一種基于啟停技術(shù)的微孔鉆削系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于啟停技術(shù)的微孔鉆削系統(tǒng)，本實(shí)用新型適用于對工件微孔的鉆削，尤其適用于鉆噴絲板、油泵油嘴噴口等上面Φ0.2?Imm的微小孔的鉆削。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆削加工有較高的生產(chǎn)率和精度，在生產(chǎn)中的應(yīng)用仍在不斷擴(kuò)大，微孔鉆削技術(shù)問題的研宄仍然受到重視。目前微孔加工的方式大致有三種，分別是電火花，激光和機(jī)械加工。對于激光加工，激光可以加工直徑非常小的孔，最小可至0.001mm，在脆細(xì)材料和高分子材料加工等方面具有無可比擬的優(yōu)越性，但一般激光加工時(shí)光束質(zhì)量如光斑大，發(fā)散角大等特點(diǎn)對微孔加工質(zhì)量形成了一定限制，而且激光加工能量利用率低，加工周期長，浪費(fèi)資源嚴(yán)重，不適應(yīng)一般金屬零件的切削加工。電火花加工的方法最小可以加工0.08mm直徑的微孔，但是其微孔孔壁會留下再鑄層，從而影響微孔的使用壽命，使得微孔的孔壁表面質(zhì)量發(fā)生惡化。電火花加工的突出局限性是:主要用于加工金屬導(dǎo)電材料，而且一般加工速度比較慢，電極容易燒傷微孔底部，還容易產(chǎn)生加工錐度。對于機(jī)械鉆孔，如一般微孔加工采用高速鉆床鉆孔、振動鉆孔等，但若加工參數(shù)控制不好，鉆頭非常容易斷裂，而且在微孔的出口處會留下毛刺，這種毛刺會影響微孔質(zhì)量。
[0003]目前裝有顯微鏡的手控鉆床經(jīng)常被用于科研項(xiàng)目、小批量生產(chǎn)或需要極少數(shù)的微孔加工中。手動進(jìn)給這樣的微小直徑鉆頭，需要熟練的工人進(jìn)行手工感覺，憑“感覺”確認(rèn)鉆頭是否已經(jīng)被磨鈍或鉆的是否過快、孔的深度是否達(dá)標(biāo)等，所以孔的質(zhì)量不容易保證，嚴(yán)重時(shí)甚至斷鉆頭，使工件報(bào)廢，且加工效率低。
[0004]采用特種加工技術(shù)如上述的電火花、激光或電子束加工等一些新的小孔加工方法，受加工質(zhì)量或生產(chǎn)成本的影響而難以推廣。而且鉆削微孔仍然存在:采用手動加工，對工人技術(shù)要求高，鉆頭容易折斷，加工效率低；工件不能保證垂直度；稍大型工件移動工件較困難；主軸轉(zhuǎn)速不高，孔口易產(chǎn)生毛刺，孔的表面質(zhì)量不高；不能精確控制孔深，特殊零件達(dá)不到孔深要求等技術(shù)瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種基于啟停技術(shù)的微孔鉆削系統(tǒng)，提高了加工效率，降低工人勞動強(qiáng)度和技術(shù)要求，消除切削震顫，保證孔的垂直度，使大中型工件移動方便，采用電主軸高速切削保證孔的表面質(zhì)量，采用磁柵傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測、控制孔深和鉆頭位置。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的具體方案為:
[0007]—種基于啟停技術(shù)的微孔鉆削系統(tǒng)，包括底座、固定于底座上的立柱、固定于立柱上的支座、設(shè)于支座上的鉆削機(jī)構(gòu)、設(shè)于底座上的氣墊機(jī)構(gòu)、三向壓力傳感器、單片機(jī)，鉆削機(jī)構(gòu)包括活動設(shè)置于支座上的豎直的支撐軸、設(shè)置于支撐軸上的搖臂、固定于支撐軸上的連接板、固定于連接板上的豎直的電主軸，電主軸穿過支座，在電主軸下端設(shè)有夾頭，氣墊機(jī)構(gòu)位于電主軸的正下方，氣墊機(jī)構(gòu)包括位于底座上的氣墊板、固定于氣墊板上端面的托板，在托板的上端面設(shè)有凹槽，壓力傳感器固定于凹槽內(nèi)，在托板的下端面設(shè)有氣體流通槽，在托板的一側(cè)設(shè)有與氣體流通槽相通的進(jìn)氣嘴，在氣墊板上密布有與氣體流通槽相通的通氣孔，壓力傳感器與單片機(jī)電連接，電主軸與單片機(jī)電連接。
[0008]還包括測距機(jī)構(gòu)，測距機(jī)構(gòu)包括豎直的活動磁尺、豎直的固定磁尺、固定于連接板上的活動磁尺固定板、固定于支座上的固定磁尺固定板、兩個(gè)固定于支座與固定磁尺固定板之間的墊塊，在活動磁尺固定板上固定有活動磁尺，在固定磁尺固定板上固定有固定磁尺，活動磁尺固定板與活動磁尺位于兩個(gè)墊塊之間，活動磁尺與單片機(jī)電連接。通過調(diào)整墊塊的厚度來保證活動磁尺與固定磁尺之間有合理的工作間隙。
[0009]在立柱正對電主軸的一側(cè)設(shè)有紅外線測頭。
[0010]壓力傳感器的下端與托板的凹槽的槽底之間設(shè)有間隙。
[0011]活動磁尺與固定磁尺之間設(shè)有間隙。
[0012]單片機(jī)設(shè)有報(bào)警電路。
[0013]還包括變頻器，電主軸與變頻器電連接，變頻器與單片機(jī)電連接。
[0014]還包括與單片機(jī)電連接的觸摸屏。
[0015]通氣孔為豎直的階梯孔，通氣孔上端的直徑大于下端的直徑。這里將通氣孔設(shè)計(jì)為階梯孔一是為了便于加工，二是有助于形成氣墊效果，壓縮空氣由進(jìn)氣嘴進(jìn)入托板下端面的氣體流通槽，最終從通氣孔排出，通氣孔上端的直徑大于下端的直徑，壓縮空氣平穩(wěn)緩慢的從通氣孔中排出，且在氣墊板下端產(chǎn)生有效的氣墊。
