数控双主轴极座标高速钻孔机床的制作方法

本发明涉及数控机床技术领域，具体涉及一种数控双主轴极座标高速钻孔机床。

背景技术：

机床是指制造机器的机器，亦称工作母机或工具机，习惯上简称机床。一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等。现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。其中，高速数控钻孔机床由于具有整体加工效率高，是普通钻床的3-5倍，高速数控钻孔机床正进入高速加工时代，高速数控钻孔机床移动部件的快速移动和定位及高速切削加工，极大地提高了生产率。另外，与的刀库配合使用，可实现在一台机床上进行多道工序的连续加工，减少了半成品的工序间周转时间，进一步提高了生产率。

然而，目前的高速钻孔机床通常只有一个主轴,而且主轴只能够进行竖直方向的移动,在加工回转零件时需要配合待加工零件的径向移动,才能够完成径向加工，使得高速钻孔机床的工作平台不仅具备带动待加工零件旋转的功能，还需要高速钻孔机床具备径向给进的功能，不仅工作效率低，而且工作平台需要设置的很大；另外，在对待加工零件进行加持固定时，需要人工手动进行定心操作，对于较大的环形待加工零件操作十分不方便，而且效率低。

因此，需要研发一种新的高速钻孔机床结构。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种数控双主轴极座标高速钻孔机床，一方面采用双径向给进机构，不仅能够实现双主轴的安装以增加工作效率，而且每个径向给进机构均能够带动相应的主轴沿着待加工零件的径向进行移动，高速钻孔机床的工作平台仅需具备带动待加工零件旋转的功能而不需要具备径向给进的功能，大大减小了工作平台的设计难度和占用空间；另一方面能够对环形待加工零件进行自动定心夹紧，不仅效率高而且也适用于较大的环形待加工零件的自动定心夹紧。

为实现上述目的，本发明提供一种数控双主轴极座标高速钻孔机床，包括工作平台，所述工作平台上设置有旋转机构，所述旋转机构上设置自动定心机构并带动所述自动定心机构同步旋转，所述工作平台的后侧设置门型支撑机构，所述门型支撑机构的前侧面上部设置倾斜面，所述倾斜面上呈左右对称设置两个径向给进机构，每个径向给进机构上沿竖向分别设置一个直线滑台，所述直线滑台的滑块上设置有钻孔机，且两个钻孔机的连线与所述自动定心机构的回转中心重合。

进一步地，所述自动定心机构包括设置在所述旋转机构上的安装盘，所述安装盘的中心开设有第一通孔，所述旋转机构上部中心安装有四爪联动卡盘，所述四爪联动卡盘位于所述第一通孔内，所述四爪联动卡盘的四个卡爪的外端沿其延伸方向水平分别设置有一个横截面为倒t形的滑动杆，所述安装盘上沿径向开设有与所述滑动杆相配合的横截面为倒t形的第一滑槽，每个滑动杆的内端上部分别设置一个固定压紧块，四个固定压紧块呈圆形分布，位于相邻的两个滑动杆之间的所述安装盘上沿径向开设有横截面为倒t形的第二滑槽，每个滑动杆的顶部沿其长度方向开设有横截面为倒t形的第三滑槽，所述第二滑槽和所述第三滑槽上滑动设置有l形的活动压紧块，待钻孔环形件被压紧在固定压紧块和活动压紧块之间。

进一步地，所述活动压紧块的顶部设置顶部压紧模块，所述顶部压紧模块包括沿垂直方向螺纹连接在所述活动压紧块顶部的第一螺纹杆，所述第一螺纹杆插设在顶部压板上的长槽孔内，所述第一螺纹杆的顶部设置有限位块，所述第一螺纹杆的下部螺纹连接有第一压紧螺母，位于所述第一螺纹杆外侧的所述活动压紧块的顶部螺纹连接有顶杆，所述顶杆的顶部用于顶压所述顶部压板的底部，所述顶杆上设置有手柄。

