一种U钻机床的制作方法

一种u钻机床
技术领域
1.本发明属于机械加工技术领域，具体说是涉及一种u钻机床。


背景技术：

2.在钻孔加工技术中，通常使用最多的是麻花钻，麻花钻是通过其相对固定轴线的旋转切削以钻削工件的圆孔的工艺，其容屑槽成螺旋状而形似麻花，然而麻花钻具有如下缺点：
3.(1)麻花钻仅有两条棱带导向，孔的轴线容易偏斜，因此，麻花钻在钻孔前一般会先打一个底孔或者中心孔，来稳定麻花钻的中心，但是如果遇见钻到加强筋等丢失中心的情况，钻头很难再垂直钻孔；
4.(2)横刃使得定心困难，轴向抗力增大，钻头容易摆动，因此孔的形位误差较大；
5.(3)钻头主切削刃全刃参加切削，刃上的各点切削速度又不相等，容易形成螺旋形切屑，排屑困难，因此切屑与孔壁挤压摩擦尝尝划伤孔壁，加工后表面粗糙；
6.(4)麻花钻的直径受孔径的限制，螺旋槽使钻芯更细，钻头刚度更低，如果钻深孔大孔时表面光洁度很难保证，并且越大的孔转速和进给越慢。
7.本方案提出一种u钻机床，以期解决上述的技术问题。


