一种气钻的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种气钻，包括空气过滤器和气泵，其特征在于该气钻还包括负压装置和切屑分离器，负压装置、切屑分离器、空气过滤器和气泵依次通过气管连接成一个整体；所述负压装置包括钻头、转子刀座、导流叶轮、转子叶轮、套筒、分气盘、套管、弹性挡圈和气管接头；所述切屑分离器包括下壳体、上壳体、容屑瓶和分离叶轮。本实用新型不仅能实现现有气钻的功能，还能实现易变形及柔软中空薄壁材料的自动化在线打孔的功能，其打孔点位置精确，孔洞切口圆整，工作中产生的切屑及粉末较少，具有高效环保的优点。本实用新型采用空心钻头每组切削刃形状均相同，切屑从内部排出，因此不分正逆向无需换向阀，结构更加简单可靠。
【专利说明】一种气钻
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种打孔装置，尤其涉及一种气钻。
【背景技术】
[0002]现有技术中普通气钻应用范围有局限性。普通气钻所用的均是实心钻头，切削力较大，对材料的反作用力较大，易使材料变形，应用于易变形及柔软中空薄壁材料在线打孔时极易出现打孔位置偏移和孔洞变形的缺陷，从而使切口形变不规则、破坏切孔形状，且钻孔过程中产生的切屑及粉末较多，在排屑过程中切屑颗粒和粉末容易被钻头扬起，产生的扬尘会对工作环境造成一定的污染，并有害人体健康。
[0003]专利号为03156900.5的中国专利公开了一种气钻，其钻头为实心钻头，可用于普通木质或者金属等较硬材料的打孔，其不足之处在于在打孔过程中产生的切屑较多，并产生扬尘，钻头旋转方向分有正逆向，无除尘装置。
[0004]又如中国专利201310264595.7公开了一种汽车密封条的在线打孔设备，其打孔对象是汽车密封条，该发明只能适用于密实型密封条的在线打孔，而不能应用于含有海绵胶等发泡材料的复合型密封条的在线打孔(含有海绵胶等发泡材料的密封条易变形，且通常都带有中空薄壁结构)，且该发明没有除尘功能。该发明通过设置固定装置保证打孔过程中密封条整体不滑动，进而保证打孔点位置和孔洞圆整性。而易变形且带有中空薄壁结构的密封条即使整体不滑动，在打孔过程中，实心钻头会在接触到材料表面以及钻头进入材料内部过程中，由于其进给运动使得钻头对材料有压力和沿钻头轴向指向材料内部的摩擦力，从而使薄壁材料发生形变并发生滑移，造成打孔点的错位及孔洞变形。普通气钻随着钻头进入材料，钻头的侧面切削刃与材料的接触面增大，对材料的剪切力增大，更容易造成材料的形变，从而破坏切孔的形状。
实用新型内容
[0005]针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种气钻。该气钻不仅能实现普通气钻的功能，还能实现易变形及柔软中空薄壁材料的自动化在线打孔的功能，其打孔点位置精确，孔洞切口圆整，该气钻工作中产生的切屑及粉末较少，且不会产生切屑及粉末的飞扬现象。
[0006]本实用新型解决所述技术问题所采用的技术方案是，设计一种气钻，包括空气过滤器和气泵，其特征在于该气钻还包括负压气钻和切屑分离器，负压气钻、切屑分离器、空气过滤器和气泵依次通过气管连接成一个整体；所述负压气钻包括钻头、转子刀座、导流叶轮、转子叶轮、套筒、分气盘、套管、弹性挡圈和气管接头，所述导流叶轮固定安装在套筒内，套筒的末端设有气管接头，套筒末端内侧设有环形槽，弹性挡圈安装于环形槽内，通过弹性挡圈将分气盘固定；套管固定安装在分气盘的中心通孔内；所述转子刀座中空贯通，其下部设有钻头，其外侧固定连接有转子叶轮，转子刀座由套筒和分气盘支承，可在套筒内旋转；