[0016]本實(shí)用新型各部件的功能原理:
[0017]1.氣墊機(jī)構(gòu):
[0018]目的是消除鉆削時(shí)震顫、減小移動工件時(shí)的阻力和保持工件平穩(wěn)被鉆削的工作狀
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[0019]在底座上設(shè)有氣墊板、托板和進(jìn)氣嘴，在氣嘴后通有壓縮空氣，在氣墊板上有密排的出氣微孔，在托板上有測力傳感器，可以實(shí)現(xiàn)工件在被鉆削時(shí)的氣墊效果和平面移動時(shí)的平穩(wěn)工作狀態(tài)。
[0020]2.測力機(jī)構(gòu):
[0021]在氣墊機(jī)構(gòu)上設(shè)置三向壓力傳感器作為測力機(jī)構(gòu)，目的是實(shí)時(shí)監(jiān)測微孔鉆頭施加于工件上的鉆削力的微小變化，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)加工異常報(bào)警并修正鉆削參數(shù)，確保鉆頭不折斷。
[0022]通過安裝在活動板上三向壓力傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測鉆頭施加于工件上的鉆削力的瞬時(shí)值，當(dāng)鉆頭變鈍造成切削力變大而產(chǎn)生的微小變化將反饋到單片機(jī)控制部分，控制部分產(chǎn)生報(bào)警并停止主軸轉(zhuǎn)動，待修正切削參數(shù)后啟動電主軸再開始鉆削加工。
[0023]安裝時(shí)三向測力傳感器通過兩側(cè)的螺孔與托板固定連接，為了保證測力效果，在托板的上端面設(shè)有凹槽，三向測力傳感器安裝時(shí)其下表面與凹槽的底面之間要求有一定的間隙，目的是保證傳感器半懸空固定以增加工作靈敏度。
[0024]3.測距機(jī)構(gòu):
[0025]目的是實(shí)時(shí)監(jiān)測鉆削時(shí)鉆頭的軸向位移速度(空載快進(jìn)時(shí)不工作)，避免由于鉆頭下降過快造成的鉆頭折斷現(xiàn)象；也可以動態(tài)地精確測量鉆頭的軸向位移距離，控制鉆孔的深度。
[0026]在支座上安裝有磁柵傳感器的固定磁尺，在電主軸與支撐軸之間的連接板上安裝有磁柵傳感器的活動磁尺，在固定磁尺與支座之間有墊塊，保證固定磁尺、活動磁尺兩者之間有合理的工作間隙。鉆微孔時(shí)當(dāng)鉆頭下降到行程控制紅外線測頭時(shí)，磁柵傳感器開始實(shí)時(shí)測距并計(jì)算軸向移動速度，當(dāng)軸向移動速度超過預(yù)調(diào)的閥值時(shí)觸發(fā)報(bào)警并停機(jī)，待修正位移速度值至合理值后自動啟動電主軸再開始鉆削加工。
[0027]在鉆床立柱上裝有可調(diào)節(jié)行程的紅外線測頭，用于感知夾頭的位置從而啟動測距功能。
[0028]本實(shí)用新型所述的啟停技術(shù):鉆削時(shí)如向下速度過快或因鉆頭變鈍等使切削抗力超過閥值后斷電報(bào)警，防止鉆頭折斷造成工件報(bào)廢的技術(shù)。
[0029]本實(shí)用新型適用于對工件微孔的鉆削，尤其適用于鉆噴絲板、油泵油嘴噴口等上面Φ0.2?Imm的微小孔的鉆削。
[0030]本實(shí)用新型有益效果:
[0031]1.采用三力傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測切削抗力，提高加工效率，降低工人勞動強(qiáng)度和技術(shù)要求；
[0032]2.采用氣墊技術(shù)，消除切削震顫，保證孔的垂直度；
[0033]3.氣墊技術(shù)使大中型工件移動方便；
[0034]4.采用電主軸高速切削保證孔的表面質(zhì)量；
[0035]5.采用磁柵傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測、控制孔深和鉆頭位置。
[0036]本實(shí)用新型能提高加工效率，降低工人勞動強(qiáng)度和技術(shù)要求，消除切削震顫，保證孔的垂直度，使大中型工件移動方便，采用電主軸高速切削保證孔的表面質(zhì)量，采用磁柵傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測、控制孔深和鉆頭位置。
【附圖說明】
[0037]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖2為圖1中A的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖3為壓力傳感器及氣墊機(jī)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]圖4為氣墊機(jī)構(gòu)及側(cè)板的分解結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]圖5為圖1中的B向局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖6為紡絲機(jī)噴絲板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖7為圖6中C的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖8為單片機(jī)控制的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖中:立柱1、連接板2、支座3、電主軸4、夾頭5、壓力傳感器6、托板7、凹槽7-1、氣體流通槽