进一步地，所述卡爪与相连接的滑动杆之间通过连接模块相连接，所述连接模块包括第二螺纹杆和两个第二压紧螺母，所述第二螺纹杆的两端分别螺纹连接在所述卡爪和所述滑动杆的端部，所述第二螺纹杆的中部设置多边形凸台，两个第二压紧螺母分别螺纹连接在所述多边形凸台的两侧。

进一步地，所述多边形凸台为三边形凸台，或者四边形凸台，或者五边形凸台，或者六边形凸台。

进一步地，所述旋转机构包括设置在所述工作平台上的壳体，所述壳体的中心通过转轴转动设置有环形安装座，所述环形安装座上设置环形安装台，所述环形安装座的底部同心设置有涡轮齿圈，所述壳体内通过轴座转动设置有与所述涡轮齿圈相配合的蜗杆，所述蜗杆由驱动模块实现旋转驱动。

进一步地，所述驱动模块采用电机，或者液压马达，或者气动马达。

进一步地，所述径向给进机构包括水平滑动设置在所述倾斜面上的承载体，所述倾斜面上平行设置有一对第一导轨，在位于所述倾斜面下沿的所述门型支撑机构上设置有与所述第一导轨相平行的第二导轨，所述承载体上设置有与所述第一导轨相配合的第一导槽，所述承载体上设置有与所述第二导轨相配合的第二导槽，所述倾斜面上且位于一对第一导轨之间平行开设有长槽体，所述长槽体内通过轴座转动安装有滚珠丝杠，所述滚珠丝杠上转动设置有滚珠螺母，所述承载体与所述滚珠螺母固定连接，所述滚珠丝杠由步进电机实现驱动。

进一步地，所述门型支撑机构包括均为箱体结构的横梁和两个支腿，两个支腿呈对称设置在所述横梁的两端底部，所述横梁与所述横梁之间通过螺栓相连接，所述倾斜面设置在所述横梁的前侧面上部。

进一步地，所述支腿的下端内侧设置有第二安装台。

进一步地，两个支腿上部之间设置有u形防护板。

进一步地，所述横梁的后侧设置有平台，所述平台上设置有围栏。

进一步地，所述门型支撑机构的侧面设置有爬梯。

进一步地，所述工作平台上且位于所述自动定心机构的两侧分别设置一个刀库机构，所述刀库机构包括底座，所述底座上通过螺栓连接有支撑台，所述支撑台顶部转动设置主轴，所述主轴上设置星形拨轮，所述支撑台上设置有输出轴朝向所述星形拨轮的驱动马达，所述驱动马达的输出轴上设置有轮盘，所述轮盘上偏心设置有与所述星形拨轮相配合的拨杆，所述主轴的顶部设置刀架盘，所述刀架盘的圆周面上均匀设置有与所述星形拨轮相适配的刀架卡环，所述刀架卡环的前端设置有开口，所述刀架卡环内卡设有钻头。

