专利名称：一种钻孔设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钻孔设备，钻孔设备适合各类型材、棒料、板料，特别适用于汽车安全拉紧装置半圆形主轴两端销孔的成型。
背景技术：
如图1、图2和图3所示的半圆形的工件10是作为汽车安全拉紧装置主轴使用的， 加工时需要在工件10的两端成型销孔101，目前多数采用人工钻床加工，有的用仪表车改装为双钻头同时加工，但仍是用传统的人工送料进刀，劳动强度大，工作效率低；也有的采用半自动设备，人工送料，利用行程开关控制加工过程，精度较低，且需人工送料，仍然比较麻烦。而且这些手动或半自动的设备只能钻孔，不能倒角去除毛刺，需另加倒角工序。因此， 比较繁琐，人力成本也较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种生产效率高的钻孔设备。本发明所要解决的又一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种劳动强度低的钻孔设备。本发明所要解决的又一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种加工精度高的钻孔设备。本发明所要解决的又一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种钻孔、倒角一次性完成的钻孔设备。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种钻孔设备，其特征在于包括主架；送料机构，设于前述的主架上，包括储料筒及能将工件有序地送入储料筒的输送器，该储料筒设于前述输送器的出料端口 ；夹持机构，设于前述的主架上并与前述的储料筒对接，具有供单个工件通过的通道；顶出机构，设于前述的主架上并靠近前述储料筒，能将储料筒内的工件顶入夹持机构；钻孔机构，能移动地设于前述的主架上并位于前述夹持机构一侧，包括第一电机、 第一传动组件及能垂直夹持机构长度方向作用于夹持机构的打孔钻头，前述的第一传动组件的动力输入端与第一电机连接，动力输出端与打孔钻头连接；倒角机构，能移动地设于前述的主架上并位于前述夹持机构一侧，包括第二电机、 第二传动组件及能垂直夹持机构长度方向作用于夹持机构的倒角钻头，前述的第二传动组件的动力输入端与第二电机连接，动力输出端与倒角钻头连接；第一驱动源，设于前述的主架上并能驱动前述的打孔钻头垂直夹持机构的长度方向来回移动；第二驱动源，设于前述的主架上并能驱动前述的倒角钻头垂直夹持机构的长度方向来回移动；以及退料机构，设于前述的主架上并位于前述夹持机构一侧，包括第三驱动源及能伸入前述第二通孔的退料杆，该第三驱动源能驱动前述的退料杆垂直夹持机构的长度方向来回移动；控制器，具有与前述顶出机构连接的第一控制输出端、与前述第一电机连接的第二控制输出端、与前述第二电机连接的第三控制输出端、与前述第一驱动源连接的第四控制输出端、与前述第二驱动源连接的第五控制输出端及与前述第三驱动源连接的第六控制输出端。所述的夹持机构夹持机构包括底板及自前向后依次设于底板上的第一过道件、第二过道件及第三过道件，前述的第一过道件内侧成型有与工件适配的通槽，一侧开设有供打孔钻头伸入的第一通孔及供倒角钻头伸入的第二通孔；前述的第二过道件具有退料槽并侧向开有供退料杆伸入进而使工件脱离夹持机构的退料孔，前述的第三过道件内侧具有一调节杆。第一过道件的通槽优选为锥度槽，利于排屑。所述的底板位于前述第一过道件前端设有一导向过道件，该导向过道件中部具有与单个工件适配的通道孔。所述的第一传动组件包括第一皮带轮，通过一第一皮带与所述第一电机的主动输出轮连接；主动轮，通过一连接轴与前述的第一皮带轮同步转动；次动轮，通过一同步带与前述的主动轮传动连接；以及第一从动轴，一端与前述的次动轮连接并能同步转动，另一端设有所述的打孔钻头。