一种轴类零件双端面钻孔装置及其使用方法
阅读说明：本技术 一种轴类零件双端面钻孔装置及其使用方法 (Shaft part double-end-face drilling device and using method thereof ) 是由 张国权 于 2021-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种轴类零件双端面钻孔装置,包括有平台、支撑座和左、右立柱,平台的中部设有台阶通孔并设有可升降的支持块,其上端面设有限位槽；左、右立柱之间固定连接有上横梁、安装梁和下横梁,上、下横梁上分别对应安装有可横移和升降的上、下钻孔机构；安装梁的前侧面分别对应安装有可横移的左、右夹持机构。本发明能够一次性完成对轴类零件双端面的钻孔作业,即可同时在轴类零件的两个端面加工出符合设计尺寸和要求的定位孔或装配孔,在保证加工精度和正品率的前提下,能够明显缩短加工周期,有效提高了工作效率；另外,本发明的轴类零件双端面钻孔装置为立式结构,结构更加合理,占用空间小,且成本低。(The invention discloses a shaft part double-end-face drilling device which comprises a platform, a supporting seat, a left stand column and a right stand column, wherein the middle part of the platform is provided with a step through hole and a liftable supporting block, and the upper end face of the platform is provided with a limiting groove; an upper cross beam, a mounting beam and a lower cross beam are fixedly connected between the left and right upright posts, and an upper drilling mechanism and a lower drilling mechanism which can move transversely and lift up and down are respectively and correspondingly mounted on the upper cross beam and the lower cross beam; the front side surface of the mounting beam is respectively and correspondingly provided with a left clamping mechanism and a right clamping mechanism which can transversely move. The drilling machine can complete the drilling operation on the two end surfaces of the shaft part at one time, namely, positioning holes or assembly holes meeting the design size and requirements can be simultaneously machined on the two end surfaces of the shaft part, the machining period can be obviously shortened on the premise of ensuring the machining precision and the rate of certified products, and the working efficiency is effectively improved; in addition, the shaft part double-end-face drilling device is of a vertical structure, so that the structure is more reasonable, the occupied space is small, and the cost is low.)