进一步地，所述底座的侧面设置有第一安装台，所述第一安装台的前端开设有安装孔。

进一步地，所述第一安装台为箱体结构。

进一步地，所述底座和所述第一安装台上罩设有防护罩，所述防护罩上开设有通孔，所述支撑台伸出所述通孔。

进一步地，所述刀架盘的顶部设置有吊钩。

进一步地，所述驱动马达采用电动马达，或者液压马达，或者气动马达。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：本发明针对现有技术中，目前的高速钻孔机床通常只有一个主轴,而且主轴只能够进行竖直方向的移动,在加工回转零件时需要配合待加工零件的径向移动,才能够完成径向加工，使得高速钻孔机床的工作平台不仅具备带动待加工零件旋转的功能，还需要高速钻孔机床具备径向给进的功能，不仅工作效率低，而且工作平台需要设置的很大；另外，在对待加工零件进行加持固定时，需要人工手动进行定心操作，对于较大的环形待加工零件操作十分不方便，而且效率低的技术问题。提供一种数控双主轴极座标高速钻孔机床，包括工作平台，所述工作平台上设置有旋转机构，所述旋转机构上设置自动定心机构并带动所述自动定心机构同步旋转，所述工作平台的后侧设置门型支撑机构，所述门型支撑机构的前侧面上部设置倾斜面，所述倾斜面上呈左右对称设置两个径向给进机构，每个径向给进机构上沿竖向分别设置一个直线滑台，所述直线滑台的滑块上设置有钻孔机，且两个钻孔机的连线与所述自动定心机构的回转中心重合。本发明一方面采用双径向给进机构，不仅能够实现双主轴的安装以增加工作效率，而且每个径向给进机构均能够带动相应的主轴沿着待加工零件的径向进行移动，高速钻孔机床的工作平台仅需具备带动待加工零件旋转的功能而不需要具备径向给进的功能，大大减小了工作平台的设计难度和占用空间；另一方面能够对环形待加工零件进行自动定心夹紧，不仅效率高而且也适用于较大的环形待加工零件的自动定心夹紧。

附图说明

图1为本发明一种数控双主轴极座标高速钻孔机床的装配结构示意图；

图2为本发明中旋转机构与自动定心机构的装配结构示意图；

图3为本发明中自动定心机构的结构示意图；

图4为本发明中顶部压紧模块的结构示意图；

图5为图3中a处的局部结构示意图；

图6为本发明中旋转机构的结构示意图；

图7为本发明中径向给进机构和门型支撑机构的装配结构示意图；

图8为本发明中刀库机构的结构主视示意图；

图9为本发明中刀库机构的一种结构立体示意图；

图10为本发明中刀库机构的另一种结构立体示意图；

附图标记：

工作平台100；

旋转机构200；壳体210；环形安装座220；环形安装台230；涡轮齿圈240；蜗杆250；驱动模块260；

自动定心机构300；安装盘310；第一通孔320；四爪联动卡盘330；卡爪331；滑动杆340；连接模块341；第二螺纹杆341a；第二压紧螺母341b；多边形凸台341c；第一滑槽350；固定压紧块360；第二滑槽370；第三滑槽380；活动压紧块390；顶部压紧模块391；第一螺纹杆391a；顶部压板391b；长槽孔391c；限位块391d；第一压紧螺母391e；顶杆391f；手柄391g；

门型支撑机构400；倾斜面410；横梁420；支腿430；第二安装台440；u形防护板450；平台460；围栏470；爬梯480；

径向给进机构500；承载体510；第一导轨520；第二导轨530；第一导槽540；第二导槽550；长槽体560；滚珠丝杠570；步进电机580；

直线滑台600；

钻孔机700；

刀库机构800；底座801；支撑台802；主轴803；星形拨轮804；驱动马达805；轮盘806；拨杆807；刀架盘808；刀架卡环809；开口810；钻头811；第一安装台812；安装孔813；防护罩814；通孔815；吊钩816。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图1-10，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-10所示：一种数控双主轴极座标高速钻孔机床，包括工作平台，所述工作平台上设置有旋转机构，所述旋转机构上设置自动定心机构并带动所述自动定心机构同步旋转，所述工作平台的后侧设置门型支撑机构，所述门型支撑机构的前侧面上部设置倾斜面，所述倾斜面上呈左右对称设置两个径向给进机构，每个径向给进机构上沿竖向分别设置一个直线滑台，所述直线滑台的滑块上设置有钻孔机，且两个钻孔机的连线与所述自动定心机构的回转中心重合。

具体而言，如图1和图2所示，一种数控双主轴极座标高速钻孔机床，包括工作平台100，所述工作平台100上设置有旋转机构200，所述旋转机构200上设置自动定心机构300并带动所述自动定心机构300同步旋转，所述工作平台100的后侧设置门型支撑机构400，所述门型支撑机构400的前侧面上部设置倾斜面410，所述倾斜面410上呈左右对称设置两个径向给进机构500，每个径向给进机构500上沿竖向分别设置一个直线滑台600，所述直线滑台600的滑块上设置有钻孔机700，且两个钻孔机700的连线与所述自动定心机构300的回转中心重合。

