一種任意形狀孔的鉆頭裝置及其鉆孔方法與流程

本發明屬于機械鉆孔技術領域，具體說是一種任意形狀孔的鉆頭裝置及其鉆孔方法。

背景技術：

在鉆孔加工領域，例如滑軌等長條形工件進行鉆孔加工時，先要將工件定位后，再利用刀具進行鉆孔加工。但是，一般的鉆孔設備所用的刀具是固定尺寸的，只能進行單一尺寸的孔加工。如果工件需要加工多種類型或尺寸的孔，工人在同一加工過程中必須反復更換不同的刀具進行加工，自動化程度低，鉆孔效率低。遇到加工圓弧孔的問題，圓弧孔加工主要通過銑削、鏜削、車削、電火花這些加工方法來實現。在非金屬的板料上加工圓弧孔，就只能靠鉆削后再用小直徑的圓弧銑刀進行銑削的方法來獲得。由于銑削加工圓弧孔需要在Z軸上依次的向下進給。為了保證加工后的表面光潔度，進給量就不能太大，這樣會造成加工時間過長，使加工成本大大的增加。

而且，現在的鉆床在給工件加工鉆孔時，需要用到一定的夾具對工件進行夾持，防止加工時工件的位置發生變化，導致加工位置發生偏差，造成工件不符合使用標準。夾具對鉆孔的加工精度影響非常大，但是現在市面上工件鉆孔用的鉆床夾具多存在以下不足，如：1)鉆床夾具對刀具的夾持度不夠，容易造成加工位置偏差；2)更換待加工工件時操作不方便，浪費工時；3)鉆具需精確定位，否則會損毀工作臺，給工件鉆孔生產廠家造成不必要的損失。

經檢索，已有一些對夾具的改進方案，如：中國專利號ZL201220546645.1，授權公告日為2013年4月24日，發明創造名稱為：用于加工汽車配件模具的液壓鉆床夾具，該申請案涉及一種用于加工汽車配件模具的液壓鉆床夾具，屬于液壓鉆床夾具技術領域；其技術要點包括設在液壓鉆床工作臺上的支座，其中所述的支座上設有兩組相對應的高度調節支撐機構，所述的待加工工件放置在兩個高度調節支撐機構之間的液壓鉆床工作臺上，在待加工工件與液壓鉆床工作臺之間間隔設有兩條支撐條；在待加工工件上端與兩側的高度調節支撐機構上端之間分別架設有壓緊塊，所述各壓緊塊通過絲桿配合固定螺絲拉緊固定；該申請案旨在提供一種結構緊湊、使用靈活方便、固定效果好、加工效率高的用于加工汽車配件模具的液壓鉆床夾具，用于液壓鉆床的汽車配件模具固定，但該申請案的結構較復雜，不便于推廣使用。

中國專利號ZL201310024365.3，公開日為2013年4月17日，發明創造名稱為：一種新型平底圓弧形鉆頭，包括鉆頭基體，該鉆頭基體的一端設置有縮徑凸臺，另一端設置有刀片槽，縮徑凸臺上設置有連接柱，縮徑凸臺和連接柱與鉆頭基體一體成型，刀片槽內嵌入硬質合金刀片，所述的硬質合金刀片通過銅焊的方法與鉆頭基體燒結成為一體。該發明的優點是：通過這種鉆頭后，可以一次加工出平底圓弧孔。在加工電解槽蓋板和底板時，可以一次性的加工出想要的圓弧孔形狀，而不用鉆削后，再進行銑削來獲得圓弧。特別針對電解槽殼體蓋板和底板的圓弧孔，可以節約一半工時，提高效率非常明顯，從而降低了加工成本；還可以用在一些通孔的鉆削上，可以有效地降低鉆頭頂尖部位和側刃的磨損，提高鉆頭的使用率，延長鉆頭的使用壽命。該申請案將鉆頭設計成圓弧形，只能加工圓弧孔，通用性較差。

