一种用于精密管件类的全方位自动打孔设备的制作方法
专利名称一种用于精密管件类的全方位自动打孔设备的制作方法
技术领域本发明涉及到管件类打孔设备的技术领域，尤其是涉及到精密管件类的打孔设备，具体地说涉及一种用于精密管件类的全方位自动打孔设备。
背景技术对工件进行打孔，目前多数是采用冲孔或钻孔二种方式。冲孔，一般适用于平面工件的成孔加工，且其对孔位和孔径的精度以及圆度和光滑度要求不高，加工比较粗糙。显然，冲孔对管件尤其是对精密管件进行打孔是很不适用的。对管件类进行成孔加工，目前多数还是采用传统立式单头钻床对管件进行钻孔，这对于普通管件而言，还是能满足其技术要求，但是对于精密管件的制孔，尤其是对于精密管件的孔位和孔径以及圆度和光滑度要求很高的制孔，就有很多不尽人意之处。在连续制孔方面，传统立式单头钻床只适用于平面工件进行连续制孔，而对于同一管件从不同方位连续打孔就有很多困难，也就说当从一个方位打完一个孔后，需要打另一个方位的孔时，必须将管件从夹具上卸下后转换成另一方 位才能再打另一个方位的孔，操作很麻烦，打孔效率低下，而且由于换夹次数多，往往易用造成其孔位定位不精确、形状偏差大、尺寸精度低。由此可见，在机械打孔技术方面，研制开发出孔位定位准确，形状偏差小，尺寸精度高并能全方位连续打孔的设备或装置，成为本行业急需解决的重要课题。
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是提供一种用于精密管件类的全方位自动打孔设备，使用本设备对于精密管件类打孔，能够达到孔位定位准确，形状偏差小，尺寸精度高，而且还能实现加工管件的全方位连续自动打孔的目的。(二)技术方案一种用于精密管件类的全方位自动打孔设备，包括机座、管件打孔底座、Z轴刀具机构和微机操作控制机构，其特征在于，还包括有X轴管件移位机构、R轴管件转动机构，所述X轴管件移位机构包括X步进电机和丝杆，所述R轴管件转动机构包括R步进电机、管件夹具和一转轮，所述管件夹具设置成紧裹式气囊夹具，所述R轴管件转动机构中的转轮与X轴管件移位机构上丝杆的螺纹相啮合，所述Z轴刀具机构包括Z步进电机、打孔刀具、刀具控制机构和清除废屑弹射机构，所述管件打孔底座设置成管件导引固定座，所述管件导引固定座安装在机座上，管件导引固定座的上端面与打孔刀具上下相对，所述的微机操作控制机构与所述的X轴管件移位机构、R轴管件转动机构和Z轴刀具机构之间均设置有指令信号传输装置。(三)有益效果由于本发明采用了 X轴、R轴、Z轴三维控制的技术手段，Z轴刀具机构上的刀具从垂直方向对加工管件进行打孔，X轴管件移位机构上的丝杆带动R轴管件转动机构作水平方向移动，从而使加工管件可以作水平方向移位，以控制加工管件上的孔位水平距离，而R轴管件转动机构上的R步进电机驱动管件夹具作旋转周向转动，以控制加工管件上不同角度(不同周侧面)的孔位，从而实现加工管件的全方位连续打孔的目的。同时，又由于采用了采用了紧裹式气囊夹具、清除废屑弹射机构和管件导引固定座的具体技术手段和微机自动控制技术，使孔位定位准确，形状偏差小，尺寸精度高，而且，管内和孔内无废屑沾污，无毛刺，表面光滑。本发明还具有如下特征和有益效果所述紧裹式气囊夹具，包括硅胶气囊、气囊外框、气囊限位连接件，所述的硅胶气囊安装在气囊外框内，所述气囊限位连接件上设置有气囊进出气连接管。