本发明涉及一种机械加工方面的机械装置，具体涉及自动定位的液压驱动的钻孔机械装置。
背景技术：
在目前的机械加工企业或者电器制造企业中，经常会遇到给减速机的上盖的四个角钻孔或者给齿轮箱的四角钻孔，正常的机械加工程序是先要划线找正位置，然后用摇臂钻床分别给四个角钻孔，也就说钻孔四次，还要事先准备好减速机箱盖的专用夹具，假如说某一个法兰盘上有12个空，就要钻孔12次，这样显然十分浪费工时，又不能实现工业自动化，非常令人头痛。
如能设计一种自动定位的液压驱动的钻孔机械装置，特别是针对减速机的上盖，或者像菜碟一样盘盖类机械零件的周边钻孔，能一次性钻孔成功，又不需要专门夹具，而且所设计的机械设备的价格又不高，正是目前很多企业所渴望的。
技术实现要素：
本发明针对上述存在问题，设计了一种自动定位的液压驱动的钻孔机械装置，可以快速钻孔，本发明巧妙设计钻头只旋转不下降，而被钻孔机械零件在液压缸的作用下不断提升位置而被钻孔成功。这样可以大幅度地提高生产效率和自动化程度。
本发明涉及的技术解决方案：
如图1、2、3、4所示，自动定位的液压驱动的钻孔机械装置，其特征在于：该装置主要由电动机1、第四层底板2、立柱3、第三层底板4、第二层底板5、液压升降圆盘6、第一层底板7、定位连杆8、需要钻孔的零件9、皮带传动罩子10、传动主轴11、减速器12、螺母13、弹簧14、皮带轮20、宝塔形皮带轮21、钻头22、皮带23、油箱30、过滤器31、溢流阀32、节流阀33、换向阀34、液压缸35、液压泵36组成；所述的第四层底板2、第三层底板4、第二层底板5、第一层底板7套装在四根互相平行的立柱3上，所述的第四层底板2、第一层底板7都与立柱3构成固定配合，在立柱3的最上方安装有四只螺母13，四只螺母13下方放置四只弹性垫圈，四只所述的立柱3与第四层底板2、第一层底板7配合处直径比立柱其他地方直径小3～4mm；所述的第三层底板4、第二层底板5都与立柱3构成间隙配合，间隙配合之处设有巴氏合金的轴承衬；所述的需要钻孔的零件9放置在第二层底板5上，定位连杆8安装在设在第二层底板5上；以便于操作工手工放置需要钻孔的零件9时先给一个大致的定位，也就是说定位连杆8作用是让操作工把需要钻孔的零件9的大概位置放准确，如果手工放置位置和准确位置相差2～3mm，等到底部液压升降圆盘6一旦开启，上下一旦压缩，由手工放置造成的相差2～3mm就会被自动纠正。所述的液压升降圆盘6安装在第二层底板5的正下方，液压升降圆盘6的上表面的面积是第二层底板5的下表面的面积的四分之三；所述的电动机1架设安装在第四层底板2上，电动机1的输出轴与减速器12的输入轴通过联轴器连接，减速器12的输出轴上通过普通平键安装有皮带轮20，皮带轮20通过皮带23与宝塔形皮带轮21连接、宝塔形皮带轮21下方的输出轴上安装有钻头22。
本发明进一步技术解决方案是：
如图1所示，所述的立柱3上套有弹簧14，弹簧14的材料为60si2mn，簧丝直径为1.8mm，而且弹簧14安装在第四层底板2与第三层底板4之间。
如图1所示，所述的第三层底板4的下方设有多个螺孔，螺孔上安装有多个模具钢，模具钢的外形与需要钻孔的零件9上方的凹陷处相一致，模具钢的材料为cr12mo1v1。
如图2所示，所述的电动机1为交流伺服电机，电动机1的主要由定子、转子、机座、风扇、轴承、脉冲编码器、端盖组成；定子是用硅钢片叠压而成，定子表面的槽内嵌有两相绕组，其中一相绕组是励磁绕组，另一相绕组是控制绕组；电动机1的构造与电容分相式单相异步电动机相似，电动机1的转子做成鼠笼式；所述的电动机1是采用铝合金制成的空心杯形转子，其杯壁为0.1～0.2mm，为了减小电动机1磁路的磁阻，在空心杯形转子内放置固定的内定子。
如图1所示，所述的第二层底板5的上表面刻有凹槽，凹槽的形状与大小与需要钻孔的零件9的下表面的凸缘相互一致，第二层底板5的材料为cr12mov。
如图3所示，所述的液压升降圆盘6安装在液压缸35上，液压缸35通过液压油管道与换向阀34相连接，换向阀34通过液压油管道与节流阀33、液压泵36、过滤器31、油箱30串联，液压泵36的上方旁路连接有溢流阀32。
