數控四工位金剛石鉆床制造技術

本發明專利技術公開了一種數控四工位金剛石鉆床,它解決了現有鉆床不能滿足耐火材料和單晶硅等特種材料鉆孔的問題，其特征在于：它是由四柱機架、回轉工作臺、雙圓柱形導軌、主軸箱、壓緊機構、定位機構、三軸驅動機構、冷確系統和數控系統等組成，主軸箱（3）設置在工作臺面（30）后方的四分之一區域內，工作臺面上設置了四套組合夾具和定位板，整機動作由設置在機架上的數控系統根據操作人員輸入的相關數據進行自動控制。具有多工位、精度高、效率高、操作方便等優點，適用于耐火材料和單晶硅材料的數控鉆孔和取芯加工，市場前景非常廣闊。

【技術實現步驟摘要】
【專利說明】
:本專利技術屬于非金屬加工機床領域，尤其是涉及到一種用于耐火材料和單晶硅等特種材料的數控四工位金剛石鉆床。
技術介紹
:數控四工位金剛石鉆床，是用于冶金高強度耐火材料和單晶硅等特種材料的鉆孔和取芯加工的重要設備。煉鐵爐、煉鋼爐的鐵水在冶煉和澆注時，需要使用各種規格的矩形、圓形、管狀等高強度耐火材料制件。這些制件上需要鉆孔；電子工業中，單晶硅材料需要從整塊毛坯上取出各種規格圓形棒料，用于制作芯片時進行深加工。我國鋼鐵產量已躍居世界笫一，隨著冶金、電子工業的高速發展，各種高溫、高強度耐火材料制件和半導體單晶硅制件，消耗量迅猛增加，對其加工設備的需求十分迫切。國內市場上還沒有此類高效數控加工設備。
技術實現思路
:本專利技術的目的就是為市場提供一種多工位、精度高、效率高、操作方便的用于加工耐火材料和單晶硅材料的數控鉆孔和取芯的數控四工位金剛石鉆床。本專利技術的技術方案是:整機采用四柱框架結構、立式總體布局，機床主體部分由四柱機架、回轉工作臺、雙圓柱形導軌、主軸箱升降機構、主軸進給機構、壓緊機構、定位機構、冷卻系統和數控系統等組成。機床整體為立柱、底板、中梁和頂梁構成的四柱矩形框架結構，回轉工作臺總成通過機座、座軸、軸承安裝在底板的中心位置，工作臺面直徑Φ 1500_ ;在中梁上安裝回轉工作臺驅動系統，驅動系統由伺服電機、精密行星減速器、傳動箱、驅動軸、連接套組成。驅動系統的驅動軸與工作臺面垂直、通過連軸器將驅動軸和工作臺面中心座軸聯接在同一軸心線上。驅動系統帶動工作臺轉動，安裝在工作臺上方，調試和維修方便。主軸箱布置在工作臺后方四分之一區域內，箱體兩邊設有導軌固定套座，兩根圓柱形導軌插入套座內并保證兩導軌相互平行，用螺釘固定聯接，成為一個運動體；兩根圓柱形導軌的上端分別插入固定在中梁和頂梁上的四個導軌導向套內，每根導軌的上下各一個導向套，兩個導向套為一組，兩組導向套的軸心線應保證平行；主軸箱背面裝有升降絲桿螺母座和螺母，升降絲桿上端通過軸承座固定在柜形框架的頂上，絲桿頂端通過連軸器與精密蝸輪減速器的輸出軸聯接；主軸箱升降機構安裝頂梁上，升降機構由伺服電機、精密蝸輪減速器、升降絲桿組成。絲桿轉動時螺母帶動主軸箱和兩根圓柱形導軌聯體，在兩組導軌導向套內上下移動。上述機構安裝時，兩圓柱導軌和升降絲桿三者軸心線應保證相互平行并和工作臺面垂直，達到箱體上下移動時與工作臺上平面保持垂直。主軸箱內裝有主軸和主傳動同步輪、帶組，主軸為6#莫氏錐度主軸，金剛石鉆套安裝于主軸下端錐孔內，主軸伺服電機通過同步輪、帶與主軸聯接傳動。主軸箱內還裝有主軸進給系統，進給系統由伺服電機、一組傳動齒輪、一組精密蝸輪、一付齒輪、齒條與主軸聯接傳動，帶動主軸上下移動，完成加工進給和刀具退回。