[实用新型]大直径多工位可调式高效高精度数控钻床

说明书

(一)技术领域：

本实用新型涉及加工大直径工件的深孔的数控钻床，特别是加工风力发电机变浆轴承内圈和外圈的深孔。属车削、镗削类(B23B)、控制或调节系统类(G05B)。

(二)背景技术：

作为可再生能源之一的风力发电，我国拥有巨大的储量及可开发量，由此对高效制造风力发电机提上日程。风力发电机变浆轴承直径约为2.5M，轴承内圈和外圈沿周向各有一组深孔，孔径为φ33，深度L达132mm(为轴承高度方向通孔)，周向一组加工孔数量m为102个，位置度要求≯0.4。根据以往的生产规律，选用4台摇臂钻床，至少2名操作工，加上辅助时间需要14小时/件，而且很难达到图样要求，报废率高。若采用大型加工中心进行加工，是可以达到生产要求，但是加工成本过于昂贵。由于上述问题的存在，对这种大直径大数量的深孔加工采用传统的摇臂钻床和大型加工中心加工既满足不了产品要求，也满足不了用户的需求。因此必须自行设计开发满足加工精度、生产效率和资金投入要求的新型数控钻床。

(三)发明内容：

本实用新型提出的大直径多工位可调式高效高精度数控钻床，就是解决上述大直径大数量的深孔加工采用传统的摇臂钻床和大型加工中心工不能满足产品要求和用户需求的问题。提供一种高效率高精度且资金投入低的新型数控钻床。其技术方案如下：

A.中心底部设由转台伺服电机1.1和转动传动件驱动的数控水平转台1；数控水平转台上放随其转动的工件3和固定工件的工装2；围绕转台周向均布2-6工位加工体，每工位加工体内设主轴动力头4、立柱5以及动力头和立柱间装设的十字滑台6；立柱5下面设下滑台7和下滑台安装地板8，下滑台7与立柱连为一体，设驱动立柱和动力头共同水平径向X位移的径向进给电机7.1和径向传动件；十字滑台6设有相对立柱竖向Z向移动的竖向滑板6.1和水平横向Y移动的横向滑板6.2，其竖向滑板6.1和横向滑板6.2放在与立柱相配合的立柱滑槽中，十字滑台6固定于主轴动力头4，并设驱动竖向滑板6.1竖向进给移动的竖向进给电机6.4、6.5和竖向传动件；同时设有横向Y手动装置6.3。

B.主轴动力头4从上至下设有驱动用变频电机4.1、顺次传动连接的传动装置4.2、钻削头4.3以及内冷式机夹螺旋钻头刀具4.4。

上述组合钻床控制系统及其它优化具体结构下面结合附图再详细描述。

本实用新型有益效果：

①实现了大直径工件多工位的钻孔加工，提高加工效率2-6倍，且总体结构简单，为满足所需求的高效率和低投入提供了一种优化组合的组合钻床。

②可调式功能可通过以下方式实现：设十字滑板，通过其内竖向滑板6.1用进给电机调整不同工件厚度时钻头高度位置；并可单独用手动装置6.3通过横向滑板6.2调整钻头与工件相对周向(Y向)位置，以适应工件孔距变化。通过手动装置7.2调正下滑台径向位置，立柱和主轴动力头在下滑台的拖动下沿水平径向移动以适应工件直径的变化，下滑台的行程为630mm，所以可加工工件的尺寸范围是(1.5m-3.5m)。灵活地实现加工不同直径、中心距孔距和厚度的工件，达到专机多用目的。

③由于要达到专机多用目的，结合钻头的转速要求，不同孔径的工件对钻头的转速要求也是不同的，所以为保证加工的高效性和灵活性，主轴选用7.5kw交流变频电机4.1进行驱动，实现电机的无级调速。

④钻头采用内冷式机夹螺旋钻头，平均线切削速度为80-100m/min，每圈进给0.07-0.1mm/r，以达到快速进给的目的。

⑤数控水平转台用蜗轮蜗杆传动，分度精度小于15″。

⑥采用先进的802C数控系统可精确控制转台旋转精度和提高整台设备的可靠性。

⑦为实现高速钻孔加工必须具备转台的转动和刀具的移动，这两个控制部分可是独立的，但为了提高效率和方便操作工的操作可把两个部分结合起来，统一控制。在设计时将802C系统CNC处理器和可编程序控制器PLC端口连接，使前者接受后者信号，便实现了两个运动部分的协同运动。采用智能数控系统控制，使2-6个立柱钻头与回转工作台在数控系统地统一控制下，进行连续精确的高速钻孔，有效保证了加工过程的高精度，高效性。

⑧单个钻头的加工工时计算如下：

S＝fn＝0.07×900＝63mm/min t＝L/S＝132/63＝2.1min  T＝t×m＝2.1×102＝215min

上式中：S：钻头每分钟的钻削深度(mm/min)f：钻头每转进给量(mm/r)

        n：主轴转速(r/min)             t：加工一个孔的工时(min)