板材钻孔机的机头的制作方法

专利名称：板材钻孔机的机头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种后切式锚固墙面装饰板用的板材钻孔机，具体涉及该板 材钻孔机上用于钻孔的机头。
背景技术：
随着建筑装饰业的发展，城市建筑物的外观已不仅仅追求造型，更多的 建筑物开始注重外墙装饰的美观、实用和环保，于是，幕墙板材被越来越多 的建筑公司所釆用。目前城市建筑物幕墙多使用石板、陶瓷板或微晶石板等 装饰板材，而且其固定方式多采用后切式锚固安装。后切式锚固安装需要在
装饰板材背部钻盲孔，以便采用后切式锚栓和L型锚杆将板材悬挂安装于建 筑物的外墙上。但是这种钻孔与普通钻孔有所不同，第一，孔不能被打穿， 第二，需要钻出类似"工"形的孔型，即从纵截面看上部为一直径小的直孔， 下部为一直径大的底孔，见图7所示。为了钻出这种孔型，通常先要利用钻 头打出规定埋深的直孔，然后利用机头上的偏心装置迫使钻头偏转对底孔进 行拓孔。衡量钻孔质量好坏不仅与盲孔中心的定位精度有关，更重要的是孔 腔的形状和尺寸，因为它直接关系到该孔所能承受的拉拔力。为了提高背栓 无应力背挂时孔的拉拔力，理论上要求底孔直径要拓得大，而同等埋深条件 下直孔段的侧壁要厚。显然这些要求由于受到偏心装置和钻头等工艺条件的 限制，实现起来是非常困难的。
如图1所示，目前具有代表性的钻孔机机头主要由钻孔装置、偏心装置、 冷却液供给装置及支架4几部分组成。钻孔装置包括电机1及主轴2，电机 1通过同步带同步轮3与主轴1相连，钻孔装置通过设于机架5与支架4之 间的齿条6及与齿条配合的带操作手柄11的齿轮7完成其在机架上的升降。 偏心装置由拓孔旋转手柄8、锥形体9和关节轴承10组成。钻孔时，先将板 材定位和固定，开动电机l后，主轴2在电机1的带动下做旋转运动，拉下 操作手柄11使钻头12向下运动，从而在板材上钻出规定孔径的直孔，当钻 到规定埋深后，同时抓握两个拓孔旋转手柄8，此时锥形体9克服弹簧13的 压力向下运动，同时偏离锥孔中心，然后抓握两个拓孔旋转手柄8再作水平 回转运动，此时钻头12以关节轴承10为中心在孔中作环状摆动运动(如图 4),从而在孔底研磨出侧凹的底孔(如图6)。上述钻孔机机头虽然解决了在 板材上钻出底部带侧凹底孔的问题，但是由于受到上述偏心机构的限制，其
钻孔型腔不佳，稳定性不好，直接影响其拉拔力及背栓的无应力背挂效果； 另外上述机头还存在结构和操作复杂，不易维修且钻头易磨损等问题。因此， 如何解决现有机头存在的问题，使钻孔具有更好的型腔是本发明着重研究的 问题。

发明内容
本发明提供一种板材钻孔机的机头，其目的主要是解决现有钻孔机机头 钻孔孔型不佳的问题，从而提高钻孔孔型质量，以进一步提高背栓无应力背 挂时孔的拉拔力。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是 一种板材钻孔机的机头， 包括主轴回转机构、Z轴进给机构、冷却7jc供给结构以及偏心拓孔机构，其
中
所述偏心拓孔才几构主要由钻头、主轴、偏心作用块、移动块和拓孔4亍程 作用机构构成，使钻头相对主轴可作摆动偏转，钻头尾部设有控制其摆动偏 转的一对第一斜面，偏心作用块位于钻头上方，其下部对应第一斜面设有一 对第二斜面，所述一对第一斜面与一对第二斜面以凹凸相嵌形式形成侧面滑 动配合，偏心作用块安装在沿Z向移动的移动块上并与移动块在主轴回转方
向转动连接，拓孔行程作用机构在z向作用于移动块。
上述技术方案中的有关内容解释如下