从第一电机以皮带方式连接到连接轴的第一皮带轮时，增加了一次速度；连接轴的另一端，以一个较大的主动轮带动两个较小的次动轮，又进行了一次提速。这样做的原因是，单一从连接轴的第一皮带轮处变速的话，转速太高，连接轴噪音较大且震动严重，若单一从主动轮处变速的话，则需要更大的主动轮，占用太大空间，且减少齿的接触面，容易跳齿；故而两次提速。所述的连接轴中部设有一第一支座，靠近第一主动轮套设有一定位套筒，而该定位套筒则设于套筒支座上，所述的第一从动轴贯穿通过一第一箱体，该第一箱体内设有与第一从动轴转动配合的第一轴承。所述的第一驱动源为一步进电机，所述的第三传动组件包括丝杆，通过一联轴器与前述步进电机的动力输出端连接；座板，上端面设有所述的套筒支座和第一箱体，底部具有与前述丝杆配合的螺母， 并且，该螺母内具有滚珠；以及导向板，设于前述座板的下端面并具有用于导向座板的轨道，并且，所述的连接轴为一花键轴，所述的第一皮带轮中部设有一花键套，而所述的花键轴则能水平移动地插装于该花键套内。通过控制步进电机与滚珠丝杠的配合，可以精确控制打孔组件的行程。
作为优选，所述的第二传动组件包括第二皮带轮，通过ー第二皮带与所述第二电机的主动输出轮连接；以及第二从动轴，一端与前述的第二皮带轮连接井能同步转动，另一端设有所述的倒 角钻头。为使第二从动轴运行平稳，所述的第二从动轴贯穿通过ー第二箱体，该第二箱体 内设有与第二从动轴转动配合的轴承。作为优选，所述的储料筒具有与所述输送器的出料ロ连接的上端ロ、与夹持机构 输入端连接的下端ロ及位于下端ロ后侧面的顶出孔，所述的顶出机构包括顶出气缸及与顶 出气缸连接的顶出轴，该顶出轴正对所述储料筒的顶出孔。进一歩，第一传动组件外侧设有第一防护罩，该第一防护罩靠近夹持机构的端面 具有第一挡屑面，所述的第二传动组件外侧设有第二防护罩，该第二防护罩靠近夹持机构 的端面具有第二挡屑面。靠近所述的顶出气缸设有一与所述控制器连接的第一接近开关，靠近第一从动轴
设有ー第二接近开关。输送器为包括震动盘及设有震动盘上的震动器，该震动盘具有与储料筒对接的U 形槽。与现有技术相比，本发明的优点在干送料、钻孔、倒角及退料通过自动控制实现， 无需人工干预，工作效率高，劳动强度低，产品均一性佳，打孔精度高，次品率低。钻孔和倒 角通过ー个エ序一次性完成，加工快捷，劳动カ成本也大幅度降低。可适用于多种不同规格 的产品钻孔需要，钻孔精度高。
图1为现有技术中应用于汽车安全拉紧装置的主轴。图2为主轴的主视图。图3为图2中沿A-A方向的剖视图。图4为实施例整体结构示意图。图5为图4中第一防护罩和第二防护罩打开后结构示意图。图6为图4中去除第一防护罩、第二防护罩及震动盘后结构示意图。图7为图4中输送机构、储料筒及顶出机构的组合图。图8为图7中储料筒的放大图。图9为图7中储料简装配有エ件时的状态图。图10为エ件在震动盘出料端ロ的结构示意图。图11为图5中夹持机构的放大图。图12为图11中第二过道件的放大图。图13为图11中夹持机构的分解装配图。图14为图5中倒角机构的放大图。图15为图5中钻孔机构的放大图。图16为图15中钻孔机构的分解装配图。
具体实施例方式以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。如图4、图5和图6所示，本实施例中的钻孔设备包括主架1及设于主架1上的送料机构、夹持机构3、顶出机构、钻孔机构4、倒角机构6、第一驱动源51、第二驱动源6c、退料机构和控制器。结合图7、图8和图9所示，送料机构包括储料筒25及能将工件10有序地送入储料筒25的输送器，该储料筒25设于输送器的出料端口 ；输送器为包括震动盘21及设于震动盘21上的震动器(图中无显示)，该震动盘21具有与储料筒25对接的U形槽22。