钢结构钻成孔的扩孔设备的制作方法

本实用新型涉及钢结构机械设备领域，特别是钢结构钻成孔的扩孔设备。

背景技术：

在钢结构堆料场或施工安装现场，常常会遇到钢构件上的螺栓孔、穿筋孔或其它线路孔的孔径不匹配的问题。由于在设计过程中或者加工过程中出现了错误，从而导致构件上的制成孔偏小，需要穿过的构件无法穿过。孔径不匹配往往引起无法正常施工、耽误工期、增加成本。制成孔偏小一般选择进行扩孔处理，而不是放弃。

在国家规范GB50205-2001中规定禁止火焰扩孔，尤其强调高强螺栓孔应保证高强螺栓可自由穿入螺栓孔。由于气割扩孔很不规则，既削弱了构件的有效载面，也减少了压力传力面积，还会使扩孔钢材缺陷，故国家规范GB50205-2001规定不得气割扩孔。在钢结构堆料场或施工安装现场，还需要克服的一个大问题，就是没有工厂所具有的大型钻床设备及铣削设备，因此，在钢结构堆料场或施工安装现场对钢结构钻成孔进行扩孔成了一个很难解决的问题。

目前，现有技术中扩孔采用的方法主要是利用大型设备和小型设备两种，大型设备包括大型钻床设备及大型铣削设备，例如，摇臂钻床或者数控摇臂钻床，小型设备采用电钻设备加铰刀、麻花钻头或砂轮头的方法扩孔，此几种方法存在以下局限性：

1、使用大型设备，需要利用吊装机械和运输机械倒运构件或钻铣设备，程序复杂成本高，不方便操作。

2、使用铰刀扩孔，由于铰刃与切削面接触面积较大，故阻力较大，电动工具的功率要求也较高，摆动较大造成成型差，并且容易对操作人员造成伤害，切削效率低损耗大，故不利于数量较多的扩孔施工。

3、使用磁力电钻加麻花钻头扩孔，由于钻头钻孔时需要底面积上全部切削成孔，故扩孔越大则切削阻力也相应加大，对电动工具的功率也要求更高。磁力电钻功率提高伴随着磁力电钻的外型及重量加大，在进行扩孔施工时不利于正常吸附。故只适合在平面钻，立面钻进行困难，钻孔直径也不能太大。自重大需要多人操作，钻孔效率低，不方便操作且不经济，不利于数量较多的扩孔施工。

4、使用砂轮头扩孔，由于操作时摆动较大的原因，无法达到孔周均匀，而且摆动较大容易对操作人员造成伤害；打磨效率低，故不适合于扩孔偏差较大的孔，也不利于数量较多的扩孔施工。

综上所述，亟需一种新的扩孔工艺，以解决现有技术中存在的钢结构钻成孔扩孔难、扩孔效率低、无法大量扩孔操作的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供钢结构钻成孔的扩孔设备，要解决钢构件扩孔难、扩孔设备过大只能回厂扩孔、扩孔效率低、成本高、无法大量扩孔操作的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供一种钢结构钻成孔的扩孔设备，包括空心钻机身1、底座5、支架6、钻杆4和手轮，所述空心钻机身1与支架6固定连接，所述支架6上设置有手轮和与手轮相互配合的钻杆4；所述钻杆4前端设置有空心钻头2和变径圆柱体3；所述变径圆柱体3由上部圆柱体7和下部圆柱体8组成，所述上部圆柱体7的直径与空心钻头2内径相适应；所述空心钻头2下端部套接在上部圆柱体7外部，空心钻头2套上端部与钻杆4前端固定连接；所述支架6安装在底座5上。

进一步，所述底座5为磁座。

进一步，所述上部圆柱体7与下部圆柱体8固定连接或者一体成型。

进一步，所述下部圆柱体8的直径与待扩孔的内径相适应。

进一步，所述空心钻头2外直径为10mm～160mm。

进一步，所述变径圆柱体3为木质、硬塑料和钢质中的一种。

进一步，所述底座5吸附在钢结构上。

进一步，还包括电机。

本实用新型的有益效果体现在：

1，本实用新型将空心钻应用到扩孔作业中，克服了技术偏见，颠覆了钢结构行业空心钻不能用于扩孔的看法，再不需要将待扩孔的钢结构统一带回厂房使用大型机械钻铣设备进行扩孔，解决了由于较大钢构件和大型铣削设备移动麻烦、使用不方便和不经济的问题，施工人员可以携带钢结构钻成孔的扩孔设备（轻型的扩孔设备）去钢结构堆料场或施工安装现场操作；

2，扩孔操作方便，不需要大型设备，不需要利用吊装机械和运输机械倒运构件或钻铣设备，降低了施工成本，缩短了扩孔周期，简化了扩孔程序，利用空心钻头钻孔效率高的特点，大大提高了扩孔的效率；

3，本实用新型的空心钻头外直径为10mm～160mm，孔径范围较大，解决了不同直径制成孔扩孔的问题，适用面广，可以应用于扩孔偏差较大的孔，切削扩孔效率高损耗小，可以完成大量钢结构扩孔施工。

4. 采用变径圆柱体定位空心钻头，避免了由于空心钻头摆动可能造成的金刚头断裂飞溅伤人的问题，降低了辅材消耗，降低了作业过程中的安全隐患。空心钻头是管形的钻头，只在孔底面积的圆周边缘切削成孔，所以空心钻头的工作效率比麻花钻头作效率要提高很多。

5.本实用新型提供一种钢结构钻成孔的扩孔设备，其自重小，可移动，方便施工，降低了辅材消耗，又解决了安全隐患，提高了施工效率，促进了施工的安全生产，缩短了紧急问题出现的解决时间，同样为钢结构制作安装施工企业带来了一种简单有效的施工方法。

