柱头钻孔机床及加工方法与流程

本发明涉及一种机械加工领域，尤其涉及一种柱头钻孔机床及加工方法。

背景技术：
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目前，煤矿井下用的单体液压支柱，用量很大，数以万计，每年都要加工大量的柱头，用来维修和制造单体液压支柱，使用钻床Z63和车床C630钻孔，因为钻床Z63和车床C630的夹具是手动夹紧，所以工件要靠人力来夹紧，工人的劳动强度很大，干一天活，晚上回家膀子痛，不仅如此，由于机床长期处于高速、强力的切削环境，非常容易损坏，造成停机修理，即影响产生又浪费机床；因此，设计制造了这台柱头钻孔专用机床。

技术实现要素：
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本发明的目的是提供一种柱头钻孔机床及加工方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种柱头钻孔机床，其组成包括：机床，所述的机床由机械、电器、液压、冷却四大系统组成，所述的机械系统包括床身、主电机、传动轴A、齿轮A、蜗杆、蜗轮、端齿离合器、夹具，所述的电器系统包括停止按钮、正转按钮、反转按钮、水泵电机、电机综合保护器、正转继电器线圈、反转继电器线圈、照明灯，所述的液压系统包括夹紧油缸、油泵、管路、滤油器、油箱、液控单向阀、手动换向阀、压力表、溢流阀，所述的冷却系统包括冷却液泵电机、冷却液喷淋管、冷却液箱。

所述的柱头钻孔机床，所述的机械系统包括床身、主电机、传动轴A、齿轮A、齿轮B、传动轴B、齿轮C、齿轮D、齿轮连接体、齿轮E、主轴、滚动轴承、止推轴承、齿条、齿轮F、传动轴C、蜗杆、蜗轮、传动轴D、齿轮G、端齿离合器、手柄、夹具体、定虎钳口、支点、工件、动虎钳口、夹紧臂和刀具，所述的主电机连接于传动轴A的一端，所述的传动轴A上安装有齿轮A，所述的传动轴A的另一端连接油泵，所述的齿轮A啮合连接齿轮B，所述的齿轮B安装于传动轴B上，所述的传动轴B同时安装有齿轮C，所述的齿轮C啮合连接齿轮D，所述的齿轮D通过齿轮连接体连接齿轮E，所述的齿轮连接体可以在主轴一端滑动，所述的主轴内部具有滚动轴承和止推轴承，所述的主轴外部具有齿条，所述的齿轮E连接齿轮F，所述的齿轮F安装在传动轴C的一端，所述的传动轴C的另一端连接蜗杆，所述的蜗杆连接蜗轮，所述的蜗轮连接端齿离合器，所述的蜗轮和所述的端齿离合器安装在传动轴D上，所述的传动轴D一端安装有手柄，所述的传动轴D另一端安装有齿轮G，所述的齿轮G连接于主轴外部的齿条，所述的床身上连接有夹具体，所述的夹具体内部具有工件，所述的工件一侧具有定虎钳口，另一侧具有动虎钳口，所述的动虎钳口连接在夹紧臂的一端，所述的夹紧臂的中部具有固定支点，所述的支点固定连接在床身上，所述的夹紧臂的另一端连接在夹紧油缸上。

所述的柱头钻孔机床，所述的电器系统包括主电机、停止按钮、正转按钮、反转按钮、水泵电机、电机综合保护器、正转继电器线圈、反转继电器线圈、照明灯，所述的主电机连接在380V线路上，所述的水泵电机同样连接在380V线路上，在所述的380V线路上还连接有电机综合保护器、正转继电器触点和反转继电器触点，在所述的380V线路上还连接有快速熔断器和变压器主绕线端，所述的变压器的次绕线端连接照明灯，所述的变压器的次绕线端还分别连接停止按钮、正转按钮、反转按钮、正转继电器线圈、反转继电器线圈，所述的变压器的次绕线端连接构成机床控制部分。

