用于在条形板上加工等间距孔的钻孔固定装置的制作方法

本发明涉及机械加工过程中的装夹工具技术领域，具体涉及一种用于在条形板上加工等间距孔的钻孔固定装置。

背景技术：

目前，利用普通钻床(例如z3040)在条形板上加工等间距孔一般先行划线，标定好每个孔的位置，然后将工件装夹到钻床工作台上的虎钳上，进行钻孔。钻完一个或者几个孔之后要松开虎钳(受限于摇臂的活动范围)，再次装夹之后才能加工后续的孔，加工过程繁琐，效率较低。而采用数控机床加工上述条形板上的等间距孔经济性较差。

如何设计一种能够简化工艺过程提高工作效率的用于在条形板上加工等间距孔的钻孔固定装置成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中所存在的上述技术问题提供了一种用于在条形板上加工等间距孔的钻孔固定装置，能够利用已加工的通孔确定加工后续待加工通孔时的装夹位置，简化了工艺过程，提高了施工效率。

为实现上述技术目的，本发明实施例提供了一种用于在条形板上加工等间距孔的钻孔固定装置，安装于钻孔装置的下侧，所述钻孔装置包括竖向设置且尖端向下的钻头，所述钻孔装置能够驱动所述钻头转动，其特征在于，所述钻孔固定装置包括：

壳体，内部设有容置空间，所述壳体的上表面设有用于支撑工件的支撑面；

驱动横梁，设于所述容置空间内；

升降驱动件，与所述驱动横梁连接，用于带动所述驱动横梁沿上下方向移动；

装夹单元，与所述驱动横梁连接，用于将工件固定于所述支撑面的上侧；以及

定位单元，包括触发件、传动机构、定位销钉、锁止复位驱动机构和复位弹簧，所述定位销钉与所述触发件的间距和所述工件上待加工等间距孔中两相邻孔的间距相同，所述触发件位于所述支撑面的下侧，所述触发件与所述钻头同轴设置，所述触发件与所述壳体可上下滑动连接；所述触发件通过传动机构与所述定位销钉连接，所述定位销钉与所述壳体可上下滑动连接；所述钻头钻穿所述工件后，所述钻头的尖端能够下压所述触发件，所述触发件能够通过所述传动机构带动所述定位销钉下移；所述锁止复位驱动机构用于锁止和释放所述定位销钉，所述复位弹簧用于提供所述定位销钉上移的弹性力。

优选地，所述传动机构包括扇形齿轮、触发销轴和传动齿轮，所述扇形齿轮通过中心枢孔与所述壳体可转动连接，所述扇形齿轮包括扇柄部和与所述扇柄部的第一端固定连接的扇形齿部，所述扇柄部的第二端设有长圆槽，所述触发销轴贯穿所述长圆槽和所述触发件上的铰接孔；所述传动齿轮与所述壳体可转动连接，所述传动齿轮包括同轴设置的外齿轮部和内齿轮部，所述扇形齿部与所述内齿轮部啮合，所述外齿轮部与所述定位销钉上设置的齿条部啮合，所述齿条部与所述定位销钉的延伸方向相同。

优选地，所述装夹单元包括主装夹组件，所述主装夹组件包括压紧件、偏转弹簧、导向杆和驱动套，所述压紧件包括第一延伸部和第二延伸部，所述第一延伸部的第一端部和所述第二延伸部的第一端部连接，所述第一延伸部和所述第二延伸部的延伸方向垂直，所述第一延伸部的第二端部设有与所述导向杆连接的导向孔部，所述导向孔部的内孔直径大于所述导向杆的外径；所述导向杆竖向设置，所述偏转弹簧套设于所述导向杆上，所述偏转弹簧的上端与所述壳体相抵，所述偏转弹簧的下端与所述第一延伸部相抵；所述第二延伸部从下至上贯穿所述壳体的顶壁上的导出孔，所述导出孔的宽度大于所述第二延伸部的宽度；所述第二延伸部的第二端部设有向远离所述第一端部的一侧延伸的卡爪部，所述第二延伸部上设有偏转槽部，所述偏转槽部位于所述第二延伸部朝向于第一延伸部的一侧；所述压紧件的拐角处设有偏转支撑孔，所述偏转支撑孔与所述驱动套通过偏转枢轴可转动连接；所述压紧件、所述导向杆和所述偏转弹簧均为两个且围绕所述驱动套对称设置；所述驱动套的下侧与驱动横梁连接。

