一种多自由度可调式数控钻孔机及使用方法与流程

本发明涉及数控钻孔机，更具体地说，本发明涉及一种多自由度可调式数控钻孔机及使用方法。

背景技术：

1、数控钻孔机又叫数控钻床，是一种利用数控系统进行电子计数字化信号控制，以钻削为主的高超精度自动化孔加工设备，主要用于机械零件的钻孔、扩孔、铰孔、攻丝等加工作业，数控钻床按其布局型式及功能特点可划分为数控立式钻床、钻削中心、印刷线路板数控钻床、数控深孔钻床及其它大型数控钻床等多种类型，其中数控立式钻床是在普通立式钻床的基础上发展起来的，其配备的数控系统多为两坐标或三坐标的点位控制系统(也有直线控制数控系统)，操作起来简单易上手，能够完成钻孔、扩孔、铰孔、攻丝等多道工序，相较于其他类型的数控钻床，其结构精炼简单，使用成本低，因此被广泛地应用于机械制造和修配工厂中用以加工孔间距离有一定精度要求的零件的中、小批量生产。

2、但现有的数控立式钻床实际运用过程中仍存在一些不足之处，如现有的数控立式钻床适配的两坐标或三坐标点位控制系统仅能够在机械零件的同一平面上进行钻孔位置的定位与钻孔深度的调节，当机械零件需要在不同的平面上进行钻孔作业或在同一平面上进行不同角度的斜孔加工时，就需要操作人员对机械零件的装夹平面与装夹角度进行手动调整，手动调整机械零件的装夹平面与装夹角度，不仅费时费力，影响机械零件的加工效率，又会影响机械零件的孔加工精度，大大的降低了数控立式钻床的实用性。

3、有鉴于此，本发明旨在提供一种可对机械零件的装夹平面与装夹角度进行多自由度精确调节的数控立式钻孔机。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种多自由度可调式数控钻孔机及使用方法，以解决现有的数控立式钻床适配的两坐标或三坐标点位控制系统仅能够在机械零件的同一平面上进行钻孔位置的定位与钻孔深度的调节，当机械零件需要在不同的平面上进行钻孔作业或在同一平面上进行不同角度的斜孔加工时，无法快速精确的调整机械零件的装夹平面与装夹角度，影响机械零件的加工效率和孔加工精度的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种多自由度可调式数控钻孔机，包括双齿轮传动基座，所述双齿轮传动基座下表面的边缘处设置有四组缓震机脚，所述双齿轮传动基座上表面的中心处设置有齿环传动平台，所述齿环传动平台的上端面固定安装有偏转筒座，所述偏转筒座的上端设置有与所述齿环传动平台为传动连接的角度偏转平台，所述角度偏转平台上表面的中心线处设置有平面调整夹具，所述平面调整夹具的上方设置有三轴数控钻孔机组；

3、其中所述齿环传动平台是由齿轮转动平台、限位转动轴承座、角度偏转电机、传动齿轮等结构组合构成；

4、所述角度偏转平台是由半球体基座、中心转轴、平面圆台、防脱集屑围挡、半环形齿轮条等结构构成。

5、优选地，所述双齿轮传动基座包括承托基座，所述承托基座上表面的中心处开设有阶梯限位转动槽，所述阶梯限位转动槽边缘处连通的两个阶梯通槽的内部均水平转动安装有驱动齿轮，两个驱动齿轮均适配有安装于所述承托基座下表面的伺服驱动电机，两个伺服驱动电机分别通过两个驱动齿轮与所述齿轮转动平台为传动连接，所述角度偏转平台固定安装于所述齿轮转动平台上表面的边缘处。

6、优选地，所述限位转动轴承座固定安装于所述齿轮转动平台下表面的中心处，所述齿轮转动平台边缘处的齿轮环与两个驱动齿轮为啮合连接，所述齿轮转动平台通过所述限位转动轴承座配合两个驱动齿轮水平转动安装于所述阶梯限位转动槽的内部，所述角度偏转电机和传动齿轮的数量均为两个，两个角度偏转电机均固定安装于所述齿轮转动平台的上表面，两个传动齿轮分别与两个角度偏转电机的传动轴为固定连接。

7、优选地，所述半球体基座固定安装于所述平面圆台下表面的中心处，所述中心转轴固定安装于所述半球体基座和所述平面圆台连接面的中分线上，所述中心转轴的两端均通过轴承与所述偏转筒座近顶端口的侧壁为转动连接，所述半球体基座的球形面开设有与所述半环形齿轮条相适配的安装槽，所述半环形齿轮条与两个传动齿轮为啮合连接，所述防脱集屑围挡固定安装于所述平面圆台上表面的边缘处。

