端通过轴承安装于上箱体，圆柱齿轮与上主轴圆柱齿轮啮合，锥齿轮与上第一锥齿轮啮合；上第一传动轴水平安装在上箱体内，上第一传动轴一端通过滑键与上第一锥齿轮连接，使得上第一传动轴随上第一锥齿轮旋转并且沿上第一锥齿轮轴向移动，上第一传动轴另一端伸入到上刀具箱体内与上第二锥齿轮同轴旋转连接，上第一传动轴中部通过轴承支撑于上箱体；上刀具箱体的另一侧开有平行于上第一传动轴的滑槽，上刀具箱体安装在滑槽中能够沿滑槽水平移动，上第二锥齿轮、上第三锥齿轮和上第二传动轴均置于上刀具箱体内，上第二传动轴竖直安装在上刀具箱体内，上第三锥齿轮通过键套在上第二传动轴上，上第二锥齿轮和上第三锥齿轮啮合连接；用于加工钻孔的上钻头上端伸入到上刀具箱体内与上第二传动轴下端通过键同轴旋转连接，上钻头随上第二传动轴同轴旋转；滑槽侧方的上刀具箱体侧壁沿滑槽方向设有多个上紧定螺钉，多个上紧定螺钉间隔均布安装安装于上箱体外壁的螺纹孔内。

所述的上组件中，将主轴旋转通过上箱体内部的齿轮机构传递到上钻头，上钻头的水平位置随着上刀具箱体在滑槽中的位置而调整，将上紧定螺钉旋紧固定上钻头的水平位置。

所述的下组件包括下箱体、下第一滑块、下主轴圆柱齿轮、下组合齿轮、下第一锥齿轮、下第一传动轴、下第二锥齿轮、下第二传动轴、下第三锥齿轮、下刀具箱体、下钻头、下紧定螺钉和下第二滑块，下第一滑块、下第二滑块分别固定安装在下箱体外部的两侧，下第二滑块上端连接有用于与圆柱齿轮啮合连接的齿条，主轴通过轴承贯穿安装于下箱体的一侧，下箱体内的主轴通过滑键套有下主轴圆柱齿轮，使得下主轴圆柱齿轮随主轴旋转并且沿主轴轴向移动；下组合齿轮包括短轴以及同轴套在短轴上的圆柱齿轮和锥齿轮，短轴下端通过轴承安装于下箱体，圆柱齿轮与下主轴圆柱齿轮啮合，锥齿轮与下第一锥齿轮啮合；下第一传动轴水平安装在下箱体内，下第一传动轴一端通过滑键与下第一锥齿轮连接，使得下第一传动轴随下第一锥齿轮旋转并且沿下第一锥齿轮轴向移动，下第一传动轴另一端伸入到下刀具箱体内与下第二锥齿轮同轴旋转连接，下第一传动轴中部通过轴承支撑于下箱体；下刀具箱体的另一侧开有平行于下第一传动轴的滑槽，下刀具箱体安装在滑槽中能够沿滑槽水平移动，下第二锥齿轮、下第三锥齿轮和下第二传动轴均置于下刀具箱体内，下第二传动轴竖直安装在下刀具箱体内，下第三锥齿轮通过键套在下第二传动轴上，下第二锥齿轮和下第三锥齿轮啮合连接；用于加工钻孔的下钻头下端伸入到下刀具箱体内与下第二传动轴上端通过键同轴旋转连接，下钻头随下第二传动轴同轴旋转；滑槽侧方的下刀具箱体侧壁沿滑槽方向设有多个下紧定螺钉，多个下紧定螺钉间隔均布安装安装于下箱体外壁的螺纹孔内。

