一种钻头直径可变的打孔机构的制作方法

本发明属于打孔技术领域，尤其涉及一种钻头直径可变的打孔机构。

背景技术：

目前打孔常采用固定直径的钻头，不同的打孔孔径使用不同的钻头。对于多个小孔钻孔，如果能够接受换钻头的时间和工作强度的话带上所需的钻头还是比较方便的。但是对于所钻的孔直径较大时，所需的钻头的直径较大、重量很重，对于同时钻多个大孔径的孔时，带上所需要的多个大孔径的钻头将耗费很多的体力和时间，这往往是不能容忍的，所以设计一种钻头直径可变的打孔机构将是非常有必要的。

本发明设计一种钻头直径可变的打孔机构解决如上问题。

技术实现要素：

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种钻头直径可变的打孔机构，它是采用以下技术方案来实现的。

一种钻头直径可变的打孔机构，其特征在于：它包括电机支撑、电机、电机转轴、第一齿轮、涡卷弹簧、第一支板、第二齿轮、筒轴、筒轴轴套、轴套支撑、内轴、第二支板、第一螺旋壁、离心板、第二转轮、第二转轮转轴、第二滑块、钻杆、钻头、第一滑槽、第一堵片、第二堵片、钻头斜面，其中电机安装在电机支撑上，第一齿轮通过电机转轴安装在电机上；第二齿轮安装在筒轴上，第一齿轮与第二齿轮啮合，筒轴通过筒轴轴套安装在轴套支撑上；第一支板安装在筒轴一顶端，第二支板安装在筒轴的另一端且与该侧端面具有一定距离，第一螺旋壁安装在第二支板上，内轴嵌套于筒轴内部且两端均伸出筒轴，涡卷弹簧内端安装在内轴一端上，外端安装在第一支板上，离心板上具有第一滑槽且安装在内轴另一端上，第二转轮上安装有第二转轮转轴，第二转轮转轴上安装有第二滑块，钻头通过钻杆安装在第二滑块上，第二转轮安装在第一螺旋壁轨道中，第二滑块滑动于第一滑槽中；第一螺旋壁的内始端与外终端均分别安装有第二堵片和第一堵片。

作为本技术的进一步改进，上述钻头的四周还加工有钻头斜面。

作为本技术的进一步改进，上述涡卷弹簧外端通过弹簧卡块安装在第一支板上。

作为本技术的进一步改进，上述筒轴通过轴承安装在筒轴轴套内部。

作为本技术的进一步改进，上述弹簧卡块具有凹槽。

相对于传统的打孔技术，本发明中第一支板、筒轴、第二齿轮、第二支板组成一个旋转整体，第一螺旋壁随着第二支板旋转，内轴、离心板固定在一起，内轴随着离心板围绕内轴轴线的旋转而旋转，内轴与筒轴之间具有涡卷弹簧，内轴与筒轴之间的转速或者相位差不同，涡卷弹簧将会被扭转压缩；当第一支板在筒轴带动下旋转，第二转轮将会在第一螺旋壁轨道中做离心螺旋运动，第二转轮会从第一螺旋壁的内始端向外终端运动，运动中通过第二转轮上的第二滑块与离心板的第一滑槽配合带动离心板围绕筒轴轴线旋转；之后离心板带动内轴旋转，因为离心板通过了转轮带动，转轮的运动在第一螺旋壁和离心力共同作用下运动，转轮与第一螺旋壁是具有相对运动的，离心板与第一螺旋壁的旋转将产生相位差，使得内轴与和筒轴之间产生相位差，相位差导致涡卷弹簧被压缩扭转，涡卷弹簧的反作用力抑制相位差的产生，当涡卷弹簧的抑制力、离心板受到的转轮离心力运动所产的力达到平衡时，内轴与筒轴同步旋转。筒轴获得的速度越大，第二转轮的离心力越大，第二转轮沿第一螺旋壁轨道运动中离筒轴的轴线距离越大，离心板相对与筒轴的相位差越大，涡卷弹簧就需要较大的压缩形变才能够使内轴与筒轴在较大的相位差下旋转达到平衡；被压缩的涡卷弹簧在筒轴停止运动时能量释放，通过带动内轴、第一滑槽、第一滑块对第二转轮进行复位；

当筒轴在第二齿轮带动下，第二转轮在随着第二支板上的第一螺旋壁旋转而旋转过程中，将会沿第一螺旋壁轨道相对运动，直到涡卷弹簧产生的力与离心力基本抵消，此时第二转轮径向位置一定，钻头的径向距离一定，可以钻相应直径的孔；当筒轴的转速提高，离心力增大，钻头继续随着第二转轮沿第一螺旋壁轨道相对运动，同时涡卷弹簧压缩，当压缩到与离心力增加产生的力相抵消后，钻头维持在一个新的径向位置且可以钻更大的孔。总之，钻头与旋转中心线的距离随着筒轴的速度变化而变化，不同的电机转速对应于钻头的可钻孔的直径。本发明第二转轮在运行中，受到离心力、涡卷弹簧产生经过离心板传导的力、还有钻头所钻孔物体施加的反作用力，三者达到平衡才能钻头才能维持一个恒定的径向位置，钻出稳定的孔，需要尽可能的保证涡卷弹簧产生的力与所钻物体施加的反作用力处于同一大小量级，这样才能通过调节转速来维持不同孔径的孔钻孔过程中的稳定性，所以被钻物体材料硬度不能很硬。