技术实现要素：

8.有鉴于此，本技术实施例提供了一种u钻机床，采用u钻刀具进行钻孔加工，不会因为没有定心结构就偏离中心，并设置冷却通道，可以尽快排除切屑，避免划伤孔壁，从而提高加工精度和加工效率。
9.本技术实施例提供了一种u钻机床，包括机床底座、立柱和主轴，所述机床底座包括工作台，所述立柱上设置有伺服电机，所述伺服电机可控制所述工作台沿着所述立柱上下运动，所述主轴的第一端安装在所述立柱上，所述主轴与主轴电机相连，驱动所述主轴转动，所述u钻机床还包括刀具和冷却通道，所述刀具包括刀具主体，以及错位地固定在所述刀具主体第一端面的刀片，所述刀具主体的第二端面可拆卸地安装在所述主轴的第二端；所述冷却通道贯通地设置在所述主轴中。
10.进一步地，所述刀具主体贯通地设置有冷却通孔，所述冷却通孔与所述冷却通道相连通。
11.进一步地，所述刀具主体上设置有环绕所述刀具主体外周的螺旋形排屑槽。
12.进一步地，所述刀具主体的第一端面设置有固定模块和活动模块，所述固定模块和所述活动模块相对设置在所述第一端面的一条直径线上，所述刀片安装在所述固定模块和所述活动模块上，所述活动模块上开设有腰型孔，压紧螺丝穿过所述腰型孔将所述活动模块固定在所述刀具主体上。
13.进一步地，所述活动模块的侧面开设与所述压紧螺丝位置对应的调节孔，所述调节孔连接到所述腰型孔，所述调节孔内拧入有顶紧螺丝，所述顶紧螺丝的内端顶压在所述
压紧螺丝的侧面上。
14.进一步地，所述主轴的第一端通过主轴连接座固定在所述立柱上，所述主轴连接座上设置有配水孔，所述配水孔外接给水管路，且所述配水孔与所述冷却通道相连通。
15.进一步地，所述主轴包括两个或者多个主轴，所述主轴连接座包括两个或者多个主轴连接座，所述主轴固定在所述对应的所述主轴连接座中，所述两个或者多个主轴连接座上固定有定位板，所述两个或者多个主轴可转动地穿设在所述定位板中。
16.进一步地，所述定位板的外周设置有多个穿孔，所述穿孔外接给水管道，所述穿孔在所述定位板的内周与所述冷却通道相连通。
17.进一步地，所述立柱上设置有导轨，所述工作台包括与所述导轨相配合的滑块，所述伺服电机通过丝杆与所述滑块螺纹连接，驱动所述工作台沿所述立柱上下运动。
18.进一步地，所述伺服电机包括刹车结构。
19.所述刀具主体上且所述固定模块和活动模块的侧部设置有固定槽，所述固定槽设置在所述排屑槽的下方，所述固定槽内设置有排屑机构，所述排屑机构与所述固定模块连接。
20.所述排屑机构包括固定板、垂直穿过所述固定板的转轴、设置在所述转轴下端部的螺旋片、设置在所述转轴上端部的扇叶，所述转轴的顶端与所述固定槽的顶端面铰接，所述转轴的底端高于所述刀片的底端点。
21.本发明的具体技术效果如下：
22.(1)本技术实施例采用u钻刀具进行钻孔加工，u钻刀具的刀片不是呈锥形的，不会因为没有定心结构就偏离中心，并设置冷却通道，在加工时采用冷却液冲洗刀具，可以尽快排除切屑，避免划伤孔壁，从而提高加工精度和加工效率；
23.(2)本方案中设置有排屑机构，可以同时达到以下技术效果：
24.一是在刀具的高速旋转下，扇叶带动转轴旋转，转轴带动螺旋片旋转，通过螺旋片的作用，使得切屑排出，尤其适用于钻孔较深的情形；
25.二是通过扇叶的旋转作用，产生较强的空气流动，有助于散热效果；
26.三是与扇叶、螺旋片连接的转轴伸入到u钻排屑槽的上方，并铰接连接，有助于增加u钻的使用强度。
附图说明
27.图1是本技术实施例1提供的u钻机床的一个实施例的结构示意图。
28.图2是本技术实施例1中的刀具结构示意图。
29.图3是本技术实施例1中刀具的横截面示意图。
30.图4是本技术实施例2中排屑机构的结构示意图。
31.图5是本技术实施例2中排屑机构的仰视图。
32.其中，附图标记为：10-机床底座；20-立柱；30-主轴；40-刀具；11-工作台；21-伺服电机；41-刀具主体；42-刀片；43-冷却通孔；44-排屑槽；411-固定模块；412-活动模块；413-腰型孔；414-压紧螺丝；415-调节孔；45、螺旋片；46、固定板；47、转轴；48、扇叶。
具体实施方式
33.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
34.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
35.在本技术中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本技术中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本技术，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本技术。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本技术的描述变得晦涩。因此，本技术并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本技术所公开的原理和特征的最广范围相一致。
36.本技术实施例公开了一种u钻机床，包括机床底座、立柱和主轴，机床底座包括工作台，立柱上设置有伺服电机，伺服电机可控制工作台沿着立柱上下运动，主轴的第一端安装在立柱上，主轴与主轴电机相连，驱动主轴转动，u钻机床还包括刀具和冷却通道，刀具包括刀具主体，以及错位地固定在刀具主体第一端面的刀片，刀具主体的第二端面可拆卸地安装在主轴的第二端；冷却通道贯通地设置在主轴中。本技术实施例采用u钻刀具进行钻孔加工，u钻刀具的刀片不是呈锥形的，不会因为没有定心结构就偏离中心，并设置冷却通道，在加工时采用冷却液冲洗刀具，可以尽快排除切屑，避免划伤孔壁，从而提高加工精度和加工效率。