技術實現要素：

1.要解決的技術問題

針對現有技術的鉆頭裝置加工鉆孔精度受夾具影響大、加工孔的形狀單一、通用性差的問題，本發明提供了一種任意形狀孔的鉆頭裝置及其鉆孔方法。它通過將鉆頭的點運動自動切換成面運動，省略了線運動的過渡，再通過鉆頭軌跡盤限定鉆孔形狀，達到了能夠加工任意形狀鉆孔的目的，而且，通用性強，加工效率高。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明方案按以下方式進行：

一種任意形狀孔的鉆頭裝置，包括鉆頭，還包括側葉片組合和鉆頭軌跡盤；側葉片組合的兩端分別和原動機和鉆頭可拆卸固定連接，并將鉆頭的點運動轉化為面運動；鉆頭軌跡盤卡在側葉片組合和鉆頭固定連接處，將鉆頭的面運動限制為鉆頭軌跡盤設定的形狀；側葉片組合和鉆頭軌跡盤協同作用，側葉片組合先將鉆頭的點運動轉化為面運動，再通過鉆頭軌跡盤限制加工鉆孔的形狀，通過更換鉆頭軌跡盤即可加工出和鉆頭軌跡盤相同形狀的鉆孔，提高了鉆孔效率和鉆頭的通用性，鉆頭的制造成本遠大于鉆頭軌跡盤，因此，也降低了制造成本。

優選地，側葉片組合的第一層為主動側葉片，底層為從動側葉片；中間若干層側葉片為中間側葉片；相鄰的兩層側葉片之間通過連桿和連桿軸鉸接。根據工件鉆孔的面運動面積的需要調節中間側葉片的層數；鉸接的連接方式起到將原動機的轉動方式逐層向下傳遞至鉆頭的效果。

優選地，側葉片組合大于兩層，側葉片均呈三角或四角或五角或六角星形狀；連桿和連桿軸將相鄰兩層的三角或四角或五角或六角星形側葉片對應的3或4個或5個或6個遠端對稱式鉸接，側葉片也可以是多邊形板狀。多星形狀的效果是減少鉆孔人員的視覺阻擋，三角星形狀的視覺效果最好，面運動的效率更高。

優選地，主動側葉片上表面中心處固定連接有主動葉片軸，并通過主動葉片軸和原動機可拆卸固定連接；從動側葉片的底表面中心處固定連接有從動葉片軸，并通過從動葉片軸和鉆頭的固定端可拆卸固定連接，主動葉片軸和從動葉片軸的設置，提高了安裝的方便性。

優選地，主動葉片軸的上部為和原動機動力端形狀配合作用的原動力連接軸；鉆頭軌跡盤內設置的軌跡孔的形狀和所要鉆孔的形狀一致；鉆頭軌跡盤稍有間隙的卡在從動葉片軸上，鉆頭軌跡盤所在平面和每層側葉片所在平面平行，以提高鉆孔的精度。