技术领域
本发明涉及轴类零件生产加工设备技术领域，具体是一种轴类零件双端面钻孔装置及其使用方法。
背景技术
轴类零件是五金配件中常见的典型零件之一，是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成，它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷，按轴类零件结构形式不同，一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类；或分为实心轴、空心轴等。
实心轴作为轴类零件的一种，为了便于定位或装配，其两端面通常设有定位孔或装配孔等，这就需要采用相应的钻孔装置将上述定位孔或装配孔等按照设计的尺寸和要求加工出来。目前，普遍采用机床来进行加工，工作时，由机械手(臂)将轴类零件抓取到装夹机构(夹盘)上，固定好轴类零件的一端后，钻头对准另一端面进行渐进式加工；待加工出符合要求的孔后，钻头后退复位，在上方等待的机械手(臂)将此轴类零件翻转180°，再次进行装夹，固定好已经加工完成的一端，钻头对准待加工的端面进行渐进式加工。待此轴类零件两端面均加工完成后，再由机械手(臂)取料、卸料。
采用上述机床进行加工，需要经过至少两次装夹、两次加工等操作，且需要配备机械手(臂)进行送料、翻转、取料以及卸料等操作，不仅工作效率低下，而且部件多，随之造成成本高、占用空间大等问题；另外，对机床和机械手(臂)等部件的工作精度和协同能力等方面的要求均较高。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺陷和不足，提供一种结构合理、占用空间小、成本低的轴类零件双端面钻孔装置，能够一次性完成对轴类零件双端面的钻孔作业，在保证加工精度和正品率的前提下，以缩短加工周期，提高工作效率。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种轴类零件双端面钻孔装置，包括有平台、固定连接在平台底部两侧的支撑座和分别对应固定连接在平台上的两侧的左立柱和右立柱，其特征在于：所述平台的中部设有台阶通孔，所述的台阶通孔内设有支持块，所述支持块的上端面设有用于插装工件的限位槽，所述平台的下方设置有驱动所述支持块升降的第一升降机构；
所述的左立柱与右立柱之间自上而下依次固定连接有上横梁、安装梁和下横梁，所述的上横梁上安装有可沿其横移的上移动座，所述左立柱顶部的内侧安装有驱动所述上移动座横移的第一横移机构，所述上移动座的底部安装有第二升降机构，所述第二升降机构的伸缩端向下延伸并安装有上钻孔机构，第二升降机构可驱动所述的上钻孔机构升降；
所述下横梁的中部设有可供所述支持块通过的通孔，下横梁上安装有可沿其横移的下移动座，所述右立柱底部的内侧安装有驱动所述下移动座横移的第二横移机构，所述的下移动座上安装有第三升降机构，所述第三升降机构的伸缩端向上延伸并安装有下钻孔机构，第三升降机构可驱动所述的下钻孔机构升降；
所述安装梁前侧面的两端分别对应安装有第三横移机构和第四横移机构，所述第三横移机构和第四横移机构的伸缩端呈相对设置，且第三横移机构和第四横移机构的伸缩端分别对应安装有左夹持机构和右夹持机构；第三横移机构和第四横移机构分别对应驱动所述的左夹持机构和右夹持机构相互靠近或远离，相互靠近时，可分别从两侧夹紧工件。
进一步的，所述的第一升降机构包括有固定连接在所述两侧的支撑座之间的底梁，所述的底梁上固定有第一升降气缸，所述第一升降气缸的活塞杆向上延伸到所述的台阶通孔内，并与所述支持块的下端面可拆卸式固定连接。
进一步的，所述的第一横移机构包括有固定连接在所述左立柱顶部内侧的上安装座，所述的上安装座上固定有第一横移气缸，所述第一横移气缸的活塞杆与所述上移动座的一侧相固定连接。
进一步的，所述的第二升降机构包括有固定在所述上移动座底部的第二升降气缸，所述第二升降气缸的活塞杆向下延伸并固定连接有上安装架，所述上移动座底部的两侧分别固定连接有向下延伸的上导柱，所述上安装架的两侧分别对应可沿两侧的所述上导柱上下移动。
进一步的，所述的上钻孔机构包括有固定在所述上安装架底部的第一电机，所述第一电机的输出轴向下延伸，并固定连接有上钻头。
进一步的，所述的第二横移机构包括有固定连接在所述右立柱底部内侧的下安装座，所述的下安装座上固定有第二横移气缸，所述第二横移气缸的活塞杆与所述下移动座的一侧相固定连接。
