[发明专利]多主轴数控筛板钻孔设备主轴间距和钻孔方式的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及多主轴数控钻孔加工设备技术领域，尤其涉及一种多主轴数控筛板钻孔设备相邻主轴间距的确定方法。

背景技术

钻床指主要用钻头在工件上加工孔的机床。数控钻床是指用数控定位孔的位置和钻孔深度的钻床。钻床的种类很多，按结构形式分，有摇臂钻、固定台式钻等；按主轴数量分，有单轴钻、多轴钻等；按控制方式分，有普通钻、数控钻；按主轴在空间布置位置分，有平面钻、二维钻、三维钻等；按用途分，有筛板钻、联接板钻、法兰钻、管板钻、角钢钻、H型钢钻等；按钻孔速度分，有普通钻、高速钻；等等。总之钻床的种类非常的多。本发明主要涉及的是多主轴数控筛板钻。

数控技术用于钻床，主要目的是用来实现钻孔位置的数控定位和钻孔深度的数控加工。这里不再赘述。

多轴钻也表述为群钻。一般多轴钻是针对特定工件大批量生产时设计制造的专用钻床。一般多轴钻的多个主轴间的相对位置和距离是固定的，多个主轴的排列方式有一字排列、圆周排列、矩形阵列等。特殊情况下多个主轴之间的距离是可以调整的，但主轴多时，传动机构复杂，如果设计的机构既满足传动要求，又满足调整各个主轴之间距离的要求，这样的结构设计制造不是件容易实现的事。

筛板钻，顾名思义是用来钻筛板的钻床。筛板广泛应用于造纸、制药、环保、食品、矿山、冶金、煤炭、砖瓦等行业。筛板的特点是：

1、孔是成行、成列布置的；

2、孔多、密；

3、孔小；

4、孔距要求不严格，开孔率不小于规定的要求即可。

特点1要求多轴筛板钻的主轴是一字排列的；特点2说明多主轴钻孔是非常必要的；特点3说明钻孔的推力、扭矩、功率小，实践证明小型电主轴是可以满足要求的；特点4说明满足开孔率要求的情况下，孔距是可以适当调整的。

下面根据筛板的以上特点进一步说明研究多主轴数控筛板钻孔设备相邻主轴间距确定方法的必要性和可行性。

筛板、特别是造纸、环保、制药、食品行业的筛板，钻孔直径一般在到之间。有时一张筛板上要求钻几十万个孔。钻孔是筛板加工的主要工序、也是加工耗时最长的工序。以一张10万个孔的筛板为例，如果一个主轴钻孔，每天加工8小时，大概需要30天。显然一个主轴钻孔效率低，安装多根主轴同时钻孔是提高效率最主要的手段。

但是，安装多根主轴同时钻孔在设计时存在以下问题：

1、多个主轴的结构是什么样的？

2、主轴多时相邻主轴之间的间距如何确定？

3、假设设备上安装了N个主轴，N个主轴要分几大步几小步来完成一行的钻孔？

针对问题1一般采用多个小型电主轴一字排开，间距可调。一台设备上布置的电主轴的数量和使用数量由设计者和使用者决定。比方说一台设备上制造商设计安装了8个电主轴，使用者可以使用8个，也可以使用2个、3个等。小型电主轴的直径有等。这3种规格就能满足到孔的钻孔要求。

针对问题2和问题3目前采用的方式是通过设计人员通过大量的计算来得到结果，这就导致了多头钻床设计计算工作繁琐，设计周期长。使用中，当计算不得要领，操作工也往往会采用分区、分片钻孔，而不是一行一行的钻孔，钻孔效率低。

发明内容

本发明的目的就是为了解决筛板钻床的设计和使用的问题；提供一种通用型多主轴钻床钻孔几何参数与主轴间距调整方案和使用方法；为筛板钻床制造业和筛板钻孔加工业提供设计和使用指导。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的方法针对的是采用多主轴一字排开的钻床，对筛板进行钻孔，且主轴之间的间距为可调的这种设备；其相邻主轴间距确定方法，包括以下步骤:

步骤1：明确已知参数：钻孔区域宽度范围W、相邻孔最大间距Xm、主轴外径D、相邻主轴最小间隙Y。

(Ⅰ)、根据用户提供的筛板图纸来确定筛板钻孔区域宽度范围W、相邻孔间距Xm

(Ⅱ)、由使用者确定采用的主轴数量M

(最多为实际布置数量，但可以小于实际布置数量)；

(Ⅲ)确定主轴外径D

(查找样本或实际测量安装的主轴)；

(Ⅳ)、按照不小于固定主轴的螺栓头部外径初步确定相邻主轴间隙Y；

(如M8的圆柱头内六角螺栓，圆柱头为Y应大于12mm，以便于主轴间距的调整和螺栓紧固)。

步骤2：试算和确定大步钻孔次数N和相邻主轴间距L。

公式：N＝(2W+Xm)/2ML     (1)

      L＞D+Y             (2)