37.实施例1
38.请参阅图1-3，图1是本技术实施例提供的u钻机床的一个实施例的结构示意图；图2是图1u钻机床的刀具的结构示意图；图3为图2所示的刀具的横截面示意图。
39.结合图1至图3，本技术实施例中，u钻机床包括机床底座10、立柱20和主轴30，机床底座10包括工作台11，立柱20上设置有伺服电机21，伺服电机21可控制工作台11沿着立柱20上下运动，主轴30的第一端安装在立柱20上，主轴30与主轴电机31相连，驱动主轴30转动，u钻机床还包括：刀具40和冷却通道，刀具40包括刀具主体41，以及错位地固定在刀具主体41第一端面的刀片42，刀具主体41的第二端面可拆卸地安装在主轴30的第二端；冷却通道贯通地设置在主轴30中。
40.在一个具体的实施例中，伺服电机21与丝杆相连，丝杆上设置有螺纹结构，丝杆上套设有滑块，滑块的螺纹结构与丝杆的螺纹结构相配合，能够把伺服电机输出杆的转动转
化为滑块的上下位移移动，该滑块与工作台11固定连接，从而使伺服电机21带动工作台11上下运动。另外立柱20上设置有凹槽作为导轨，滑块上设置有与该凹槽相配合的凸起，凸起与凹槽相配合，使滑块沿凹槽方向运动，凹槽方向与立柱20方向一致，使伺服电机21可以控制工作台11沿着立柱20上下运动。
41.u钻刀具的优势就在于切削刃是采用机械紧固式的硬质合金刀片，因此这种u钻可以采用比普通钻头高的转速和进给速度，钻孔效率高是普通高速钢钻头比不了的，加工效率一般是麻花钻的2-3倍。u钻的两个刀片，一个刀片的里角大约在u钻的中心上，另一个刀片的外角在u钻的最大直径上，使用时可直接在工件上加工，无需中心钻打引导孔。另外，刀具磨损后无需重磨直接更换刀片即可，比整体硬钻要节省材料，遇到各种材料只需要更换同类型不同牌号的刀片即可，并且刀片的一致性更容易控制零件尺寸。
42.参考图2，在本技术实施例中，刀具主体41贯通地设置有冷却通孔43，冷却通孔43与冷却通道相连通。在本技术实施例中，刀具主体41上设置有环绕刀具主体41外周的螺旋形排屑槽44。加工时，产生的削屑会从排屑槽中排出，另外，冷却液注入冷却通孔43，可以将削屑从排屑槽44中冲出，以防止削屑损伤孔表面。冷却液还可以带走加工时摩擦产生的温度，保护刀具40和工件。
43.参考图2和图3在本技术实施例中，刀具主体41的第一端面设置有固定模块411和活动模块412，固定模块411和活动模块412相对设置在第一端面的一条直径线上，刀片42安装在固定模块411和活动模块412上，活动模块412上开设有腰型孔413，压紧螺丝414穿过腰型孔413将活动模块412固定在刀具主体41上。
44.参考图3在本技术实施例中，活动模块41的侧面开设与压紧螺丝414位置对应的调节孔415，调节孔415连接到腰型孔413，调节孔415内拧入有顶紧螺丝，顶紧螺丝的内端顶压在压紧螺丝的侧面上。这个结构便于调节端面的直径大小，特别适宜于倾斜平面钻削、交叉孔系列钻削、半孔钻削和偏心孔钻削。
45.参考图1在本技术实施例中，主轴30的第一端通过主轴连接座固定在立柱20上，主轴连接座上设置有配水孔，配水孔外接给水管路，且配水孔与冷却通道相连通。通过给水管路依次向配水孔、主轴连接座、冷却通道和冷却通孔内注入冷却液。
46.在本技术实施例中，主轴30包括两个或者多个主轴，主轴连接座包括两个或者多个主轴连接座，主轴30固定在对应的主轴连接座中，两个或者多个主轴连接座上固定有定位板，两个或者多个主轴可转动地穿设在定位板中。在加工中心孔时，定位板可以减少主轴位移，提高加工精度。
47.在本技术实施例中，定位板的外周设置有多个穿孔，穿孔外接给水管道，穿孔在定位板的内周与冷却通道相连通。可以通过定位板向主轴注入冷却液。
48.在本技术实施例中，立柱20上设置有导轨，工作台11包括与导轨相配合的滑块，伺服电机通过丝杆与滑块螺纹连接，驱动工作台11沿立柱20上下运动。工作台11上设置有固定夹具，用来固定待加工的工件，工作台11上下运动，实现进给效果。主轴电机31驱动主轴30，从而使刀具在工件上旋转切削，实现钻孔。
49.在本技术实施例中，伺服电机21包括刹车结构。其中，伺服电机通常意义上都有制动功能，刹车，一般指伺服电机后端的电磁机械抱闸装置，一般安装在电机后端，工作时通过作用在电机的主轴上的刹车片，对电机进行刹车并抱死电机主轴。伺服电机带刹车是为
了在电机停止时保护电机，伺服电机不能受轴向力当电机不上电时会因为有外力导致电机运转而影响系统的时候要带刹车，否则就不需要刹车。伺服电机一般不会通过电磁机械抱闸装置进行制动，而电磁机械抱闸装置一般情况下起到一种应急保护作用，比如运行过程中突然停电，驱动器不能提供制动功能，电磁抱闸会起作用，将电机轴锁死，避免造成意外事件。
50.实施例2
51.参见图4和图5，刀具主体41上且固定模块411和活动模块412的侧部设置有固定槽，固定槽设置在排屑槽44的下方，固定槽内设置有排屑机构，排屑机构与固定模块411连接。
52.排屑机构包括固定板46、垂直穿过固定板46的转轴47、设置在转轴47下端部的螺旋片45、设置在转轴47上端部的扇叶48，转轴47的顶端与固定槽的顶端面铰接，转轴47的底端高于刀片42的底端点，所述固定板46设置在固定模块411上。
53.注：在本实施例2中，具体的水冷却结构出于简化设计的考虑，没有在图4和图5中标示出来，这实际与实施例1中的冷却结构一致；此外，实施例1和实施例2中固定模块411和活动模块412的结构略有不同，可作为其不同使用状态的示意说明，并不影响到具体方案的实施，特此说明。
54.本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。