进一步的，所述的第三升降机构包括有固定在所述下移动座上的第三升降气缸，所述第三升降气缸的活塞杆向上延伸并固定连接有下安装架，所述下移动座上的两侧分别固定连接有向上延伸的下导柱，所述下安装架的两侧分别对应可沿两侧的所述下导柱上下移动。
进一步的，所述的下钻孔机构包括有固定在所述下安装架上的第二电机，所述第二电机的输出轴向上延伸，并固定连接有下钻头。
进一步的，所述的第三横移机构包括有固定在所述安装梁前侧面的一端的第三横移气缸，所述的第四横移机构包括有固定在所述安装梁前侧面的另一端的第四横移气缸，所述的第三横移气缸和第四横移气缸的活塞杆呈相对设置；所述的左夹持机构和右夹持机构均采用气动夹爪，并分别对应固定连接在所述第三横移气缸和第四横移气缸的活塞杆的端部。
进一步的，本发明的使用方法具体如下：
S1.待工件插装到位后，所述第一升降气缸的活塞杆伸出，带动插装有工件的所述支持块离开所述台阶通孔并上升，在上升过程中，第一升降气缸的活塞杆带动支持块穿过所述下横梁中部的通孔，最终使得工件上升至所述左夹持机构与右夹持机构之间的中部位置；
S2.所述第三横移气缸和第四横移气缸的活塞杆分别伸出，对应带动所述的左夹持机构和右夹持机构相互靠近，直至左夹持机构和右夹持机构分别从两侧夹紧工件；
S3.所述第一升降气缸的活塞杆逐渐收缩，带动所述支持块下降，工件与支持块相分离，在下降过程中，支持块再次穿过所述下横梁中部的通孔，最终返回至所述的台阶通孔内，完成送料；
S4.所述第一横移气缸的活塞杆伸出，带动所述的上移动座沿所述上横梁右移，最终移动至工件的正上方，此时所述上钻头的中心轴线与工件的中心轴线处于同一直线上；接着，所述第二升降气缸的活塞杆伸出，带动所述的上安装架沿所述上导柱向下移动，直至所述上钻头的端部抵住工件上端面的中心位置，完成对工件上端面的对准；
同时，所述第二横移气缸的活塞杆伸出，带动所述的下移动座沿所述下横梁左移，最终移动至工件的正下方，此时所述下钻头的中心轴线与工件的中心轴线处于同一直线上；接着，所述第三升降气缸的活塞杆伸出，带动所述的下安装架沿所述下导柱向上移动，直至所述下钻头的端部抵住工件下端面的中心位置，完成对工件下端面的对准；
S5.待所述的上钻头和下钻头分别完成工件上、下端面的对准后，所述第一电机和第二电机开始工作，驱动上钻头和下钻头以设定的转速转动，分别对工件的上下、端面进行钻孔作业；在钻孔作业过程中，所述第二升降气缸和第三升降气缸的活塞杆作适应性伸出，直至钻孔作业完成；
S6.完成钻孔作业后，所述的上移动座、上安装架和上钻孔机构分别移动至初始位置，所述的下移动座、下安装架和下钻孔机构也分别移动至初始位置；
S7.所述第一升降气缸的活塞杆再次伸出，带动所述的支持块离开所述台阶通孔并上升，在上升过程中，所述第一升降气缸的活塞杆带动支持块穿过所述下横梁中部的通孔，最终使得支持块上升至所述左夹持机构与右夹持机构之间的中部位置，此时已加工完成的工件自然插装至所述的限位槽内；
S8.所述第三横移气缸和第四横移气缸的活塞杆分别收缩，对应带动所述的左夹持机构和右夹持机构相互远离，直至解除夹紧；
S9.所述第一升降气缸的活塞杆逐渐收缩，带动所述的支持块下降，在下降过程中，支持块再次穿过所述下横梁中部的通孔，最终返回至所述的台阶通孔内，完成取料；然后，从限位槽取下已加工完成的工件即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明能够一次性完成对轴类零件双端面的钻孔作业，即可同时在轴类零件的两个端面加工出符合设计尺寸和要求的定位孔或装配孔，在保证加工精度和正品率的前提下，能够明显缩短加工周期，有效提高了工作效率；另外，本发明的轴类零件双端面钻孔装置为立式结构，结构更加合理，占用空间小，且成本低。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为图1中A部分的结构放大示意图。
图3为图1中B部分的结构放大示意图。
图4为本发明在送料时的结构示意图。
图5为图4中C部分的结构放大示意图。
图6为图4中D部分的结构放大示意图。
图7为本发明在钻孔时的结构示意图。
图8为图7中E部分的结构放大示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1-8，一种轴类零件双端面钻孔装置，包括有平台1、固定连接在平台1底部两侧的支撑座2和分别对应固定连接在平台1上的两侧的左立柱3和右立柱4，平台2的中部设有台阶通孔5，台阶通孔5内设有支持块6，支持块6的上端面设有用于插装工件25(即为轴类零件，下同)的限位槽7，平台1的下方设置有驱动支持块6升降的第一升降机构8；