所述的柱头钻孔机床，所述的液压系统包括主电机、传动轴A、油泵、夹紧油缸、管路、滤油器、油箱、液控单向阀、手动换向阀、压力表、溢流阀，所述的主电机带动传动轴A，所述的传动轴A连接带动油泵，所述的油泵通过管路分别连接压力表、溢流阀、滤油器和手动换向阀，所述的溢流阀连接油箱，所述的滤油器连接油箱，所述的手动换向阀连接液控单向阀，所述的液控单向阀连接夹紧油缸。

所述的柱头钻孔机床，所述的冷却系统包括冷却液泵电机、管路、冷却液喷淋管、冷却液箱、开关，所述的床身上具有冷却液箱，所述的床身上还安装有冷却液泵电机，所述的冷却液泵电机带动冷却液泵，所述的冷却液泵连接管路，所述的管路连接冷却液喷淋管，所述的开关连接在管路上。

所述的柱头钻孔机床，所述的主轴通过卡头连接刀具，所述的主轴上的齿条通过齿轮G带动，所述的齿轮G通过齿条带动主轴行进的距离由端齿离合器控制，所述的端齿离合器控制的刀具行进距离由其上的调整节点控制，所述的停止按钮、正转按钮、反转按钮安装在床身上，所述的手动换向阀同时安装在床身上。

所述的柱头钻孔机床的加工方法，其步骤为：（1）打开机器电源，启动机床，分别检查机器机械、电器、液压、冷却系统工作是否正常，检查时首先检查机械传动部分是否正常，再通过端齿离合器的啮合看刀具的进给是否平稳，在通过停止按钮、正转按钮、反转按钮的按动，检查机器电路是否工作正常，然后通过调整手动换向阀，检查夹具的工作状态，最后，通过冷却液喷淋管开关，检查冷却液泵电机、冷却液泵及冷却液喷淋管的工作状态；（2）如机器各部分系统正常，则继续进行下一步操作，如不正常则对相关部位进行检修，保证其处于正常工作状态；（3）对机器检测完毕后在机器上安装相应的刀具、并在夹具内放置工件，并检测其相应的工作状况，如正常则继续进行下一步操作，如不正常则对刀具、夹具进行检修，保证其处于正常工作状态；（4）转动手动进给手柄，使刀具接近工件；（5）搬动机动进给手柄，使端齿离合器结合，机动进给开始；（6）在工作过程中需要随时监测刀具、夹具、工件的状况，及时对机床工作状态进行调整，包括打开冷却液喷淋管开关，检查刀具磨损情况、监测工件加工质量等。

本发明的有益效果：

1.本发明的柱头钻孔机床，是用来钻矿井用单体液压支柱柱头孔的粗加工设备，其结构紧凑，钻孔稳定，而且电器部分有过载保护功能，工件采用液压夹紧，夹紧力可达30吨，夹紧力可随意调整，夹紧牢固可靠，降低人力夹紧工件时的劳动强度，提高了劳动效率。

本发明的柱头钻孔机床，所述的机床的机械传动系统采用电机带动齿轮、蜗轮、蜗杆、齿条，通过调整各部齿数，实现加工所需要的主轴转速和刀具的进给量。

本发明的柱头钻孔机床，所述的工件的夹持，因为本机床为专用机床，所以为本机床所设计的夹具也同样为专用，在本专用夹具上，并设计采用液压夹紧机构，并采用虎钳夹持方式，设计中，本夹具的定虎钳口和动虎钳口分别向工件方向倾斜2度，虎钳口与底面夹角为88度，动虎钳口的夹紧臂受力点高于工件水平直径所处的位置10mm。

本发明的柱头钻孔机床，所述的机床采用独特的液压系统来实现工件的夹持和加工过程保护，所述的液压系统由油箱、管路、滤油器、油泵、压力表、溢流阀、手动换向阀、液控单向阀和夹紧油缸组成，当机床启动，电机旋转带动油泵工作，高压油由油泵推出分为两路，一路去换向阀，另一路去压力表和溢流阀，当换向阀处于中间位置时，高压油经换向阀流回油箱，当换向阀手柄向左搬动时，高压油经换向阀到液控单向阀进入夹紧油缸，使油缸活塞移动顶紧夹紧臂，使工件夹紧，松开换向阀手柄时，手柄自动复位到中间位置，这时油缸左腔依然有高压油没有泄压，工件不会松开，如果有意外停电工件也不会松动，当换向阀手柄向右搬动时，高压油由换向阀进入油缸右腔，同时也进入液控单向阀使其打开，夹紧油缸活塞移动夹紧臂松开工件，整个系统压力调整在5~10MPa之间。

