一种智能全自动高精度钻头生产设备的制作方法

本发明涉及一种钻头加工制造设备技术领域，具体涉及一种一种智能全自动高精度钻头生产设备。

背景技术：

现有技术的合金镶件式钻头生产过程中，其钻头本体端部开有一字槽、再在槽中镶嵌入合金头，钻头端部槽的内壁一般会残留毛刺，在进行合金头镶嵌工序的时候，需要首先去除毛刺，同时需要对钻头的外侧壁进行打点，另外，合金头装配过程中，经常会出现定位偏差，需要对其进行居中定位，现有技术缺乏实现一体化自动解决上述多个工序的一种智能全自动高精度钻头生产设备。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种一种智能全自动高精度钻头生产设备，能够高精度、高可靠性、高质量、自动化的对钻头进行加工装配合金头。

本发明提供一种一种智能全自动高精度钻头生产设备，包括有多个工位的间歇式转盘，所述转盘沿其周边间隔均布设有多个治具，围绕所述转盘设有钻头上料装置、前处理装置、切削开槽装置、打点装置、镶合金头装置、居中定位装置、下料装置；

前处理装置，包括用于调整治具中钻头位置的旋转调整机构和位置检测机构；

切削开槽装置，包括用于在钻头端部切割开槽的切割机；

打点装置，包括做相向往复运动并在钻头上打点的左右打点机构和去除钻头端部槽中毛刺的去毛刺机构；

镶合金头装置，包括将合金头压入钻头端部槽中的镶片气缸和镶片推杆；

居中定位装置，其包括夹紧钻头端部并对合金头居中定位的定位块和定位气缸。

本发明进一步设置为，所述送料机构包括送料台和料斗，还包括贴近并列设置的过渡板和由凸轮机构驱动上下升降的升降板，所述过渡板顶部设有供钻头滚过的过渡斜面，所述升降板顶部设有推高钻头的顶料斜面；

所述水平推送机构包括设于送料台顶部并用于接纳从过渡斜面滚落钻头的凹槽，所述凹槽的内设有在凹槽中往复运动并推动钻头到夹头中的推杆和驱动推杆的推送气缸；

所述送料机构为三个；

所述料斗底部设有倾斜朝下设置的送料面，

所述送料面与相邻过渡板上设置的过渡斜面共面；

所述凹槽与升降板之间还设有与所述顶料斜面平行的斜坡面；所述凸轮机构包括凸轮、送料皮带和送料齿轮、送料电机。

本发明进一步设置为，所述旋转调整机构，其包括旋转伺服电机和由其驱动旋转的定位套，所述定位套上设有用于旋转套住并调整钻头位置用的卡槽，所述定位套与所述转盘上治具夹住的钻头同轴共线设置；所述旋转伺服电机与所述定位套之间还设有齿轮；所述伺服电机的尾部还设有推动伺服电机和所述定位套前移的调整气缸，所述伺服电机的底部设有滑轨；

位置检测机构，包括测量钻头相对于治具伸出长度的位置传感器，所述位置传感器为光栅尺。

本发明进一步设置为，所述切割机包括切割机机头和机身，所述机头上可升降的设有作水平旋转运动的切割刀盘，所述切割刀盘通过传动皮带和皮带盘与设于所述机身后端的第一伺服电机连接；所述机身底部设有驱动机身前进或后退的前后移动机构，前后移动机构包括第二伺服电机相连；所述切割刀盘至少同轴设置两个；所述机身的顶部还设有驱动刀盘升降的高度调节机构，高度调节机构包括第三伺服电机；所述机身与前后移动机构之间还设有驱动机身左右移动的左右移动机构，左右移动机构包括第四伺服电机；所述切割机的侧旁还设有槽口倒角机或切割机。

本发明进一步设置为，所述左打点机构包括左打点气缸和左打点推杆，所述左打点推杆连接左打点齿条、所述左打点齿条一侧与左打点模具相连，并一侧与打点同步齿轮啮合；所述右打点机构包括右打点气缸和右打点推杆，所述右打点推杆一侧连接右打点模具，另一侧与右打点齿条相连、所述右打点齿条与所述打点同步齿轮啮合；所述去毛刺机构包括去毛刺刀，所述去毛刺刀由去毛刺气缸驱动竖直往复运动，所述去毛刺刀设于所述左右打点模具之间的上空。

