专利名称：一种加工磁性棒料的卧式多工位精密数控钻床的制作方法
技术领域：
本发明属于数控机床技术领域，涉及一种以磁性棒料为加工对象新型卧式多工位精密数控钻床，具有操纵方便、加工精度高、工人的疲劳低、生产率高等突出优点，可广泛应用于机床加工领域。
背景技术：
磁性材料在电子技术领域和国防科学技术等领域中都有重要的作用。随着磁性棒料在电子行业应用也越来越广泛，而对磁性棒料的加工如钻孔、扩孔、绞孔，现有市场上还是大多采用传统单轴钻床，但是这种钻床在大批量生产时存在许多的不足之处:上下料必须停机，装夹棒料费时，加工棒料总体周期时间长；棒料装夹过程也是手动装夹，精度不稳定且不高，导致加工的磁性棒料合格率低；自动化程度不高，加工过程中几乎都是手工操作，占用大量人力，且生产效率低。
发明内容
本发明目的是针对上述存在的缺陷，提供一种新型加工磁性棒料的卧式多工位精密数控钻床。一种加工磁性棒料的卧式多工位精密数控钻床，其包括多工位钻夹动力头装置1、自动装夹棒料装置2、载料前台架3、装料夹4、载料后台架5、压力推杆推进部件6、送料卸料推杆装置7、滚珠丝杆副8、电机9、床身10 ;多工位钻夹动力头装置I钻头的轴线分别与自动装夹棒料装置2上的棒料中心线一一对齐，自动装夹棒料装置2与载料前台架3、装料夹4、载料后台架5、压力推杆推进部件6依次连接，并都坐落在滚珠丝杆副8上，滚珠丝杆副8由电机9带动；送料卸料推杆装置7的推杆轴线分别与载料前台架3、后台架5的棒料中心线也一一对齐；多工位钻夹动力头装置I与送料卸料推杆装置7分别固定在床身10两侧。所述的多工位钻夹动力头装置I构成如下:该装置包括半圆型下压块11、半圆型上压块12、电主轴13、钻杆14、钻杆夹头夹紧螺帽15、钻杆夹头16 ；半圆型上压块12与半圆型下压块11分别压紧并定位多个电主轴13，再使电主轴13装入钻杆夹头16与钻杆14相连接，钻杆14通过钻杆夹头16由钻杆夹头夹紧螺帽15夹紧；使用的电主轴13内部自带冷却系统，有冷却水道，可使冷却水顺流到钻杆14 ;四个电主轴13的接线在同一线路上，所有电主轴13的旋转转速统一控制。所述的自动装夹棒料装置2构成如下:该装置包括棒料夹头18、夹头换装套19、夹头压板20、夹头夹紧帽21、夹头座22、进料导套23、夹紧弹簧导套24、夹紧弹簧25、压板推拉杆32、夹紧力调整螺母33、调整压力推杆34 ；棒料夹头18 —侧连接夹头夹紧帽21，夹头夹紧帽21设有凸肩顶在夹头压紧套19一侧，夹头压紧套19则通过螺纹固定连接在夹头压板20上；棒料夹头18的另一侧连接夹头座22，夹头座22螺纹固定联接在载料前台架3上；棒料夹头18进料口处设有进料导套23，并保证进料导套23的轴线与棒料夹头18的中心轴线对齐；
压板推拉杆32穿过载料前台架3，并在压板推拉杆32的一侧通过螺纹联接夹头压板20，另一侧通过螺纹连接调整压力推杆34 ;压板推拉杆32设有用来调节夹紧弹簧25夹紧程度的夹紧力调整螺母33 ;压板推拉杆32套入夹紧弹簧25，夹紧弹簧25的一侧顶在载料前台架3，同时在夹紧弹簧25与载料前台架3之间设有夹紧弹簧导套24，另一侧则顶在夹紧力调整螺母33上。所述的送料卸料推杆装置7构成如下:该装置包括紧定螺钉26、推杆导套27、推杆28、压缩弹簧29、挡块30、推杆台架31 ；挡块30通过螺栓连接固定在推杆台架31的一侧，推杆28分别装入推杆台架31对应的安装孔中，推杆28 —侧连接压缩弹簧29，再使推杆28与压缩弹簧29 —起放入推杆导套27内并对推杆28进行导向；为防止推杆28受到压力过大而破坏，加入压缩弹簧29来缓冲推杆28的压力。述的推进部件6构成如下:该装置包括滚动轴承35、轴套36、轴承37、短轴轴套