根据本发明的一个实施例，如图2和图3所示，所述自动定心机构300包括设置在所述旋转机构200上的安装盘310，所述安装盘310的中心开设有第一通孔320，所述旋转机构200上部中心安装有四爪联动卡盘330，所述四爪联动卡盘330位于所述第一通孔320内，所述四爪联动卡盘330的四个卡爪331的外端沿其延伸方向水平分别设置有一个横截面为倒t形的滑动杆340，所述安装盘310上沿径向开设有与所述滑动杆340相配合的横截面为倒t形的第一滑槽350，每个滑动杆340的内端上部分别设置一个固定压紧块360，四个固定压紧块360呈圆形分布，位于相邻的两个滑动杆340之间的所述安装盘310上沿径向开设有横截面为倒t形的第二滑槽370，每个滑动杆340的顶部沿其长度方向开设有横截面为倒t形的第三滑槽380，所述第二滑槽370和所述第三滑槽380上滑动设置有l形的活动压紧块390，待钻孔环形件被压紧在固定压紧块360和活动压紧块390之间。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，所述活动压紧块390的顶部设置顶部压紧模块391，所述顶部压紧模块391包括沿垂直方向螺纹连接在所述活动压紧块390顶部的第一螺纹杆391a，所述第一螺纹杆391a插设在顶部压板391b上的长槽孔391c内，所述第一螺纹杆391a的顶部设置有限位块391d，所述第一螺纹杆391a的下部螺纹连接有第一压紧螺母391e，位于所述第一螺纹杆391a外侧的所述活动压紧块390的顶部螺纹连接有顶杆391f，所述顶杆391f的顶部用于顶压所述顶部压板391b的底部，所述顶杆391f上设置有手柄391g。

根据本发明的一个实施例，如图5所示，所述卡爪331与相连接的滑动杆340之间通过连接模块341相连接，所述连接模块341包括第二螺纹杆341a和两个第二压紧螺母341b，所述第二螺纹杆341a的两端分别螺纹连接在所述卡爪331和所述滑动杆340的端部，所述第二螺纹杆341a的中部设置多边形凸台341c，两个第二压紧螺母341b分别螺纹连接在所述多边形凸台341c的两侧。

根据本发明的一个实施例，所述多边形凸台341c为三边形凸台，很显然，所述多边形凸台341c也可以采用其他类型，比如采用四边形凸台，或者五边形凸台，或者六边形凸台。

根据本发明的一个实施例，如图6所示，所述旋转机构200包括设置在所述工作平台100上的壳体210，所述壳体210的中心通过转轴转动设置有环形安装座220，所述环形安装座220上设置环形安装台230，所述环形安装座220的底部同心设置有涡轮齿圈240，所述壳体210内通过轴座转动设置有与所述涡轮齿圈240相配合的蜗杆250，所述蜗杆250由驱动模块260实现旋转驱动。

根据本发明的一个实施例，所述驱动模块260采用电机，很显然，所述驱动模块260并不限于采用电机，也可以液压马达，或者气动马达，同样能够起到带动蜗杆250旋转的作用。

本发明采用上述结构后，在将环形待加工零件放置在安装盘310上之前，先将四爪联动卡盘330的四个卡爪331进行同步缩回，使得四个卡爪331前端围成的圆的直径小于环形待加工零件的内径，此时四个固定压紧块360在四个卡爪331的带动下也进行同步缩回；之后根据环形待加工零件的外径的大小将全部的活动压紧块390沿着径向向外移动以保证环形待加工零件的外环位于全部的活动压紧块390的内侧；之后将环形待加工零件放置在安装盘310上并使得四个卡爪331位于环形待加工零件的内孔内；之后将四爪联动卡盘330的四个卡爪331进行同步伸出，并使得四个卡爪331同时顶紧在环形待加工零件的内孔壁上，完成自动定心和初步的夹紧；之后旋转手柄391g带动顶杆391f下降以松开活动压紧块390的顶部压板391b，并将全部的活动压紧块390移动至环形待加工零件的外环上使得顶部压板391b的内端压设在环形待加工零件的外环上部，最后旋转手柄391g带动顶杆391f升起以顶紧顶部压板391b的外端底部，此时顶部压板391b的内端底部牢牢压紧在环形待加工零件的外环上实现外环的压紧。本发明能够对环形待加工零件进行自动定心夹紧，不仅效率高而且也适用于较大的环形待加工零件的自动定心夹紧。

