阶梯孔钻具、钻孔系统及钻孔方法与流程

1.本发明涉及设备钻孔技术领域，尤其是涉及一种阶梯孔钻具、钻孔系统及钻孔方法。


背景技术：

2.现有阶梯钻普遍设计是前端为小直径钻头段，中间为大直径钻头段，后段为传动段，使用时需使小直径钻头段与既定孔保持同轴，但是若小直径钻头段发生磨损，可能导致小直径钻头段与既定孔无法保持同轴，导致扩孔段与原有通孔不同轴，影响阶梯孔成型的精度。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种阶梯孔钻具、钻孔系统及钻孔方法，以解决上述现有技术存在的问题，保障阶梯孔的成型精度。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.本发明提供一种阶梯孔钻具，包括钻具本体，所述钻具本体一端包括同轴依次固定连接的定位段和扩孔段，所述定位段周面不具有钻刃，且所述定位段用于伸入法兰盘的既定孔内，并与所述既定孔配合保持同轴；所述扩孔段的周面上具有钻刃，且所述扩孔段的直径用于与成型阶梯孔的大径段直径相同；且所述钻具本体背离所述定位段的一端用于与钻孔设备的夹头固定连接。
6.优选地，所述钻具本体还包括同轴依次固定连接的止位段和传动段，且所述止位段与所述扩孔段背离所述定位段的一端固定连接并同轴；所述扩孔段的轴向尺寸用于与所述成型阶梯孔的大径段的轴向尺寸相同，所述止位段周面不具有钻刃，且所述止位段的直径大于所述扩孔段的直径，且所述止位段的周面用于与所述法兰盘的直壁具有间隙；所述传动段背离所述止位段的一端用于与所述钻孔设备的夹头固定连接。
7.优选地，所述传动段背离所述止位段的一端用于沿轴向超出于筒体的侧端并与所述钻孔设备的夹头固定连接；所述传动段包括夹持头和延长杆，所述夹持头一端与所述止位段固定连接，另一端与所述延长杆形成能够拆卸地固定连接，所述延长杆背离所述夹持头的一端用于超出于所述筒体的侧端并与所述钻孔设备的夹头固定连接。
8.优选地，所述夹持头采用莫氏锥柄，所述延长杆采用莫氏锥柄套。
9.优选地，所述夹持头与所述延长杆螺纹连接。
10.优选地，所述扩孔段的钻刃表面镀有耐磨涂层。
11.本发明还提供一种钻孔系统，包括钻孔设备和如上所述的阶梯孔钻具；所述钻孔设备用于设置于筒体上的法兰盘的一侧，所述钻孔设备的夹头与所述阶梯孔钻具背离定位段的一端固定连接，且所述定位段用于伸入所述法兰盘的既定孔内。
12.优选地，还包括机架，所述机架用于设置于所述筒体的一侧，所述钻孔设备与所述机架固定连接。
13.本发明还提供一种使用上述钻孔系统的钻孔方法，包括以下步骤：将阶梯孔钻具与钻孔设备的夹头固定连接；将定位段从法兰盘的直壁一侧伸入至既定孔内；开启所述钻孔设备驱动所述阶梯孔钻具旋转对所述既定孔进行扩孔；将所述阶梯孔钻具从所述既定孔中移出。
14.优选地，还包括步骤：从所述法兰盘的直壁一侧对所述法兰盘进行开孔形成所述既定孔；或；从背离所述法兰盘的直壁的一侧对所述法兰盘进行开孔形成所述既定孔。
15.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
16.本发明提供的阶梯孔钻具，在使用时，能够通过定位段与既定孔的同轴配合，实现对整个钻具的定位，且定位段周面上不具有钻刃，即在钻孔设备驱动扩孔段扩孔的过程中，定位段与既定孔之间不会发生磨削，始终保持同轴，如此扩孔段与既定孔也始终保持同轴，保障成型的阶梯孔精度。
17.本发明提供的钻孔系统，钻孔设备驱动扩孔段扩孔的过程中，定位段与既定孔之间不会发生磨削，始终保持同轴，如此扩孔段与既定孔也始终保持同轴，保障成型的阶梯孔精度。
18.本发明提供的钻孔方法，能够实现阶梯孔钻具的定位，保障成型的阶梯孔精度。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为实施例一提供的阶梯孔钻具的结构示意图；
21.图2为实施例二提供的钻孔系统的使用状态示意图；
22.图3为图2中阶梯孔钻具和法兰盘配合处结构的放大示意图。
23.图标：1-钻孔系统；10-钻孔设备；20-阶梯孔钻具；21-钻具本体；211-定位段；212-扩孔段；213-止位段；214-传动段；2141-夹持头；2142-延长杆；30-机架；4-筒体；41-既定孔；42-法兰盘。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.本发明的目的是提供一种阶梯孔钻具、钻孔系统及钻孔方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高阶梯孔的成型精度，便于实现扩孔深度的控制。