本发明的柱头钻孔机床，所述的机床电路具有电机过载保护作用，具有自动跳闸断电，待几分钟后自动复位，供电无需任何操作，控制线路采用经变压器变压后的36V安全电压，防止因漏电发生触电事故，照明灯同样采用36V安全电压，电路系统具有过载、欠压、过流、缺相等保护功能。

附图说明：

附图1是本发明的机械原理结构示意图。

附图2是本发明的液压原理示意图。

附图3是本发明的电器原理示意图。

附图4是本发明的立体结构示意图。

图中：1 —主电机；2 —传动轴A；3 —齿轮A；4 —齿轮B；5 —传动轴B；6 —齿轮C；7 —齿轮D；7-1 —齿轮连接体；7-2 —齿轮E；8 —主轴；8-1 —滚动轴承；8-2 —止推轴承；8-3 —齿条；9 —齿轮F；10 —传动轴C；11 —蜗杆；12 —蜗轮；13 —传动轴D；14 —齿轮G；15 —端齿离合器；16-1 —手动进给手柄；16-2 —机动进给手柄；17 —夹具体；18 —定虎钳口；19 —支点；20 —工件；21 —动虎钳口；22 —夹紧臂；23 —夹紧油缸；24 —油泵；25 —管路；26 —滤油器；27 —油箱；28 —液控单向阀；29 —手动换向阀；30 —压力表；31 —溢流阀；32 —停止按钮；33 —正转按钮；34 —反转按钮；35 —冷却液泵电机；36 —电机综合保护器；37 —正转继电器线圈；38 —反转继电器线圈；39 —照明灯；40 —冷却液喷淋管；41 —刀具；42 —床身。

具体实施方式：

实施例1：

一种柱头钻孔机床，其组成包括：机床，所述的机床由机械、电器、液压、冷却四大系统组成，所述的机械系统包括床身42、主电机1、传动轴A 2、齿轮A 3、蜗杆11、蜗轮12、端齿离合器、夹具体，所述的电器系统包括停止按钮32、正转按钮33、反转按钮34、冷却液泵电机35、电机综合保护器36、正转继电器线圈37、反转继电器线圈38、照明灯39，所述的液压系统包括夹紧油缸、油泵24、管路25、滤油器26、油箱27、液控单向阀28、手动换向阀29、压力表30、溢流阀31，所述的冷却系统包括冷却液泵电机、冷却液喷淋管40、冷却液箱。

实施例2：

根据实施例1所述的柱头钻孔机床，所述的机械系统包括床身、主电机、传动轴A、齿轮A、齿轮B 4、传动轴B 5、齿轮C 6、齿轮D 7-1、齿轮连接体7、齿轮E 7-2、主轴8、滚动轴承8-1、止推轴承8-2、齿条8-3、齿轮F 9、传动轴C 10、蜗杆、蜗轮、传动轴D 13、齿轮G 14、端齿离合器15、手柄16、夹具体17、定虎钳口18、支点19、工件20、动虎钳口21、夹紧臂22和刀具41，所述的主电机连接于传动轴A的一端，所述的传动轴A上安装有齿轮A，所述的传动轴A的另一端连接油泵，所述的齿轮A啮合连接齿轮B，所述的齿轮B安装于传动轴B上，所述的传动轴B同时安装有齿轮C，所述的齿轮C啮合连接齿轮D，所述的齿轮D通过齿轮连接体连接齿轮E，所述的齿轮连接体可以在主轴一端滑动，所述的主轴内部具有滚动轴承和止推轴承，所述的主轴外部具有齿条，所述的齿轮E连接齿轮F，所述的齿轮F安装在传动轴C的一端，所述的传动轴C的另一端连接蜗杆，所述的蜗杆连接蜗轮，所述的蜗轮连接端齿离合器，所述的蜗轮和所述的端齿离合器安装在传动轴D上，所述的传动轴D一端安装有手柄，所述的传动轴D另一端安装有齿轮G，所述的齿轮G连接于主轴外部的齿条，所述的床身上连接有夹具体，所述的夹具体内部具有工件，所述的工件一侧具有定虎钳口，另一侧具有动虎钳口，所述的动虎钳口连接在夹紧臂的一端，所述的夹紧臂的中部具有固定支点，所述的支点固定连接在床身上，所述的夹紧臂的另一端连接在夹紧油缸上。