根据本发明的一个实施例，如图7所示，所述径向给进机构500包括水平滑动设置在所述倾斜面410上的承载体510，所述倾斜面410上平行设置有一对第一导轨520，在位于所述倾斜面410下沿的所述门型支撑机构400上设置有与所述第一导轨520相平行的第二导轨530，所述承载体510上设置有与所述第一导轨520相配合的第一导槽540，所述承载体510上设置有与所述第二导轨530相配合的第二导槽550，所述倾斜面410上且位于一对第一导轨520之间平行开设有长槽体560，所述长槽体560内通过轴座转动安装有滚珠丝杠570，所述滚珠丝杠570上转动设置有滚珠螺母，所述承载体510与所述滚珠螺母固定连接，所述滚珠丝杠570由步进电机580实现驱动。

该实施例中，通过两个径向给进机构分别带动一个沿竖向设置的直线滑台，并利用直线滑台的升降实现钻孔机的竖向移动，而且两个钻孔机的连线与高速钻孔机床的工作平台的回转中心重合，这样，通过径向给进机构的水平移动就能够带动相应的钻孔机沿着待加工零件的径向进行移动，高速钻孔机床的工作平台仅需具备带动待加工零件旋转的功能而不需要具备径向给进的功能，大大减小了工作平台的设计难度和占用空间。同时，由于设置有两个径向给进机构，且每个径向给进机构上均通过一个竖向设置的直线滑台设置有一个钻孔机，能够实现双主轴的安装以增加工作效率。

根据本发明的一个实施例，如图7所示，所述门型支撑机构400包括均为箱体结构的横梁420和两个支腿430，两个支腿430呈对称设置在所述横梁420的两端底部，所述横梁420与所述横梁420之间通过螺栓相连接，所述倾斜面410设置在所述横梁420的前侧面上部。

根据本发明的一个实施例，如图7所示，所述支腿430的下端内侧设置有第二安装台440。

根据本发明的一个实施例，如图7所示，两个支腿430上部之间设置有u形防护板450。

根据本发明的一个实施例，如图7所示，所述横梁420的后侧设置有平台460，所述平台460上设置有围栏470。

根据本发明的一个实施例，如图7所示，所述门型支撑机构400的侧面设置有爬梯480。

径向给进机构和门型支撑机构采用上述结构后，工作时，首先将其安装在高速钻孔机床的工作平台旁，并保证两个钻孔机的连线与高速钻孔机床的工作平台的回转中心重合，完成径向给进机构和门型支撑机构的安装；之后将待加工的环形零件同轴心装夹在高速钻孔机床的回转工作平台上，之后两侧的径向给进机构同步沿着第一导轨和第二导轨（即沿着待加工零件的径向）移动，并配合直线滑台的竖向移动和钻孔机的高速钻孔就能够同时从待加工零件的两侧沿着径向进行钻孔作业，大大提高了钻孔效率。另外，当完成了一条直径上的钻孔作业后需要对其他直径上进行钻孔作业时，旋转工作平台带动待加工零件旋转，使得待加工零件的下一条直径与两个钻孔机的连线重合并固定即可进行下一条直径上的钻孔作业。采用双径向给进机构，不仅能够实现双主轴的安装以增加工作效率，而且每个径向给进机构均能够带动相应的主轴沿着待加工零件的径向进行移动，高速钻孔机床的工作平台仅需具备带动待加工零件旋转的功能而不需要具备径向给进的功能，大大减小了工作平台的设计难度和占用空间。