機床自動壓緊機構為四柱形彈性壓緊機構，安裝在主軸箱下端，四柱位置可以移動，以保證大小不同和表面不平的零件可以有效壓緊。主軸箱的上下移動由數控系統控制，主軸箱下降到指定位置時，四根壓緊柱壓緊工件。工作臺面上裝有四套組合夾具。夾具可以根據零件大小進行調整，保證對不同加工零件的正確裝夾。工作臺旋轉分度由數控系統控制，在工作臺驅動軸上裝有激光儀跟蹤定位。工作臺側下方裝有工作臺分度鎖緊氣缸組件，當工作臺旋轉到四分之一位置時，錐形氣動鎖緊銷插入定位板錐孔內，鎖住工作臺。工作臺下底面，針對主軸兩側，裝有兩組旋轉支撐，用于保證主軸向下工進鉆孔時，工作臺不會偏擺和振動。校正壓緊氣缸組件安裝在工作臺外側、主軸的正前方、組合夾具中心線的延長線上。當工作臺旋轉到四分之一位置時，校正壓緊氣缸軸從工件前端對工件校正壓緊。工作臺下面裝有接水盤、冷卻水箱、水栗、過濾網組成的冷卻系統，工作時冷卻水自動循環，對工件和刀具進行加工冷卻。本專利技術的有益效果是:(I)數控四工位金剛石鉆床填補了國內該類機床產品的空白。(2)由于耐火材料、單晶硅材料硬度高，一般硬質合金刀具無法加工，鉆頭是采用金剛石聚晶與硬質合金復合制成的超強、超硬鉆頭，鉆頭為簿壁中空式，壁厚4-5_。對耐火材料制件鉆孔時，鉆頭外徑按圖紙孔徑尺寸制作。對單晶硅材料取芯加工時，鉆頭內徑按圖紙芯棒外徑尺寸制作，鉆頭中心裝有彈性退料裝置，完成鉆孔或取芯后，中心棒可以自動退料。(3)整機采用立式布局，結構緊揍，操作方便，可以不間斷、自動連續作業。(4)主軸箱的主軸可以根據所加工零件的工藝要求進行調整設計。下面結合附圖對本專利技術作進一步描述。【附圖說明】:圖1為本專利技術主軸箱傳動結構示意圖；圖2為本專利技術工作臺傳動結構示意圖；圖3為本專利技術工作臺總成俯視結構示意圖。圖中:1為立柱，2為回轉工作臺總成，3為主軸箱，4為主軸，5為導軌，6為主傳動同步輪帶，7為傳動齒輪，8、28為精密蝸輪減速器，9為金剛石鉆套，10、13、14,29為伺服電機，11為彈性壓緊柱，12為升降絲桿，15為導軌導向套，16為底板，17為中梁，18為頂梁，19為套座，20為機座，21為座軸，22為軸承，23為連軸器，24為驅動軸，25為激光儀，26為傳動箱，27為傳動齒輪，30為工作臺面，31為組合夾具，32為前限位塊，33為定位板，34為左右限位塊，35為校正壓緊氣缸組件，36為定位錐孔。【具體實施方式】:如圖1所示，四工位金剛石鉆床是由四柱機架、回轉工作臺、主軸箱升降機構、主軸進給機構、壓緊機構、定位機構、冷卻系統和數控系統等組成，四柱機架是由四根立柱1、底板16、中梁17和頂梁18組成長方體，回轉工作臺總成2通過機座20、座軸21和軸承22安裝在底板16的中心位置，并在中梁17的中心位置安裝垂直回轉工作臺面30的驅動軸24，通過連軸器23與座軸21相連，由安裝在中梁17上的伺服電機29、精密行星減速器28、傳動箱26和安裝在傳動箱內的傳動齒輪27組成的傳動機構驅動，并在驅動軸24上裝有激光儀25，工作臺面30的旋轉分度由數控系統自動控制。所述回轉工作臺總成2是由工作臺面30、組合夾具31和定位板33組成，組合夾具31是由底板和前限位塊32、左右限位塊34構成，定位板33上設有定位錐孔36，并在回轉工作臺總成2下方的45°角斜線上裝有工作臺分度鎖緊氣缸組件，當工作臺旋轉到四分之一位置時，錐形氣動鎖緊銷插入定位板錐孔36內，鎖住工作臺；在工作臺外側、主軸的正前方、組合夾具中心線的延長線上設置了校正壓緊氣缸組件35。