本发明进一步设置为，所述镶片推杆上可拆卸的连接有镶片夹具，所述镶片夹具的前端设有用于容纳合金头的缺口，所述缺口的下方设有停留合金头的底板，所述底板上空设有用于吸住并输送合金头的移动式吸盘；所述吸盘与推送气缸和活塞杆相连并由其驱动、所述活塞杆和镶片推杆互相垂直，所述吸盘的一侧还设有输送合金头的振动盘和送料导轨。

本发明进一步设置为，所述居中定位装置还包括居中同步齿轮，所述居中同步齿轮两侧均设有居中齿条，所述居中齿条分别连接所述定位块，所述居中同齿条一端通过推杆齿条与定位气缸相连并由其驱动。

本发明进一步设置为，所述下料装置包括滑动导杆和滑动台，所述滑动台上设有将装配好成品钻头从治具中拔出的出料夹头。

本发明进一步设置为，所述转盘为分度盘或电磁分割器，所述工位为八个；所述治具包括气动夹头和驱动气动夹头伸缩的伸缩气缸。

本发明进一步设置为，所述下料装置与上料装置之间还设有检测钻头是否取出的下料传感器，所述下料装置与前处理装置之间设有上料传感器，所述上下料传感器与控制器相连，所述控制器还分别连接并控制转盘、上料装置、前处理装置、切削开槽装置、打点装置、镶合金头装置、居中定位装置、下料装置的运转。

本发明具有下述有益效果：

1.自动化，将现有多个工位整合成自动化设备，同时针对现有工艺的缺点，增加了打点和居中定位自动功能，大大提高了生产效率。

2.高精度、整个设备全自动运行控制加工过程，加工精度较高，同时有效避免了工人操作经验对加工精度的影响。

3.高可靠性、通过设置多个传感器，有效避免加工误差和加工错误。

4.高质量、通过本发明的自动化设备，可以获得较高质量和较高的均一性。

5.节能性好，通过将多个工序集合成一台设备，缩短了工序之间的衔接时间，降低了工序之间的能耗，大大节省能源和成本。

6.弥补了现有国内钻头自动化生产设备的空白，具有广阔的市场前景和应用前景。

附图说明

图1本发明俯视结构示意图。

图2为图1的正视结构示意图。

图3为上料装置的详细部件图。

图4为图3的详细部件图。

图5为前处理装置的详细部件图。

图6为切削开槽装置的详细部件图。

图7为打点装置的详细部件图。

图8为镶合金头装置的详细部件图。

图9为居中定位装置的详细部件图。

图10为下料装置的详细部件图。

图11为定位套的局部示意图。

具体实施方式

实施例1

包括有多个工位的间歇式转盘1，所述转盘1沿其周边间隔均布设有多个治具2，围绕所述转盘设有钻头上料装置3、前处理装置4、切削开槽装置5、打点装置6、镶合金头装置7、居中定位装置8、下料装置9； 前处理装置4，包括用于调整治具中钻头3-5位置的旋转调整机构和位置检测机构；切削开槽装置5，包括用于在钻头3-5端部切割开槽的切割机；打点装置6，包括做相向往复运动并在钻头上打点的左右打点机构和去除钻头端部槽中毛刺的去毛刺机构；镶合金头装置7，包括将合金头压入钻头端部槽中的镶片气缸和镶片推杆；居中定位装置8，其包括夹紧钻头端部并对合金头居中定位的定位块和定位气缸。

所述送料机构包括送料台3-1和料斗3-2，还包括贴近并列设置的过渡板3-3和由凸轮机构驱动上下升降的升降板3-4，过渡板3-3顶部设有供钻头3-5滚过的过渡斜面3-31，升降板3-4顶部设有推高钻头的顶料斜面3-41。所述水平推送机构包括设于送料台1顶部并用于接纳从过渡斜面滚落钻头3-5的凹槽3-6，凹槽3-6内设有在凹槽中往复运动并推动钻头3-5到夹头22中的推杆和驱动推杆的推送气缸。（图中没有画出，气缸和杆皆为现有技术）送料机构为三个。结构相同，长度不同，阶梯式设置。送料机构的下端均通过滑块3-8与凸轮3-9相连。料斗3-2底部设有倾斜朝下设置的送料面3-21，送料面3-21与相邻过渡板上设置的过渡斜面3-31共面。凹槽与升降板之间还设有与顶料斜面平行的斜坡面3-61。凸轮机构包括凸轮3-9、送料皮带3-11和送料齿轮、送料电机3-10。