如图1所示，所述的第三层底板4上方的立柱3上安装有滚轮式行程开关，而且滚轮式行程开关的安装位置是可以上下调节的以便适应钻孔深度的变化，滚轮式行程开关主要由滚轮、上转臂、复位弹簧、传动杠、转轴、凸轮、金属盒子组成；滚轮安装在行程开关的顶部，同时滚轮安装在第三层底板4上下运行的通道上，复位弹簧安装在转轴旁边；复位弹簧、传动杠、转轴、凸轮被密封在金属盒子里。
如图3、4所示，所述的液压泵36为直轴式轴向柱塞泵，直轴式轴向柱塞泵主要有泵体、配油盘、缸体、缸套、滑靴、柱塞、斜盘、滑履组成；配油盘为圆盘状而且带有减震孔的配油盘；柱塞为圆柱状而且带有四道环状沟槽；滑靴的内部设有鼓形空腔；柱塞、斜盘、滑履安装在泵体内部。
如图1、3所示，所述的换向阀34为两位四通电磁阀，换向阀34为先导式电磁阀；所述的第三层底板4上预先被钻有和钻头22位置一样孔，孔的直径比钻头22大0.2～0.5mm。
如图2所示，所述的宝塔形皮带轮21的外形像宝塔，其表面开有三道b型三角皮带槽的皮带轮；所述的皮带23为b型活络三角皮带，所述的宝塔形皮带轮21的外形像宝塔，即宝塔形皮带轮21表面三道b型三角皮带槽的直径不一样。
本发明有益效果：
一、本发明巧妙设计钻头只旋转不下降，而被钻孔机械零件在液压缸的作用下不断提升位置而被钻孔成功。本发明特别适合菜碟一样的盘盖类机械零件的周边钻孔，能一次性钻孔成功，定位精准，又不需要专门夹具。对于某些制造企业长期生产同一类的机械产品非常实用，省事、省力、钻孔速度快。
二、本发明结构精巧，设备机构简单不繁琐，设备造价低，本发明的第二层底板5的材料为cr12mov。因为cr12mov是优秀的冷作模具钢，钢的淬透性、淬火回火的硬度、耐磨性、强度均比cr12高，本发明非常适合用于制造截面较大、形状复杂、工作条件繁重下的各种冷冲模具和工具类零件加工，如本发明的冷挤压力很大，而且又不容易磨损，所以本发明经久耐用。
三、本发明具有广阔的推广应用前景，可以广泛地应用于大型机械加工企业，电器制造企业，小型私营企业，设备造价低廉，容易操作，维修方便，自动化程度高，可以大幅度降低工人劳动强度，同时提高钻孔质量，特别是定位准确，钻孔时没有晃动，钻直径比较小的孔时钻头不容易折断。
附图说明
附图1为本发明的总体结构示意图；
图1中：电动机1、第四层底板2、立柱3、第三层底板4、第二层底板5、液压升降圆盘6、第一层底板7、定位连杆8、需要钻孔的零件9、皮带传动罩子10、传动主轴11、减速器12、螺母13、弹簧14。
附图2为本发明的电动机1带动减速器12传动结构示意图；
图2中：电动机1、传动主轴11、减速器12、皮带轮20、宝塔形皮带轮21、钻头22、皮带23。
附图3为本发明的液压升降圆盘6所连接的液压传动系统图；
图3中：液压升降圆盘6、油箱30、过滤器31、溢流阀32、节流阀33、换向阀34、液压缸35、液压泵36。
附图4为本发明的液压泵36中滑靴的剖视意；
具体实施方式
如图1、图2所示，现将需要钻孔的零件9放置于第二层底板5上，因为所述的第二层底板5的上表面刻有凹槽，凹槽的形状与大小与需要钻孔的零件9的下表面的凸缘相互一致，操作工将需要钻孔的零件9放置于第二层底板5上时，位置就会基本准确，为了防止操作工把需要钻孔的零件9放置偏离正确位置太远，定位连杆8安装在设在第二层底板5上；以便于操作工手工放置需要钻孔的零件9时先给一个大致的定位，也就是说定位连杆8作用是让操作工把需要钻孔的零件9的大概位置放准确，如果手工放置位置和准确位置相差2～3mm，等到底部液压升降圆盘6一旦开启，上下一旦压缩，由手工放置造成的相差2～3mm就会被自动纠正。
操作工把需要钻孔的零件9放准确位置后，开启电动机1，电动机1带动减速器12，减速器12带动传动主轴11，传动主轴11带动皮带轮20、带轮20通过皮带23带动宝塔形皮带轮21，宝塔形皮带轮21带动钻头22旋转准备钻孔，在此同时，操作工启动液压泵36，液压油分别经过油箱30、过滤器31、液压泵36、节流阀33、换向阀34、到达液压缸35，使得液压缸35上升，也就带动液压升降圆盘6上升。(其中，溢流阀32起到过载保护油路以及液压元件作用)。
