一种微钻加工设备的制作方法

本发明涉及刀具加工技术领域，特别涉及一种微钻加工设备。

背景技术：

pcb板的微孔加工是采用微钻进行加工的，其加工质量的好坏对后期pcb板的工作性能影响很大。微钻的加工工序主要有粗磨、精磨、磨槽、磨背、磨尖等工序，而目前实际生产中每个工序都是独立的设备中进行操作。由于每道工序在加工时都需要重新对微钻进行装夹，这样就会导致加工后产品的累积误差变大，影响产品的精度。因此，有必要提出一种微钻加工设备，将精磨、磨槽、磨背和磨uc头等工序结合在一台机上，加工时只需要对微钻进行一次装夹，提高了加工精度和效率。

可见，现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种微钻加工设备，旨在解决现有技术中微钻加工的各个工序独立进行、多次装夹导致加工效率和加工精度较低的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种微钻加工设备，包括底架，底架上的中部设置有工作头单元，底架上沿圆周方向依次设置有上下料单元、第一磨削单元、第二磨削单元和第三磨削单元；所述工作头单元包括安装座，4个沿周向设置在安装座上的工作头，以及用于驱动安装座升降和转动的安装座驱动装置；每个工作头分别包括夹头以及夹头驱动电机。

进一步地，所述的微钻加工设备中，所述安装座驱动装置包括减速电机，与减速电机连接的固定板，设置在固定板上的顶升气缸，以及与顶升气缸连接的活塞杆连接的水平板；所述安装座设置在水平板上。

进一步地，所述的微钻加工设备中，所述上下料单元包括料盘、用于驱动料盘沿x方向往复运动的料盘驱动装置、以及料夹支架；该料夹支架上设置有旋转气缸，该旋转气缸可相对于与支架沿y方向往复运动；该旋转气缸连接有一块竖直板，该竖直板上设置料夹、以及用于驱动前后移动的料夹驱动气缸。

进一步地，所述的微钻加工设备中，所述第一磨削单元包括可相对于底架沿x方向往复运动的第一底座，该第一底座上设置有第一滑座、以及用于驱动第一滑座沿y方向往复运动的第一滑座驱动装置；第一滑座上设置有第一电主轴，该第一电主轴连接有第一砂轮。

进一步地，所述的微钻加工设备中，所述第二磨削单元包括第二电主轴、以及可相对于底架沿y方向往复运动的第二底座；所述第二电主轴连接有有第二砂轮；所述第二底座上设置有第一刻度板，第一安装板上设置有第一旋转板；该第一旋转板上设置有用于驱动第二电主轴上下移动的第二电主轴升降装置。

进一步地，所述的微钻加工设备中，所述第三磨削单元包括第三主轴、与第三主轴通过皮带连接的第三主轴电机、以及可相对于底架沿x方向往复运动的第三底座；所述第三主轴电机连接有第三砂轮；第三底座上设置有第二刻度板和第二旋转板，第二旋转板上设置有用于驱动第三主轴上下移动的第三主轴升降装置。

进一步地，所述的微钻加工设备中，所述夹头包括夹头壳体和舌板，所述弹性元件设置在夹头壳体中，夹头壳体的后端可拆卸地设置有一块连接板；所述舌板通过第一销轴与夹头壳体连接，舌板的后端与所述弹性元件的底部相抵；夹头壳体的前端还设置有第二销轴，该第二销轴位于第一销轴的上方。

进一步地，所述的微钻加工设备中，所述第一销轴至舌板后端的距离大于第一销轴至舌板前端的距离。

进一步地，所述的微钻加工设备中，所述工作头还包括连接器，连接器中沿轴线方向设置有记忆合金线，连接器的前端与夹头连接。

有益效果：本发明提供了一种微钻加工设备，与现有技术不同的是，本发明中，通过设置上下料单元、第一磨削单元、第二磨削单元和第三磨削单元，可以自动地上料、加工和下料，不仅加工效率得到提高，且微钻只需要一次装夹就可以完成磨削加工，提高了磨削质量。此外，本发明中，工作夹头中设置有弹性膜片和记忆合金线，使得工作头夹持微钻是具有一定的浮动空间，进一步提高了微钻的磨削效果。