旋转调整机构，其包括伺服电机4-4和由其驱动旋转的定位套4-5，所述定位套4-5上设有用于旋转套住并调整钻头3-5位置用的卡槽4-51，所述定位套4-5与所述转盘1上夹头22夹住的钻头3-5同轴共线设置；所述伺服电机与所述定位套之间还设有齿轮。所述伺服电机的尾部还设有推动伺服电机和所述定位套前伸的调整气缸，所述伺服电机的底部设有滑轨。作为一种优选方式，也可以不设置。位置检测机构，包括测量钻头相对于夹头22伸出长度的位置传感器。图中未画出。所述位置传感器为光栅尺。也可以是其他的位置传感器，优选光栅尺。

切割机包括切割机机头5-8和机身5-1，机头5-8上可升降的设有作水平旋转运动的切割刀盘5-2，切割刀盘5-2通过传动皮带5-3和皮带盘与设于机身后端的第一伺服电机5-4连接；机身5-1底部设有驱动机身前进或后退的前后移动机构，前后移动机构包括第二伺服电机5-5相连。切割机的侧旁还设有槽口倒角机5-9或切割机。根据钻头的不同，选择布置倒角或不需要倒角，或这是否需要二次切削。切割刀盘5-2至少同轴设置两个。机身的顶部还设有驱动刀盘升降的高度调节机构，高度调节机构包括第三伺服电机5-6。用于调整切割刀盘5-2的竖直位置。也可以采用手动调节的方式。机身与前后移动机构之间还设有驱动机身左右移动的左右移动机构，左右移动机构包括第四伺服电机5-7。高度调节机构、左右移动机构、前后移动机构均使用现有普通技术如滚珠丝杠移动或者蜗杆移动机构。

左打点机构包括左打点气缸6-4和左打点推杆6-5，左打点推杆6-5连接左打点齿条6-6、左打点齿条6-6一侧与左打点模具6-7相连，并一侧与同步齿轮6-3啮合。右打点机构包括右打点气缸6-8和右打点推杆6-9，右打点推杆6-9一侧连接右打点模具6-10，另一侧与右打点齿条6-11相连、右打点齿条6-11与同步齿轮3啮合。左右打点模具之间还设有做竖直往复运动并用于去除去钻头槽内壁毛刺的去毛刺机构。去毛刺机构包括去毛刺刀6-12，去毛刺刀6-12由去毛刺气缸驱动。（毛刺气缸图中未标明）

镶片推杆7-5上可拆卸的连接有镶片夹具7-51，镶片夹具7-51的前端设有用于容纳合金头的缺口7-52。缺口7-52的下方设有停留合金头的底板7-10，底板7-10上空设有用于吸住并输送合金头的移动式吸盘。用于通过吸盘吸住合金头7-15，并输送到底板7-10上，等待镶片夹具7-51推送。所述吸盘与推送气缸7-13和活塞杆7-14相连并由其驱动、所述活塞杆7-14和镶片推杆7-5互相垂直，所述吸盘的一侧还设有输送合金头7-15的振动盘7-11和送料导轨7-12。

居中定位机构还包括居中同步齿轮8-8，居中同步齿轮8-8两侧均设有居中齿条8-9，居中齿条8-9分别连接定位块8-6，居中齿条8-9一端通过推杆齿条8-71与定位气缸8-7相连并由其驱动。定位气缸8-7可以只设置一个或一边设置1个。齿轮8-8的存在，使得两个定位块8-6的运动步调一致，防止出现两边压力和运动位移不一致的现象。