優選地，側葉片組合和鉆頭固定連接處套接有定位塊，進一步提高鉆孔的精度，并可以通過定位塊施加鉆孔的水平方向的推力。

優選地，定位塊內部緊配有軸承，方便施加水平方向的推力，防止轉軸打手；外壁固定有操作手柄，提高操作的方便性；鉆頭為麻花鉆，向下和水平鉆孔的效率高。

一種任意形狀孔的鉆頭裝置的鉆單孔的方法，步驟為：

步驟一、安裝：將原動力連接軸插入原動機動力端的凹槽內，并通過從動葉片軸和鉆頭的固定端可拆卸固定連接；

步驟二、鉆孔：將鉆頭的工作端抵住所需要鉆孔的工件，啟動原動機；

步驟三、定位：用手握定位塊定位，防止鉆頭跑偏，并直至鉆孔工作完成。

雖然單孔可以通過普通鉆頭鉆孔，但本發明的鉆頭裝置也可以加工單孔。

一種任意形狀孔的鉆頭裝置的鉆直線孔的方法，步驟為：

步驟一、安裝：將原動力連接軸插入原動機動力端的凹槽內，并通過從動葉片軸和鉆頭的固定端可拆卸固定連接；

步驟二、鉆頭軌跡盤的設計和安裝：取方形或圓形面板，在其中心處洞穿直線孔，并將其水平固定于兩根立柱之間；

步驟三、定位：將鉆頭插入直線孔，從動葉片軸貼進直線孔的一端；

步驟四、鉆孔：鉆頭的工作端抵住所需要鉆孔的工件，啟動原動機，用手握定位塊先鉆出單孔；

步驟五、推送：用手握定位塊沿直線孔的方向推送，直至直線孔鉆孔工作完成。

直線孔可以是任意長度，只需要輕微的施加水平方向的推力即可，操作方便。

一種任意形狀孔的鉆頭裝置的鉆螺旋孔的方法，步驟為：

步驟一、安裝：將原動力連接軸插入原動機動力端的凹槽內，并通過從動葉片軸和鉆頭的固定端可拆卸固定連接；

步驟二、鉆頭軌跡盤的設計和安裝：取方形或圓形面板，在其中心處洞穿螺旋孔，并將其水平固定于兩根立柱之間；

步驟三、定位：將鉆頭插入螺旋孔，從動葉片軸貼進螺旋孔的一端；

步驟四、鉆孔：鉆頭的工作端抵住所需要鉆孔的工件，啟動原動機，用手握定位塊先鉆出單孔；

步驟五、推送：用手握定位塊沿螺旋孔的方向推送，直至螺旋孔鉆孔工作完成。

本發明螺旋孔既然能夠加工，說明弧形孔、星形孔等異形孔，以及任意形狀的鉆孔都能夠方便的加工，只需要更換相同形狀的鉆頭軌跡盤即可。

3.有益效果

采用本發明提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下顯著效果：

(1)本發明的一種任意形狀孔的鉆頭裝置，側葉片組合和鉆頭軌跡盤協同作用，側葉片組合先將鉆頭的點運動轉化為面運動，再通過鉆頭軌跡盤限制加工鉆孔的形狀，通過更換鉆頭軌跡盤即可加工出和鉆頭軌跡盤相同形狀的鉆孔，提高了鉆孔效率，和鉆頭的通用性，鉆頭的制造成本遠大于鉆頭軌跡盤，因此，也降低了制造成本，并有效解決了點運動直接向面運動的轉換的技術問題；

(2)本發明的一種任意形狀孔的鉆頭裝置，可以根據工件鉆孔的面運動面積的需要調節中間側葉片的層數；鉸接的連接方式起到將原動機的轉動方式逐層向下傳遞至鉆頭的效果；

(3)本發明的一種任意形狀孔的鉆頭裝置，側葉片也可以是多邊形板狀，而多星形狀的效果是減少鉆孔人員的視覺阻擋，三角星形狀的視覺效果最好，面運動的效率更高；

(4)本發明的一種任意形狀孔的鉆頭裝置，主動葉片軸和從動葉片軸的設置，提高了安裝的方便性；

(5)本發明的一種任意形狀孔的鉆頭裝置，鉆頭軌跡盤所在平面和每層側葉片所在平面平行，以提高鉆孔的精度；

(6)本發明的一種任意形狀孔的鉆頭裝置，定位塊能免進一步提高鉆孔的精度，并可以通過定位塊施加鉆孔的水平方向的推力；

(7)本發明的一種任意形狀孔的鉆頭裝置，定位塊內部緊配有軸承，方便施加水平方向的推力，防止轉軸打手；外壁固定有操作手柄，提高操作的方便性；所述鉆頭為麻花鉆，向下和水平鉆孔的效率高；

(8)本發明的一種任意形狀孔的鉆頭裝置的鉆孔方法，雖然單孔可以通過普通鉆頭鉆孔，但本發明的鉆頭裝置也可以加工單孔，通用性強；

(9)本發明的一種任意形狀孔的鉆頭裝置的鉆孔方法，加工的直線孔可以是任意長度，只需要輕微的施加水平方向的推力即可，操作方便；

(10)本發明的一種任意形狀孔的鉆頭裝置的鉆孔方法，螺旋孔既然能夠加工，說明弧形孔、星形孔等異形孔，以及任意形狀的鉆孔都能夠方便的加工，只需要更換相同形狀的鉆頭軌跡盤即可。

