一种大型构件深孔加工方法、装置及系统与流程

本发明涉及大型构件深孔加工，具体涉及一种大型构件深孔加工方法、装置及系统。

背景技术：

1、大型箱体壳体构架主要为用于承受一定载荷的壳体结构，内部可能包含筋板，因此其体积、重量较大，一般长度超过3米，高度超过2米。在大型箱体壳体构架的制造过程中，为连接使用，需要在构件连接位置打深度1900mm，孔径为90mm的深孔。由于壳体的庞大尺寸，常规的机床加工方式受到限制，通常只能采用立式龙门机床进行钻孔操作。

2、而立式龙门机床在从上往下打孔时，由于孔的深度极大，当钻孔达到一定深度时，加工中产生的铁屑无法排出，容易造成堵塞，且铁屑也会导致钻头磨损，使钻头破损严重，降低加工效率，增加生产成本。因此需要在打到孔深一半时将构件翻转，以便在对应位置继续打孔。但由于构件体积庞大，这种非一次性的加工方式不仅增加了操作的复杂性，而且容易导致两边加工后的孔无法精确对应，形成所谓的“台阶孔”，严重影响了连接件的安装质量和结构的整体稳定性，同时还需要进一步加工处理，增加工序的同时降低加工效率。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种大型构件深孔加工方法、装置及系统，以解决现有深孔加工不能一次加工，导致加工周期长且钻孔精度低的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种大型构件深孔加工装置，用来替换立式龙门机床的原有钻头，并配合立式龙门机床完成对大型构件从上至下一次性深孔加工，包括专用钻头，所述专用钻头的中间沿轴向设有通孔，在通孔内设有激光发生机构和真空负压吸附机构；所述激光发生机构用于对大型构件的待加工深孔进行预打孔处理，并在专用钻头钻孔时对铁屑进行融化；所述真空负压吸附机构设于所述激光发生机构的上方，用于将激光发生机构融化的铁屑吸附并排出通孔外。

3、一种大型构件深孔加工系统，采用上述深孔加工装置，替换原有立式龙门机床的原有钻头，形成能够从上至下一次性打通深孔的加工系统，包括立式龙门机床，在所述立式龙门机床上集成有控制系统；所述立式龙门机床包括龙门架，在龙门架上设有钻机，所述控制系统控制钻机操作；在所述钻机的下方设有专有钻头，所述专有钻头中部设有通孔，所述通孔与外部连通；在所述通孔内设有连接杆，所述连接杆上端与所述钻机连接，所述钻机通过所述连接杆带动所述专用钻头向下移动钻孔。

4、一种大型构件深孔加工方法，应用上述深孔加工装置以及深孔加工系统，完成对大型构件从上至下的一次性深孔加工，包括以下步骤：

5、步骤一，将立式龙门机床移动至大型构件的上方，从大型构件表面确定待加工深孔位置，使专用钻头正对待加工深孔上方，利用专用钻头内的激光发生机构对待加工深孔从上至下进行预打孔；

6、步骤二，根据钻孔深度，在预打孔后利用专用钻头按照预打孔位置进行钻孔；

7、步骤三，在专用钻头钻孔过程中，利用激光发生机构将钻孔产生的铁屑融化；并通过真空负压吸附将融化的铁屑排出孔内；

8、步骤四，按照以上步骤持续向下打孔，直至一次性打通待加工深孔。

9、进一步的，根据钻孔深度，交替利用激光和专用钻头持续向下进行预打孔和钻孔；并根据钻孔深度，在预打孔时调节激光发生机构的激光功率。

10、本方案的原理及优点是：在大型构件深孔的实际加工过程中，由于构件体积、重量极大，目前只能采用立式龙门机床进行钻孔操作，但由于钻孔深度较大，在立式龙门机床从上至下钻孔的过程中，会产生铁屑堆积在孔内造成堵塞，一方面不利于深孔的进一步钻孔，另一方面也会加剧钻头的磨损和破损，导致钻孔效率低且缩短钻头使用寿命。

11、由此，在钻孔达到一半位置时，会将构件翻转，在另一面对应位置继续进行打孔。但由于构件体积较大，一般翻转一次需要2-3天，包括翻转，夹持，再找正，对刀等多道工序，耗费时间长，而翻转后对刀问题、加工偏差等问题，难以精准调节，这种非一次加工导致两边孔难以对齐，使中间连接位置出现错位接头，无法完全满足孔的精度要求，进一步增加额外加工时间和人力，同时还降低构件的精准度和稳定性，也会造成材料浪费。