储料筒25具有与U形槽22连接的上端口 251、与夹持机构3输入端连接的下端口 252及位于下端口 252后侧面的顶出孔253。储料筒25上方设有一压料气缸沈，可以保证储料筒25内的工件10整体排列。如图10所示，通电后，震动器工作，震动盘21内的工件以一定的次序滑到U形槽22内，并通过U型槽22进入储料筒25 ；当储料筒25储满后，多余的工件会重新落入震动盘21中。如图7所示，顶出机构靠近储料筒25设置，能将储料筒25内的工件10顶入夹持机构3，顶出机构包括顶出气缸23及与顶出气缸23连接的顶出轴24，该顶出轴M正对储料筒的顶出孔253。结合图11、图12和图13所示，夹持机构3并与储料筒25对接，具有供单个工件通过的通道，夹持机构3包括底板37及自前向后依次设于底板37上的导向过道件31、第一过道件32、第二过道件33及第三过道件34，该导向过道件31中部具有与单个工件适配的通道孔311，起到导向和去除毛刺的作用。第一过道件32内侧成型有与工件适配的通槽3d，该通槽3d为锥度槽，利于排屑，同时通槽3d配备有一盖板38，盖板38盖住部分通槽3d，第一过道件32 —侧开设有供打孔钻头伸入的第一通孔3a及供倒角钻头伸入的第二通孔3b。本实施例中的第二通孔北为条形孔，前端部分供打孔钻头通过，后端部分供倒角钻孔通过， 同时还具有排屑的功能，而供另一个倒角钻孔通过的孔3c设于第一过道件尾端，这样设计主要是位具有两个销孔的工件考虑的。第二过道件33具有退料槽331并侧向开有供退料杆伸入进而使工件脱离夹持机构的退料孔332，第三过道件34内侧具有一调节杆36，可以调节工件的长度，后端设有一堵块35。结合图15和图16，钻孔机构4能移动地设于主架1上并位于夹持机构3—侧，包括第一电机47、第一传动组件及能垂直夹持机构3长度方向作用于夹持机构的打孔钻头46， 第一传动组件的动力输入端与第一电机47连接，动力输出端与打孔钻头46连接。第一传动组件包括第一皮带轮41、主动轮43、次动轮44及第一从动轴45，第一皮带轮41通过一第一皮带48与第一电机47的主动输出轮连接；主动轮43通过一连接轴42与第一皮带轮41 同步转动；次动轮44通过一同步带431与主动轮43传动连接；第一从动轴45 —端与次动轮44连接并能同步转动，另一端设有打孔钻头46。本实施例中因工件两端需要打两个孔， 所以具有两个打孔钻头46。连接轴42中部设有一第一支座如，靠近第一主动轮43套设有一定位套筒4c，定位套筒如设于套筒支座4b上，本实施例中连接轴42为一花键轴，第一皮带轮41中部设有一花键套411，花键轴41能水平移动地插装于该花键套411内，这样连接轴42在自身转动的过程中还能实现前进和后退。第一从动轴45贯穿通过第一箱体4d，该第一箱体4d内设有与第一从动轴45转动配合的第一轴承如。
第一驱动源51设于主架1上并通过一第三传动组件能驱动打孔钻头46垂直夹持机构3的长度方向来回移动；本实施例中的第一驱动源51为一步进电机，第三传动组件包括丝杆53、座板49及导向板56，丝杆53通过一联轴器52与步进电机的动力输出端连接； 座板49上端面设有套筒支座4b和第一箱体4d，底部具有与丝杆53配合的螺母(图中无显示)，并且，该螺母内具有滚珠；导向板56设于座板49的下端面并具有用于导向座板的轨道57，导向板56两端具有轴承座55，每个轴承座55内设有供丝杆53转动配合的轴承。图13所示，倒角机构6能移动地设于主架1上并位于夹持机构3 —侧，包括第二电机61、第二传动组件及能垂直夹持机构长度方向作用于夹持机构的倒角钻头66，第二传动组件的动力输入端与第二电机61连接，动力输出端与倒角钻头66连接。第二传动组件包括第二皮带轮64和第二从动轴65，第二皮带轮64通过一第二皮带63与第二电机的主动输出轮62连接；第二从动轴65 —端与第二皮带轮63连接并能同步转动，另一端设有倒角钻头66。