一种钻头间距可调的多轴液压钻及工作方法与流程

本发明属于钻床领域，具体涉及一种钻头间距可调的多轴液压钻及工作方法。

背景技术：

采用液压驱动的多轴钻已有相关技术，一种是上海金泰工程机械有限公司林坚等人提出了液压中驱伸缩式多轴钻孔搅拌装置，其方法是：采用多钻头，钻杆为中空伸缩式钻杆，该钻杆上端连接起吊装置，钻杆可在中驱液压动力头上下移动，并传递动力，该液压动力源上设有连接架并利用钢丝绳把连接架和起吊装置连接，用于深层地层的钻进。另一种是浙江汉达机械有限公司应志达提出了一种全液压智能多轴钻床，其方法是：该多轴钻床包括一块基板和纵向朝设的轨架，轨架的上下两端设有一个以上液压马达驱动的主钻头，基板设在轨架上且能相对轨架上下滑动，基板上设有固定待加工的定位装置，基板对侧设有次钻头基架，次钻头基架的横向设有与轨架垂直的滑轨，滑轨上设有一个以上液压马达驱动的次钻头，次钻头能沿滑轨方向移动。

这两种方案都有其局限性：前一种装置是用于深层地层的钻孔，多用来钻进深孔，驱动力强劲，但由于钻头之间距离固定不变，钻孔的灵活性较差。第二种方案采用主次钻头布置的方式，加工灵活性强，但也存在钻杆间间距较为固定，加工能力受限。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种钻头间距可调的多轴液压钻及工作方法，解决了现有钻床加工效率不高，钻头间距固定，灵活性差、加工深度较浅等问题，扩大钻机床的使用范围，提高钻孔效率。

为了达到上述目的，一种钻头间距可调的多轴液压钻，包括机架和基板，机架上设置有转盘，机架上设置夹头，夹头夹持钻杆，钻杆的远端设置有钻头体，机架顶部设置有用于驱动夹头的液压马达，转盘上设置有用于固定钻杆位置的钻杆固定装置，转盘上开设有若干滑槽，钻杆能够在滑槽内滑动。

所述钻杆固定装置包括若干组与钻杆对应的v形夹具滚轮机构，钻杆的一侧设置有复位弹簧，另一侧与液压缸连接。

所述液压缸的伸缩杆通过橡胶垫与钻杆接触。

所述v形夹具滚轮机构包括v形夹具，v形夹具通过滚轮固定在水平工字钢轨架上，纵向工字钢轨架通过滚轮固定在l型工字钢轨架上。

所述基板上放置工件，基板放置在导轨上。

所有液压马达均连接pid控制板。

所有滑槽在转盘上呈圆形设置，相邻的两个滑槽夹具为60°。

一种钻头间距可调的多轴液压钻的工作方法，包括以下步骤：

步骤一，将需要加工的工件放置在基板上，并将工件加紧；

步骤二，根据工件所需打孔的数目，安装所需钻杆和钻头；

步骤三，调整钻杆的位置，并通过钻杆固定装置固定，调整基板位置，使所需加工位置对于钻头；

步骤四，液压马达带动钻杆转动，使钻头加工工件。

所述步骤三中，固定钻杆的具体方法如下：

第一步，通过调节油液压力以及滑阀的移动方向和进出油口的方向，从而调节液压缸中活塞杆的移动方向，进而调节钻杆的移动方向；

第二步，当复位弹簧所受到的弹力与液压缸中活塞两侧的压差以及与复位弹簧相接触活塞杆受到的弹力相等时，复位弹簧不再变形，钻杆固定，此时得到工件所需的钻孔之间的距离以及所需打孔的位置；

第三步，滚轮在l形工字钢轨架内滚动，使得v形夹具正对着夹头时，l形工字钢轨架两侧的四个滚轮抱死；

第四步，水平工字钢轨架与v形夹具之间的两个滚轮在水平工字钢轨架上滚动，使夹头在水平方向上被v形夹具固定，实现钻头钻孔时的动平衡。

与现有技术相比，本发明的钻头能够在滑槽内滑动，并采用阀控缸的形式用液压驱动，以调节钻头之间的距离，通过钻杆固定装置对钻头进行夹持，使得钻头钻孔时保持动平衡；液压马达驱动相比传统的电机驱动具有体积小，重量轻，驱动力大，可无级变速，可以非常方便的保护钻头丝锥，液压马达的电功率比大，大一些的孔可以采用液压马达单个驱动钻头，钻头可拆卸，大钻机床的使用范围，提高钻孔效率。

