钻头拧卸器及用于拔出钻头的方法与流程

本公开的实施例总体涉及用于从工件中移除钻头的装置，并且更具体地，涉及这样一种系统，即，该系统采用内部元件来接合钻头并且具有与适于接合工件表面的外部元件上的内螺纹接合的外螺纹部分，由此内部元件在外部元件内的旋转将内部元件和钻头从工件中撤出。

背景技术：

钻头可能会钉紧(bind，束缚，粘紧)于工件中的钻孔内。这可能是由于钻头变钝、移除的材料将孔阻塞或其他情况而造成的。钻机马达可以反向运行以使钻头退出，但是这对于卡得厉害的钻头可能不起作用(特别是，在所移除的材料堵塞钻头的出屑槽(flutes)的情况下)。可以使用撬拔装置，诸如羊角锤或撬杆从工件中拉出钻头，但是这些装置在移除期间将钻头拉离中心，这可损坏或改变孔或工件，或者使钻头折断于工件中。通常，用钻机马达或其他机械工具尝试拔出可使钻头断裂或者使工件损坏。钻头可能卡在任何深度处，这使移除变得复杂，因为到钻头的正常夹头附接需要在可与工件间隔开的轴的端部附近附接，这允许施加在钻头上不期望的弯曲力矩，从而增加使钻头断裂的可能性。

几种已知的工具将钻头或类似元件从中心具有孔的工件中拉出。然而，这些工具包括钳口，所述钳口通过使用穿过钳口的一部分的螺旋件而被紧固到钻头上。取决于钻头的位置，这些螺旋件可能难以接近，或者可能需要耗费时间进行紧固和松开。进一步地，所述工具相当复杂，因为它们包括需要一起工作以附接到钻头并且从工件中拉出钻头的几个不同的部件。

技术实现要素：

本文公开的实施例提供一种钻头拧卸器，包括：内部元件，具有纵向轴线并且具有中央轴、带外螺纹的基座以及适于接合钻头的附接机构，所述附接机构位于内部元件的内部。外部元件与内部元件同心并且具有用于接合工件的底部。在外部元件中的内螺纹适于接合基座的外螺纹，其中内部元件相对于外部元件的旋转使内部元件沿纵向轴线撤回。

所述实施例允许一种用于拔出钻头的方法，其中钻头接合在位于内部元件内部的附接机构中。具有内螺纹的外部元件接收在内部元件上的外螺纹上。然后，内部元件相对于外部元件旋转，从而促使外部元件的底部与工件接触并且在纵向轴线上将内部元件撤回，由此将钻头拔出。

已经讨论的特征、功能和优点可以在本公开的各种实施例中独立地实现或者可以在其他实施例中进行组合，其进一步的细节可以参考以下描述和附图看出。

附图说明

图1为钻头拧卸器的第一实施例的图形表示；

图2为接合在工件中的钻头上的第一实施例的内部元件的侧视图；

图3为第一实施例的图形表示，其中外部元件的分支部分处于打开位置以接合内部元件；

图4a为钻头拆卸器的第二实施例的剖视图；

图4b为同心地接收在工件中的钻头上的第二实施例的内部元件的剖视图；

图4c为第二实施例的剖视图，其中内部元件沿纵向轴线在外部元件中撤回；

图5为示出用于使用如本文公开的工具实施例进行钻头拔出的方法的流程图；

图6为描绘可以采用所公开的实施例的飞行器制造和保养方法的流程图；以及

图7为描绘可以采用所公开的实施例的飞行器的流程图。

具体实施方式

本文所描述的实施例提供一种用于操作以允许移除钻头的方法和工具，其可在任何钻取深度处接合钻头。进一步地，该系统自接合以便于移除钻头。

本文公开的实施例提供了一种钻头拧卸器(bitpuller)，该钻头拧卸器具有内部元件，内部元件适于接合钻头并且具有外螺纹表面。内部元件包括用于内部元件的旋转的驱动连接件。外部元件具有内螺纹，内螺纹适于在可调节的高度处同心地接合内部元件的外螺纹表面，由此钻头可以在已发生钉紧(binding)的任何穿透深度处与内部元件接合。外部元件具有与工件接合的底部(footportion，支脚部)，从而同心地围绕钻头。内部元件随着驱动连接件的旋转使内部元件的外螺纹在外部元件的内螺纹内旋转，以通过外部元件撤回内部元件，从而将与内部元件接合的钻头从工件抽出。虽然在本文关于钉紧的钻头的移除来描述实施例，但是实施例的结构可以用于移除可从工件延伸的其他机械工具或器具，诸如立铣刀、压配合轴或甚至钉子。