38、摆杆支架39、长轴40、轴41、轴弹性挡圈42、短轴弹性挡圈43、短轴44、杠杆臂45、长轴挡圈46 ；滚动轴承35两侧连接轴套36，并与轴41间隙配合，轴41 一侧设有轴肩，另一侧用轴弹性挡圈42固定其轴向的自由度，并连接在杠杆臂45的上端；杠杆臂45中部插入短轴44，短轴44与轴承37间隙配合，轴承37两侧连接短轴轴套38，短轴44 一侧设有轴肩，另一侧用短轴弹性挡圈43固定其轴向的自由度；杠杆臂45的下端放入长轴40，并连接摆杆支架39，使杠杆臂45可摆动，长轴40 —侧设有轴肩，另一侧用长轴挡圈46固定其轴向的自由度。本发明实现了多工位钻孔的自动化，可自动进行多棒料的快进、工进工退)、快退、停止及同时加工，可用于成批生产。工件加工精度高、工效快，可节约投资方的人力、物力、财力。满足了现代制造加工的生产效率、精度要求、操纵方便、工人的劳动疲劳等要求。
图1为本发明系统结构原理图。
图2为新型加工磁性棒料的卧式多工位精密数控钻床结构俯视图。
图3为多工位钻夹动力头装置结构原理图。
图4为自动装夹棒料装置结构原理图。
图5为送料卸料推杆装置结构原理图。
图6为压力推杆推进部件的结构剖视图。
图7为棒料装料夹三维结构图
图中，I一多工位钻夹动力头装置、2---自动装夹棒料装置、3---载料前台架、 料夹、5—载料后台架、6—压力推杆推进部件、8—滚珠丝杆副、7—送料卸料推杆装置、9 一电机、10—床身，11 一下半圆型压块、12—上半圆型压块、13—电主轴、14一钻杆、15—钻杆夹头夹紧螺帽、16—钻杆夹头，17—磁性棒料、18—棒料夹头、19一夹头换装套、20—夹头压板、21—夹头压紧帽、22—夹头座、23—进料导套、24—夹紧弹簧导套、25—夹紧弹簧、26—紧定螺钉、27—推杆导套、28—推杆、29—压缩弹簧、30—挡块、31 一推杆台架、32—压板推拉杆、33—夹紧力调整螺母、34—调整压力推杆，35一滚动轴承，36一轴套、37—轴承、38—短轴轴套、39—摆杆支架、40—长轴、41 一轴、42—轴弹性挡圈、43—短轴弹性挡圈、44 一短轴、45—杠杆臂、46—长轴弹性挡圈。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对于本发明做进一步的说明:本实施例如图1所示提供了一种新型加工磁性棒料的卧式多工位精密数控钻床。该新型加工磁性棒料卧式多工位精密数控钻床包括多工位钻夹动力头装置1、自动装夹棒料装置2、载料前台架3、装料夹4、载料后台架5、压力推杆推进部件6、送料卸料推杆装置
7、滚珠丝杆副8、电机9、床身10 ；多工位钻夹动力头装置I钻头的轴线分别与自动装夹棒料装置2上的棒料中心线一一对齐，自动装夹棒料装置2与载料前台架3、装料夹4、载料后台架5、压力推杆推进部件6依次连接，并都坐落在滚珠丝杆副8上，滚珠丝杆副8由电机9带动；送料卸料推杆装置7的推杆轴线分别与载料前台架3、后台架5的棒料中心线也一一对齐；多工位钻夹动力头装置I与送料卸料推杆装置7分别固定在床身10两侧。所述的多工位钻夹动力头装置I如图3所示:该装置包括半圆型下压块11、半圆型上压块12、电主轴13、钻杆14、钻杆夹头夹紧螺帽15、钻杆夹头16 ；半圆型上压块12与半圆型下压块11分别压紧并定位多个电主轴13，再使电主轴13装入钻杆夹头16与钻杆14相连接，钻杆14通过钻杆夹头16由钻杆夹头夹紧螺帽15夹紧；使用的电主轴13内部自带冷却系统，有冷却水道，可使冷却水顺流到钻杆14 ;四个电主轴13的接线在同一线路上，所有电主轴13的旋转转速统一控制。所述的自动装夹棒料装置2如图4所示:所述的自动装夹棒料装置2构成如下:该装置包括棒料夹头18、夹头换装套19、夹头压板20、夹头夹紧帽21、夹头座22、进料导套