进一步的，本发明的所有液压马达均连接pid控制板，全面提高整机机械化性能。

本发明的方法中，一个钻头穿过一个滑槽且被夹头夹紧，夹头固定在转盘上，每个液压马达驱动一个钻头，基板设在轨架上，可在轨架上前后左右调节位置，所述基板上设有固定待加工工件的定位装置，本方法操作简单，实用性高，解决现有钻床加工效率不高，钻头间距固定，灵活性差、加工深度较浅等问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中v形夹具滚轮机构的示意图；

图3为本发明中基板、导轨和工件的结构示意图；

图4为本发明中转盘的结构示意图；

图5为本发明中阀控缸的结构示意图；

其中，1、钻头；2、钻杆；3、夹头；4、转盘；5、机架；6、液压马达；7、液压缸；8、v形夹具滚轮机构；9、滚轮；10、l形工字钢轨架；11、水平工字钢轨架；12、v形夹具；13、工件；14、基板；15、导轨；16、复位弹簧；17、橡胶垫。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

参见图1至图5，一种钻头间距可调的多轴液压钻，包括机架5和基板14，机架5上设置有转盘4，机架5上设置夹头3，夹头3夹持钻杆2，钻杆2的远端设置有钻头体1，机架5顶部设置有用于驱动夹头3的液压马达6，转盘4上设置有用于固定钻杆2位置的钻杆固定装置，转盘4上开设有若干滑槽，钻杆2能够在滑槽内滑动，钻杆固定装置包括若干组与钻杆2对应的v形夹具滚轮机构8，钻杆2的一侧设置有复位弹簧16，另一侧与液压缸7连接，液压缸7的伸缩杆通过橡胶垫17与钻杆2接触，v形夹具滚轮机构8包括v形夹具12，v形夹具12通过滚轮9固定在水平工字钢轨架11上，纵向工字钢轨架11通过滚轮9固定在l型工字钢轨架10上，基板14上放置工件13，基板14放置在导轨15上。

优选的，所有液压马达6均连接pid控制板，所有滑槽在转盘4上呈圆形设置，相邻的两个滑槽夹具为60°。

一种钻头间距可调的多轴液压钻的工作方法，包括以下步骤：

步骤一，将需要加工的工件13放置在基板14上，并将工件加紧；

步骤二，根据工件13所需打孔的数目，安装所需钻杆2和钻头1；

步骤三，通过调节油液压力以及滑阀的移动方向和进出油口的方向，从而调节液压缸7中活塞杆的移动方向，进而调节钻杆2的移动方向；

步骤四，当复位弹簧16所受到的弹力与液压缸7中活塞两侧的压差以及与复位弹簧16相接触活塞杆受到的弹力相等时，复位弹簧16不再变形，钻杆2固定，此时得到工件13所需的钻孔之间的距离以及所需打孔的位置；

步骤五，滚轮9在l形工字钢轨架10内滚动，使得v形夹具12正对着夹头3时，l形工字钢轨架10两侧的四个滚轮9抱死；

步骤六，水平工字钢轨架11与v形夹具12之间的两个滚轮9在水平工字钢轨架11上滚动，使夹头3在水平方向上被v形夹具12固定，实现钻头1钻孔时的动平衡；

步骤七，液压马达6带动钻杆2转动，使钻头1加工工件13。

该多轴液压钻包括一块基板14和横向设计的轨架，轨架由六根横向的导轨15构成，以矩形结构排布。上述的基板14设在其中两根相邻的导轨15上，并能沿导轨15左右滑动，基板14上设有夹持工件13的夹钳，基板14左右滑动时，六个钻头可以在工件13上打孔，钻头可拆卸，以方便得到所需打孔的个数。

将要进行加工的工件13放在基板14上，并用定位装置为夹钳，夹钳设在基板14上并将工件13紧固定位，根据工件13所需打孔的数目，拆装钻头，基板14设在导轨15上且能相对导轨15左右滑动，横向放置的六根导轨15构成轨架，基板14在轨架上左右滑动，前后插装，以液压为动力可以实现较高深度钻孔。

