发明内容

本发明的主要目的在于提供一种合金铸铁型材深孔套料加工成型装置及其使用方法，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种合金铸铁型材深孔套料加工成型装置，包括床身、油箱、工件、刀杆、钻削机构和刀头机构，所述床身表面一侧安装有用以对装置各组件进行协调控制的控制器，所述床身一侧安装有用来储装切削液的油箱，所述油箱内部一侧安装有油泵站，所述床身顶部左端安装有V型台且V型台为两个，所述V型台顶部承载工件，所述床身顶部右侧安装有用来控制刀杆运行的钻削机构，所述刀杆末端安装有用来对工件进行钻削作业的刀头机构；

所述钻削机构包括主轴箱、第一电机、轴承套、振动电机、第二电机、丝杆和连杆，所述床身顶部右端安装有主轴箱，所述主轴箱外侧壁顶部左侧安装有第一电机，所述主轴箱内部底端安装有轴承套，所述刀杆靠近主轴箱一端延伸至主轴箱内部且与轴承套相连接，所述第一电机动力输出端安装有传动带并通过传动带与轴承套动力输入端相连接，所述主轴箱外侧壁顶部以及内侧壁底部均安装有滑台，所述轴承套和第一电机分别安装在滑台顶部，所述轴承套顶部安装有振动电机且振动电机动力输出端与轴承套表面相连接，所述床身内部靠近主轴箱一端安装有第二电机，所述第二电机动力输出端安装有起到传动作用的丝杆，所述丝杆表面配合连接有螺套，所述螺套外侧壁安装有轴套，所述轴套顶部安装有用来与主轴箱底部相连接的连杆。

优选的，所述刀头机构包括刀体、外刀片、内刀片、排屑口和导向条，所述刀杆靠近工件一端安装有用来对工件进行钻削作业的刀体，所述刀体远离主轴箱一端外周等距设有外刀片且外刀片为四个，所述刀体远离主轴箱一端内周等距设有内刀片且内刀片为四个，所述刀体一端等距开设有排屑口且排屑口均位于外刀片和内刀片之间，所述刀体外周远离主轴箱一端等距安装有导向条且导向条为四个。

优选的，所述床身底部分段固定连接有支撑台且支撑台为多个。

优选的，所述油泵站排出端安装有供油管，所述油泵站通过供油管与授油器进油端相连接。

优选的，所述V型台顶部可拆卸连接有夹板，所述夹板两端均可拆卸连接有螺栓并通过螺栓与V型台两端相连接。

优选的，所述床身顶部一侧安装有用来对刀杆起到支撑作用的支架，所述刀杆水平方向贯穿支架。

优选的，所述床身顶部两侧水平方向均安装有导轨，所述主轴箱底部安装有滑块并通过滑块与导轨相连接。

优选的，所述油泵站、第一电机、振动电机和第二电机控制端均与控制器相连接。

优选的，所述刀头机构材质为铸铁型材。

一种合金铸铁型材深孔套料加工成型装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：使用前检查，在进行使用前对油箱内部切削液余量进行检查，检查控制器对各运行组件的控制，检查油泵站、授油器、第一电机、振动电机和第二电机等各组件运行状况，检查刀杆和刀头外观无缺陷，检查丝杆、传动带等传动组件状况，并在接电状态下进行试运行，保证装置可以正常稳定的运行；

步骤二：对工件位置进行固定，工件置于V型台顶部且加工端插入至授油器内部，在V型台顶部卡上夹板，同时拧紧两端螺栓，通过夹板和V型台的相互配合完成对工件位置的固定，通过控制器对油泵站、第一电机、振动电机和第二电机等组件的运行参数进行预设，调整刀体位置，使得刀体移动至授油器内部与工件加工端相对齐，完成工件加工前准备；

步骤三：通过控制器控制装置运行，第一电机输出端通过传动带带动刀杆和刀体的转动，第二电机运行带动丝杆转动，在丝杆转动过程中螺套顺着丝杆做水平方向上的位移，轴套同步位移并通过连杆带动主轴箱位移，在主轴箱水平移动过程中刀头机构同步移动不断抵进工件内部进行钻削作业，振动电机运行，带动轴承套和第二电机顺着滑台水平方向振动，使得刀杆和刀体在运行过程中同步进行振动钻削运动，对工件进行深孔套料加工，振动钻削技术与单管套料深孔钻系统相结合，使得产品质量稳定，加工效率高；

步骤四：在进行钻削作业时刀体带动外刀片和内刀片的高速旋转并接触工件，钻屑过程中产生的废屑顺着排屑口排出，在进行钻削过程中油泵站运行，将油箱内部储装的切削液抽出顺着供油管排至授油器内部，并通过授油器将抽出的切削液排入至刀体与工件内部之间的连接处，使用后的切削液在加工过程中不断排出，通过切削液起到冷却、润滑和排废的作用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1、通过振动电机进行低频轴向振动钻削，实现断续切削，控制切屑的形态，提高排屑与加工效率，同时，振动钻削是一种间歇式的动态加工过程，致使高压切削液较容易进入切削区，继而改善了刀具和切削环境的冷却和润滑效果，破坏了积屑瘤的形成条件，保证了钻削系统的稳定性，提高了加工质量，将振动切削与套料钻削相结合，有效减少切削量，实现绿色节能切削，轴向振动钻削运动与钻头旋转主运动一体化设计，采用变频调速技术实现主切削运动的无级调速，以适应加工不同的材料和各种孔径，系统结构紧凑，传动简单，运动精度高，操作方便，刀具的振动频率和振幅无级可调，可根据加工要求进行调节，满足振动钻孔参数最佳匹配的要求，确保加工过程中，断屑可靠，排屑顺畅，进给系统采用减速步进电机加丝杆传动实现数控，可实现钻孔长度、进给速度设定与控制，操作过程直观方便，加工过程稳定、可靠，进给系统采用单轴数控，主运动和振动采用变频器进行无极调速，油泵采用普通三相交流异步电机驱动，各驱动电机之间根据加工工艺要求设有互锁与联动控制逻辑，确保机床在无切削液供给的情况下，其它各部分不能工作，在刀具不旋转的情况下，不能走刀，在走刀的情况下，保持刀具旋转并始终伴有振动与高压切削液输送。

2、当钻头进入工件后依靠导向条与孔壁的挤压摩擦接触来平衡刀齿切削力，产生自导向，保证加工孔的尺寸精度，外刀片与内刀片相互配合进行切削作业，提高效率，保证精度，通过排屑口进行废屑的排出，避免废屑堵塞，优化了深孔套料加工的刀具结构，同时采用铸铁型材作为刀头机构的材质，铸铁型材比普通碳素钢具有更好的机械加工性能，可以大大缩短机加工时间，延长刀具寿命，大幅度节约生产成本和人工成本，与钢件相比，铸铁型材不仅具有自动断屑能力，而且其内部的石墨成分作为天然的润滑剂，有利于大幅度提高材料的可加工性能，还有降低材料振动、减轻材料重量以及提高材料的耐磨性等特点。