1、 上述方案中，所述主轴回转机构由电机和主轴构成，电机安装在支架 上并与主轴经同步带同步轮连接，电机为变频电机。
2、 上述方案中，所述Z轴进给机构包括Z向导轨、行程作用机构、P艮位 机构，其中"Z向"是指垂直于水平面的方向。行程作用机构是指一种可以 产生行程推动作用的机构总称，这种机构一般可分为手动和自动两种，所述 自动行程作用机构可以是一个气缸，也可以是电机带动的丝杠螺母机构，还 可以是直线电机、电磁机构、M机构等等。所述手动行程作用机构如丝杠 螺母机构、齿轮齿条机构、杠杆机构等等。限位机构由上限位结构和下P艮位 结构组成，其中，上限位结构是指上限位传感器，下限位结构由下限位传感 器和可更换的限位块构成，可更换的限位块安装在导杆顶端，导杆底部与下 压板连接，使限位块随导杆移动，下限位传感器对应设在P艮位块的Z向运动 路径上。
3、 上述方案中，所述冷却水供给结构包括水回转头、进水装置，其中水 回转头经水封和机械封固定在主轴上。
4、 上述方案中，所述钻头为"L”形，也可为现有技术的"1"形钻头。
5、 上述方案中，所述主轴是一空心圆轴，冷却水经其空心流至钻头。
6、 上述方案中，所述拓孔行程作用才几构为拓孔气缸或拓孔旋转手柄。
7、 上述方案中，所述"偏心作用块与移动块在主轴回转方向转动连接" 是指偏心作用块与移动块在主轴回转方向以轴承连接方式实现转动。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点
1、 由于本发明采用主轴下端与钻头中段经销栓铰接，使钻头相对主轴可 作摆动偏转，当拓孔气缸在Z向作用于移动块时，移动块经轴承带动偏心作 用块沿导向杆在Z向移动，此时偏心作用块上一对第二斜面与钻头尾部与其 相对应的一对第 一斜面以凹凸相嵌形式形成侧面滑动配合，致使钻头相对主 轴偏转，又采用"L"形钻头，使得钻出孔的型腔较好，且钻孔稳定、可靠， 克服了以往钻出的底孔型腔不好的问题。经实验本方案可使底孔半径与直孔 半径之差从以往的1.4mm增加到1.8mm，在相同埋深的情况下，其直孔对 应板材壁面的厚度比以往增加了 2mm，提高了钻孔孔型的质量，并进一步 提高了背栓无应力背挂时孔的拉拔力。
2、 由于本发明的下限位机构由下限位传感器和安装在与下压板连接的导 杆顶端的可更换的限位块构成，可更换的限位块使限位块随导杆移动，下限 位传感器对应设在限位块的Z向运动路径上，可以精确的限定钻孔深度，使 得钻孔更稳定，钻出孔的质量更可靠。
3、 由于本发明的回水转头采用水封和机械封两重封，加固了其强度，克 服了以往在工作时间长以后会容易漏水及电机带动主轴运转引起震动使其 容易断裂的问题。
4、 由于本发明采用调频电机，可使起钻孔主轴达到更高转速，完成碾磨 拓孔，对于钻陶瓷板材更有益。
5、 本发明结构筒单，维修方便。


附图1为目前具有代表性的钻孔机机头结构示意图； 附图2本发明结构示意图； 附图3为本发明水回转头和偏心拓孔^L构示意图； 附图4为目前具有代表性的钻孔机钻头的示意图； 附图5为本发明实施例钻头的示意附图6为利用现有钻孔机以及图4钻头钻孔的型腔剖面示意附图7为利用本发明实施例以及图5钻头钻孔的型腔剖面示意图。 以上附图中1、电机；2、主轴；3、同步带同步轮；4、支架；5、机架； 6、齿条；7、齿轮；8、拓孔旋转手柄；9、锥形体；10、关节轴承；11、操 作手柄；12、钻头；13、弹簧；14、主轴；15、钻头；16、偏心作用块； 17、移动块；18、拓孔气缸；19、轴承；20、 Z导轨；21、安装座；22、支 架；23、进给气缸；24、上限位传感器；25、下限位传感器；26、限位块； 27、导杆；28、弹簧；29、下压板；30、通孔；31、变频电机；32、同步带 同步轮；33、水回转头；34、进水口； 35、水封；36、机械封；37、销栓； 38、第一斜面；39、第二斜面；40、导向杆；41、滑动块；42、沉孔。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述