23、夹紧弹簧导套24、夹紧弹簧25、压板推拉杆32、夹紧力调整螺母33、调整压力推杆34 ；棒料夹头18 —侧连接夹头夹紧帽21，夹头夹紧帽21设有凸肩顶在夹头压紧套19一侧，夹头压紧套19则通过螺纹固定连接在夹头压板20上；棒料夹头18的另一侧连接夹头座22，夹头座22螺纹固定联接在载料前台架3上；棒料夹头18进料口处设有进料导套23，并保证进料导套23的轴线与棒料夹头18的中心轴线对齐；压板推拉杆32穿过载料前台架3，并在压板推拉杆32的一侧通过螺纹联接夹头压板20，另一侧通过螺纹连接调整压力推杆34 ;压板推拉杆32设有用来调节夹紧弹簧25夹紧程度的夹紧力调整螺母33 ;压板推拉杆32套入夹紧弹簧25，夹紧弹簧25的一侧顶在载料前台架3，同时在夹紧弹簧25与载料前台架3之间设有夹紧弹簧导套24，另一侧则顶在夹紧力调整螺母33上。所述的送料卸料推杆装置7如图5所示:该装置包括紧定螺钉26、推杆导套27、推杆28、压缩弹簧29、挡块30、推杆台架31 ；挡块30通过螺栓连接固定在推杆台架31的一侧，推杆28分别装入推杆台架31对应的安装孔中，推杆28 —侧连接压缩弹簧29，再使推杆28与压缩弹簧29 —起放入推杆导套27内并对推杆28进行导向；为防止推杆28受到压力过大而破坏，加入压缩弹簧29来缓冲推杆28的压力。所述的压力推杆推进部件6如图6所示:该装置包括滚动轴承35、轴套36、轴承37、短轴轴套38、摆杆支架39、长轴40、轴41、轴弹性挡圈42、短轴弹性挡圈43、短轴44、杠杆臂45、长轴挡圈46。其特征在于:滚动轴承35两侧连接轴套36，并与轴41间隙配合，轴41 一侧设有轴肩，另一侧用轴弹性挡圈42固定其轴向的自由度，并连接在杠杆臂45的上端；杠杆臂45中部插入短轴44，短轴44与轴承37间隙配合，轴承37两侧连接短轴轴套38，短轴44 一侧设有轴肩，另一侧用短轴弹性挡圈43固定其轴向的自由度；杠杆臂45的下端放入长轴40，并连接摆杆支架39，使杠杆臂45可摆动，长轴40 —侧设有轴肩，另一侧用长轴挡圈46固定其轴向的自由度。工作时，首先当检查多工位钻夹动力头装置I中钻杆14转动过程的振动强度，确定钻杆夹头夹紧螺帽15卡紧钻杆14，调整半圆型上压块12与半圆型下压块11准确定位多个电主轴13的相对位置。多个电主轴13的接线须在同一线路上，使所有电主轴13的转速都统一控制。下面结合附图1至附图7对本发明工作原理及实施作进一步详述。精密钻床的多工位钻夹动力头装置I开始工作，钻杆14做旋转运动，夹紧力调整螺母33对夹紧弹簧25预紧，载料夹4装入磁性棒料17，再将装满棒料的装料夹4放入载料前台架3和载料后台架5内，此时，电机9带动滚珠丝杆8向后运动直至送料卸料推杆装置7将载料夹4内的磁性棒材17推进棒料夹头18内停止。当棒料17完全推入夹头18内，电机9带动滚珠丝杠8向前运动过程中，夹紧力调整螺母33通过预紧力压紧夹紧弹簧25，夹紧弹簧25压缩使压板推拉杆32拉紧夹头压板20，受拉的夹头压板20对夹头夹紧帽21进行夹紧，通过夹头夹紧帽21压紧棒料夹头18，棒料夹头18对磁性棒材17完成卡紧。电机9带动滚珠丝杆8继续向前运动，直到将载料前台架3、载料后台架5、载料夹4的磁性棒料17 —并送入指定的加工位置停止。钻杆14开始对排列夹紧的磁性棒料17进行钻孔，在钻孔过程中，为保证在一定的温度下，自带冷却流道的电主轴13必须通入冷却水，顺着钻杆14方向流动，避免钻杆14温度过高，烧坏加工的磁性棒料17。钻杆14加工深孔时，可采用多次阶段进给，这样可很好的满足其刚度要求。待磁性棒料17完成钻孔后，通过电机9带动滚珠丝杆8，将载料前台架3、载料夹4、载料后台架5随着运动平台向后运动，直至压力推杆推进部件6顶住挡块30，使调整压力推杆34顶上压力推杆推进部件6，调整压力推杆34受力向前推动压板推拉杆32，压板推拉杆32推动夹头压板20，夹头压板20推动夹头换装套19松开夹头夹紧帽21。