同样具有两个倒角钻头66。第二从动轴65贯穿通过第二箱体67，该第二箱体67内设有与第二从动轴65转动配合的轴承。第二驱动源6c通过一第四传动组件能驱动倒角钻头66垂直夹持机构的长度方向来回移动，本实施例中第二电机61通过一安装板69设于一下板68上，第二箱体67也设于下板68上，第二驱动源6c为一气缸，通过一顶杆6d与下板68连接，能驱动下板68前后移动，主架1上设有一直线轴承组件6a，下板68与直线轴承组件6a上的直线光杆6b连接固定。退料机构位于夹持机构3 —侧，包括第三驱动源9及能伸入第二通孔的退料杆91， 该第三驱动源9能驱动退料杆91垂直夹持机构的长度方向来回移动，本实施例中的第三驱动源为退料气缸。控制器具有与顶出气缸23连接的第一控制输出端、与第一电机47连接的第二控制输出端、与第二电机62连接的第三控制输出端、与第一驱动源51连接的第四控制输出端、与第二驱动源6c连接的第五控制输出端及与第三驱动源9连接的第六控制输出端。控制器为可编程控制(PLC)来实现控制。本实施例中的控制器设于控制柜71内，操作控制台 72上面有按钮、旋钮及数字显示器用来操控和显示。如图4和图5所示，第一传动组件外侧设有第一防护罩11，该第一防护罩11靠近夹持机构3的端面具有第一挡屑面111，第二传动组件外侧设有第二防护罩12，该第二防护罩12靠近夹持机构3的端面具有第二挡屑面121。靠近顶出气缸23设有一与控制器连接的第一接近开关81，靠近第一从动轴45设有第二接近开关82。启动时的状态，顶出气缸23为推出状态，钻孔机构4为退到位状态，倒角机构6及退料气缸皆为原始状态，此时夹持机构3中共有四个工件，分别工序为预备打孔，打孔，倒角，退料。当启动钻孔机构4后，钻孔机构4推进，倒角机构6推进。钻孔机构4继续推进打孔，倒角机构6工作完成退回，当钻孔机构4仍在打孔时， 顶出气缸23抽回顶出轴M，然后退料气缸推出退料杆91，把位于最后的一个工件10推出。 实现退料。当顶出气缸23抽回顶出轴M后，储料筒25内自动落下一个工件10，代替原顶出轴24位置，同时压料气缸沈下压，使储料筒25内的工件10整齐排列；之后退料杆91退料完成并退回，之后钻孔机构4打孔结束退回。当钻孔机构4退到位后，顶出气缸23推出顶出轴对，使前一个工件10代替后一个工件位置，进入下一级工序。 当顶出气缸23推到位后，整个系统又恢复到初始状态，进行下一个循环动作。控制器结合第一接近开关81和第二接近开关82，并按照PLC的程序设定及延时设定，来实现整个流程的自动完成。
权利要求
1.一种钻孔设备，其特征在于包括主架；送料机构，设于前述的主架上，包括储料筒及能将工件有序地送入储料筒的输送器，该储料筒设于前述输送器的出料端口；夹持机构，设于前述的主架上并与前述的储料筒对接，具有供单个工件通过的通道； 顶出机构，设于前述的主架上并靠近前述储料筒，能将储料筒内的工件顶入夹持机构；钻孔机构，能移动地设于前述的主架上并位于前述夹持机构一侧，包括第一电机、第一传动组件及能垂直夹持机构长度方向作用于夹持机构的打孔钻头，前述的第一传动组件的动力输入端与第一电机连接，动力输出端与打孔钻头连接；倒角机构，能移动地设于前述的主架上并位于前述夹持机构一侧，包括第二电机、第二传动组件及能垂直夹持机构长度方向作用于夹持机构的倒角钻头，前述的第二传动组件的动力输入端与第二电机连接，动力输出端与倒角钻头连接；第一驱动源，设于前述的主架上并能驱动前述的打孔钻头垂直夹持机构的长度方向来回移动；第二驱动源，设于前述的主架上并能驱动前述的倒角钻头垂直夹持机构的长度方向来回移动；以及退料机构，设于前述的主架上并位于前述夹持机构一侧，包括第三驱动源及能伸入前述第二通孔的退料杆，该第三驱动源能驱动前述的退料杆垂直夹持机构的长度方向来回移动；控制器，具有与前述顶出机构连接的第一控制输出端、与前述第一电机连接的第二控制输出端、与前述第二电机连接的第三控制输出端、与前述第一驱动源连接的第四控制输出端、与前述第二驱动源连接的第五控制输出端及与前述第三驱动源连接的第六控制输出端。