附图说明

图1是整体部件分布示意图。

图2是整体部件结构剖视图。

图3是离心板安装示意图。

图4是涡卷弹簧安装示意图。

图5是是筒轴轴套与轴套支撑安装示意图。

图6是弹簧卡块安装示意图。

图7是第一螺旋壁安装示意图。

图8是钻头安装示意图。

图中标号名称：1、电机支撑，2、电机，3、电机转轴，4、第一齿轮，5、涡卷弹簧，6、第一支板，7、第二齿轮，8、筒轴，13、筒轴轴套，14、轴套支撑，15、内轴，16、第二支板，17、第一螺旋壁，18、离心板，21、第二转轮，22、第二转轮转轴，23、第二滑块，24、钻杆，25、钻头，27、第一滑槽，28、弹簧卡块，32、第一堵片，33、第二堵片，34、钻头斜面。

具体实施方式

如图1、2所示，它包括电机支撑、电机、电机转轴、第一齿轮、涡卷弹簧、第一支板、第二齿轮、筒轴、筒轴轴套、轴套支撑、内轴、第二支板、第一螺旋壁、离心板、第二转轮、第二转轮转轴、第二滑块、钻杆、钻头、第一滑槽、第一堵片、第二堵片、钻头斜面，其中如图1所示，电机安装在电机支撑上，第一齿轮通过电机转轴安装在电机上；第二齿轮安装在筒轴上，第一齿轮与第二齿轮啮合，如图2、5所示，筒轴通过筒轴轴套安装在轴套支撑上；第一支板安装在筒轴一顶端，第二支板安装在筒轴的另一端且与该侧端面具有一定距离，如图2、7所示，第一螺旋壁安装在第二支板上，内轴嵌套于筒轴内部且两端均伸出筒轴，如图4所示，涡卷弹簧内端安装在内轴一端上，外端安装在第一支板上，如图2、3所示，离心板上具有第一滑槽且安装在内轴另一端上，如图8所示，第二转轮上安装有第二转轮转轴，第二转轮转轴上安装有第二滑块，钻头通过钻杆安装在第二滑块上，第二转轮安装在第一螺旋壁轨道中，第二滑块滑动于第一滑槽中；第一螺旋壁的内始端与外终端均分别安装有第二堵片和第一堵片。作为本技术的进一步改进，上述钻头的四周还加工有钻头斜面。

如图4、6所示，上述涡卷弹簧外端通过弹簧卡块安装在第一支板上。

上述筒轴通过轴承安装在筒轴轴套内部。

如图6所示，上述弹簧卡块具有凹槽。

综上所述，如图2所示，本发明中第一支板、筒轴、第二齿轮、第二支板组成一个旋转整体，第一螺旋壁随着第二支板旋转，内轴、离心板固定在一起，内轴随着离心板围绕内轴轴线的旋转而旋转，内轴与筒轴之间具有涡卷弹簧，内轴与筒轴之间的转速或者相位差不同，涡卷弹簧将会被扭转压缩；当第一支板在筒轴带动下旋转，第二转轮将会在第一螺旋壁轨道中做离心螺旋运动，第二转轮会从第一螺旋壁的内始端向外终端运动，运动中通过第二转轮上的第二滑块与离心板的第一滑槽配合带动离心板围绕筒轴轴线旋转；之后离心板带动内轴旋转，因为离心板通过了转轮带动，转轮的运动在第一螺旋壁和离心力共同作用下运动，转轮与第一螺旋壁是具有相对运动的，离心板与第一螺旋壁的旋转将产生相位差，使得内轴与和筒轴之间产生相位差，相位差导致涡卷弹簧被压缩扭转，涡卷弹簧的反作用力抑制相位差的产生，当涡卷弹簧的抑制力、离心板受到的转轮离心力运动所产的力达到平衡时，内轴与筒轴同步旋转。筒轴获得的速度越大，第二转轮的离心力越大，第二转轮沿第一螺旋壁轨道运动中离筒轴的轴线距离越大，离心板相对与筒轴的相位差越大，涡卷弹簧就需要较大的压缩形变才能够使内轴与筒轴在较大的相位差下旋转达到平衡；被压缩的涡卷弹簧在筒轴停止运动时能量释放，通过带动内轴、第一滑槽、第一滑块对第二转轮进行复位；

当筒轴在第二齿轮带动下，第二转轮在随着第二支板上的第一螺旋壁旋转而旋转过程中，将会沿第一螺旋壁轨道相对运动，直到涡卷弹簧产生的力与离心力基本抵消，此时第二转轮径向位置一定，钻头的径向距离一定，可以钻相应直径的孔；当筒轴的转速提高，离心力增大，钻头继续随着第二转轮沿第一螺旋壁轨道相对运动，同时涡卷弹簧压缩，当压缩到与离心力增加产生的力相抵消后，钻头维持在一个新的径向位置且可以钻更大的孔。总之，钻头与旋转中心线的距离随着筒轴的速度变化而变化，不同的电机转速对应于钻头的可钻孔的直径。本发明第二转轮在运行中，受到离心力、涡卷弹簧产生经过离心板传导的力、还有钻头所钻孔物体施加的反作用力，三者达到平衡才能钻头才能维持一个恒定的径向位置，钻出稳定的孔，需要尽可能的保证涡卷弹簧产生的力与所钻物体施加的反作用力处于同一大小量级，这样才能通过调节转速来维持不同孔径的孔钻孔过程中的稳定性，所以被钻物体材料硬度不能很硬。

具体实施方式如下：首先确定了钻孔的直径、钻孔的材料、然后调节电机转速达到一个合适的钻孔转速，之后打开电机，电机旋转带动钻头围绕筒轴轴线旋转，达到一个稳定的旋转径向位置后，开始打孔；打孔结束后，电机停转，在涡卷弹簧恢复后，内轴、第二转轮均恢复，等待下一次的打孔。