实施例如图2和图3所示， 一种板材钻孔机的机头，包括主轴回转机 构、Z轴进给机构、冷却水供给结构以及偏心拓孔机构。
偏心拓孔才几构主要由钻头15、主轴14、偏心作用块16、移动块17和拓 孔气缸18构成，钻头15柄端i殳有锥形沉孔42,该沉孔42大于主轴下端直 径，主轴14的下端伸入该沉孔42中，并在中段部位经销栓37与钻头15铰 接(见图3 ),佳_钻头15相对主轴14可作摆动偏转，即钻头15仍能以铰4妄 处为基点摆动。钻头15尾部设有控制其摆动偏转的一对第一斜面38 (见图 3)，偏心作用块16位于钻头15上方，其下部对应第一斜面38 "^殳有一对第 二斜面39， 一对第一斜面38与一对第二斜面39以凹凸相嵌形式形成侧面滑 动配合，偏心作用块16安装在沿Z向移动的移动块17上并与移动块17在 主轴14回转方向经轴承19连接，拓孔气缸18在Z向作用于移动块17。上 述一对第一斜面38由凸形的两个外侧面构成，而一对第二斜面39由凹形的 两个内侧面构成。^f旦如果将一对第一斜面38换成由凹形的两个内侧面构成， 一对第二斜面39换成由凸形的两个外侧面构成，这样也能够实现两者间的 滑动配合。
Z轴进给才几构是由Z向导轨20、滑动块41、行程作用机构和限位才几构组 成，其中Z向导轨20设于安装座21上，滑动块41安装在支架22上，Z向 导轨20与滑动块41配合起到滑动导向作用，行程作用机构为进给气缸23, 该进给气缸23作用在安装座21与支架22的Z方向上。P艮位才几构包括安装 在支架22上的上限位传感器24和下限位传感器25及位于下限位传感器25 正下方的可更换限位块26，限位块26安装在Z向导杆27的正上方，Z向导
杆27通过弹簧28连接下压板29,下压板29的中心设有可供钻头15穿过的 通孔30。
主轴回转机构包括电机31和主轴14，电机31安装在支架22上并与主轴 14经同步带同步轮32连接，其中电机31为变频电机。
冷却水供给结构包括水回转头33和进水装置(图中未画出)，通过进水 口 34输入冷却水，经水回转头33进入主轴14中，其中水回转头33经水封 35和才几械封36固定在主轴14上。
钻孔时，先将待加工板材定位和固定，开动变频电才几31后，变频电机31 通过同步带同步轮32带动主轴14做旋转运动，同时通过进水口 34输入冷 却水，经水回转头33进入主轴14中，此时主轴14的旋转速度逐渐加快， 操作
控制盘设定机头位置，通过进给气缸23使机头沿Z导轨20向下运动，当钻 头15接触到板材时便开始钻规定孔径和埋深的直孔，当限位块26碰触到下 限位传感器25时，钻头15即在待加工板材上钻到规定埋深，延时5s后，拓 孔气缸18带动移动块17沿Z向向下移动，移动块17通过轴承19带动偏心 作用块16沿导向杆40向下移动，此时一对第一斜面38与一对第二斜面39 以凹凸相嵌形式配合形成侧面滑动，使得钻头15倾斜，致使钻头15的中心 线与主轴14的旋转轴线具有一定的夹角，钻头15在自转的同时以销栓37 为中心作环状摆动运动(如图5)，从而在孔底研磨出侧凹的底孔，完成拓孔。