实施例3：

根据实施例1或2所述的柱头钻孔机床，所述的电器系统包括主电机、停止按钮32、正转按钮33、反转按钮34、水泵电机35、电机综合保护器36、正转继电器线圈37、反转继电器线圈38、照明灯39，所述的主电机连接在380V线路上，所述的水泵电机同样连接在380V线路上，在所述的380V线路上还连接有电机综合保护器、正转继电器触点和反转继电器触点，在所述的380V线路上还连接有快速熔断器和变压器主绕线端，所述的变压器的次绕线端连接照明灯，所述的变压器的次绕线端还分别连接停止按钮、正转按钮、反转按钮、正转继电器线圈、反转继电器线圈，所述的变压器的次绕线端连接构成机床控制部分。

实施例4：

根据实施例1或2或3所述的柱头钻孔机床，所述的液压系统包括主电机、传动轴A、油泵、夹紧油缸23、管路、滤油器、油箱、液控单向阀、手动换向阀、压力表、溢流阀，所述的主电机带动传动轴A，所述的传动轴A连接带动油泵，所述的油泵通过管路分别连接压力表、溢流阀、滤油器和手动换向阀，所述的溢流阀连接油箱，所述的滤油器连接油箱，所述的手动换向阀连接液控单向阀，所述的液控单向阀连接夹紧油缸。

实施例5：

根据实施例1或2或3或4所述的柱头钻孔机床，所述的冷却系统包括冷却液泵电机、管路、冷却液喷淋管、冷却液箱、开关，所述的床身上具有冷却液箱，所述的床身上还安装有冷却液泵电机，所述的冷却液泵电机带动冷却液泵，所述的冷却液泵连接管路，所述的管路连接冷却液喷淋管，所述的开关连接在管路上。

实施例6：

根据实施例2或3或4或5所述的柱头钻孔机床，所述的主轴通过卡头连接刀具，所述的主轴上的齿条通过齿轮G带动，所述的齿轮G通过齿条带动主轴行进的距离由端齿离合器控制，所述的端齿离合器的行进距离由其上的调整节点控制，所述的停止按钮、正转按钮、反转按钮安装在床身上，所述的手动换向阀同时安装在床身上。

实施例7：

一种利用实施例1-6之一所述的柱头钻孔机床的加工方法，其步骤为：（1）打开机器电源，启动机床，分别检查机器机械、电器、液压、冷却系统工作是否正常，检查时首先检查机械传动部分是否正常，再通过端齿离合器的啮合看刀具的进给是否平稳，在通过停止按钮、正转按钮、反转按钮的按动，检查机器电路是否工作正常，然后通过调整手动换向阀，检查夹具的工作状态，最后，通过冷却液喷淋管开关，检查冷却液泵电机、冷却液泵及冷却液喷淋管的工作状态；（2）如机器各部分系统正常，则继续进行下一步操作，如不正常则对相关部位进行检修，保证其处于正常工作状态；（3）对机器检测完毕后在机器上安装相应的刀具、并在夹具内放置工件，并检测其相应的工作状况，如正常则继续进行下一步操作，如不正常则对刀具、夹具进行检修，保证其处于正常工作状态；（4）转动手动进给手柄，使刀具接近工件；（5）搬动机动进给手柄，使端齿离合器结合，机动进给开始；（6）在工作过程中需要随时监测刀具、夹具、工件的状况，及时对机床工作状态进行调整，包括打开冷却液喷淋管开关，检查刀具磨损情况、监测工件加工质量等。