参考附图，图1至图3示出钻头拧卸器110的第一实施例。内部元件112包括中央轴113，中央轴从基座114延伸并且在轴的远离基座的端部处终止于连接器116。连接器116被配置成接收在钻机马达中以进行旋转，如随后将描述的。基座114具有内镗孔117，内镗孔与纵向轴线119同心并且包括附接机构120(诸如，用于所示实施例的凸出型快速更换连接器)，以在钻头124的驱动端处耦接到配合的附接机构122(用于所示实施例的凹入型快速更换连接器)，如图2所示。附接机构120同心地位于内部元件112的内部，并且附接机构120与钻头的接合仅通过内部元件112围绕纵向轴线119的旋转来实现。

另外，基座114具有外螺纹118。外部元件126同心地接收在内部元件112上并且具有内螺纹128，内螺纹适于接合基座114上的外螺纹118。外部元件126为分支成两个部分130a、130b的中空柱体或部分柱体，所述两个部分在每个部分的配合的第一边缘134a和134b处通过纵向铰接件132(平行于纵向轴线119)附接。铰接件132允许这两个部分130a和130b打开到如图3所示的第一位置以接收在内部元件112周围。这允许内部元件112使基座114使用附接机构120在任何高度处接合在钻头124的配合的附接机构122上，并且外部元件126围绕基座114闭合，其中部分130a、130b的底部136a、136b与工件138齐平地接合。

在使外部元件126闭合到闭合位置时，内螺纹128接合外螺纹118。内部元件112的旋转驱动在内螺纹128内的外螺纹118，以沿纵向轴线119远离工件纵向撤回内部元件112，从而在钻头上施加力以从工件中撤回钻头。可选择外螺纹118和内螺纹128的螺距方向以使基座114在钻头的驱动方向上或反方向上旋转。

对于所示实施例，杆臂140a和140b从部分130a和130b延伸，用于辅助所述部分在铰接件132上的旋转。当部分130a和130b旋转到闭合位置时，杆臂140a和140b对齐并且可以保持闭合，或者可以采用接收在对齐的杆臂140a、140b上的锁定机构(诸如u形夹具142)将部分130a、130b锁定在闭合位置。对于所示实施例，部分130a和130b的自由边缘144a和144b由用于释放的间隙146分开，如在图1中所见，以允许部分130a和130b牢固地接合在基座114上。然而，在替代实施例中，自由边缘144a和144b可在闭合位置中齐平。部分130a和130b可以组装在基座114上，其中基座114在工件138上方的任何高度处，在该高度处，基座114可以接合到钻头124，同时允许底部136a和136b保持与工件接触。这适应了可钉紧的钻头在工件上方的任意高度处的接合。

在操作中，内部元件112的基座114插入到钻头124上，从而在内部附接机构120接合配合的附接机构122的情况下接收钻头。外部元件126通过在铰接件132上旋转部分130a和130b而打开，如图3所示。然后，外部元件126围绕内部元件112放置，其中部分130a和130b的底部136a和136b接合工件。然后，外部元件126围绕内部元件112同心地闭合，使得内螺纹128与外螺纹118可操作地接合，如图1所示。锁定机构接合在杆臂140a和140b上。然后，钻机马达附接到轴113上的连接器116。钻机马达的操作使内部元件112旋转，从而使其在外部元件126上远离工件撤回，并且另外使钻头旋转，从而将钻头从工件中撤回。

图4a至图4c示出增强的实施例，其中内部元件210包括具有腔体214的中央轴212，该中央轴与纵向轴线213同心延伸。腔体214可以从中央轴212的下端215延伸轴212的整个高度，如附图的实施例所示，或者可以仅从下端朝向(但不是一直到)轴212的上端216向上延伸。中央轴212包括附接机构，对于所示实施例为交替的纵向狭缝218，交替的纵向狭缝允许中央腔体214收缩，从而促使中央腔体214的内表面220与定位在中央腔体214中的钻头221接触。内部元件210包括包围(circumscribe，限定)中央轴212的渐缩螺纹222。夹持件224包括渐缩镗孔，渐缩镗孔具有互补螺纹226以接合围绕中央轴212的螺纹222。夹持件224在中央轴212上的紧固迫使狭缝218闭合，从而使腔体214围绕钻头221收缩，以使内表面220夹紧到钻头221。如在先前的实施例中，附接机构完全在周向方向上位于内部元件的内部，并且夹持件围绕纵向轴线的旋转接合钻头。