所述的下组件中，将主轴旋转通过下箱体内部的齿轮机构传递到下钻头，下钻头的水平位置随着下刀具箱体在滑槽中的位置而调整，将下紧定螺钉旋紧固定下钻头的水平位置。

所述的上第一滑块和上第二滑块分别嵌入到支撑箱体对称两侧的导向槽内，使得上组件沿着支撑箱体的导向槽上下限位移动。

所述的下第一滑块和下第二滑块分别嵌入到支撑箱体对称两侧的导向槽内，使得下组件沿着支撑箱体的导向槽上下限位移动。

所述装置安装到立式或者卧式机床的主轴箱上，对悬臂结构进行钻孔加工。

本发明可应用于卧式机床，对卧式机床或立式机床进行应性改造，将本发明的装置的箱体装在机床的主轴箱上，减小悬臂结构钻孔加工的变形，同时实现多孔同时加工。

本发明具有的有益效果是：

1、与其他孔加工装置相比，本发明能够抵消钻孔加工的轴向力，减小甚至消除针对孔加工时的弯曲变形，从而提高孔加工的精度，尤其是针对悬臂机构的工件孔加工能大大消除弯曲变形。

2、本发明能够双向同时加工，同时加工多个孔，大大的提高了加工效率。

附图说明

图1是本发明整体结构的原理图。

图2是本发明的上组件的结构图。

图3是本发明的下组件的结构图。

图4是本发明的上组件的详细剖视图。

图5是本发明的主轴滑键设计的原理图。

图6是本发明的进给结构的原理图。

图7是本发明的钻孔位置调节设计的原理图。

图8是本发明的整体外观示意图。

图中：1:上组件；2:主轴；3:支撑箱体；4:进给旋柄；5:下组件；6:进给圆柱齿轮；1a:上箱体；1b:上第一滑块；1c:上主轴圆柱齿轮；1d:上组合齿轮；1e:上第一锥齿轮；1f:上第一传动轴；1g:上第二锥齿轮；1h:上第二传动轴；1i:上刀具箱体；1j:上第三锥齿轮；1k:上钻头；1l:上紧定螺钉；1m:上第二滑块；5a:下箱体；5b:下第一滑块；5c:下主轴圆柱齿轮；5d:下组合齿轮；5e:下第一锥齿轮；5f:下第一传动轴；5g:下第二锥齿轮；5h:下第二传动轴；5i:下刀具箱体；5j:下第三锥齿轮；5k:下钻头；5l:下紧定螺钉；5m:下第二滑块；7:导向槽：8:滑键；9:限位挡块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1和图8所示，本发明包括上组件1、下组件5、主轴2和支撑箱体3；主轴2安装在于支撑箱体3中，上组件1、下组件5和进给机构均连接在主轴2上，通过进给机构进给带动上组件1和下组件5之间的上下分离或者合拢运动，并由主轴2带动上组件1和下组件5中的刀具旋转运动。

如图2所示，上组件1包括上箱体1a、上第一滑块1b、上主轴圆柱齿轮1c、上组合齿轮1d、上第一锥齿轮1e、上第一传动轴1f、上第二锥齿轮1g、上第二传动轴1h、上第三锥齿轮1j、上刀具箱体1i、上钻头1k、上紧定螺钉1l和上第二滑块1m。上第一滑块1b、上第二滑块1m分别固定安装在上箱体1a外部的两侧，上第二滑块1m下端连接有用于与圆柱齿轮6啮合连接的齿条，主轴2通过轴承贯穿安装于上箱体1a的一侧，上箱体1a内的主轴2通过滑键8套有上主轴圆柱齿轮1c，使得上主轴圆柱齿轮1c随主轴2旋转并且沿主轴2轴向移动。