由于硅胶气囊夹具有较好的柔性，对加工管件的表面不会产生夹痕，保证了管件表面的光滑性，且对不同尺寸的导管都能实现可靠的装夹，不必更换夹具，再则，硅胶气囊夹具在R步进电机的带动 下，能方便地进行周向旋转，可以对管件的任意周向侧面进行制孔加工，即可以在加工管件的任意角度进行打孔。所述刀具控制机构，包括Z步进电机和传动装置，所述的传动装置主要由主动轮、被动轮、传动带和中空连接轴组成。所述清除废屑弹射机构，包括一个气缸、弹射针和中空连接轴，所述气缸设置在中空连接轴上面，所述的中空连接轴的上端与所述动力传动装置的被动传动轮连接，下端通过连接器与中空刀具相连接，所述的弹射针穿过气缸后并套在中空连接轴内，所述的弹射针与气缸的活塞相固定。由于设置的清除废屑弹射机构，可以有效地将打孔后产生的废屑及时清除，使加工管件内不残留余料，保证了加工的产品质量。其原理是，当电机驱动打孔刀具时，气缸下端进气口始终通有15-30psi的空气，气缸内的活塞将弹射针最下端与刀具最下端保持4-5mm距离的起始位置处；刀具在打孔时，控制刀具的转速及下行速度，使成形孔无细尘产生，从而冲出的完整废屑进入刀具内；当打孔刀具退出加工管件后，这时，气缸上端进气口迅速通有70-90psi的空气，此时活塞带动弹射针迅速将废屑弹出，同时在装置加工孔一侧外部接压缩空气，将弹出的废屑及时吹向待加工一侧，使加工管件内不残留余料的目的。废屑弹出后，上部汽缸迅速放气，弹射针随活塞迅速回到起始位置，进入下一运行周期。所述的气缸内的活塞下面设置一弹簧。设置弹簧，主要是使气缸充气时，不仅有压力使弹射针弹起，而且还有弹簧的复位弹力，使弹射针弹起力充足，从而使弹射针回到起始的位置。所述管件导引固定座，包括固定座本体和导槽，所述的导槽设置成斜阶式凹槽，斜阶式凹槽的两槽壁上设置有压管柱凹槽，还设置一个活动块和压管柱，所述的活动块设置在固定座本体的一侧面，所述压管柱的一端固定在活动块上。管件导引固定座设计优点是结构简单，定位准确并且使用方便；该装置结构特征为导槽设置成斜阶式凹槽，斜阶式凹槽底部平滑，两侧槽壁呈对称式结构形式，当导管置入导槽内，受两边对称力的支撑，受力均匀。适用于不同规格的导管放置，并准确进行导引，无压痕；设置的压管销，能将放置在斜阶式凹槽内的加工管件平衡定位及压直。所述的活动块上设置有调节固定孔。设置调节固定孔，主要是根据加工管件的管径大小，通过调整压管销的在导引块中的位置。
所述的的打孔刀具设置为套管式刀具。套管式刀具能较好地保障孔的圆度。
图I是本发明一种用于精密管件类的全方位自动打孔设备结构示意图；图2是本发明一种用于精密管件类的全方位自动打孔设备中的紧裹式气囊夹具结构示意图；图3是本发明一种用于精密管件类的全方位自动打孔设备中的管件导引固定座结构示意图。图中所示1、X轴管件移位机构，11、X步进电机，12、丝杆，2、R轴管件转动机构，21、R步进电机，22、管件夹具，221、硅胶气囊，222、气囊外框，223、限位连接件，224、进出气连接管，23、转轮，3、Z轴刀具机构，31、Z步进电机，32、打孔刀具，331、主动轮，332、被动 轮，333、传动带，334、中空连接轴，335、连接器，336、三爪盘夹头，337、旋转夹头，341、气缸，342、弹射针，343、活塞，344、弹簧，4、管件导引固定座，41、固定座本体，42、导槽，43、压管柱凹槽，44、活动块，45、压管柱，46、调节固定孔，5、机座，6、微机操作控制机构。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。