优选地，所述装夹单元包括辅助装夹组件，所述辅助装夹组件包括托板、夹持臂和支撑臂，所述夹持臂为两个，两个所述夹持臂对称设置于所述支撑臂的两侧，所述夹持臂包括从上至下顺次设置的夹持爪部、第一弯折部和第二弯折部，所述第一弯折部和所述第二弯折部之间具有钝角的夹角，且所述第一弯折部和所述第二弯折部的连接处向远离所述支撑臂的一侧突出；所述第二弯折部的下端固定设有向一侧延伸的第一滑动销，所述第二弯折部的上端固定设有第二滑动销；所述托板上具有呈“八”字状对称设置的两个第一滑槽，所述第一滑动销与所述第一滑槽滑动连接；所述壳体内固定设有导向板，所述导向板设有与所述第二滑动销配合的两个第二滑槽，所述第二滑槽沿水平方向延伸；所述托板与所述驱动横梁固定连接；所述支撑臂下端与所述托板固定连接、上端设有支撑滚轮，所述支撑滚轮与所述支撑臂可转动连接，所述支撑滚轮的中心轴线垂直于所述工件的进给方向。

优选地，所述锁止复位驱动机构包括锁止销、锁止弹簧、支撑滑轮和绳索，所述锁止销与所述壳体可水平滑动连接，所述锁止销的前端朝向于所述定位销钉，所述定位销钉上设有与所述锁止销相配合的卡槽部；所述锁止弹簧位于所述锁止销的后端侧，所述锁止弹簧的一端与所述壳体连接、另一端与所述锁止销的后端相抵，所述锁止弹簧用于当所述定位销钉下移至预定位置时推动所述锁止销的前端卡入所述卡槽部内；所述支撑滑轮与所述壳体可转动连接，所述支撑滚轮上设有绕线槽，所述绳索的一端与所述锁止销的后端连接，所述绳索的另一端与所述绕线槽连接，所述绳索绕过所述支撑滑轮。

优选地，所述辅助装夹组件为两个，所述驱动横梁的一端与其中一个所述辅助装夹组件中的托板固定连接，所述驱动横梁的另一端与另一个所述辅助装夹组件中的托板固定连接。

优选地，所述锁止复位驱动机构包括锁止销、锁止弹簧、上滑轮、下滑轮和绳索，所述锁止销与所述壳体可水平滑动连接，所述锁止销的前端朝向于所述定位销钉，所述定位销钉上设有与所述锁止销相配合的卡槽部；所述锁止弹簧位于所述锁止销的后端侧，所述锁止弹簧的一端与所述壳体连接、另一端与所述锁止销的后端相抵，所述锁止弹簧用于当所述定位销钉下移至预定位置时推动所述锁止销的前端卡入所述卡槽部内；所述上滑轮、所述下滑轮分别与所述壳体可转动连接，所述上滑轮位于所述驱动横梁的上侧，所述下滑轮位于所述驱动横梁的下侧，所述绳索的一端与所述锁止销的后端连接，所述绳索依次绕过所述上滑轮和所述下滑轮，所述绳索的另一端与所述驱动横梁连接。

优选地，所述复位弹簧的一端与所述定位销钉的下端相抵、另一端与所述壳体固定连接。

优选地，所述外齿轮部的齿数多于所述内齿轮部的齿数。

优选地，所述触发件包括触发本体、旋转盘和推力轴承，所述旋转盘设于所述触发本体的上侧，所述旋转盘和所述触发本体通过所述推力轴承转动连接。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本发明的钻孔固定装置，能够利用已加工的通孔确定加工后续待加工通孔时的装夹位置，简化了工艺过程，提高了施工效率，结构巧妙，联动性强。