如图5所示，上组合齿轮1d包括短轴以及同轴套在短轴上的圆柱齿轮和锥齿轮，短轴下端通过轴承安装于上箱体1a，圆柱齿轮与上主轴圆柱齿轮1c啮合，锥齿轮位于圆柱齿轮上方，锥齿轮与上第一锥齿轮1e啮合；上第一传动轴1f水平安装在上箱体1a内，上第一传动轴1f一端通过滑键8与上第一锥齿轮1e一端连接，使得上第一传动轴1f随上第一锥齿轮1e旋转并且沿上第一锥齿轮1e轴向移动，并且上第一锥齿轮1e另一端连接限位挡块9，上第一锥齿轮1e通过固定在上箱体1a侧壁的限位挡块9轴向限位，使得上第一锥齿轮1e不随上第一传动轴1f轴向移动而移动；上第一传动轴1f另一端伸入到上刀具箱体1i内通过键与上第二锥齿轮1g同轴旋转连接，上第一传动轴1f中部通过轴承支撑于上箱体1a。

如图4所示，上刀具箱体1i的另一侧开有平行于上第一传动轴1f的滑槽，上刀具箱体1i安装在滑槽中能够沿滑槽水平移动，上第二锥齿轮1g、上第三锥齿轮1j和上第二传动轴1h均置于上刀具箱体1i内，上第二传动轴1h竖直安装在上刀具箱体1i内，上第二传动轴1h与主轴2平行，上第三锥齿轮1j通过键套在上第二传动轴1h上，上第二锥齿轮1g和上第三锥齿轮1j啮合连接。如图7所示，用于加工钻孔的上钻头1k上端伸入到上刀具箱体1i内与上第二传动轴1h下端通过键同轴旋转连接，上钻头1k随上第二传动轴1h同轴旋转；滑槽侧方的上刀具箱体1i侧壁沿滑槽方向设有多个上紧定螺钉1l，多个上紧定螺钉1l间隔均布安装安装于上箱体1a外壁的螺纹孔内，各个上紧定螺钉1l安装位置与上刀具箱体1i在沿滑槽移动的范围相匹配，使得旋紧上紧定螺钉1l锁定上刀具箱体1i在上箱体1a滑槽中的位置。

如图3所示，下组件5包括下箱体5a、下第一滑块5b、下主轴圆柱齿轮5c、下组合齿轮5d、下第一锥齿轮5e、下第一传动轴5f、下第二锥齿轮5g、下第二传动轴5h、下第三锥齿轮5j、下刀具箱体5i、下钻头5k、下紧定螺钉5l和下第二滑块5m。下第一滑块5b、下第二滑块5m分别固定安装在下箱体5a外部的两侧，下第二滑块5m上端连接有用于与圆柱齿轮6啮合连接的齿条，主轴2通过轴承贯穿安装于下箱体5a的一侧，下箱体5a内的主轴2通过滑键8套有下主轴圆柱齿轮5c，使得下主轴圆柱齿轮5c随主轴2旋转并且沿主轴2轴向移动。

下组合齿轮5d包括短轴以及同轴套在短轴上的圆柱齿轮和锥齿轮，短轴下端通过轴承安装于下箱体5a，圆柱齿轮与下主轴圆柱齿轮5c啮合，锥齿轮位于圆柱齿轮下方，锥齿轮与下第一锥齿轮5e啮合；下第一传动轴5f水平安装在下箱体5a内，下第一传动轴5f一端通过滑键8与下第一锥齿轮5e一端连接，使得下第一传动轴5f随下第一锥齿轮5e旋转并且沿下第一锥齿轮5e轴向移动，并且下第一锥齿轮5e另一端连接限位挡块9，下第一锥齿轮5e通过固定在下箱体5a侧壁的限位挡块9轴向限位，使得下第一锥齿轮5e不随下第一传动轴5f轴向移动而移动；下第一传动轴5f另一端伸入到下刀具箱体5i内通过键与下第二锥齿轮5g同轴旋转连接，下第一传动轴5f中部通过轴承支撑于下箱体5a。