内部元件210进一步包括基座，诸如在下端215处与中央轴212同心地定位的套环228。套环228包括外螺纹230。该工具进一步包括具有内螺纹234的外部元件232，内螺纹与内部元件210的套环228的外螺纹230配合。夹持件224的互补螺纹226、中央轴212的渐缩螺纹222、套环228的外螺纹230和外部元件232的内螺纹234配置有被选择以允许夹持件224在单个方向上旋转的螺距方向，以将中央轴212的腔体214夹紧到钻头221上，并且使内部元件210相对于外部元件232旋转，从而促使内部元件从工件235向上以将钻头从工件中拉出。外部元件232包括底部236，底部被配置成在内部元件210旋转时接触并推抵工件。

在增强实施例的操作中，内部元件210放置在钻头221上方，其中钻头221延伸到中央腔体214中，如图4b所示。然后，外部元件232被接收在内部元件210上并且进行旋转，由此套环228的外螺纹230基本上在整个螺纹长度上与外部元件232的内螺纹234接合，其中钻头221延伸到腔体214中并且底部236接合工件235。然后，夹持件224附接到内部元件210的中央轴212，其中互补螺纹226接合渐缩螺纹222并且进行旋转以通过夹持件和中央轴212的相对位置压缩腔体214接合钻头221，如在图4c中所示。夹持件224的进一步旋转引发内部元件210在外部元件232中的旋转。随着内部元件210通过内部元件210和外部元件232的相对位置在外部元件232的螺纹上向上旋转，如在图4c中所示，内部元件210和夹持件224沿工具的纵向轴线213从工件235中移除钻头221。

图5示出采用所公开的实施例的用于拔出钉紧的钻头的方法，其中钻头接合在内部元件112、210中的附接机构中，步骤302。钻头的接合可以使用内部元件中的连接器或塌缩腔体来实现。具有内螺纹的外部元件126、232接收在内部元件上的外螺纹上，步骤304。内部元件相对于外部元件的旋转促使外部元件的底部与工件接触，步骤306，并且在纵向轴线上撤回内部元件，从而拔出钻头，步骤308。

本公开的实施例可以在如图6所示的飞行器制造和保养方法400(方法400)以及如图7所示的飞行器500的上下文中使用。在预生产期间，示例性方法400可以包括飞行器500的规格和设计404以及材料采购406。在生产期间，进行飞行器500的部件和子组件制造408以及系统集成410。此后，飞行器500可以经过认证和交付412以便被投入使用414。在由客户使用时，飞行器500被安排进行日常维护和保养416(其还可以包括修改、重新配置、翻新等)。本文所述的工具可以例如在步骤408和/或步骤416期间使用。

方法400的过程中的每个可以由系统集成商、第三方和/或操作者(例如，客户)执行或实行。出于本说明书的目的，系统集成商可以包括但不限于任何数量的飞行器制造商和主系统分包商；第三方可以包括但不限于任何数量的卖方、分包商和供应商；并且操作者可以是但不限于航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。

如图7所示，通过示例性方法400生产的飞行器500可以包括具有多个系统520的机身518和内部522。高级系统520的示例包括推进系统524、电气系统526、液压系统528、环境系统530和飞行控制系统532中的一个或多个。也可以包括任何数量的其他系统。虽然示出了航空航天示例，但是本公开的实施例还可以应用于其他行业。

可以在生产和保养方法400的阶段中的任何一个或多个期间采用本文实施的和先前所述的设备和方法。例如，当飞行器500在使用中时，可以按照类似于所生产的部件或子组件的方式制作或制造对应于生产过程408的部件或子组件。另外，例如，通过基本上加快飞行器500的组装或降低飞行器的成本，可以在生产阶段408和410期间利用如本文所述的一个或多个设备实施例、本文所述的方法实施例或其组合。类似地，当飞行器500在使用中时，设备实施例、方法实施例或其组合中的一个或多个可以用于例如但不限于维护和保养416。

进一步地，本公开包括根据以下条款的实施例：

条款1.一种钻头拧卸器，包括：内部元件，具有纵向轴线并且具有中央轴、基座以及适于接合钻头的接合机构，所述基座具有外螺纹，所述接合机构位于内部元件的内部；外部元件，与所述内部元件同心并且具有用于接合工件的底部以及适于接合所述基座的所述外螺纹的内螺纹，其中所述内部元件相对于所述外部元件的旋转使所述内部元件沿所述纵向轴线撤回。