主軸箱升降機構是由安裝在四柱機架頂梁18上的伺服電機10、精密蝸輪減速器8、圓柱形導軌5和升降絲桿12組成，所述主軸箱3設置在工作臺面30后方的四分之一區域內，箱體兩邊各設一只導軌固定套座19，兩根圓柱形導軌5插入套座19內并保證兩根導軌5相互平行，用螺釘固定聯接，成為一個運動體，兩根圓柱形導軌5的上端分別插入固定在中梁17和頂梁18的四個導軌導向套15內，并在主軸箱3背面裝有升降絲桿12的螺母座和螺母，升降絲桿12上端通過軸承座固定在頂梁18上，升降絲桿12頂端通過連軸器與精密蝸輪減速器8的輸出軸聯接；主軸箱3內裝有主軸4和主傳動同步輪帶6，主軸4為6#莫氏錐度主軸，金剛石鉆套9安裝于主軸4下端錐孔內，伺服電機14通過同步輪帶6與主軸聯接傳動；主軸箱內還裝有由伺服電機13、傳動齒輪7、精密蝸輪、齒輪和齒條構成的主軸進給機構，帶動主軸4上下移動，完成加工本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種數控四工位金剛石鉆床，它包括四柱機架、回轉工作臺、雙圓柱形導軌、主軸箱、壓緊機構、定位機構、三軸驅動機構、冷確系統和數控系統，其特征在于：四柱機架是由四根立柱（1）、底板（16）、中梁（17）和頂梁（18）組成的長方體；回轉工作臺總成（2）通過機座（20）、座軸（21）和軸承（22）安裝在底板（16）的中心位置，并在中梁（17）的中心位置安裝垂直回轉工作臺面（30）的驅動軸（24），通過連軸器（23）與座軸（21）相連，由安裝在中梁（17）上的伺服電機（29）、精密行星減速器（28）、傳動箱（26）和安裝在傳動箱內的傳動齒輪（27）組成的傳動機構驅動，并在驅動軸（24）上裝有激光儀（25），工作臺面（30）的旋轉分度由數控系統自動控制；主軸箱（3）設置在工作臺面（30）后方的四分之一區域內，主軸箱升降機構是由安裝在四柱機架頂梁（18）上的伺服電機（10）、精密蝸輪減速器（8）、圓柱形導軌（5）和升降絲桿（12）組成，箱體兩邊各設兩個導軌固定套座（19），兩根圓柱形導軌（5）插入套座（19）內并保證兩根導軌（5）相互平行，用螺釘固定聯接，成為一個運動體，兩根圓柱形導軌（5）的上端分別插入固定在中梁（17）和頂梁（18）的四個導軌導向套（15）內，并在主軸箱（3）背面裝有升降絲桿（12）的螺母座和螺母，升降絲桿（12）上端通過軸承座固定在頂梁（18）上，升降絲桿（12）頂端通過連軸器與精密蝸輪減速器（8）的輸出軸聯接；主軸箱（3）內裝有主軸（4）和主傳動同步輪帶（6），主軸（4）為6#莫氏錐度主軸，金剛石鉆套（9）安裝于主軸（4）下端錐孔內，伺服電機（14）通過同步輪帶（6）與主軸（4）聯接傳動；主軸箱內還裝有由伺服電機（13）、傳動齒輪（7）、精密蝸輪、齒輪和齒條構成的主軸進給機構，帶動主軸（4）上下移動，完成加工進給和刀具退回；同時，在主軸箱（3）底部設置了機床自動壓緊機構，該壓緊機構是由四根彈性壓緊柱（11）構成，四柱位置可以移動；工作臺面（30）下面裝有接水盤、冷卻水箱、水泵、過濾網組成的冷卻系統，工作時冷卻水自動循環，對工件和刀具進行加工冷卻；整機動作由設置在機架上的數控系統根據操作人員輸入的相關數據進行自動控制。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：袁正武，湯楚瑩，
申請(專利權)人：湖北新三友數控機床有限公司，
類型：發明
國別省市：湖北;42