附图说明

图1为本发明提供的微钻加工设备的立体图。

图2为本发明提供的微钻加工设备的俯视图。

图3为本发明提供的微钻加工设备中，工作头单元的立体图。

图4为本发明提供的微钻加工设备中，上下料单元的立体图。

图5为图4中s区域的局部放大图。

图6为本发明提供的微钻加工设备中，第一磨削单元的立体图。

图7为本发明提供的微钻加工设备中，第二磨削单元的立体图。

图8为本发明提供的微钻加工设备中，第三磨削单元的立体图。

图9为本发明提供的微钻加工设备中，工作头的结构示意图。

图10为本发明提供的微钻加工设备中，夹头的爆炸图。

图11为本发明提供的微钻加工设备中，夹头的立体图，图中未画出夹头壳体。

图12为本发明提供的微钻加工设备中，连接器的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种微钻加工设备，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1-12，本发明提供一种微钻加工设备。为了便于观察，图12中用黑色填充表示记忆合金线。本发明所述“第一”、“第二”等词语目的在于便于阐述，不在于限定本发明。为了便于理解，俯视图中画出了x方向和y方向。本发明所说的“前端”是指邻近微钻的那一端，“后端”是指远离微钻的那一端。

首先请参阅图1、图2、图3和图9，所述微钻加工设备包括底架900，底架上的中部设置有工作头单元5，底架上沿圆周方向依次设置有上下料单元4、第一磨削单元1、第二磨削单元2和第三磨削单元3；所述工作头单元包括安装座，4个沿周向设置在安装座上的工作头6，以及用于驱动安装座升降和转动的安装座驱动装置；每个工作头6分别包括夹头61以及夹头驱动电机60。弹性元件的伸缩方向与被夹持的微钻的轴线方向垂直。由俯视图可知，任意相邻两个工作头之间的夹角为90度，上下料单元、第一磨削单元、第二磨削单元和第三磨削单元位于工作头单元的外围且分别别对应一个工作头。此外，本发明中，工作头中设置记忆合金线和弹簧膜片，使得工作头夹持微钻时具有一定的浮动空间，起到缓冲作用，提高微钻磨削质量。而当微钻取出后，记忆合金线和弹簧膜片不再收到外力又可以实现自动复位。

上述驱动装置实现安装座升降和转动有多种，可以设置如下(但不限定于此)：如图3所示，所述安装座驱动装置包括减速电机55，与减速电机连接的固定板54，设置在固定板上的顶升气缸53，以及与顶升气缸连接的活塞杆连接的水平板52；所述安装座51设置在水平板52上。实际使用时，顶升气缸动作可以带动安装座及各个夹头上升至工作位置；减速电机转动可以使得安装座转动。

进一步地，请参阅图4和图5，所述上下料单元包括料,40、用于驱动料盘沿x方向往复运动的料盘驱动装置41、以及料夹支架42；该料夹支架42上设置有旋转气缸44，该旋转气缸可相对于与支架沿y方向往复运动；该旋转气缸连接有一块竖直板45，该竖直板上设置料夹48、以及用于驱动前后移动的料夹驱动气缸46。上述料盘驱动装置可以通过丝杆传动的方式来实现(此处不作具体限定)，以能够实现驱动料盘沿x方向往复运动为准。上述料夹支架上设置有同步带43，通过同步带的方式驱动旋转气缸沿y方向往复运动。实际使用时，料夹可以通过对应的夹紧气缸47实现夹紧和松开，由料夹驱动气缸来实现前后移动，由旋转气缸带动绕水平轴线转动，从而实现料夹可以将加工完的微钻取下并放在料盘上，也可以从料盘上夹取待加工的微钻并将其插入到对应的工作头中。

请参阅图6，进一步地，所述第一磨削单元1包括可相对于底架沿x方向往复运动的第一底座11，该第一底座上设置有第一滑座12、以及用于驱动第一滑座沿y方向往复运动的第一滑座驱动装置13；第一滑座上设置有第一电主轴14，该第一电主轴连接有第一砂轮15。图6中还示意性画出了用于驱动第一底座沿x方向运动的电机10。此处不限定第一滑座驱动装置的具体实现方式，以能够驱动第一滑座沿y方向往复运动为准。