附图说明

图1为本发明一种实施例的钻孔固定装置的结构示意图；

图2为图1中的a-a剖视图，其中，主装夹组件处于夹紧工件的状态；

图3为本发明一种实施例的钻孔固定装置中主装夹组件中的压紧件的结构示意图；

图4为图1中的a-a剖视图，其中，主装夹组件处于释放工件的状态；

图5为本发明一种实施例的钻孔固定装置中定位单元的结构示意图；

图6为本发明一种实施例的钻孔固定装置中触发件的结构示意图；

图7为本发明一种实施例的钻孔固定装置中扇形齿轮的结构示意图；

图8为本发明一种实施例的钻孔固定装置中传动齿轮的结构示意图；

图9为本发明一种实施例的钻孔固定装置中定位销钉的结构示意图；

图10为图1的b-b剖视图，其中，辅助装夹组件处于夹紧工件的状态；

图11为图1中的b-b剖视图，其中，辅助装夹组件处于释放且支撑起工件的状态；

图12至图14为本发明一种实施例的钻孔固定装置中定位单元的工作原理示意图；

图15为本发明另一种实施例的钻孔固定装置中锁止复位驱动机构的结构示意图。

图中，

1-壳体，101-容置空间，102-支撑面；2-升降驱动件；201-外壳部，202-伸缩杆部，203-横撑部，3-主装夹组件，301-压紧件，301a-卡爪部，301b-偏转槽部，301c-偏转支撑孔，301d-导向孔部，302-偏转弹簧，303-导向杆，304-驱动套，305-偏转枢轴；4-定位单元，401-触发件，401a-触发本体，401b-旋转盘，401c-推力轴承，401d-铰接孔，402-扇形齿轮，402a-扇柄部，402b-长圆槽，402c-中心枢孔，402d-扇形齿部，403-触发销轴，404-拉簧，405-传动齿轮，405a-外齿轮部，405b-内齿轮部，406-定位销钉，406a-导向部，406b-齿条部，406c-卡槽部，407-锁止销，408-锁止弹簧，409-上滑轮，410-下滑轮，411-绳索，412-压簧，413-转轴，414-支撑滑轮；5-辅助装夹组件，501-托板，502-夹持臂，502a-夹持爪部，502b-第一弯折部，502c-第二弯折部，503-第一滑槽，504-第二滑槽，505-第一滑动销，506-第二滑动销，507-支撑臂，508-支撑滚轮，509-导向板，510-绕线槽；6-钻孔装置，601-钻头；7-驱动横梁；8-工件。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细的解释和说明。

参考图1至图14所示，一种用于在条形板上加工等间距孔的钻孔固定装置，安装于钻孔装置6的下侧。钻孔装置6包括竖向设置且尖端向下的钻头601，钻孔装置6能够驱动钻头601转动。钻孔装置6例如可以为z3040钻床。本发明中的钻孔固定装置可以安装于z3040钻床或者其他型号普通钻床的平台上。本发明的钻孔固定装置，能够利用已加工的通孔确定加工后续待加工通孔时的装夹位置，简化了工艺过程，提高了施工效率。

其中，该钻孔固定装置包括壳体1、驱动横梁7、升降驱动件2、装夹单元以及定位单元4。

具体地，壳体1内部设有容置空间101，壳体1的上表面设有用于支撑工件8的支撑面102。本发明中的工件8为条形板，为了适应工件8的形状，壳体1被设置为沿着工件8的进给方向延伸一定长度，从而能够支撑工件8。

驱动横梁7设于容置空间101内，驱动横梁7与壳体1的延伸方向相同，驱动横梁7能够在容置空间101内的上下方向往复移动。

升降驱动件2与驱动横梁7连接，用于带动驱动横梁7沿上下方向移动。在一些实施例中，升降驱动件2包括外壳部201和伸缩杆部202，伸缩杆部202与外壳部201可轴向伸缩连接，外壳部201与壳体1固定连接，伸缩杆部202与驱动横梁7连接。升降驱动件2例如可以为气缸、液压缸、电动推杆等，当然也可以为电机驱动的丝杠螺母结构，本发明对此不作特别地限定。