如图1所示，液压升降圆盘6上升就可以带动第二层底板5沿着立柱3方向平稳上升，随着位置的不断上升，由于立柱3上套有弹簧14，需要钻孔的零件9就被牢牢地压在第三层底板4与第二层底板5之间。随着位置的再上升，钻头22就通过第三层底板4预留的圆孔对准需要钻孔的零件9进行钻孔，等钻孔结束时，第三层底板4继续上升将碰撞到立柱3旁边预先安装好的行程开关，行程开关将立即通过本发明的控制柜控制元件“通知”电动机1反转拔出钻头22，同时“通知”换向阀34立即换向，使得液压升降圆盘6下降，那么需要钻孔的零件9也跟着下降，此时需要钻孔的零件9的孔已经被钻好，当下降幅度超过弹簧14控制的范围后，第三层底板4与第二层底板5之间距离变大，操作工即可以将已经被钻好孔的零件取出，再放进去下一个需要钻孔的零件9来完成钻孔工作。
本发明特别适合菜碟一样的盘盖类机械零件的周边钻孔，能一次性钻孔成功，定位精准，又不需要专门夹具。对于某些制造企业长期生产同一类的机械产品非常实用，省事、省力、钻孔速度快。
如图1、2、3、4所示，自动定位的液压驱动的钻孔机械装置，其特征在于：该装置主要由电动机1、第四层底板2、立柱3、第三层底板4、第二层底板5、液压升降圆盘6、第一层底板7、定位连杆8、需要钻孔的零件9、皮带传动罩子10、传动主轴11、减速器12、螺母13、弹簧14、皮带轮20、宝塔形皮带轮21、钻头22、皮带23、油箱30、过滤器31、溢流阀32、节流阀33、换向阀34、液压缸35、液压泵36组成；所述的第四层底板2、第三层底板4、第二层底板5、第一层底板7套装在四根互相平行的立柱3上，所述的第四层底板2、第一层底板7都与立柱3构成固定配合，在立柱3的最上方安装有四只螺母13，四只螺母13下方放置四只弹性垫圈，四只所述的立柱3与第四层底板2、第一层底板7配合处直径比立柱其他地方直径小3～4mm；所述的第三层底板4、第二层底板5都与立柱3构成间隙配合，间隙配合之处设有巴氏合金的轴承衬；所述的需要钻孔的零件9放置在第二层底板5上，定位连杆8安装在设在第二层底板5上；以便于操作工手工放置需要钻孔的零件9时先给一个大致的定位，也就是说定位连杆8作用是让操作工把需要钻孔的零件9的大概位置放准确，如果手工放置位置和准确位置相差2～3mm，等到底部液压升降圆盘6一旦开启，上下一旦压缩，由手工放置造成的相差2～3mm就会被自动纠正。所述的液压升降圆盘6安装在第二层底板5的正下方，液压升降圆盘6的上表面的面积是第二层底板5的下表面的面积的四分之三；所述的电动机1架设安装在第四层底板2上，电动机1的输出轴与减速器12的输入轴通过联轴器连接，减速器12的输出轴上通过普通平键安装有皮带轮20，皮带轮20通过皮带23与宝塔形皮带轮21连接、宝塔形皮带轮21下方的输出轴上安装有钻头22。
如图1所示，所述的立柱3上套有弹簧14，弹簧14的材料为60si2mn，簧丝直径为1.8mm，而且弹簧14安装在第四层底板2与第三层底板4之间。
如图1所示，所述的第三层底板4的下方设有多个螺孔，螺孔上安装有多个模具钢，模具钢的外形与需要钻孔的零件9上方的凹陷处相一致，模具钢的材料为cr12mo1v1。cr12mo1v1模具钢的化学成分与d2(d2是美国钢材代号)完全一致，本发明经多年的实践证明，cr12mo1v1模具钢的性能优于cr12mov等模具钢。由于cr12mo1v1的含mo、v量比cr12mov钢高，并含有co，改善了钢的组织，其强韧性、耐磨性均有所提高，特别是cr12mo1v1的耐磨性性能好，可以使本发明的需要钻孔的零件9定位精准，也就是可以使得钻孔定位精准，同时可以使得本发明装置经久耐用。