如图I所示，本发明一种用于精密管件类的全方位自动打孔设备，包括机座5、管件打孔底座、Z轴刀具机构3和微机操作控制机构6，还包括有X轴管件移位机构I、R轴管件转动机构2。所述X轴管件移位机构I主要由X步进电机11和丝杆12组成。所述R轴管件转动机构2包括R步进电机21、管件夹具22和一转轮23。所述管件夹具22设置成紧裹式气囊夹具。所述紧裹式气囊夹具22，包括硅胶气囊221、气囊外框222、气囊限位连接件223。所述的硅胶气囊221安装在气囊外框222内。所述气囊限位连接件223上设置有气囊进出气连接管224。所述R轴管件转动机构2中的转轮23与X轴管件移位机构I上丝杆12的螺纹相
口四合。所述Z轴刀具机构3包括Z步进电机31、打孔刀具32、刀具控制机构和清除废屑弹射机构。所述的打孔刀具32设置为套管式刀具。所述刀具控制机构，包括Z步进电机31和传动装置；所述的传动装置主要由主动轮331、被动轮332、传动带333和中空连接轴334组成；所述的中空连接轴334的上端与所述动力传动装置的被动传动轮332连接，下端通过连接器335与打孔刀具32相连接，打孔刀具32由三爪盘夹头336固定，并通过旋转夹头337拧紧并连接在连接器335。所述清除废屑弹射机构，包括一个气缸341、弹射针342和中空连接轴334，所述气缸341设置在中空连接轴334上面，所述的中空连接轴334的上端与所述动力传动装置的被动传动轮332连接，下端通过连接器343与打孔刀具32相连接，所述的弹射针342穿过气缸341后并套在中空连接轴334内，所述的弹射针342与气缸341的活塞343相固定。所述的气缸341内的活塞343下面设置一弹簧344。所述管件打孔底座设置成管件导引固定座4，所述管件导引固定座，包括固定座本体41和导槽42，所述的导槽42设置成斜阶式凹槽，斜阶式凹槽的两槽壁上设置有压管柱凹槽43，还设置一个活动块44和压管柱45，所述的活动块44设置在固定座本体41的一侧面，所述压管柱45的一端固定在活动块44上，所述的滑块上设置有调节固定孔46。所述管件导引固定座4安装在机座5上，管件导引固定座4的上端面与打孔刀具32上下相对。所述的微机操作控制机构6与所述的X轴管件移位机构I、R轴管件转动机构2和Z轴刀具机构3之间均设置有指令信号传输装置。操作原理，事先建立预加工管件周向转动、水平位移和刀具进刀数据，然后将加工管件周向转动弧度、速度和水平移位距离、速度以及打孔刀具的进刀深度和速度等数据程序输入微机操作控制机构6内。根据打孔的孔径，选择好打孔刀具32并安装固定好。将充气管与进出气连接管224连接好。将需要打孔的管件的一端放进紧裹式硅胶气囊夹具内，另一端置在管件打孔底座的斜阶式V型槽内。在微机操作控制机构6的操作台面上按下硅胶气囊夹紧具充气按钮对硅胶气囊夹紧具充满气体，使加工管件被夹紧。一切准备工作做好后，只要微机操作控制机构6的操作界面按下所需有按钮，整个打孔操作自动完成。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