夹头夹紧帽21对棒料夹头18的夹紧力渐渐减小，棒料夹头18则逐渐松夹，磁性棒料17这时可推动，完成了棒料装夹到松夹的过程。棒料夹头18完全松爪后，滚珠丝杆8在电机9带动下继续后退，调整压力推杆34顶住压力推杆推进部件6继续受力，压力推杆推进部件6上端的滚动轴承顶住挡块30向后滑动，推杆28顶上磁性棒料17并逐渐推出。为防止推杆28受到压力过大而破坏，加入压缩弹簧29起到缓冲作用。当磁性棒料17被完全顶出后，让电机9带着滚珠丝杆8向前运动到指定位置，装料夹4装满排列的磁性棒料17受自重向下落料。然后再使滚珠丝杆8向后运动，把磁性棒料17顶到棒料夹头18中，而棒料夹头18随之夹紧。此时，令电机9反转，带动滚珠丝杆8向前运动直至夹紧的棒料17顶上转动的钻杆14，电机9停止工作。此时，多工位钻夹动力头装置I开始再次对磁性棒料17进行加工，完成一个工作循环。本发明的新型加工磁性棒料的卧式多工位精密数控钻床不仅实现多工位同时、稳定有序且高效的加工，而且成功的实现棒料加工的自动化。其中多工位钻夹动力头装置I可快速准确的对钻杆14进行调速，结构更加紧密，可使多棒料同时加工，加工效率大大提高，且多工位钻夹动力头装置I里的电主轴13内部自带冷却流道，避免钻杆14温度过高，烧坏加工的磁性棒料17。自动装夹棒料装置2在加工过程中实现了磁性棒料17的自动装夹，该装置也是实现棒料钻削工作的自动化必不可少的部分。装料夹4可同时并排装入多个磁性棒料17,在磁性棒料17由推杆28顶出后,装料夹4中的下一个磁性棒料迅速落下。这样，装料夹中落下一个工件，棒料夹头18夹紧一个工件，可以快速的完成卸料与装料，节约落料时间，提高了生产效率。送料卸料推杆装置7，在固定时段进行送料、卸料，重要的是推杆顶出磁性棒料17的同时，载料前台架3、装料夹4、载料后台架5及压力推杆推进部件6由滚珠丝杆8带动进给，落料后即刻可以进行送料，节约生产停顿时间，提高了生产效率。除上述实施例外，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
权利要求
1.一种加工磁性棒料的卧式多工位精密数控钻床，其特征在于:其包括多工位钻夹动力头装置(I)、自动装夹棒料装置(2)、载料前台架(3)、装料夹(4)、载料后台架(5)、压力推杆推进部件(6)、送料卸料推杆装置(7)、滚珠丝杆副(8)、电机(9)、床身(10)； 多工位钻夹动力头装置(I)钻头的轴线分别与自动装夹棒料装置(2)上的棒料中心线一一对齐，自动装夹棒料装置(2)与载料前台架(3)、装料夹(4)、载料后台架(5)、压力推杆推进部件(6)依次连接，并都坐落在滚珠丝杆副(8)上，滚珠丝杆副(8)由电机(9)带动；送料卸料推杆装置(7)的推杆轴线分别与载料前台架(3)、后台架(5)的棒料中心线也一一对齐；多工位钻夹动力头装置(I)与送料卸料推杆装置(7)分别固定在床身(10)两侧。
2.如权利要求1所述的一种加工磁性棒料的卧式多工位精密数控钻床，其特征在于:所述的多工位钻夹动力头装置(I)构成如下:该装置包括半圆型下压块(11)、半圆型上压块(12)、电主轴(13)、钻杆(14)、钻杆夹头夹紧螺帽(15)、钻杆夹头(16)； 半圆型上压块(12)与半圆型下压块(11)分别压紧并定位多个电主轴(13)，再使电主轴(13)装入钻杆夹头(16)与钻杆(14)相连接，钻杆(14)通过钻杆夹头(16)由钻杆夹头夹紧螺帽(15)夹紧；使用的电主轴(13)内部自带冷却系统，有冷却水道，可使冷却水顺流到钻杆(14);四个电主轴(13)的接线在同一线路上，所有电主轴(13)的旋转转速统一控制。