下刀具箱体5i的另一侧开有平行于下第一传动轴5f的滑槽，下刀具箱体5i安装在滑槽中能够沿滑槽水平移动，下第二锥齿轮5g、下第三锥齿轮5j和下第二传动轴5h均置于下刀具箱体5i内，下第二传动轴5h竖直安装在下刀具箱体5i内，下第二传动轴5h与主轴2平行，下第三锥齿轮5j通过键套在下第二传动轴5h上，下第二锥齿轮5g和下第三锥齿轮5j啮合连接。如图7所示，用于加工钻孔的下钻头5k下端伸入到下刀具箱体5i内与下第二传动轴5h上端通过键同轴旋转连接，下钻头5k随下第二传动轴5h同轴旋转；滑槽侧方的下刀具箱体5i侧壁沿滑槽方向设有多个下紧定螺钉5l，如图7所示，多个下紧定螺钉5l间隔均布安装安装于下箱体5a外壁的螺纹孔内，各个下紧定螺钉5l安装位置与下刀具箱体5i在沿滑槽移动的范围相匹配，使得旋紧下紧定螺钉5l锁定下刀具箱体5i在下箱体5a滑槽中的位置。

如图6所示，进给机构包括进给圆柱齿轮6和进给旋柄4，进给旋柄4垂直于主轴2，圆柱齿轮6置于支撑箱体3内并位于主轴2侧方，进给旋柄4通过轴承水平安装在支撑箱体3，进给旋柄4末端伸入到支撑箱体3内通过键与圆柱齿轮6同轴转动连接，上组件1和下组件5的一端分别安装在圆柱齿轮6上方和下方的支撑箱体3中，并上组件1中上第二滑块1m上的齿条和下组件5中下第二滑块5m上的齿条分别与圆柱齿轮6两侧啮合连接；支撑箱体3对称的两侧内壁开有竖直的导向槽7，上组件1和下组件5对称两外侧的侧部嵌入到导向槽7中，使得圆柱齿轮6带动上组件1和下组件5沿导向槽7的竖直方向升降运动。

本发明的具体工作过程如下：

上组件1中，将主轴2旋转通过上箱体1a内部的齿轮机构传递到上钻头1k，上钻头1k的水平位置随着上刀具箱体1i在滑槽中的位置而调整，将上紧定螺钉1l旋紧固定上钻头1k的水平位置。

下组件5中，将主轴2旋转通过下箱体5a内部的齿轮机构传递到下钻头5k，下钻头5k的水平位置随着下刀具箱体5i在滑槽中的位置而调整，将下紧定螺钉5l旋紧固定下钻头5k的水平位置。

其中的上第一滑块1b、上第二滑块1m、下第一滑块5b和下第二滑块5m分别位于支撑箱体3的导向槽7内，分别可以带着上组件1和下组件5在支撑箱体3的导向槽7内上下移动；上第二滑块1m、下第二滑块5m位于进给圆柱齿轮6两侧，并且与进给圆柱齿轮6啮合。

进给机构中，转动进给旋柄4，进给旋柄4通过进给圆柱齿轮6带动上第二滑块1m上下移动，从而带动上组件1上下移动，对应的同时进给圆柱齿轮6带动下第二滑块5m上下移动，进而带动下组件5下上移动。从而实现上组件1和下组件5相分离和合拢。

最终加工过程是，松开上紧定螺钉1l和下紧定螺钉5l，根据待加工悬臂结构上孔的位置，调整上刀具箱体1i和下刀具箱体5i的位置，然后拧紧上紧定螺钉1l和下紧定螺钉5l。将悬臂结构伸入到上组件1和下组件5之间，送入到加工位置，启动机床使主轴2旋转，进而带动上钻头1k和下钻头5k旋转。然后旋转进给旋柄，使上组件1和下组件5向中间运动，实现进给切削。

由此，本发明能够通过上组件1和下组件5在工件上下两端同时进行加工，抵消钻孔加工的轴向力，减小甚至消除孔加工时的弯曲变形，从而提高孔加工的精度，提高加工效率，具有其突出显著的技术效果。