1.一种用于精密管件类的全方位自动打孔设备，包括机座(5)、管件打孔底座、Z轴刀具机构(3)和微机操作控制机构(6)，其特征在于，还包括有X轴管件移位机构(I )、R轴管件转动机构(2 )，所述X轴管件移位机构(I)包括X步进电机(11)和丝杆(12 )，所述R轴管件转动机构(2 )包括R步进电机(21)、管件夹具(22 )和转轮(23 )，所述管件夹(22 )具设置成紧裹式气囊夹具，所述R轴管件转动机构(2 )中的转轮(23 )与X轴管件移位机构(I)上丝杆(12 )的螺纹相啮合，所述Z轴刀具机构(3 )包括Z步进电机(31)、打孔刀具(32 )、刀具控制机构和清除废屑弹射机构，所述管件打孔底座设置成管件导引固定座(4)，所述管件导引固定座(4)安装在机座(5)上，管件导引固定座(4)的上端面与打孔刀具(32)上下相对，所述的微机操作控制机构(6)与所述的X轴管件移位机构(I)、R轴管件转动机构(2)和Z轴刀具机构(3)之间均设置有指令信号传输装置。
2.如权利要求I所述的一种用于精密管件类的全方位自动打孔设备，其特征在于所述紧裹式气囊夹具，包括硅胶气囊(221)、气囊外框(222)、气囊限位连接件(223)，所述的硅胶气囊(221)安装在气囊外框(222)内，所述气囊限位连接件(223)上设置有气囊进出气连接管(224)。
3.如权利要求I所述的一种用于精密管件类的全方位自动打孔设备，其特征在于所述刀具控制机构，包括Z步进电机(31)和传动装置，所述的传动装置主要由主动轮(331)、被动轮(332 )、传动带(333 )和中空连接轴(334)组成。
4.如权利要求I所述的一种用于精密管件类的全方位自动打孔设备，其特征在于所述清除废屑弹射机构，包括一个气缸(341)、弹射针(342)和中空连接轴(334)，所述气缸(341)设置在中空连接轴(334)上面，所述的中空连接轴(334 )的上端与所述传动装置的被动传动轮(332)连接，下端通过连接器(335)与打孔刀具(32)同轴配合连接，所述的弹射针(342)穿过气缸(341)后并套在中空连接轴(334)内，所述的弹射针(342)与气缸(341)的活塞(343)相固定。
5.如权利要求I所述的一种用于精密管件类的全方位自动打孔设备，其特征在于所述管件导引固定座(4)，包括固定座本体(41)和导槽(42)，所述的导槽(42)设置成斜阶式凹槽，斜阶式凹槽的两槽壁上设置有压管柱凹槽(43)，还设置一个活动块(44)和压管柱(45)，所述的活动块(44)设置在固定座本体(41)的一侧面，所述压管柱(45)的一端固定在活动块(44)上。
6.如权利要求4所述的一种用于精密管件类的全方位自动打孔设备，其特征在于所述的气缸(341)内的活塞(343)内设置一弹簧(344)。
7.如权利要求5所述的一种用于精密管件类的全方位自动打孔设备，其特征在于所述的活动块(44)上设置有调节固定孔(46)。
8.如权利要求I所述的一种用于精密管件类的全方位自动打孔设备，其特征在于所述的的打孔刀具(32)设置为套管式刀具。
本发明公开了一种用于精密管件类的全方位自动打孔设备，包括机座、管件打孔底座、Z轴刀具机构和微机控制机构，其特征在于，还包括有X轴管件移位机构、R轴管件转动机构，X轴管件移位机构包括X步进电机和丝杆，R轴管件转动机构包括R步进电机、管件夹具和一转轮，R轴管件转动机构中的转轮与X轴管件移位机构上丝杆的螺纹相啮合，Z轴刀具机构包括Z步进电机、打孔刀具、刀具控制机构和清除废屑弹射机构，微机控制机构与X轴、R轴和Z轴的机构之间均有指令信号传输装置；其优点是，采用三维控制和紧裹式气囊夹具以及清除废屑弹射机构等技术手段，孔位定位准确，形状偏差小，尺寸精度高，可实现全方位连续自动打孔的目的。
文档编号B23Q7/00GKSQ
公开日日 申请日期日 优先权日日
发明者盛颖, 钟祥, 曲占东, 钟宁, 繆毅 申请人:宁波保税区安杰脉德医疗器械有限公司