左立柱3与右立柱4之间自上而下依次固定连接有上横梁9、安装梁10和下横梁11，上横梁9上安装有可沿其横移的上移动座12，左立柱3顶部的内侧安装有驱动上移动座12横移的第一横移机构13，上移动座12的底部安装有第二升降机构14，第二升降机构14的伸缩端向下延伸并安装有上钻孔机构15，第二升降机构14可驱动上钻孔机构15升降；
下横梁11的中部设有可供支持块6通过的通孔16，下横梁11上安装有可沿其横移的下移动座17，右立柱4底部的内侧安装有驱动下移动座17横移的第二横移机构18，下移动座17上安装有第三升降机构19，第三升降机构19的伸缩端向上延伸并安装有下钻孔机构20，第三升降机构19可驱动下钻孔机构20升降；
安装梁10前侧面的两端分别对应安装有第三横移机构21和第四横移机构22，第三横移机构21和第四横移机构22的伸缩端呈相对设置，且第三横移机构21和第四横移机构22的伸缩端分别对应安装有左夹持机构23和右夹持机构24；第三横移机构21和第四横移机构22分别对应驱动左夹持机构23和右夹持机构24相互靠近或远离，相互靠近时，可分别从两侧夹紧工件25。
本发明中，第一升降机构8包括有固定连接在两侧的支撑座2之间的底梁81，底梁81上固定有第一升降气缸82，第一升降气缸82的活塞杆向上延伸到台阶通孔5内，并与支持块6的下端面可拆卸式固定连接，例如螺纹连接或卡扣连接等方式。
由此，通过第一升降气缸82的活塞杆伸缩，既可将插装在限位槽7内的工件25送入左夹持机构23与右夹持机构24之间，又可将加工完整的工件25取出，从而实现送料、取料。另外，第一升降气缸82的活塞杆与支持块6的下端面为可拆卸式固定连接，可更换其上设有不同形状、尺寸等限位槽的支持块或其他支持部件，从而能够满足插装不同规格或尺寸的工件的需要。
需要说明的是，更换支持块6时，第一升降气缸82的活塞杆只需稍微伸出，使得支持块6和第一升降气缸82的活塞杆的上端从台阶通孔5内向上延伸出即可。
本发明中，第一横移机构13包括有固定连接在左立柱3顶部内侧的上安装座131，上安装座131上固定有第一横移气缸132，第一横移气缸132的活塞杆与上移动座12的一侧相固定连接。
由此，通过第一横移气缸132的活塞杆伸缩，可实现上移动座12沿上横梁9横移，从而实现上钻孔机构15移动至工作区域或复位。
本发明中，第二升降机构14包括有固定在上移动座12底部的第二升降气缸141，第二升降气缸141的活塞杆向下延伸并固定连接有上安装架142，上移动座12底部的两侧分别固定连接有向下延伸的上导柱143，上安装架142的两侧分别对应可沿两侧的上导柱143上下移动。
由此，通过第二升降气缸141的活塞杆伸缩，可实现上安装架142沿上导柱143上下移动，从而实现上钻孔机构15对工件25的一个端面进行对准或复位。
本发明中，上钻孔机构15包括有固定在上安装架142底部的第一电机151，第一电机151的输出轴向下延伸，并固定连接有上钻头152。
由此，通过第一电机151驱动上钻头152转动，可实现对工件25的一个端面进行钻孔作业。
本发明中，第二横移机构18包括有固定连接在右立柱4底部内侧的下安装座181，下安装座181上固定有第二横移气缸182，第二横移气缸182的活塞杆与下移动座17的一侧相固定连接。
由此，通过第二横移气缸182的活塞杆伸缩，可实现下移动座17沿下横梁11横移，从而实现下钻孔机构20移动至工作区域或复位。
本发明中，第三升降机构19包括有固定在下移动座17上的第三升降气缸191，第三升降气缸191的活塞杆向上延伸并固定连接有下安装架192，下移动座17上的两侧分别固定连接有向上延伸的下导柱193，下安装架192的两侧分别对应可沿两侧的下导柱193上下移动。
由此，通过第三升降气缸191的活塞杆伸缩，可实现下安装架192沿下导柱193上下移动，从而实现下钻孔机构20对工件25的另一个端面进行对准或复位。
本发明中，下钻孔机构20包括有固定在下安装架192上的第二电机201，第二电机201的输出轴向上延伸，并固定连接有下钻头202。
由此，通过第二电机201驱动下钻头202转动，可实现对工件25的另一个端面进行钻孔作业。
本发明中，第三横移机构21包括有固定在安装梁10前侧面的一端的第三横移气缸211，第四横移机构22包括有固定在安装梁10前侧面的另一端的第四横移气缸221，第三横移气缸211和第四横移气缸221的活塞杆呈相对设置。
由此，通过第三横移气缸211和第四横移气缸221的活塞杆的伸缩，可实现左夹持机构23和右夹持机构24相互靠近或远离，相互靠近时，可分别从两侧夹紧工件25；相互远离时，可解除对工件25的夹紧。