[0007]所述切屑分离器包括下壳体、上壳体、容屑瓶和分离叶轮，所述分离叶轮通过转轴安装于上壳体内，且可以转动，分离叶轮的叶片与轴向成一定角度且可在气流作用下旋转；所述下壳体的上端面从下壳体气流孔外侧起始在圆周方向上开有斜槽，容屑瓶通过斜槽最底端的通孔与下壳体相连，上壳体气流孔与下壳体气流孔同轴对齐，上、下壳体气流孔被分离叶轮隔开，且在上、下壳体之间设有密封圈，并通过螺栓固定成一个整体。
[0008]本实用新型气钻不仅能实现现有气钻的功能，还能实现易变形及柔软中空薄壁材料的自动化在线打孔的功能，其打孔点位置精确，孔洞切口圆整，该气钻工作中产生的切屑及粉末较少，且不会产生切屑及粉末的飞扬现象，具有高效环保的优点。本实用新型采用空心钻头每组切削刃形状均相同，切屑从内部排出，因此不分正逆向无需换向阀，结构更加简单可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型气钻的结构示意图；
[0010]图2为本实用新型气钻的一种实施例负压气钻I的半剖视结构示意图；
[0011]图3为本实用新型气钻的一种实施例负压气钻I图2中I的局部放大结构示意图；
[0012]图4为本实用新型气钻的一种实施例负压气钻I图2中II的局部放大结构示意图；
[0013]图5为本实用新型气钻的一种实施例负压气钻I图2中III的局部放大结构不意图；
[0014]图6为本实用新型气钻的一种实施例切屑分离器2的剖视结构示意图；
[0015]图7为本实用新型气钻的一种实施例切屑分离器下壳体22的立体结构示意图；
[0016]图8为本实用新型气钻的一种实施例切屑分离器分离叶轮25的立体结构示意图。
[0017]在图中，1.负压气钻，11.钻头，12.转子刀座，13.导流叶轮，14.转子叶轮，15.套筒，16.分气盘，17.套管，18.弹性挡圈，19.气管接头，2.切屑分离器，21.容屑瓶，22.下壳体，221.下壳体气流孔，222.斜槽，223.通孔，23.密封圈，24.转轴，25.分离叶轮，26.上壳体,261.上壳体气流孔,3.空气过滤器,4.气泵,5.气管。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例及附图，详细叙述本实用新型。具体实施例仅是对实用新型的进一步详细地说明及解释，并不以此限定本实用新型权利要求的保护范围。
[0019]本实用新型气钻(参见图1-8)包括空气过滤器3和气泵4，该气钻还包括负压气钻I和切屑分离器2，负压气钻1、切屑分离器2、空气过滤器3和气泵4依次通过气管5连接成一个整体；所述负压气钻I包括钻头11、转子刀座12、导流叶轮13、转子叶轮14、套筒15、分气盘16、套管17、弹性挡圈18和气管接头19，所述导流叶轮13固定安装在套筒15内，套筒15的末端设有气管接头19，套筒末端内侧设有环形槽，弹性挡圈18安装于环形槽内，通过弹性挡圈18将分气盘16固定；套管17固定安装在分气盘16的中心通孔内；所述转子刀座12中空贯通，其下部设有钻头11，其外侧固定连接有转子叶轮14，转子刀座12由套筒15和分气盘16支承，可在套筒15内旋转；
[0020]所述切屑分离器2包括下壳体22、上壳体26、容屑瓶21和分离叶轮25，所述分离叶轮25通过转轴24安装于上壳体26内，且可以转动，分离叶轮25的叶片与轴向成一定角度且可在气流作用下旋转；所述下壳体22 (参见图7)的上端面从下壳体气流孔221外侧起始在圆周方向上开有斜槽222，容屑瓶21通过斜槽最底端的通孔223与下壳体22相连，上壳体气流孔261与下壳体气流孔221同轴对齐,上、下壳体气流孔被分离叶轮25隔开,且在上、下壳体之间设有密封圈23，并通过螺栓固定成一个整体。