请参阅图7，进一步地，所述第二磨削单元2包括第二电主轴24、以及可相对于底架沿y方向往复运动的第二底座21；所述第二电主轴连接有有第二砂轮25；所述第二底座上设置有第一刻度板22，第一安装板上设置有第一旋转板23；该第一旋转板上设置有用于驱动第二电主轴上下移动的第二电主轴升降装置26。图7中还示意性画出了用于驱动第二底座沿y方向运动的电机20。由于实现升降的方式有多种，此处不限定第二电主轴升降装置的具体结构，以能够驱动第二电主轴上下移动为准。

请参阅图8，进一步地，所述第三磨削单元3包括第三主轴35、与第三主轴通过皮带连接的第三主轴电机37、以及可相对于底架沿x方向往复运动的第三底座31；所述第三主轴电机连接有第三砂轮36；第三底座上设置有第二刻度板32和第二旋转板33，第二旋转板上设置有用于驱动第三主轴上下移动的第三主轴升降装置37。图8中还示意性画出了用于驱动第三底座沿x方向运动的电机30，还示意性画出了用于驱动第二旋转板转动的电机。由于如何实现升降不是本发明的发明点所在，此处不限定第三主轴升降装置的具体结构，以能够驱动第三主轴上下移动为准。

请参阅图9至图11，进一步地，所述夹头61包括夹头壳体610和舌板611，所述弹性元件63设置在夹头壳体610中，夹头壳体的后端可拆卸地设置有一块连接板613；所述舌板611通过第一销轴614与夹头壳体连接，舌板611的后端与所述弹性元件63的底部相抵；夹头壳体的前端还设置有第二销轴615，该第二销轴615位于第一销轴614的上方。上述连接板与连接器的前端(第一固定座)连接。实际使用时，待加工的刀具91从夹头壳体的前端插入，第二销轴与刀具的后端相抵起到限位的作用；而弹性元件对舌板向下施力，使得舌板的前端具有向上运动的趋势，从而使得舌板的前端与刀具的底部相抵，保持刀具处于夹紧的状态。

进一步地，第一销轴至舌板后端的距离大于第一销轴至舌板前端的距离。换言之，对于弹性元件而言，舌板起到了省力杠杆的作用，有利于夹紧刀具。

进一步地，请参阅图9和图12，所述工作头还包括连接器62，连接器中沿轴线方向设置有记忆合金线64，连接器的前端与夹头连接。

优选地，连接器62包括第一固定座621、第二固定座622、以及多个依次相抵的连接件623(图示为4个，但不限定于此)；所述第一固定座与夹头连接，第二固定座与轴心的前端连接。通过设置记忆线使得连接器具有一定的弹性，进一步提高了工作头的浮动效果。

进一步地，所述连接件中还设有一个记忆线支承座624，所述合金记忆线64从记忆线支承座624中穿过。所述记忆线支承座一般设置在连接器长度方向上的中部，如附图所示，记忆线支承座对应中间两个连接件。通过设置记忆线支承座，使得记忆金线在正常状态下为保持为直线。

实际使用时，待加工的微钻放置在料盘上，料夹取出一支微钻并将其插入到对应的工作头的夹头中；安装座驱动装置每次带动安装座转动90度，使得每个微钻可以依次经过第一磨削单元、第二磨削单元和第三磨削单元；第一磨削单元的第一砂轮可以对微钻进行精磨；第二磨削单元的第二砂轮可以对微钻进行磨削和开槽；第三磨削单元的第三砂轮可以磨削边刀，而当需要磨uc钻头时，可以转动第二旋转板至合适的位置，利用第三砂轮对uc钻头进行磨削。当微钻经过第一磨削单元、第二磨削单元和第三磨削单元后完成所有磨削工序，料夹将完成加工的钻头取下并放在料盘中。

通过上述分析可知，与现有技术不同的是，本发明中，通过设置上下料单元、第一磨削单元、第二磨削单元和第三磨削单元，可以自动地上料、加工和下料，不仅加工效率得到提高，且微钻只需要一次装夹就可以完成磨削加工，提高了磨削质量。此外，本发明中，工作夹头中设置有弹性膜片和记忆合金线，使得工作头夹持微钻是具有一定的浮动空间，进一步提高了微钻的磨削效果。

需要说明的是，为了便于理解，附图中画出了刀具91，但刀具91本身并不在本发明的保护范围内。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。