比较现有技术用钻头(如图4)所拓出孔的型腔(如图6)与本发明用钻 头(如图5)所拓出孔的型腔(如图7)可以看出，使用相同直径的钻头在 相同埋深h的情况下，拓出的底孔半径dl <d2 ,而其直孔对应;fel材壁面的 厚度hl 〈h2 ，可见使用本发明钻头(如图5)所拓出孔的型腔(如图7)明 显好于使用现有技术钻头(如图4)所拓出孔的型腔(如图6)，解决了现有 钻孔机机头钻孔孔型不佳的问题，从而提高了钻孔的孔型质量和背栓无应力 背挂时孔的拉拔力。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项 技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保 护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明 的保护范围之内。
权利要求
1、一种板材钻孔机的机头，包括主轴回转机构、Z轴进给机构、冷却水供给结构以及偏心拓孔机构，其特征在于所述偏心拓孔机构主要由钻头、主轴、偏心作用块、移动块和拓孔行程作用机构构成，主轴下端与钻头中段经销栓铰接，使钻头相对主轴可作摆动偏转，钻头尾部设有控制其摆动偏转的一对第一斜面，偏心作用块位于钻头上方，其下部对应第一斜面设有一对第二斜面，所述一对第一斜面与一对第二斜面以凹凸相嵌形式形成侧面滑动配合，偏心作用块安装在沿Z向移动的移动块上并与移动块在主轴回转方向转动连接，拓孔行程作用机构在Z向作用于移动块。
2、 根据权利要求1所述的板材钻孔机的机头，其特征在于所述Z轴进 给机构包括Z向导轨、进给行程作用机构、限位机构，限位机构由上P艮位结 构和下限位结构组成，其中，下限位结构由下限位传感器和可更换的限位块构 成，可更换的P艮位块安装在导杆顶端，导杆底部与下压板连接，使限位块随导 杆移动，下限位传感器对应设在限位块的Z向运动路径上。
3、 根据权利要求l所述的板材钻孔机的机头，其特征在于所述冷却水供 给结构包括水回转头、进水装置，其中水回转头经水封和机械封固定在主 轴上。
4、 根据权利要求l所述的板材钻孔机的机头，其特征在于所述主轴回转 机构包括电机和钻孔主轴，电机安装在支架上并与钻孔主轴经同步带同步轮连 接，所述电机为变频电机。
5、 根据权利要求1所述的板材钻孔机的机头，其特征在于所述钻头为"L"形。
6、 根据权利要求1或2所述的板材钻孔机的机头，其特征在于所述弹性 下压板位于钻头正下方，其中心设有可供钻头穿过的通孔，弹性下压板的下表 面设有软质层。
全文摘要
一种板材钻孔机的机头，包括主轴回转机构、Z轴进给机构、冷却水供给结构以及偏心拓孔机构，所述偏心拓孔机构主要由钻头、主轴、偏心作用块、移动块和拓孔行程作用机构构成，主轴下端与钻头中段经销栓铰接，使钻头相对主轴可作摆动偏转，钻头尾部设有控制其摆动偏转的一对第一斜面，偏心作用块位于钻头上方，其下部对应第一斜面设有一对第二斜面，所述一对第一斜面与一对第二斜面以凹凸相嵌形式形成侧面滑动配合，偏心作用块安装在沿Z向移动的移动块上并与移动块在主轴回转方向转动连接，拓孔行程作用机构在Z向作用于移动块。本发明解决了现有钻孔机机头钻孔孔型不佳的问题，从而提高了钻孔的孔型质量，进一步提高了背栓无应力背挂时孔的拉拔力。
文档编号B27C3/00GK101100092SQ200710024230
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月24日 优先权日2007年7月24日
发明者斌 吴, 锋 陆 申请人:吴 斌;陆 锋