在图2中，v形夹具滚轮机构8由一个v形夹具12，六个滚轮9和工字钢轨架11以及l形工字钢轨架10组成，四个滚轮9可在l形工字钢轨架10上滚动且四个滚轮9在l形工字钢轨架10上对称布置，滚轮9的侧面被工字钢轨架11以及l形工字钢轨架10包围，v形夹具12在其中一个面上且在该面上设置有工字钢轨架11，v形夹具12与该工字钢轨架11之间有两个滚轮9，v型夹具12可在该工字钢轨架10上滚动，整个v形夹具滚轮机构用一根l形工字钢轨架焊接在转盘上。当滚轮9在l形工字钢轨架10内滚动，使得v形夹具12正对着夹头时，l形工字钢轨架10两侧的四个滚轮9抱死，然后工字钢轨架11与v形夹具12之间的两个滚轮9在工字钢轨架11上滚动，使夹头在水平方向上被v形夹具12固定，实现钻头1钻孔时的动平衡。

在图4中，六个液压缸7均固定在转盘上，且每个液压缸7中活塞杆的中心线与相对应的滑槽的中心线重合，活塞杆的一端上粘有橡胶垫17，钻杆2的一端与滑槽的一端连接有复位弹簧16且复位弹簧16处于压缩状态，在每个钻杆2附近安装一个v形夹具滚轮机构8。运用阀控缸的原理，通过调节油液压力以及滑阀的移动方向和进出油口的方向，可以调节液压缸7中活塞杆的移动方向，进而调节钻杆2的移动方向，当复位弹簧16所受到的弹力与液压缸7中活塞两侧的压差以及与复位弹簧16相接触活塞杆受到的弹力相等时，复位弹簧16不再变形，钻杆2固定，此时得到工件7所需的钻孔之间的距离以及所需打孔的位置，然后再驱动v形夹具滚轮机构8，使得钻头1钻孔时保持动平衡。

在图5中，活塞杆右端上粘有橡胶垫17，液压缸7中活塞杆在与钻杆2接触时起缓冲作用，复位弹簧16处于压缩状态。

若a口进油，当滑阀右移时，此时活液压缸7中的塞杆有向右运动的趋势，当液压缸7中活塞两侧的压差大于弹簧的弹力时，钻杆2向右移动，油液从b口回油，复位弹簧16被压缩，当复位弹簧16所受到的弹力与液压缸7中活塞两侧的压差以及与复位弹簧16相接触活塞杆受到的弹力相等时，复位弹簧16不再被压缩，此时钻杆2固定，向右移动的距离由油液压力决定，减小液压缸7中活塞两侧的压差，则复位弹簧16慢慢恢复原来形状，钻杆2向左移动，当复位弹簧16所受到的弹力与液压缸7中活塞两侧的压差以及与复位弹簧16相接触活塞杆受到的弹力相等时，复位弹簧16不再变形，钻杆2固定；当滑阀左移时，复位弹簧16处于压缩状态，油液从b口回油，此时液压缸7中的活塞杆向左运动，钻杆2移动到距转盘中心最远处。

若b口进油，当滑阀右移时，复位弹簧16处于压缩状态，油液从a口回油，此时液压缸7中的活塞杆向左运动，钻杆2移动到距转盘中心最远处；当滑阀左移时，此时活液压缸7中的塞杆有向右运动的趋势，当液压缸7中活塞两侧的压差大于弹簧的弹力时，钻杆2向右移动，油液从a口回油，复位弹簧16被压缩，当复位弹簧16所受到的弹力与液压缸7中活塞两侧的压差以及与复位弹簧16相接触活塞杆受到的弹力相等时，复位弹簧16不再被压缩，此时钻杆2固定，向右移动的距离由油液压力决定，减小液压缸7中活塞两侧的压差，则复位弹簧16慢慢恢复原来形状，钻杆2向左移动，当复位弹簧11所受到的弹力与液压缸7中活塞两侧的压差以及与复位弹簧16相接触活塞杆受到的弹力相等时，复位弹簧16不再变形，钻杆2固定。

当滚轮9在l形工字钢轨架10内滚动，使得v形夹具12正对着夹头时，滚轮9抱死，然后工字钢轨架11与v形夹具12之间的两个滚轮9在工字钢轨架11上滚动，使夹头在水平方向上被v形夹具12固定，实现钻头1钻孔时的动平衡。

液压马达6均与pid控制板连接，全机采用电液比例闭环控制pid调节的控制模式，全面提高整机机械化程度和性能。