[0021]本实用新型气钻的进一步特征在于所述套筒15在其前段开有设计数量通气孔，末端内侧的环形槽与分气盘16相对的一面为一斜面，并与分气盘16径向的平面成锐角；所述钻头11为轴向贯通的空心钻头，并在下端设有切削刃，钻头11包括2-5组切削刃，单组切削刃形状为“M”形，相邻两组切削刃间设有间隙，间隙宽度与切削刃宽度之比为0.3-1，间隙深度与切削刃深度之比为1.3-3 ;所述导流叶轮13与转子叶轮14均为环形，其周向均设有设计数量的叶片，叶片与其轴向成一定角度，转子叶轮14与导流叶轮13的相对端面设有间隙，且二者的叶片方向相反，叶片数量相同，套筒15内可设置设计数量的导流叶轮13和转子叶轮14 ;所述分气盘16设有中心通孔，周向均布有小通孔，小通孔与转子刀座12外壁和套筒15内壁之间形成的间隙相对，分气盘与转子刀座12相对的一面在中心通孔处设有凸肩，且凸肩与转子刀座12内壁配合；所述分离叶轮25下端开放，其上端端面封装有筛网结构，其网眼尺寸与钻头11的内孔径之比为0.3-0.8 ;套管17上端面比气管接头19的上端面低3-10mm。
[0022]本实用新型气钻的工作原理是:首先由气泵4抽气，在负压气钻I的分气盘16处分成两条气流通路。套管17内壁与分气盘16的中心通孔、转子刀座12内壁及钻头11连通，形成一个气流通路；气管接头19安装在套筒末端，气管接头内壁与分气盘及套管有一定间隙，该间隙与分气盘周向小通孔、转子刀座12外壁和套筒15内壁之间形成的间隙、转子叶轮14与导流叶轮13的叶片之间、套筒15前段的通气孔形成驱动转子叶轮14旋转的气体通路。
[0023]外部的环形气流通路中，气流由套筒15前段气孔进入，经过导流叶轮13整流后，气流以一定角度冲击转子叶轮14，从而带动转子刀座12旋转，钻头11随转子刀座12旋转。中心的气流通道中，气流从钻头11进入，在钻头11接触到材料表面时产生负压，从而产生对材料的吸引力，材料主动进给；空心钻头11环状切割，去除材料较少产生切屑及粉末较少且切屑及粉末从钻头中随气流进入负压气钻I的内部，不从外侧排出，不会对材料造成挤压，因而不会使切口变形且不会扬尘；钻头11的切削刃多组布设从而使切削点多、切削力小，且没有侧切削刃，光滑的侧面使得切口更加圆整，钻头11进入材料越多吸附力越强，主动进给越明显材料形变越小，保证了打孔点位置准确性和切口的圆整性。本实用新型用于较硬材料打孔时，切削过程中更多气流流向转子叶轮14，增大切削速度，具有动态的适应性。
[0024]气流携带切屑和粉末由气管5进入切屑分离器的下壳体22，气流作用于分离叶轮25的叶片，驱动分离叶轮25旋转。分离叶轮25的叶片与筛网将分离叶轮周向划分为多个半开放空间，分离叶轮25在气流作用下旋转，旋转过程中将切屑和部分粉末限制在与下壳体气流孔221正对的空间内，然后携带限制在该空间内的切屑和部分粉末离开下壳体气流孔221，而旋转到斜槽222上方，在重力作用下切屑和粉末落入斜槽222并滑进容屑瓶21中；未被滤去的粉末随气流穿过分离叶轮25从上壳体气流孔261流出，进入空气过滤器3滤去剩余的粉末，洁净的气流流出空气过滤器3吸入气泵4，完成整个切削打孔及切屑粉末的分离过程。
[0025]实施例1
