一种手持式超声电钻的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种手持式超声电钻，包括钻头、超声振动子、输出轴、碳刷、绝缘联轴器、电机、外壳、输电线缆、电钻控制器、电机转速控制扳机、超声开关按钮、固定环、集电环、绝缘环和超声电源。所述的输出轴的输出端与超声振动子上的法兰盘连接，超声振动子的输出端安装钻头。所述的超声电钻控制器电能输入端通过输电线缆与超声电源用导线电连接。本发明设计了一种具有超声振动的手持式电钻，超声振动频率高达20kHz，能够显著的降低钻孔时的钻削力，操作者只需要用很小的力就可以对材料进行钻孔操作，降低操作者的劳动强度，提高钻孔效率，减小钻头磨损。且钻孔质量高，飞边毛刺少，不损伤周围材料，对于质量要求较高的表面不需要二次加工。
【专利说明】一种手持式超声电钻
【技术领域】
[0001]本发明属于电动工具领域，具体的说，涉及一种手持式超声电钻。
【背景技术】
[0002]手电钻是电动工具中用途最多的产品之一，由于其操作简单，被广泛应用在制造、建筑、家装等行业，用于各种材料的钻孔作业。其基本原理是利用钻头高速旋转进行材料去除。在使用手电钻对材料进行钻孔时，操作者需要用力顶住手电钻，尤其是对石材、混凝土、不锈钢或者钛合金等高硬度材料钻孔，操作者需要施加较大的力，很容易把孔钻歪。采用手电钻钻孔时，操作者的劳动强度大，钻头磨损快，钻孔效率低甚至容易出现钻头折断等问题。此外，现有手电钻的钻孔质量低，对复合材料钻孔时容易形成较大的飞边毛刺等缺陷，对玻璃、陶瓷等硬脆材料钻孔时容易形成崩边、裂纹等缺陷。对于精度和质量要求较高的孔，钻孔后往往需要增加扩孔和绞孔等多道工序才能满足要求。
[0003]另一种常用钻孔工具是冲击钻，和手电钻相比，冲击钻上增加了振动功能，振动的振幅大(可达到几毫米甚至十几毫米)、频率低(不超过800Hz)。冲击钻在石材，混凝土等材料上钻孔的效率较高。但钻孔过程中冲击力大，操作者需要克服这种低频冲击。由于冲击的存在使得冲击钻不易把握，导致冲击钻钻出的孔不平整，出现毛刺或裂纹等现象，甚至会对周围材料产生破坏。同时冲击钻钻孔时，切屑会成粉末状散落在空气中，同时还会产生巨大的噪音，使用环境恶劣，不适合用于具有精度要求的孔加工。
[0004]超声辅助加工是应用于工业领域的一种非常有效的特种加工方法。在超声辅助加工中，工具对被加工材料进行切削加工的同时，对被加工材料施加超声振动，振动频率在16000Hz以上，振幅从几微米到几十微米。超声辅助加工通过刀具的机械切削和高频微撞击的复合作用去除材料。与传统切削加工相比，超声辅助加工能有效降低切削力，降低切削热，提闻加工质量，减少工具磨损，提闻加工效率。但目如尚没有一种具有超声振动功能的手持式超声电钻。
【发明内容】
[0005]为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种既可以提高钻孔质量，又可以降低劳动强度、改善使用环境的手持式超声电钻。
[0006]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:一种手持式超声电钻，包括钻头、超声振动子、输出轴、碳刷、绝缘联轴器、电机、外壳、输电线缆、电钻控制器、电机转速控制扳机、超声开关按钮、固定环、集电环、绝缘环和超声电源。
[0007]所述的电机的输出端与输出轴的输入端通过绝缘联轴器连接，输出轴的输出端与超声振动子上的法兰盘连接，超声振动子的输出端安装钻头；输出轴上固定有绝缘环，绝缘环端面上固定有集电环，集电环端面与碳刷接触；电机转速控制扳机与电钻控制器连接。所述的外壳为对称式塑料外壳，电机、固定环、轴承、碳刷、电钻控制器、电机转速控制扳机、输电线缆及超声开关按钮固定在外壳内，输出轴通过固定环与轴承固定在外壳内。
[0008]所述的电钻控制器电能输入端通过输电线缆与超声电源用导线电连接，电钻控制器的另一输入端与超声开关按钮用导线电连接，电钻控制器的电机输出端与电机用导线电连接，超声输出端分别与碳刷和固定环用导线电连接；集电环通过输出轴上的过孔与超声振动子用导线电连接。
[0009]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0010]1、本发明设计了一种具有超声振动的手持式超声电钻，超声振动频率高达20KHz，能够显著的降低钻孔时的钻削力，操作者只需要用很小的力就可以对材料进行钻孔操作，降低操作者的劳动强度，提高钻孔效率，减小钻头磨损。
[0011]2、发明的超声振动手持式超声电钻钻孔质量高，飞边毛刺缺陷少，不损伤周围材料，对于孔壁质量和精度要求较高的孔不需要二次加工。
[0012]3、本发明在钻孔加工中形成的切屑为断续切屑，切屑的排出更容易，避免了连续切屑缠绕于钻孔工具上并随之高速旋转，保证了操作者的安全。