2.根据权利要求1所述的钻孔设备，其特征在于所述的夹持机构夹持机构包括底板及自前向后依次设于底板上的第一过道件、第二过道件及第三过道件，前述的第一过道件内侧成型有与工件适配的通槽，一侧开设有供打孔钻头伸入的第一通孔及供倒角钻头伸入的第二通孔；前述的第二过道件具有退料槽并侧向开有供退料杆伸入进而使工件脱离夹持机构的退料孔，前述的第三过道件内侧具有一能调节工件长度的调节杆。
3.根据权利要求2所述的钻孔设备，其特征在于所述的底板位于前述第一过道件前端设有一导向过道件，该导向过道件中部具有与单个工件适配的通道孔。
4.根据权利要求1所述的钻孔设备，其特征在于所述的第一传动组件包括第一皮带轮，通过一第一皮带与所述第一电机的主动输出轮连接；主动轮，通过一连接轴与前述的第一皮带轮同步转动； 次动轮，通过一同步带与前述的主动轮传动连接；以及第一从动轴，一端与前述的次动轮连接并能同步转动，另一端设有所述的打孔钻头。
5.根据权利要求4所述的钻孔设备，其特征在于所述的连接轴中部设有一第一支座， 靠近第一主动轮套设有一定位套筒，而该定位套筒则设于套筒支座上，所述的第一从动轴贯穿通过一第一箱体，该第一箱体内设有与第一从动轴转动配合的第一轴承。
6.根据权利要求5所述的钻孔设备，其特征在于所述的第一驱动源为一步进电机，所述的第三传动组件包括丝杆，通过一联轴器与前述步进电机的动力输出端连接；座板，上端面设有所述的套筒支座和第一箱体，底部具有与前述丝杆配合的螺母，并且，该螺母内具有滚珠；以及导向板，设于前述座板的下端面并具有用于导向座板的轨道，并且，所述的连接轴为一花键轴，所述的第一皮带轮中部设有一花键套，而所述的花键轴则能水平移动地插装于该花键套内。
7.根据权利要求1所述的钻孔设备，其特征在于所述的第二传动组件包括第二皮带轮，通过一第二皮带与所述第二电机的主动输出轮连接；以及第二从动轴，一端与前述的第二皮带轮连接并能同步转动，另一端设有所述的倒角钻头。
8.根据权利要求7所述的钻孔设备，其特征在于所述的第二从动轴贯穿通过一第二箱体，该第二箱体内设有与第二从动轴转动配合的轴承。
9.根据权利要求1所述的钻孔设备，其特征在于所述的储料筒具有与所述输送器的出料口连接的上端口、与夹持机构输入端连接的下端口及位于下端口后侧面的顶出孔，所述的顶出机构包括顶出气缸及与顶出气缸连接的顶出轴，该顶出轴正对所述储料筒的顶出孔。
10.根据权利要求1所述的钻孔设备，其特征在于所述的第一传动组件外侧设有第一防护罩，该第一防护罩靠近夹持机构的端面具有第一挡屑面，所述的第二传动组件外侧设有第二防护罩，该第二防护罩靠近夹持机构的端面具有第二挡屑面。
全文摘要
一种钻孔设备，其特征在于包括主架、送料机构、夹持机构、顶出机构、钻孔机构、倒角机构、第一驱动源、第二驱动源、退料机构及控制器，送料机构包括储料筒及能将工件有序地送入储料筒的输送器；夹持机构具有供单个工件通过的通道；顶出机构能将储料筒内的工件顶入夹持机构；钻孔机构包括第一电机、第一传动组件及打孔钻头；倒角机构包括第二电机、第二传动组件及倒角钻头。与现有技术相比，本发明的优点在于送料、钻孔、倒角及退料通过自动控制实现，无需人工干预，工作效率高，劳动强度低，产品均一性佳，打孔精度高，次品率低。
文档编号B23Q7/00GK102303244SQ20111028450
公开日2012年1月4日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者李冬冬, 邓伟, 陈伟国, 陈燕琼 申请人:宁波旭力金属制品有限公司