12、由此，对于大型构件的深孔加工很有必要能够实现一次加工的方式，以此极大缩短加工时间，并且能够提高深孔的精准度，提高大型构件连接处的强度。因此本方案采用在钻孔前先通过激光进行预打孔的方式，对孔位进行预处理，降低钻头钻孔难度，同时确保钻孔的精准度。其次，在钻孔过程中，通过激光将加工产生的铁屑融化掉，并通过真空负压吸附的方式将其排出孔外，即解决了铁屑易堵塞的问题，又能避免钻头的过度磨损，提高钻头的使用效率，进而可实现从上至下一次加工钻孔，极大缩短加工时间，提高深孔精度，同时通过激光处理也能进一步提高深孔的光滑度，提升安装的便捷性和稳定性。

13、并且，本方案在钻头内部通过设置激光发生机构和真空负压吸附机构，实现预打孔和铁屑的融化排出处理，而并没有改变原有立式加工机床结构，在不影响钻头原有操作的情况下极大降低改造成本，缩短整体加工步骤。且钻头体积较小，更利于更换安装，应用范围更广。而通过实时监测孔内信息控制激光功率，提升设备智能化，使加工过程更精简有效，降低能耗。

技术特征：

1.一种大型构件深孔加工装置，其特征在于，用来替换立式龙门机床的原有钻头，并配合立式龙门机床完成对大型构件从上至下一次性深孔加工，包括专用钻头，所述专用钻头的中间沿轴向设有通孔，在通孔内设有激光发生机构和真空负压吸附机构；所述激光发生机构用于对大型构件的待加工深孔进行预打孔处理，并在专用钻头钻孔时对铁屑进行融化；所述真空负压吸附机构设于所述激光发生机构的上方，用于将激光发生机构融化的铁屑吸附并排出通孔外。

2.根据权利要求1所述的一种大型构件深孔加工装置，其特征在于：在所述专用钻头的通孔内设有连接杆，所述连接杆用于带动所述专用钻头向下移动，使专用钻头在打孔时与大型构件的待加工深孔接触；所述激光发生机构和真空负压吸附机构设于所述连接杆下端。

3.根据权利要求1所述的一种大型构件深孔加工装置，其特征在于：在所述真空负压吸附机构与所述激光发生机构之间设有伸缩机构，所述伸缩机构用于在预打孔时，使激光发生机构位于专用钻头的下方进行激光预打孔。

4.根据权利要求3所述的一种大型构件深孔加工装置，其特征在于：所述激光发生机构包括可360°转动的激光发生器以及用来安装激光发生器的底座；所述底座为可360°转动的球形底座，所述底座与所述伸缩机构连接，所述底座转动带动所述激光发生器转动。

5.根据权利要求1所述的一种大型构件深孔加工装置，其特征在于：在所述激光发生机构上还设有温度传感机构，用于实时获取孔内温度。

6.一种大型构件深孔加工系统，其特征在于，采用如权利要求1-2所述的深孔加工装置，替换原有立式龙门机床的原有钻头，形成能够从上至下一次性打通深孔的加工系统，包括立式龙门机床，在所述立式龙门机床上集成有控制系统；所述立式龙门机床包括龙门架，在龙门架上设有钻机，所述控制系统控制钻机操作；在所述钻机的下方设有专有钻头，所述专有钻头中部设有通孔，所述通孔与外部连通；在所述通孔内设有连接杆，所述连接杆上端与所述钻机连接，所述钻机通过所述连接杆带动所述专用钻头向下移动钻孔。

7.根据权利要求6所述的一种大型构件深孔加工系统，其特征在于，所述专用钻头的外部为螺旋状刀刃，在钻孔时通过转动专用钻头与大型构件表面接触进行钻孔操作。

8.一种大型构件深孔加工方法，其特征在于，应用如权利要求1所述的深孔加工装置，完成对大型构件从上至下的一次性深孔加工，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种大型构件深孔加工方法，其特征在于：根据钻孔深度，交替利用激光和专用钻头持续向下进行预打孔和钻孔；并根据钻孔深度，在预打孔时调节激光发生机构的激光功率。

10.根据权利要求8所述的一种大型构件深孔加工方法，其特征在于：在步骤一中，还包括根据钻孔深度选择激光发生机构高度，根据激光发生机构高度对应设置预打孔点位，所述预打孔点位包括点标记和线标记。

技术总结本发明涉及深孔加工技术领域，公开了一种大型构件深孔加工方法、装置及系统，用来替换立式龙门机床的原有钻头，并配合立式龙门机床完成对大型构件从上至下一次性深孔加工，包括专用钻头，所述专用钻头的中间沿轴向设有通孔，在通孔内设有激光发生机构和真空负压吸附机构；所述激光发生机构用于对大型构件的待加工深孔进行预打孔处理，并在专用钻头钻孔时对铁屑进行融化；所述真空负压吸附机构设于所述激光发生机构的上方，用于将激光发生机构融化的铁屑吸附并排出通孔外。本发明在不影响钻头原有操作的情况下极大降低改造成本，实现深孔一次加工，极大缩短加工时间，提高钻孔效率。技术研发人员：陈云,杨建康,李代刚,王红海,黄兴军,吕凌受保护的技术使用者：成都工具研究所有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27