8、优选地，所述平面调整夹具包括钻孔转台，所述钻孔转台下表面的中心处设置有位于所述平面圆台上表面中心处的伺服转动电机，所述伺服转动电机的两侧均设置有由两根电动丝杠组合构成的双丝杠电动传动架，两组双丝杠电动传动架均适配有双螺孔传动座，两组双螺孔传动座的上端面均设置有液压升降架，两组液压升降架的上方均通过液压升降架升降式安装有l型承托平台。

9、优选地，两个l型承托平台下延立板的中部均设置有转动伺服电机，两个l型承托平台的相邻侧面均通过转动伺服电机转动安装有双凸块侧压块，两个双螺孔传动座分别通过其自身适配的双丝杠电动传动架同步保持相向或相背运动，两个双螺孔传动座和两个双凸块侧压块始终以所述钻孔转台为中心保持对称分布状态。

10、优选地，所述三轴数控钻孔机组包括定位顶板，所述定位顶板上表面的中心处均设置有伺服升降电机，四组伺服升降电机均适配有位于所述定位顶板和承托基座之间的丝杠立柱，所述定位顶板的下方通过四根丝杠立柱传动连接有两组对称设置的螺孔传动横粱，两个螺孔传动横粱的下表面均安装有电动丝杠传动架一，两个电动丝杠传动架一的传动滑块连接有两个并排分布的电动丝杠传动架二，两个电动丝杠传动架二的传动滑块安装有数控钻孔主机。

11、一种多自由度可调式数控钻孔机的使用方法，包括以下步骤：

12、s1：装夹物料，先将设备通电复位，然后将待加工物料放置于钻孔转台上，然后通过两组双丝杠电动传动架配合两组双螺孔传动座带动两个同步相向平移运动将钻孔转台挤压固定在钻孔转台上表面的中心处；

13、s2：物料钻孔，待物料装夹固定后，通过两组电动丝杠传动架一配合两组电动丝杠传动架二带动数控钻孔主机在物料上方进行水平移动定位物料钻孔位置，再通过四组螺孔传动横粱配合四根丝杠立柱以及两组螺孔传动横粱带动数控钻孔主机水平下移对物料进行钻孔加工；

14、s3：钻孔角度调节，在物料的钻孔角度需要调节时，通过两个伺服驱动电机配合驱动齿轮带动齿轮转动平台水平转动，再通过两组角度偏转电机配合两组传动齿轮以及半球体基座球形面外部的半环形齿轮条带动平面圆台以及被两个双凸块侧压块夹装固定的物料以中心转轴为转轴进行转动，从而完成物料的钻孔角度调节；

15、s4：物料加工平面调换，先通过两组双丝杠电动传动架配合两组双螺孔传动座带动两个同步相背平移运动远离钻孔转台上静置的物料，再通过钻孔转台带动物料水平转动九十度，然后再通过两组双丝杠电动传动架配合两组双螺孔传动座带动两个同步相向平移运动将钻孔转台挤压固定，接着通过两个双螺孔传动座上端面的液压升降架带动两个l型承托平台以及两个双凸块侧压块水平上移将物料向上带离钻孔转台，最后通过两个转动伺服电机同步带动两个双凸块侧压块以及物料转动进行物料平面调整。

16、本发明的技术效果和优点：

17、上述技术方案中，角度偏转平台通过偏转筒座活动安装于齿环传动平台的上方，齿环传动平台通过两个伺服驱动电机配合两个驱动齿轮水平转动式安装于承托基座中心处开设的阶梯限位转动槽内部，在装置工作过程中，通过两个伺服驱动电机配合驱动齿轮带动齿轮转动平台水平转动，再通过两组角度偏转电机配合两组传动齿轮以及半球体基座球形面外部的半环形齿轮条带动平面圆台上被平面调整夹具夹装固定的物料以中心转轴为转轴进行转动，以调整三轴数控钻孔机组的钻孔刀具与物料钻孔平面之间的倾斜角度，从而解决了现有的数控立式钻孔机在机械零件的同一平面上进行不同角度的斜孔加工时，无法快速精确的调整机械零件的装夹角度，影响机械零件的加工效率和孔加工精度的问题，提高了装置的加工效率和加工精度；

18、本发明通过在角度偏转平台上表面的中心线处设置平面调整夹具，在装置工作过程中，通过钻孔转台带动物料水平转动来改变物料四个侧面的朝向，再通过两个双螺孔传动座上端面的液压升降架带动两个l型承托平台以及两个双凸块侧压块水平上移将物料向上带离钻孔转台，最后通过两个转动伺服电机带动两个双凸块侧压块以及物料同步转动来调换物料朝上的平面，实现了三轴数控钻孔机组在待加工物料的不同平面进行孔加工作业时能够快速精确的调整物料平面朝向的目的，从而进一步提高了装置的加工效率和加工精度。