3.如权利要求1所述的一种加工磁性棒料的卧式多工位精密数控钻床，其特征在于:所述的自动装夹棒料装置(2)构成如下:该装置包括棒料夹头(18)、夹头换装套(19)、夹头压板(20)、夹头夹紧帽(21)、夹头座(22)、进料导套(23)、夹紧弹簧导套(24)、夹紧弹簧(25)、压板推拉杆(32)、夹紧力调整螺母(33)、调整压力推杆(34)； 棒料夹头(18) —侧连接夹头夹紧帽(21)，夹头夹紧帽(21)设有凸肩顶在夹头压紧套 (19)一侧，夹头压紧套(19)则通过螺纹固定连接在夹头压板(20)上；棒料夹头(18)的另一侧连接夹头座(22)，夹头座(22)螺纹固定联接在载料前台架(3)上；棒料夹头(18)进料口处设有进料导套(23)，并保证进料导套(23)的轴线与棒料夹头(18)的的中心轴线对 压板推拉杆(32)穿过载料前台架(3)，并在压板推拉杆(32)的一侧通过螺纹联接夹头压板(20)，另一侧通过螺纹连接调整压力推杆(34);压板推拉杆(32)设有用来调节夹紧弹簧(25)夹紧程度的夹紧力调整螺母(33);压板推拉杆(32)套入夹紧弹簧(25)，夹紧弹簧(25)的一侧顶在载料前台架(3)，同时在夹紧弹簧(25)与载料前台架(3)之间设有夹紧弹簧导套(24)，另一侧则顶在夹紧力调整螺母(33)上。
4.如权利要求1所述的一种加工磁性棒料的卧式多工位精密数控钻床，其特征在于:所述的送料卸料推杆装置(7)构成如下:该装置包括紧定螺钉(26)、推杆导套(27)、推杆(28)、压缩弹簧(29)、挡块(30)、推杆台架(31)； 挡块(30)通过螺栓连接固定在推杆台架(31)的一侧，推杆(28)分别装入推杆台架(31)对应的安装孔中，推杆(28) —侧连接压缩弹簧(29)，再使推杆(28)与压缩弹簧(29)一起放入推杆导套(27)内并对推杆(28)进行导向；为防止推杆(28)受到压力过大而破坏，加入压缩弹簧(29)来缓冲推杆(28)的压力。
5.如权利要求1所述的一种加工磁性棒料的卧式多工位精密数控钻床，其特征在于:所述的推进部件(6)构成如下:该装置包括滚动轴承35、轴套36、轴承37、短轴轴套38、摆杆支架39、长轴40、轴41、轴弹性挡圈42、短轴弹性挡圈43、短轴44、杠杆臂45、长轴挡圈.46 ； 滚动轴承35两侧连接轴套36，并与轴41间隙配合，轴41 一侧设有轴肩，另一侧用轴弹性挡圈42固定其轴向的自由度，并连接在杠杆臂45的上端；杠杆臂45中部插入短轴44,短轴44与轴承37间隙配合，轴承37两侧连接短轴轴套38，短轴44 一侧设有轴肩，另一侧用短轴弹性挡圈43固定其轴向的自由度；杠杆臂45的下端放入长轴40,并连接摆杆支架39,使杠杆臂45可摆动,长轴 40 — 侧设有轴肩，另一侧用长轴挡圈46固定其轴向的自由度。
全文摘要
本发明提供一种加工磁性棒料的卧式多工位精密数控钻床，属于数控机床技术领域。该钻床包括多工位钻夹动力头装置、自动装夹装置、载料前台架、装料夹、载料后台架、压力推杆推进部件、送料卸料推杆装置、滚珠丝杆副、电机、床身。多工位钻夹动力头装置钻头轴线分别与自动装夹装置上的棒料中心线一一对齐，载料前台架、装料夹、载料后台架、压力推杆推进部件依次连接，并都坐落在滚珠丝杆副上，滚珠丝杆副由电机带动；送料卸料推杆装置的推杆轴线分别与载料前台架、后台架棒料中心线一一对齐。本发明实现了多工位钻孔自动加工，可对多个磁性棒料一次钻削成形，加工精度和效率显著提高，解决了传统钻床劳动强度大，工件易损坏、生产率低等问题。
文档编号B23Q7/00GK103182542SQ20131009021
公开日2013年7月3日 申请日期2013年3月20日 优先权日2013年3月20日
发明者王新华, 龚志奔, 高燕, 郑刚, 孙树文, 涂承媛 申请人:北京工业大学