[0013]4、本发明在钻孔加工中不会产生巨大的噪音和粉尘，加工环境友好。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]本发明仅有附图1张，其中:
[0015]图1是本发明手持式超声电钻的结构图。
[0016]图中:1、钻头,2、超声振动子,3、输出轴,4、碳刷,5、绝缘联轴器,6、电机,7、夕卜壳，8、输电线缆，9、电钻控制器，10、电机转速控制扳机，11、超声开关按钮，12、固定环，13、集电环，14、绝缘环。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明进行进一步地描述。
[0018]如图1所示，本发明要设计一种手持式超声电钻，包括钻头1、超声振动子2、输出轴3、碳刷4、绝缘联轴器5、电机6、外壳7、输电线缆8、电钻控制器9、电机转速控制扳机10、超声开关按钮11、固定环12、集电环13、绝缘环14和超声电源(未给出)。
[0019]所述的电机6的输出端与输出轴3的输入端通过绝缘联轴器5连接，输出轴3的输出端与超声振动子2上的法兰盘连接，超声振动子2的输出端安装钻头I ;输出轴3上固定有绝缘环14，绝缘环14端面上固定有集电环13，集电环13通过绝缘环14与输出轴3保持绝缘，集电环13端面与碳刷4时刻接触；电机转速控制扳机10与电钻控制器9连接。所述的外壳7为对称式塑料外壳，电机6、固定环12、轴承、碳刷4、电钻控制器9、电机转速控制扳机10、输电线缆8及超声开关按钮11固定在外壳7内，输出轴3通过固定环12与轴承固定在外壳7内。
[0020]所述的电钻控制器9的电能输入端通过输电线缆8与超声电源(未给出)电连接，超声电源(未给出)输出高频电信号和220V交流电信号，电钻控制器9的另一输入端与超声开关按钮11通过导线电连接。电钻控制器9的电机输出端输出220V交流电信号，通过导线与电机6电连接，由电机转速扳机10来控制电机6转速；电钻控制器9的超声输出端输出高频电信号，输出端的正极与碳刷4通过导线电连接，集电环13与碳刷4是导通的，集电环13通过输出轴3上的过孔与超声振动子2的正极用导线电连接，实现了超声电源(未给出)超声输出端正极与超声振动子2正极电连接；电钻控制器9的超声输出端的负极与固定环12通过导线电连接，由于固定环12，输出轴3是导体，且输出轴3与超声振动子2的负极导通，固定环12与超声振动子2负极电连接，实现了超声电源(未给出)超声输出端负极与超声振动子2负极的电连接。超声振动子2的振幅及输出频率由超声电源(未给出)控制，超声开关按钮11控制超声振动子2上超声振动的启动/停止。
[0021]超声电源(未给出)通过输电线缆8同时给电钻电机6和超声振动子2供能，超声电源(未给出)的输入端是三线插头，超声电源(未给出)工作需接220V市电。输电线缆8中包括四根导线，分别传递超声电能正、负极信号和220V交流电正、负极信号。
【权利要求】
1.一种手持式超声电钻，包括钻头(I)、输出轴(3)、电机(6)、外壳(7)和输电线缆(8)，其特征在于:还包括超声振动子(2)、碳刷(4)、绝缘联轴器(5)、电钻控制器(9)、电机转速控制扳机(10)、超声开关按钮(11)、固定环(12)、集电环(13)、绝缘环(14)和超声电源； 所述的电机(6)的输出端与输出轴(3)的输入端通过绝缘联轴器(5)连接，输出轴(3)的输出端与超声振动子(2)上的法兰盘连接，超声振动子(2)的输出端安装钻头(I);输出轴⑶上固定有绝缘环(14)，绝缘环(14)端面上固定有集电环(13)，集电环(13)端面与碳刷(4)接触；电机转速控制扳机(10)与电钻控制器(9)连接；所述的外壳(7)为对称式塑料外壳(7)，电机￠)、固定环(12)、轴承、碳刷(4)、电钻控制器(9)、电机转速控制扳机(10)、输电线缆⑶及超声开关按钮(11)固定在外壳(7)内，输出轴(3)通过固定环(12)与轴承固定在外壳(7)内； 所述的超声电钻控制器(9)电能输入端通过输电线缆(8)与超声电源用导线电连接，电钻控制器(9)的另一输入端与超声开关按钮(11)用导线电连接，电钻控制器(9)的电机(6)输出端与电机(6)用导线电连接，超声输出端分别与碳刷⑷和固定环(12)用导线电连接；集电环(13)通过输出轴(3)上的过孔与超声振动子(2)用导线电连接。
【文档编号】B06B1/02GK104400063SQ201410635799
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月12日 优先权日:2014年11月12日
【发明者】董志刚, 康仁科, 刘津延, 朱祥龙, 周平, 王毅丹 申请人:大连理工大学