装夹单元与驱动横梁7连接，用于将工件8固定于支撑面102的上侧。装夹单元安装于容置空间101内，装夹单元的部分能够从壳体1内伸出至支撑面102的上侧用于固定工件8。驱动横梁7的升降能够驱动装夹单元夹紧和释放工件8。

定位单元4包括触发件401、传动机构、定位销钉406、锁止复位驱动机构和复位弹簧。定位销钉406与触发件401的间距和工件8上待加工等间距孔中两相邻孔的间距相同。上述间距为中心轴线的间距。可选的，定位销钉406的前端设有导向部406a，导向部406a呈倒角状，便于定位销钉406与工件8上的通孔连接。触发件401位于支撑面102的下侧，触发件401与钻头601同轴设置，触发件401与壳体1可上下滑动连接。触发件401通过传动机构与定位销钉406连接。定位销钉406与壳体1可上下滑动连接。优选地，参考图6，触发件401包括触发本体401a、旋转盘401b和推力轴承401c，旋转盘401b设于触发本体401a的上侧，旋转盘401b和触发本体401a通过推力轴承401c转动连接。旋转盘401b与钻头601的端部接触时，能够随着钻头601转动，在传递钻头601下压力的同时避免钻头损伤触发件401。

参考图5，复位弹簧可以是压簧412，复位弹簧的一端与定位销钉406的下端相抵、另一端与壳体1固定连接。此外，复位弹簧还可为与扇形齿轮402连接的拉簧404，拉簧404的一端与壳体1枢接，另一端与扇形齿轮402的扇形齿部402d连接，用于提供扇形齿轮402逆时针转动复位的弹性力。

钻头601钻穿工件8后，钻头601的尖端能够下压触发件401。触发件401能够随着钻头601向下移动一段距离，触发件401能够通过传动机构带动定位销钉406下移。锁止复位驱动机构用于当定位销钉406下移至预设位置时锁止定位销钉406，以及在合适的时机释放定位销钉406(对于释放的时机，后面有详细的说明)。复位弹簧用于提供定位销钉406上移的弹性力，定位销钉406的上端在弹性力的作用下能够与工件8上已加工的通孔连接。

在一些实施例中，参考图5至图9，传动机构包括扇形齿轮402、触发销轴403和传动齿轮405。扇形齿轮402通过中心枢孔402c与壳体1可转动连接。扇形齿轮402包括扇柄部402a和与扇柄部402a的第一端固定连接的扇形齿部402d，扇柄部402a的第二端设有长圆槽402b。触发销轴403贯穿长圆槽402b和触发件401上的铰接孔401d。传动齿轮405与壳体1可转动连接，传动齿轮405包括同轴设置的外齿轮部405a和内齿轮部405b，扇形齿部402d与内齿轮部405b啮合，外齿轮部405a与定位销钉406上设置的齿条部406b啮合，齿条部406b与定位销钉406的延伸方向相同。在一些实施例中，外齿轮部405a的齿数多于内齿轮部405b的齿数。

本实施例的传动机构的工作原理为：钻头601钻透工件8后，钻头601尖端从工件8的下表面穿出，钻头601下压触发件401。触发件401下移，并通过触发销轴403带动扇形齿轮402顺时针转动。扇形齿轮402的扇形齿部402d顺时针旋转，带动传动齿轮405逆时针转动。传动齿轮405带动定位销钉406下移，定位销钉406的上端从工件8的通孔中退出。当定位销钉406下移至预定位置时，锁止复位驱动机构能够锁止定位销钉406。