[0026]本实施例中钻头11为轴向贯通的空心钻头(参见图3)，并在下端设有切削刃，钻头11包括3组切削刃，单组切削刃形状为“M”形，相邻两组切削刃间设有间隙，间隙宽度与切削刃宽度之比为0.5，间隙深度与切削刃深度之比为2。
[0027]套筒15(参见图2、图3和图5)在其前段开有15个通气孔，其末端内侧的内筒壁上设有安装弹性挡圈18的环形槽，该环形槽与分气盘16相对的一面为一斜面，并与分气盘16径向平面成45°。
[0028]导流叶轮13与转子叶轮14(参见图2和图4)均为环形，其周向均设有30个叶片，叶片与其轴向成30°，转子叶轮14与导流叶轮13的相对端面设有间隙，且二者的叶片方向相反，套筒15内设置导流叶轮13和转子叶轮14的数量均为3个。
[0029]分气盘16(参见图5)中心设有中心通孔，周向均布有小通孔，其数量为12个，小通孔与转子刀座12外壁和套筒15内壁之间形成的间隙相对，分气盘16与转子刀座12相对的一面在中心通孔处设有凸肩，且凸肩与转子刀座12内壁配合。所述套管17固接安装在分气盘16中心通孔内向套筒15尾端伸出并且延伸至靠近气管接头19端面，套管17上端面比气管接头19的上端面低5mm。
[0030]切屑分离器2 (参见图6)包括下壳体22、上壳体26、容屑瓶21和分离叶轮25，所述分离叶轮25通过转轴24安装于上壳体26 (参见图7)内，且可以转动，分离叶轮(参见图8)的叶片与轴向成55°且可在气流作用下旋转，所述分离叶轮25下端开放，其上端端面封装有筛网结构，其网眼尺寸与钻头11的内孔径之比为0.5。
[0031]实施例2
[0032]本实施例中钻头11包括5组切削刃，单组切削刃形状为“M”形，相邻两组切削刃间设有间隙，间隙宽度与切削刃宽度之比为0.3，间隙深度与切削刃深度之比为3。
[0033]套筒15在其前段开有20个通气孔，其末端内侧的内筒壁上设有安装弹性挡圈18的环形槽，该环形槽与分气盘16相对的一面为一斜面，并与分气盘16径向平面成30°。
[0034]导流叶轮13与转子叶轮14的周向均设有25个叶片，叶片与其轴向成45°，转子叶轮14与导流叶轮13的相对端面设有间隙，且二者的叶片方向相反，套筒15内设置导流叶轮13和转子叶轮14的数量均为2个。
[0035]分气盘16中心设有中心通孔，周向均布有15个小通孔，套管17固接安装在分气盘16中心通孔内向套筒15尾端伸出并且延伸至靠近气管接头19端面，套管17上端面比气管接头19的上端面低10mm。
[0036]切屑分离器2包括下壳体22、上壳体26、容屑瓶21和分离叶轮25，所述分离叶轮25通过转轴24安装于上壳体26内，且可以转动，分离叶轮的叶片与轴向成60°且可在气流作用下旋转，所述分离叶轮25下端开放，其上端端面封装有筛网结构，其网眼尺寸与钻头11的内孔径之比为0.8。
[0037]实施例3
[0038]本实施例中钻头11包括2组切削刃，单组切削刃形状为“M”形，相邻两组切削刃间设有间隙，间隙宽度与切削刃宽度之比为1，间隙深度与切削刃深度之比为1.3。
[0039]套筒15在其前段开有10个通气孔，其末端内侧的内筒壁上设有安装弹性挡圈18的环形槽，该环形槽与分气盘16相对的一面为一斜面，并与分气盘16径向平面成60°。
[0040]导流叶轮13与转子叶轮14的周向均设有18个叶片，叶片与其轴向成60°，转子叶轮14与导流叶轮13的相对端面设有间隙，且二者的叶片方向相反，套筒15内设置导流叶轮13和转子叶轮14的数量均为5个。
[0041]分气盘16中心设有中心通孔，周向均布有15个小通孔，套管17固接安装在分气盘16中心通孔内向套筒15尾端伸出并且延伸至靠近气管接头19端面，套管17上端面比气管接头19的上端面低3mm。