附圖說明

圖1是本發明的任意形狀孔的鉆頭裝置的結構示意圖；

圖2是本發明的任意形狀孔的鉆頭裝置側視圖；

圖3是本發明的任意形狀孔的鉆頭裝置側仰視圖；

圖4是本發明的任意形狀孔的鉆頭裝置俯視圖；

圖5是實施例1加工的單孔工件圖；

圖6是實施例2加工的直線孔工件圖；

圖7是實施例3加工的弧形孔工件圖。

圖中：1、主動側葉片；2、中間側葉片；3、從動側葉片；4、鉆頭軌跡盤；5、鉆頭；6、連桿；7、原動力連接軸；8、定位塊；9、單孔工件；10、直線孔工件；11、主動葉片軸；20、弧形孔工件；31、從動葉片軸；41、軌跡孔；51、鉆頭連接軸；61、連桿軸；81、操作手柄。

具體實施方式

下面結合附圖和具體的實施例，對本發明作詳細描述。

實施例1

本實施例的一種任意形狀孔的鉆頭裝置，包括鉆頭5、側葉片組合和鉆頭軌跡盤4；側葉片組合的兩端分別與原動機和鉆頭5可拆卸固定連接，并將鉆頭5的點運動轉化為面運動，比如圖2所示，側葉片組合的第一層為主動側葉片1，底層為從動側葉片3；中間若干層側葉片為中間側葉片2；相鄰的兩層側葉片之間通過連桿6和連桿軸61鉸接。可以根據工件鉆孔的面運動面積的需要調節中間側葉片2的層數，本實施例中，中間側葉片2為一層；鉸接的連接方式能將原動機的轉動方式逐層向下傳遞至鉆頭5；鉆頭軌跡盤4卡在側葉片組合和鉆頭5固定連接處，將鉆頭5的面運動限制為鉆頭軌跡盤4設定的形狀；側葉片組合和鉆頭軌跡盤4協同作用，側葉片組合先將鉆頭5的點運動轉化為面運動，再通過鉆頭軌跡盤4限制加工鉆孔的形狀，通過更換鉆頭軌跡盤4即可加工出和鉆頭軌跡盤4相同形狀的鉆孔，提高了鉆孔效率和鉆頭5的通用性，鉆頭5的制造成本遠大于鉆頭軌跡盤4，因此，也降低了制造成本。側葉片均呈三角或四角或五角或六角板形狀，本實施例選用三角板狀，連桿6和連桿軸61將相鄰兩層的三角形側葉片的3個遠端對稱式鉸接。側葉片組合和鉆頭5固定連接處套接有定位塊8。

本實施例的一種任意形狀孔的鉆頭裝置的鉆單孔的方法，可以不用鉆頭軌跡盤4，步驟為：

步驟一、安裝：將原動力連接軸7插入原動機動力端的凹槽內，并通過從動葉片軸31和鉆頭5的固定端可拆卸固定連接；

步驟二、鉆孔：將鉆頭5的工作端抵住所需要鉆孔的工件，啟動原動機；

步驟三、定位：用手握定位塊8定位，防止鉆頭5跑偏，并直至鉆孔工作完成。

雖然單孔可以通過普通鉆頭鉆孔，但本實施例的鉆頭裝置也可以加工如圖5所示的單孔工件9。

實施例2

本實施例的一種任意形狀孔的鉆頭裝置，基本結構同實施例1，改進之處在于：側葉片均呈三角或四角或五角或六角星形狀，如圖1、4所示，本實施例中可以選擇三角星形，相較于多邊形板狀，星形狀的效果是減少鉆孔人員的視覺阻擋，三角星形狀的視覺效果最好，面運動的效率更高；連桿6和連桿軸61將相鄰兩層的三角星形側葉片的3個遠端對稱式鉸接。主動側葉片1上表面中心處固定連接有主動葉片軸11，并通過主動葉片軸11和原動機可拆卸固定連接；從動側葉片3的底表面中心處固定連接有從動葉片軸31，并通過從動葉片軸31和鉆頭5的固定端可拆卸固定連接，主動葉片軸11和從動葉片軸31的設置，提高了安裝的方便性。主動葉片軸11的上部為和原動機動力端形狀配合作用的原動力連接軸7；鉆頭軌跡盤4內設置的軌跡孔41的形狀和所要鉆孔的形狀一致；鉆頭軌跡盤4稍有間隙的卡在從動葉片軸31上，鉆頭軌跡盤4所在平面和每層側葉片所在平面平行，以提高鉆孔的精度。定位塊8內部緊配有軸承，方便施加水平方向的推力，防止轉軸打手；外壁固定有操作手柄81，提高操作的方便性；鉆頭5為麻花鉆，向下和水平鉆孔的效率高。