在一些实施例中，参考图2至图4，装夹单元包括主装夹组件3，主装夹组件3包括压紧件301、偏转弹簧302、导向杆303和驱动套304。压紧件301包括第一延伸部和第二延伸部，第一延伸部的第一端部和第二延伸部的第一端部连接，第一延伸部和第二延伸部的延伸方向垂直，第一延伸部的第二端部设有与导向杆303连接的导向孔部301d。导向孔部301d的内孔直径大于导向杆303的外径。导向杆303竖向设置，偏转弹簧302套设于导向杆303上，偏转弹簧302的上端与壳体1相抵，偏转弹簧302的下端与第一延伸部相抵。第二延伸部从下至上贯穿壳体1的顶壁上的导出孔，导出孔的宽度大于第二延伸部的宽度，允许第二延伸部在导出孔处偏转。第二延伸部的第二端部设有向远离第一端部的一侧延伸的卡爪部301a，第二延伸部上设有偏转槽部301b，偏转槽部301b位于第二延伸部朝向于第一延伸部的一侧。压紧件301的拐角处设有偏转支撑孔301c，偏转支撑孔301c与驱动套304通过偏转枢轴305可转动连接。压紧件301、导向杆303和偏转弹簧302均为两个且围绕驱动套304对称设置；驱动套304的下侧与驱动横梁7连接。

本实施例的主装夹组件3的工作原理为：参考图2，主装夹组件3处于夹紧工件8的状态，其中，升降驱动件2的伸缩杆部202通过横撑部203与驱动套304连接，升降驱动件2的伸缩杆下拉驱动套304，驱动套304拉动压紧件301夹紧工件8。参考图3和图4，释放工件8时，升降驱动件2的伸缩杆部202推动驱动套304上移，压紧件301上移的过程中，压紧件301的第一延伸部受到偏转弹簧302的压力作用。第一延伸部的第二端部向下倾斜，第二延伸部的第二端部向上且向外(远离工件8的方向)倾斜，从而能够释放工件8。

在一些实施例中，参考图10和图11，装夹单元还包括辅助装夹组件5。辅助装夹组件5包括托板501、夹持臂502和支撑臂507。夹持臂502为两个，两个夹持臂502对称设置于支撑臂507的两侧，夹持臂502包括从上至下顺次设置的夹持爪部502a、第一弯折部502b和第二弯折部502c，第一弯折部502b和第二弯折部502c之间具有钝角的夹角，且第一弯折部502b和第二弯折部502c的连接处向远离支撑臂507的一侧突出。第二弯折部502c的下端固定设有向一侧延伸的第一滑动销505，第二弯折部502c的上端固定设有第二滑动销506。托板501上具有呈“八”字状对称设置的两个第一滑槽503，第一滑动销505与第一滑槽503滑动连接。壳体1内固定设有导向板509，导向板509设有与第二滑动销506配合的两个第二滑槽504，第二滑槽504沿水平方向延伸。托板501与驱动横梁7固定连接；支撑臂507下端与托板501固定连接、上端设有支撑滚轮508，支撑滚轮508与支撑臂507可转动连接，支撑滚轮508的中心轴线垂直于工件8的进给方向。

本实施例的辅助装夹组件5的工作原理为：释放工件8的过程中，驱动横梁7带动托板501上移，托板501上移的过程中，在第一滑槽503的下斜面和第二滑槽504顶面的作用下，推动夹持臂502的第一滑动销505沿着第一滑槽503移动至外侧，第二滑动销506沿着第二滑槽504移动至外侧，从而能够释放工件8。与此同时，支撑臂507随着托板501上移，支撑臂507顶端的支撑滚轮508与工件8的下表面接触，并将工件8顶起，有利于减小工件8进给的摩擦力。夹紧工件8的过程中，驱动横梁7带动托板501下移，支撑臂507顶端的支撑滚轮508与工件8的下表面脱离接触，两个夹持臂502的夹持爪部502a夹紧工件，具体过程与释放工件8的过程相反，不再赘述。

在一些实施例中，辅助装夹组件5为两个。两个辅助装夹组件5可以对称设置于主装夹组件3的两侧。驱动横梁7的一端与其中一个辅助装夹组件5中的托板501固定连接，驱动横梁7的另一端与另一个辅助装夹组件5中的托板501固定连接。驱动横梁7上移时能够推动主装夹组件3和两个辅助装夹组件5释放工件8；驱动横梁7下移时能够拉动主装夹组件3和两个辅助装夹组件5夹紧工件8。