[0042]切屑分离器2包括下壳体22、上壳体26、容屑瓶21和分离叶轮25，所述分离叶轮25通过转轴24安装于上壳体26内，且可以转动，分离叶轮的叶片与轴向成45°且可在气流作用下旋转，所述分离叶轮25下端开放，其上端端面封装有筛网结构，其网眼尺寸与钻头11的内孔径之比为0.3。
[0043]本实用新型气钻不仅能实现现有气钻的功能，还能实现易变形及柔软中空薄壁材料的自动化在线打孔的功能，其打孔点位置精确，孔洞切口圆整，该气钻工作中产生的切屑及粉末较少，且不会产生切屑及粉末的飞扬的现象，具有高效环保的优点。本实用新型的空心钻头每组切削刃形状均相同，切屑从内部排出，因此不分正逆向无需换向阀，结构更加简单可靠。
[0044]本实用新型可根据不同材料及切削要求选择不同规格的气钻，更能适用于实际的加工生产中。
[0045]本实用新型未述及之处适用于现有技术。
【权利要求】
1.一种气钻，包括空气过滤器和气泵，其特征在于该气钻还包括负压气钻和切屑分离器，负压气钻、切屑分离器、空气过滤器和气泵依次通过气管连接成一个整体；所述负压气钻包括钻头、转子刀座、导流叶轮、转子叶轮、套筒、分气盘、套管、弹性挡圈和气管接头，所述导流叶轮固定安装在套筒内，套筒的末端设有气管接头，套筒末端内侧设有环形槽，弹性挡圈安装于环形槽内，通过弹性挡圈将分气盘固定；套管固定安装在分气盘的中心通孔内；所述转子刀座中空贯通，其下部设有钻头，其外侧固定连接有转子叶轮，转子刀座由套筒和分气盘支承，可在套筒内旋转； 所述切屑分离器包括下壳体、上壳体、容屑瓶和分离叶轮，所述分离叶轮通过转轴安装于上壳体内，且可以转动，分离叶轮的叶片与轴向成一定角度且可在气流作用下旋转；所述下壳体的上端面从下壳体气流孔外侧起始在圆周方向上开有斜槽，容屑瓶通过斜槽最底端的通孔与下壳体相连，上壳体气流孔与下壳体气流孔同轴对齐，上、下壳体气流孔被分离叶轮隔开，且在上、下壳体之间设有密封圈，并通过螺栓固定成一个整体。
2.根据权利要求1所述的气钻，其特征在于所述套筒在其前段开有设计数量通气孔，末端内侧的环形槽与分气盘相对的一面为一斜面，并与分气盘径向的平面成锐角。
3.根据权利要求1所述的气钻，其特征在于所述钻头为轴向贯通的空心钻头，并在下端设有切削刃，钻头包括2-5组切削刃，单组切削刃形状为“M”形，相邻两组切削刃间设有间隙，间隙宽度与切削刃宽度之比为0.3-1，间隙深度与切削刃深度之比为1.3-3。
4.根据权利要求1所述的气钻，其特征在于所述导流叶轮与转子叶轮均为环形，其周向均设有设计数量的叶片，叶片与其轴向成一定角度，转子叶轮与导流叶轮的相对端面设有间隙，且二者的叶片方向相反，叶片数量相同，套筒内可设置设计数量的导流叶轮和转子叶轮。
5.根据权利要求1所述的气钻，其特征在于所述分气盘设有中心通孔，周向均布有小通孔，小通孔与转子刀座外壁和套筒内壁之间形成的间隙相对，分气盘与转子刀座相对的一面在中心通孔处设有凸肩，且凸肩与转子刀座内壁配合。
6.根据权利要求1所述的气钻，其特征在于所述分离叶轮下端开放，其上端端面封装有筛网结构，其网眼尺寸与钻头的内孔径之比为0.3-0.8。
7.根据权利要求1所述的气钻，其特征在于所述套管上端面比气管接头的上端面低3~1 Omnin
【文档编号】B26D7/18GK203830789SQ201420216268
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】肖艳军, 王大源, 关玉明 申请人:河北工业大学