如图2所示，所述的电动机1为交流伺服电机，电动机1的主要由定子、转子、机座、风扇、轴承、脉冲编码器、端盖组成；定子是用硅钢片叠压而成，定子表面的槽内嵌有两相绕组，其中一相绕组是励磁绕组，另一相绕组是控制绕组；电动机1的构造与电容分相式单相异步电动机相似，电动机1的转子做成鼠笼式；所述的电动机1是采用铝合金制成的空心杯形转子，其杯壁为0.1～0.2mm，为了减小电动机1磁路的磁阻，在空心杯形转子内放置固定的内定子。本发明采用交流伺服电机，交流伺服电机无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低，定子绕组散热比较方便，转动惯量小，电动机停止运转，钻头就立即停止运转，不至于将第二层底板5也钻通或者钻伤，同时易于提高本发明系统的快速性。本发明的交流伺服电机也适应于高速大力矩工作状态，例如被钻的机械零件是合金钢材料时本发明就显示出突出的优点。
如图1所示，所述的第二层底板5的上表面刻有凹槽，凹槽的形状与大小与需要钻孔的零件9的下表面的凸缘相互一致，第二层底板5的材料为cr12mov。本发明采用cr12mov，因为cr12mov是优秀的冷作模具钢，钢的淬透性、淬火回火的硬度、耐磨性、强度均比cr12高，非常适合用于制造截面较大、形状复杂、工作条件繁重下的各种冷冲模具和工具类零件加工，如本发明的冷挤压力很大，而且又不容易磨损，第二层底板5的材料采用cr12mov就非常合适，明显采用cr12mov不能通过有限次试验能得到该技术。
如图3所示，所述的液压升降圆盘6安装在液压缸35上，液压缸35通过液压油管道与换向阀34相连接，换向阀34通过液压油管道与节流阀33、液压泵36、过滤器31、油箱30串联，液压泵36的上方旁路连接有溢流阀32。
如图1所示，所述的第三层底板4上方的立柱3上安装有滚轮式行程开关，而且滚轮式行程开关的安装位置是可以上下调节的以便适应钻孔深度的变化，滚轮式行程开关主要由滚轮、上转臂、复位弹簧、传动杠、转轴、凸轮、金属盒子组成；滚轮安装在行程开关的顶部，同时滚轮安装在第三层底板4上下运行的通道上，复位弹簧安装在转轴旁边；复位弹簧、传动杠、转轴、凸轮被密封在金属盒子里。在机器钻孔时，启动液压泵36，第三层底板4上行撞到行程开关的滚轮上时，传动杠连同转轴一同转动，使凸轮推动微动开关，推动微动开关快速动作，立即“通知”电动机1停止运转，液压泵36停止运转，换向阀34进行换向动作，液压缸35卸载，液压升降圆盘6做下降动作，即钻孔深度到此为止，可以取出需要钻孔的零件9，钻孔工序就顺利完成了。如果没有本发明设置的滚轮式行程开关就会把第二层底板5也钻通了，从而损坏本发明设备。当滚轮下的第三层底板4移开后，复位弹簧就使行程开关复位，以备下一个循环再使用。
如图3、4所示，所述的液压泵36为直轴式轴向柱塞泵，直轴式轴向柱塞泵主要有泵体、配油盘、缸体、缸套、滑靴、柱塞、斜盘、滑履组成；配油盘为圆盘状而且带有减震孔的配油盘；柱塞为圆柱状而且带有四道环状沟槽；滑靴的内部设有鼓形空腔；柱塞、斜盘、滑履安装在泵体内部。直轴式轴向柱塞泵是通过斜盘来推动柱塞往复运动来实现泵的吸压油过程和系统压力的建立。滑靴是连接斜盘、柱塞的中间环节，所以非常重要。滑靴除了承受来自柱塞腔高压油轴向作用力之外，滑靴周向运动引起的离心力矩以及随缸体旋转所产生的摩擦力矩会使滑靴相对斜盘表面产生倾覆，这种倾覆在柱塞腔高低压切换的时候很容易造成滑靴外表面偏磨磨损，从而引起整台泵的失效。本发明将滑靴的内部设有鼓形空腔，同时柱塞设计为圆柱状而且带有四道环状沟槽，就大大降低了这种倾向。
如图1、3所示，所述的换向阀34为两位四通电磁阀，换向阀34为先导式电磁阀；所述的第三层底板4上预先被钻有和钻头22位置一样孔，孔的直径比钻头22大0.2～0.5mm。以便于引导钻头22对准需要钻孔的零件9进行钻孔。
如图2所示，所述的宝塔形皮带轮21的外形像宝塔，其表面开有三道b型三角皮带槽的皮带轮；所述的皮带23为b型活络三角皮带，所述的宝塔形皮带轮21的外形像宝塔，即宝塔形皮带轮21表面三道b型三角皮带槽的直径不一样。这样就可以让钻床操作工来根据被钻孔材料的硬度来选择钻头的速度，即皮带23绕在宝塔形皮带轮21不同的b型三角皮带槽钻头的转速必然不一样。这样以利于本发明降低钻孔的表面粗糙度值，提高钻孔质量。
综上，本发明所设计的自动定位的液压驱动的钻孔机械装置，可以达到预期的目的。