本发明中，左夹持机构23和右夹持机构24均采用气动夹爪，并分别对应固定连接在第三横移气缸211和第四横移气缸221的活塞杆的端部。由此，能够方便的实现对工件25进行夹紧或解除夹紧，牢固可靠。
以下结合附图对本发明作进一步的说明：
1、不工作时，第一升降气缸82的活塞杆处于初始状态，即处于收缩状态；此时，支持块6完全位于台阶通孔5内，通常情况下，支持块6的上端面与平台1的上表面相平齐。
同时，上移动座12处于初始位置，也就是位于上横梁9上靠近左立柱3的一端，即位于上横梁9的左端；此时第一横移气缸132、第二升降气缸141的活塞杆处于初始状态，即处于收缩状态；且上移动座12和上钻孔机构15均位于上横梁9下方的左侧。
同理，下移动座17处于初始位置，也就是位于下横梁11上靠近右立柱4的一端，即位于下横梁11的右端；此时第二横移气缸182、第三升降气缸191的活塞杆处于初始状态，即处于收缩状态；且下移动座17和下钻孔机构20均位于下横梁11下方的右侧。
另外，第三横移气缸211和第四横移气缸221的活塞杆处于初始状态，即处于收缩状态；此时，左夹持机构23和右夹持机构24(气动夹爪，下同)相互远离，即二者之间具有一定的距离。
2、工作之前，将待加工的工件25插装至限位槽7内，优选的，保持工件25处于竖直状态。
3、工作时，待工件25插装到位后，开始工作，第一升降气缸82的活塞杆伸出，带动插装有工件25的支持块6离开台阶通孔5并上升，在上升过程中，第一升降气缸82的活塞杆带动支持块6穿过下横梁11中部的通孔16，最终使得工件25上升至左夹持机构23与右夹持机构24之间的中部位置。
然后，第三横移气缸211和第四横移气缸221的活塞杆分别伸出，对应带动左夹持机构23和右夹持机构24相互靠近，直至左夹持机构23和右夹持机构24分别从两侧夹紧工件25。
接着，第一升降气缸82的活塞杆逐渐收缩，带动支持块6下降，工件25与支持块6相分离，在下降过程中，支持块6再次穿过下横梁11中部的通孔16，最终返回至台阶通孔5内，完成送料。
然后，第一横移气缸132的活塞杆伸出，带动上移动座12沿上横梁9右移，最终移动至工件25的正上方，此时上钻头152的中心轴线与工件25的中心轴线处于同一直线上；接着，第二升降气缸141的活塞杆伸出，带动上安装架142沿上导柱143向下移动，直至上钻头152的端部抵住工件25上端面的中心位置，完成对工件25上端面的对准。
同时，第二横移气缸182的活塞杆伸出，带动下移动座17沿下横梁11左移，最终移动至工件25的正下方，此时下钻头202的中心轴线与工件25的中心轴线处于同一直线上；接着，第三升降气缸191的活塞杆伸出，带动下安装架192沿下导柱193向上移动，直至下钻头202的端部抵住工件25下端面的中心位置，完成对工件25下端面的对准。
待上钻头152和下钻头202分别完成工件25上、下端面的对准后，第一电机151和第二电机201开始工作，驱动上钻头152和下钻头202以设定的转速转动，分别对工件25的上下、端面进行钻孔作业。在钻孔作业过程中，第二升降气缸141和第三升降气缸191的活塞杆作适应性伸出，直至钻孔作业完成。
完成钻孔作业后，上移动座12、上安装架142和上钻孔机构15分别复位；下移动座17、下安装架192和下钻孔机构20也分别复位。
然后，第一升降气缸82的活塞杆再次伸出，带动支持块6离开台阶通孔5并上升，在上升过程中，第一升降气缸82的活塞杆带动支持块6穿过下横梁11中部的通孔16，最终使得支持块6上升至左夹持机构23与右夹持机构24之间的中部位置，此时已加工完成的工件25自然插装至限位槽7内。
然后，第三横移气缸211和第四横移气缸221的活塞杆分别收缩，对应带动左夹持机构23和右夹持机构24相互远离，直至解除夹紧。
接着，第一升降气缸82的活塞杆逐渐收缩，带动支持块6下降，在下降过程中，支持块6再次穿过下横梁11中部的通孔16，最终返回至台阶通孔5内，完成取料。然后，从限位槽7取下已加工完成的工件25即可。
需要说明的是，本发明不仅可以适用于轴类零件双端面的钻孔作业，也可适用于轴类零件任一端面的钻孔作业，还可适用于其他具有非轴类零件的钻孔、打磨或抛光等作业，只需将支持块更换成其上设有匹配的限位槽的其他支持部件，并将钻孔机构更换成相应的加工机构即可。
虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。
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