一種任意形狀孔的鉆頭裝置的鉆直線孔的方法，步驟為：

步驟一、安裝：將原動力連接軸7插入原動機動力端的凹槽內，并通過從動葉片軸31和鉆頭5的固定端可拆卸固定連接；

步驟二、鉆頭軌跡盤4的設計和安裝：取方形或圓形面板，在其中心處洞穿直線孔，并將其水平固定于兩根立柱之間；

步驟三、定位：將鉆頭5插入直線孔，從動葉片軸31貼進直線孔的一端；

步驟四、鉆孔：鉆頭5的工作端抵住所需要鉆孔的工件，啟動原動機，用手握定位塊8先鉆出單孔；

步驟五、推送：用手握定位塊8沿直線孔的方向推送，直至如圖6所示的直線孔工件10鉆孔工作完成。本實施例加工的直線孔可以是任意長度，只需要輕微的施加水平方向的推力即可，操作方便。

實施例3

本實施例的一種任意形狀孔的鉆頭裝置，如圖3所示，基本結構同實施例2，加工如圖7所示的弧形孔工件20，步驟為：

步驟一、安裝：將原動力連接軸7插入原動機動力端的凹槽內，并通過從動葉片軸31和鉆頭5的固定端可拆卸固定連接；

步驟二、鉆頭軌跡盤4的設計和安裝：取方形或圓形面板，在其中心處洞穿弧形孔，并將其水平固定于兩根立柱之間；

步驟三、定位：將鉆頭5插入弧形孔，從動葉片軸31貼進弧形孔的一端；

步驟四、鉆孔：鉆頭5的工作端抵住所需要鉆孔的工件，啟動原動機，用手握定位塊8先鉆出單孔；

步驟五、推送：用手握定位塊8沿弧形的方向推送，直至弧形鉆孔工作完成。

實施例4

本實施例的一種任意形狀孔的鉆頭裝置，基本結構同實施例3，不同之處在于：進行鉆螺旋孔的工件，步驟為：

步驟一、安裝：將原動力連接軸7插入原動機動力端的凹槽內，并通過從動葉片軸31和鉆頭5的固定端可拆卸固定連接；

步驟二、鉆頭軌跡盤4的設計和安裝：取方形或圓形面板，在其中心處洞穿螺旋孔，并將其水平固定于兩根立柱之間；

步驟三、定位：將鉆頭5插入螺旋孔，從動葉片軸31貼進螺旋孔的一端；

步驟四、鉆孔：鉆頭5的工作端抵住所需要鉆孔的工件，啟動原動機，用手握定位塊8先鉆出單孔；

步驟五、推送：用手握定位塊8沿螺旋孔的方向推送，直至螺旋孔鉆孔工作完成。

本實施例的一種任意形狀孔的鉆頭裝置，螺旋孔既然能夠加工，說明星形孔、多邊形孔等異形孔，以及任意形狀的鉆孔都能夠方便的加工，只需要更換相同形狀的鉆頭軌跡盤4即可。

實施例5

本實施例的一種任意形狀孔的鉆頭裝置，基本結構同實施例4，改進之處在于：可以在主動葉片軸11外壁緊配軸承后通過軸承固定在車床上，以提高鉆孔的穩定性和持續性。定位塊8緊配套接于鉆頭5上部的鉆頭連接軸51的外壁。

以上示意性地對本發明創造及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本創造宗旨的情況下，不經創造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本專利的保護范圍。