所述下料装置包括滑动导杆9-1和滑动台9-2，所述滑动台9-2上设有将装配好成品钻头从治具中拔出的出料夹头。

所述转盘为分度盘或电磁分割器，所述工位为八个；所述治具2包括气动夹头22和驱动气动夹头伸缩的伸缩气缸。

本发明进一步设置为，所述下料装置与上料装置之间还设有检测钻头是否取出的下料传感器（图中未画出），所述下料装置与前处理装置之间设有上料传感器10，所述上下料传感器与控制器相连，所述控制器还分别连接并控制转盘1、上料装置3、前处理装置4、切削开槽装置5、打点装置6、镶合金头装置7、居中定位装置8、下料装置9的运转。

具体使用时：

转盘1间歇式旋转送料，整个设备自动化运行对钻头开槽并镶合金头，具体步骤如下：

第一步，上料。

钻头被放到料斗3-2中，钻头在料斗3-2中顺着送料面3-21向下滑动并经过过渡斜面3-31滚到升降板3-4顶部的顶料斜面3-41上；凸轮3-9带动送料机构向上运动；顶料斜面3-41顶着钻头抬高并与所述斜坡面3-61共面，钻头3-5经过斜坡面3-61后落入凹槽3-6中；送料气缸推动气缸推杆，气缸推杆将钻头3-5压入前方的夹头22中

第二步，旋转定位并检测位置。

因合金钻头端部切槽时，正确的切割面需要将合金钻头（带外螺旋切刃）旋转到特定位置并固定，但在上料装置3压入到夹头中夹紧的钻头，钻头端部位置或伸出长度是不符合切割位置要求的，因此需要通过伺服电机带动定位套，通过定位套上的卡槽，将合金钻头卡住，同时伺服电机带动定位套旋转到特定位置并压入夹头中固定锁紧。再通过位置传感器或光栅尺测量钻头伸出夹头端面的高度或长度，通过检测高度或长度，提供给后续切割工位作为切割位置信息，确保切割准确。

第三步，切割开槽或切割开槽倒角

先调整切割刀盘5-42的竖直位置，将切割刀盘5-42竖直调整到钻头待切割的位置。调整切割刀盘5-42与钻头的距离，通过第二伺服电机5-45来调整。第一伺服电机通过皮带带动切割刀盘5-42旋转并开始切割钻头端部。控制器根据所开槽的深度，控制第二伺服电机5-45前进额定距离。同时根据需要是否启动倒角机。

第四步，打点去毛刺

钻头经过第三步中钻头端部开槽后，其外壁和槽中存在残留的毛刺。同时需要在槽边的特定位置打点，所谓打点是通过挤压，使得钻头的部位位置变形，使得下一步镶合金头更加牢靠，先通过去毛刺机构的毛刺刀6-12，去除钻头端部槽中的毛刺；再通过左右打点机构同时运作，并在同步齿轮的协调下，步调一致通过左右打点模具在钻头需要打点的位置进行打点去除工序，左右打点模具可以相同也可以不同。

第五步，镶合金头

送料机构的振动盘7-11和送料导轨7-12输送合金头7-15；之后推送机构通过推送气缸7-13和活塞杆7-14移动吸盘并将合金头7-15输送到底板7-10上。合金头7-15停留在底板7-10等待推送。转盘1带动夹持钻头的气动夹头22转动一定角度后暂停，并使得钻头和镶片推杆7-5平行或共线，钻头和气动夹头22前伸出并已到底板10一端上方或前方贴紧。镶片气缸7-4驱动镶片推杆7-5，镶片夹具7-51推动合金头7-15并压入钻头端部的槽中。气动夹头22带动钻头和合金头7-15回退，转盘1之后转动一定角度开始居中定位。

第六步 居中定位

转盘1暂停，气动夹头22带动钻头和合金头7-15前伸并置于2个定位块8-6之间，同时定位块8-6在定位气缸8-7的驱动下，开始向中间挤压并使得合金头7-15和钻头的装配位置居中，防止前一道工序出现合金头与钻头装配出现误差，保证装配精度。

第七步 下料

所述下料装置的滑动台9-2在气缸推动下沿滑动导杆9-1滑动，滑动台9-2上的出料夹头将装配好成品钻头从治具中拔出的并出料，之后下料传感器感应装配好的钻头是否成功下料，同时上料传感器检测上料装置是否成功上料。再依次重复第一到第七步。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。