本实用新型可以广泛应用于在钢结构堆料场或施工安装现场的钢构件扩孔操作中。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的主要目的和其它优点可通过在说明书、权利要求书中所特别指出的方案来实现和获得。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

图1是结构钻成孔的扩孔设备示意图；

图2a是空心钻头套接在变径圆柱体上示意图1；

图2b是空心钻头套接在变径圆柱体上示意图2；

图3是空心钻头示意图；

图4a是变径圆柱体示意图1；

图4b是变径圆柱体示意图2。

附图标记：1－空心钻机身、2－空心钻头、3－变径圆柱体、4－钻杆、5－底座、6－支架、7－上部圆柱体、8－下部圆柱体。

具体实施方式

空心钻（全称为调速磁座开孔钻）扩孔，就是属于机械扩孔中优选的方法。因为空心钻自重轻、体积小、容易吸附在钢构件上，所以操作方便。空心钻头采用金刚石钻头按圆周切削，切削量远小于麻花钻头的切削量，大大提高了钻孔效率。鉴于在磁力电钻使用麻花钻钻孔时依赖于抵紧压力和自身功率，孔径越大要求磁力电钻抵紧压力和功率越大，自身磁铁吸力已不能满足，自身的重量过大也不利于操作，所以扩孔直径一般不超25mm。在钢结构制造行业，超过直径20mm的孔，考虑抵紧压力、钻孔的效率和钻头的成本，就基本上采用摇臂钻床或者数控摇臂钻床加麻花钻头制孔了，当然制成孔扩孔也是同样的原理。使用空心钻加上空心钻头扩孔，则可实现10mm～160间的任意直径扩孔，在现场施工中可以快速解决各种孔径偏小的问题，避免构件的火焰扩孔或返厂修改。

如图1所示，本实用新型提供一种钢结构钻成孔的扩孔设备，包括空心钻机身1、底座5、支架6、钻杆4和手轮，还可以包括电机等动力源。所述空心钻机身1与支架6固定连接，所述支架6上设置有手轮和与手轮相互配合的钻杆4；所述钻杆4前端设置有空心钻头2和变径圆柱体3，空心钻头2需要去除自带的内部导孔钻头，空心钻头2外直径为需要扩成孔的直径，直径范围10mm～160mm，变径圆柱体3为木质、硬塑料和钢质中的一种（在扩孔数量较大时，考虑用刚度大的材质，可以降低因磨损造成间隙使钻头晃动过大，导致合金钢钻头断裂，变径圆柱体3优选用Q235普通钢制成）。硬塑料和钢质采用相应直径的圆塑件或圆钢件在铣床上铣削完成，扩孔量大考虑用刚度大的材质，可降低因磨损造成钻头晃动的间隙，导致合金钢钻头断裂。

所述变径圆柱体3由上部圆柱体7和下部圆柱体8组成，所述上部圆柱体7的直径与空心钻头2内径相适应；所述空心钻头2下端部套接在上部圆柱体7外部，空心钻头2套上端部与钻杆4前端固定连接；所述支架6安装在底座5上。由于空心钻头2是管形的钻头，只在孔底面积的圆周边缘切削成孔，所以空心钻头2的工作效率比麻花钻头作效率要提高很多。

其中，所述底座5为磁座，这样空心钻头2可以吸附在钢结构上，以便扩孔时，空心钻头2不随意摆动。

上部圆柱体7与下部圆柱体8固定连接或者一体成型。上部圆柱体7与下部圆柱体8的直径可以不同也可以相同。所述下部圆柱体8的直径与待扩孔的内径相适应。

利用上述钢结构钻成孔的扩孔设备的扩孔工艺，施工方法的具体步骤如下：

步骤1, 施工人员携带钢结构钻成孔的扩孔设备去钢结构堆料场或施工安装现场；

步骤2，选择变径圆柱体。

将变径圆柱体3固定在空心钻头2上，空心钻头2（如图3所示）与变径圆柱体3紧密契合，将空心钻头2固定在钻杆4上；当需要扩孔的空心钻头2外径确定后（待扩孔直径大于空心钻头2内径时），选用如4a所示的变径圆柱体3（上部圆柱体7直径大于下部圆柱体8直径）切削后不会产生圆环，变径圆柱体3不用拿掉，直接钻透就可以；当需要扩孔的空心钻头2外径确定后（待扩孔直径小于空心钻头2内径时）选用如4b所示的变径圆柱体3（上部圆柱体7直径小于下部圆柱体8直径）的时候，则需要引孔后，拿掉变形圆柱体3再钻透。将变径圆柱体3对准待扩孔，利用如图2a或者图2b所示的变径圆柱体3定位空心钻头2，防止空心钻头2摆动过大，降低因摆动过大造成金刚头断裂飞溅的安全隐患。

需要注意的是：如果待扩孔孔径比原来大很多的时，需要先引孔，去掉变径圆柱体3后钻孔，不然切下来的圆环会顶钻头，使扩孔工作无法继续进行。

步骤3，开动钢结构钻成孔的扩孔设备的电机，使钢结构钻成孔的扩孔设备的磁座通电，磁座5吸附在钢构件上；空心钻、变径圆柱体3和待钻孔的主轴对准重合后进行扩孔，刚开始引孔和将要钻穿构件时采用慢速，中间加快钻孔速度。扩孔过程中采用水冷法降温。

使用空心钻头2加变径圆柱体3实现堆料场或施工现场钢构件的扩孔，操作设备自重小，可轻便移动，避免使用大型钻铣设备，方便施工，消除了操作安全隐患，促进了施工现场的安全生产。

以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。