根据本发明的一个实施例，如图1和图8所示，所述工作平台100上且位于所述自动定心机构300的两侧分别设置一个刀库机构800，所述刀库机构800包括底座801，所述底座801上通过螺栓连接有支撑台802，所述支撑台802顶部转动设置主轴803，所述主轴803上设置星形拨轮804，所述支撑台802上设置有输出轴朝向所述星形拨轮804的驱动马达805，所述驱动马达805的输出轴上设置有轮盘806，所述轮盘806上偏心设置有与所述星形拨轮804相配合的拨杆807，所述主轴803的顶部设置刀架盘808，所述刀架盘808的圆周面上均匀设置有与所述星形拨轮804相适配的刀架卡环809，所述刀架卡环809的前端设置有开口810，所述刀架卡环809内卡设有钻头811。

根据本发明的一个实施例，如图9所示，为了便于将刀库机构800安装在高速钻孔机床的工作平台100上，在所述底座801的侧面设置有第一安装台812，所述第一安装台812的前端开设有安装孔813，采用上述结构后，能够通过第一安装台812前端开设的安装孔813将本发明安装在高速钻孔机床的工作平台100上。

根据本发明的一个实施例，如图9所示，为了减轻第一安装台812的重量，同时不降低第一安装台812的强度和刚度，所述第一安装台812为箱体结构。

根据本发明的一个实施例，如图10所示，为了对底座801和第一安装台812进行封盖，在所述底座801和所述第一安装台812上罩设有防护罩814，所述防护罩814上开设有通孔815，所述支撑台802伸出所述通孔815。

根据本发明的一个实施例，如图10所示，为了便于整体吊装刀库机构800，在所述刀架盘808的顶部设置有吊钩816，这样，能够通过吊机钩挂吊钩816对整体进行吊装，十分方便。

根据本发明的一个实施例，所述驱动马达805采用电动马达，该实施例中，驱动马达805的作用是带动轮盘806旋转，进而通过轮盘806上的拨杆807带动星形拨轮804间歇式旋转，很显然，所述驱动马达805并不限于采用电动马达，也可以采用其他类型，比如采用液压马达，或者气动马达，同样能够起到上述相同的作用。

刀库机构800采用上述结构后，在刀架盘808上装载有多种刀具，能够实现刀具的自动更换，不仅降低了工人的劳动强度，而且能够提高钻孔效率。在使用时，先通过吊机钩挂吊钩816对整体进行吊装至高速钻孔机床的工作平台上，并通过第一安装台812前端开设的安装孔813将本发明安装在高速钻孔机床的工作平台上,完成整体安装;当需要使用刀架卡环809上的其他刀具时,启动驱动马达805,带动轮盘806旋转，进而通过轮盘806上的拨杆807带动星形拨轮804间歇式旋转，直至高速钻孔机床的钻孔机700的主轴正下方的刀架卡环809为空的,之后,高速钻孔机床的钻孔机700的主轴在其垂直高度移动机构的带动下移动至空的刀架卡环809的正上方,并在垂直高度移动机构（即直线滑台600）的带动下继续下降使得主轴上的刀具卡入空的刀架卡环809内并松开刀具,完成主轴上刀具的取下;之后高速钻孔机床的钻孔机700的主轴在其垂直高度移动机构（即直线滑台600）的带动下向上移动一定距离停止;之后启动驱动马达805,带动轮盘806旋转，进而通过轮盘806上的拨杆807带动星形拨轮804间歇式旋转，直至所需要的刀具正对着高速钻孔机床的钻孔机700的主轴位置,之后,高速钻孔机床的主轴在其垂直高度移动机构（即直线滑台600）的带动下移动至所需要的刀具的正上方,并将所需要的刀具的上端卡入主轴上夹紧,之后高速钻孔机床的钻孔机700的主轴在其垂直高度移动机构的带动下移动至工作位置即可进行钻孔作业。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。