在一些实施例中，参考图15所示，锁止复位驱动机构包括锁止销407、锁止弹簧408、支撑滑轮414和绳索411。锁止销407与壳体1可水平滑动连接，锁止销407的前端朝向于定位销钉406，定位销钉406上设有与锁止销407相配合的卡槽部406c。锁止弹簧408位于锁止销407的后端侧，锁止弹簧408的一端与壳体1连接、另一端与锁止销407的后端相抵，锁止弹簧408用于当定位销钉406下移至预定位置时推动锁止销407的前端卡入卡槽部406c内。支撑滑轮414与壳体1可转动连接。支撑滚轮508上设有绕线槽510。绳索411的一端与锁止销407的后端连接，绳索411的另一端与绕线槽510连接，绳索411绕过支撑滑轮414。

本实施例的锁止复位驱动机构的工作原理为：辅助装夹组件5中的支撑臂507将工件8顶起后，支撑滚轮508与工件8的下表面保持接触。工件8向左侧进给时，带动支撑滚轮508转动，支撑滚轮508上的绕线槽510缠绕绳索411的一端，进而绳索411的另一端拉动锁止销407后退释放定位销钉406。工件8进给至定位销钉406销入已加工的通孔中后，操作人员可以操作升降驱动件2使其带动驱动横梁7下移，从而辅助装夹组件5能够夹持工件8，支撑臂507顶端的支撑滚轮508与工件8的下表面脱离接触，在锁止弹簧408的弹性力作用下，锁止销407通过绳索411拉动支撑滚轮508转动，从而能够释放绳索411，为下一次锁紧定位销钉406做准备。

在另一些实施例中，参考图12至图14所示，锁止复位驱动机构包括锁止销407、锁止弹簧408、上滑轮409、下滑轮410和绳索411。锁止销407与壳体1可水平滑动连接，锁止销407的前端朝向于定位销钉406，定位销钉406上设有与锁止销407相配合的卡槽部406c；锁止弹簧408位于锁止销407的后端侧，锁止弹簧408的一端与壳体1连接、另一端与锁止销407的后端相抵，锁止弹簧408用于当定位销钉406下移至预定位置时推动锁止销407的前端卡入卡槽部406c内；上滑轮409、下滑轮410分别与壳体1可转动连接，上滑轮409位于驱动横梁7的上侧，下滑轮410位于驱动横梁7的下侧，绳索411的一端与锁止销407的后端连接，绳索411依次绕过上滑轮409和下滑轮410，绳索411的另一端与驱动横梁7连接。

本实施例的锁止复位驱动机构的工作原理为：本发明能够利用钻头601钻穿通孔后的行程触发定位销钉406下移。定位销钉406下移后，工件8失去了定位销钉406的阻挡从而能够进给。驱动横梁7上移时，一方面能够带动装夹单元释放工件8，另一方面还能够通过锁止复位驱动机构联动释放定位销钉406。锁止复位驱动机构的摩擦力能够延缓定位销钉406上移的速度，定位销钉406在复位弹簧的作用下缓慢向上移动，经过第一时间间隔完成复位动作。在第一时间间隔内操作人员手动或者通过进给机构将已加工的通孔从定位销钉406的上侧位置移开。定位销钉406的上端与工件8相抵，当工件8移动到下一个加工位置之后，定位销钉406自动穿入已加工的通孔，从而能把对工件8进行准确定位，进而能够省略部分或者全部划线工序而加工等间距孔。装夹工件8时，驱动横梁7下移，锁止销407在锁止弹簧408的弹性力作用下，其前端抵在定位销钉406的外侧表面，为下一次锁止动作做准备。

本实施例中，驱动横梁7能够驱动主装夹组件3、辅助装夹组件5和定位单元4协同工作，主装夹组件3和辅助装夹组件5释放工件8的同时，驱动横梁7能够通过绳索411释放定位销钉406，使定位销钉406能够复位，进而能够随着工件8的进给自动穿入已加工通孔中，联动性强，结构巧妙。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。