条款2.根据条款1所述的钻头拧卸器，其中，所述内部元件围绕所述纵向轴线的旋转使所述接合机构接合在所述钻头上。

条款3.根据条款2所述的钻头拧卸器，其中，所述中央轴进一步包括远离所述基座的连接器。

条款4.根据条款3所述的钻头拧卸器，其中，所述连接器适于与钻机马达接合。

条款5.根据条款2至4中任一项所述的钻头拧卸器，其中，所述外部元件包括通过纵向铰接件附接的第一分支部分和第二分支部分，所述部分可围绕所述纵向铰接件旋转到打开位置以接收在所述内部元件周围，并且可旋转到闭合位置从而使所述内螺纹与所述外螺纹接合。

条款6.根据条款5所述的钻头拧卸器，其中，所述部分具有接合工件的底部。

条款7.根据条款5或6所述的钻头拧卸器，进一步包括从所述第一分支部分延伸的第一杆臂和从所述第二分支部分延伸的第二杆臂，在所述闭合位置中，所述第一杆臂和所述第二杆臂基本上与所述分支部分对齐(align)。

条款8.根据条款7所述的钻头拧卸器，进一步包括在所述闭合位置中接合所述第一杆臂和所述第二杆臂的锁定机构。

条款9.根据条款1或2所述的钻头拧卸器，其中夹持件围绕所述纵向轴线在所述内部元件上的旋转使所述接合机构接合在所述钻头上。

条款10.根据条款9所述的钻头拧卸器，其中，所述接合机构包括在所述内部元件的所述中央轴中的同心腔体，以接收所述钻头，所述中央轴具有允许所述腔体收缩以将所述钻头接合在内壁上的狭缝。

条款11.根据条款10所述的钻头拧卸器，其中所述内部元件具有包围所述中央轴的渐缩螺纹，并且所述夹持件具有镗孔，所述镗孔具有与所述渐缩螺纹接合的互补螺纹。

条款12.根据条款11所述的钻头拧卸器，其中所述基座包括与所述中央轴同心的套环。

条款13.一种用于拔出钻头的方法，包括：将钻头接合在位于内部元件内部的附接机构中；将具有内螺纹的外部元件接收在所述内部元件上的外螺纹上；使所述内部元件相对于所述外部元件旋转，从而促使所述外部元件的底部与工件接触；以及在纵向轴线上撤回所述内部元件，从而拔出所述钻头。

条款14.根据条款13所述的方法，其中，接合所述钻头的步骤使用连接器实现。

条款15.根据条款13所述的方法，其中，接合所述钻头的步骤包括使所述内部元件中的腔体塌缩(collapse)，以使所述腔体的内表面与所述钻头接触。

条款16.根据条款13或14所述的方法，其中接收外部元件的步骤包括：通过在纵向铰接件上将分支部分旋转到打开位置而打开所述外部元件；将所述外部元件围绕所述内部元件放置，其中所述分支部分的底部接合所述工件；以及围绕所述内部元件同心地闭合所述外部元件，从而使所述内螺纹与所述外螺纹可操作地接合。

条款17.根据权利要求13或15所述的方法，其中，将钻头接合在附接机构中的步骤包括：将所述外部元件同心地放置在所述钻头上方，其中底部接合所述工件；将所述内部元件放置在所述钻头上方，其中所述钻头延伸到轴中的中央腔体中；使所述内部元件旋转，由此所述套环的所述外螺纹基本上在整个螺纹长度上与所述外部元件的所述内螺纹接合，其中所述钻头延伸到所述腔体中；将所述夹持件附接到所述内部元件的中央轴上，其中所述夹持件上的互补螺纹接合所述轴上的渐缩螺纹；以及使所述夹持件旋转以压缩所述腔体从而接合所述钻头。

条款18.根据条款17所述的方法，进一步包括：进一步使夹持件旋转以引发所述内部元件在所述外部元件中的旋转；以及在所述外部元件的所述螺纹上使所述内部元件向上旋转，从而沿所述纵向轴线从所述工件移除所述钻头。

现在已经按照专利法规的要求详细描述了本公开的各种实施例，本领域技术人员将认识到对本文公开的特定实施例的修改和替换。此类修改在如所附权利要求中限定的本公开的范围和目的内。