26.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
27.实施例一
28.本发明提供一种阶梯孔钻具20，请参见图1和图3，包括钻具本体21，钻具本体21一
端包括同轴依次固定连接的定位段211和扩孔段212，定位段211周面不具有钻刃，且定位段211用于伸入法兰盘42的既定孔41内，并与既定孔41配合保持同轴；扩孔段212的周面上具有钻刃，且扩孔段212的直径用于与成型阶梯孔的大径段直径相同；且钻具本体21背离定位段211的一端用于与钻孔设备10的夹头固定连接。
29.在使用时，能够通过定位段211与既定孔41的同轴配合，实现对整个钻具的定位，且定位段211周面上不具有钻刃，即在钻孔设备10驱动扩孔段212扩孔的过程中，定位段211与既定孔41之间不会发生磨削，始终保持同轴，如此扩孔段212与既定孔41也始终保持同轴，保障成型的阶梯孔精度。
30.具体地，使定位段211的直径略小于既定孔41的直径并与既定孔41间隙配合，如此定位段211能够嵌入至既定孔41，使同轴度满足阶梯孔成型要求，也不影响定位段211在既定孔41内旋转。
31.本实施例的可选方案中，较为优选地，钻具本体21还包括同轴依次固定连接的止位段213和传动段214，且止位段213与扩孔段212背离定位段211的一端固定连接并同轴；扩孔段212的轴向尺寸用于与成型阶梯孔的大径段的轴向尺寸相同，止位段213周面不具有钻刃，且止位段213的直径大于扩孔段212的直径，且止位段213的周面用于与法兰盘42的直壁具有间隙，不影响整个钻具的旋转；传动段214背离止位段213的一端用于与钻孔设备10的夹头固定连接。
32.扩孔段212的直径和轴向尺寸与成型阶梯孔的大径端的直径和轴向尺寸相同，且止位段213的直径大于扩孔段212的直径，因此扩孔段212刚好达到扩孔深度时，止位段213与法兰盘42接触进行止位，止位段213也不具有钻刃，因此止位段213不会进一步进行扩孔，相比于现有技术中通过读取刻度或程序控制的方法，便于实现扩孔深度的控制。
33.此外，考虑到光伏行业单晶硅炉用外导流筒和内导流筒的法兰通过螺栓连接，要求螺母沉入导流筒的法兰面，因此螺栓孔需设置为阶梯孔，可实现安装平稳和气体良好密封；同时，为最大幅度节约炉内空间，外导流筒法兰盘42直径较窄，因此阶梯孔的位置贴近法兰盘42的直壁，如图2所示，但是现有钻孔设备10主要有立式钻床、摇臂钻床、手电钻等，这些设备均采用夹头对阶梯钻头进行夹紧并对既定孔41即法兰盘42上的原有通孔进行扩孔加工，但是由于钻孔设备的夹头直径普遍较大，导致夹头与筒体41壁面接触时，阶梯钻头无法对准既定孔41，因此无法对既定孔41进行阶梯钻孔，即无法直接适用于阶梯孔的边缘离法兰盘42的直壁很近的阶梯孔的加工；因此本实施例的可选方案中，较为优选地，传动段214背离止位段213的一端能够沿轴向超出于筒体4的侧端并与钻孔设备10的夹头固定连接，如此钻孔设备10的夹头不必贴近筒体4壁面或法兰盘42的直壁，钻孔设备10通过驱动传动段213旋转，进而带动止位段213、扩孔段212和定位段211同步旋转实现阶梯孔的成型。
34.进一步地，传动段214包括夹持头2141和延长杆2142，夹持头2141一端与止位段213固定连接，另一端与延长杆2142形成能够拆卸地固定连接，延长杆2142背离夹持头2141的一端用于超出于筒体4的侧端并与钻孔设备10的夹头固定连接；如此当某一部分发生磨损需要更换时，无需更换整个钻具，只需更换止位段213、扩孔段212和定位段211或者传动段214即可，便于安装更换，节省成本。
35.具体地，止位段213和传动段214的直径在不影响整个钻具定位和使用寿命的前提下，根据实际需求进行确定；传动段214长度根据筒体4的轴向尺寸进行确定，能够伸出于筒
体4一侧端与钻孔设备10进行配合即可。
36.进一步地，关于传动段214的具体结构，可采用莫氏锥柄和莫氏锥柄套配合；或者夹持头2141和延长杆2142采用螺纹连接的方式，具体采用反向螺纹配合，避免延长杆2142带动夹持头2141转动的过程中发生脱离；此外需要说明的是，传动段214的具体结构并非仅限于上述两种，只要能够实现可拆卸连接，并能够同步旋转即可。
37.本实施例的可选方案中，较为优选地，扩孔段212的钻刃表面镀有耐磨涂层，保证使用寿命。
38.进一步地，钻具本体21采用金属材质，具体地，可为碳钢、高速钢或硬质合金钢等材质，保证使用寿命。
39.实施例二
40.本实施例提供一种钻孔系统1，请参见图2，包括钻孔设备10和实施例一提供的阶梯孔钻具20；钻孔设备10用于设置于筒体4上的法兰盘42的一侧，钻孔设备10的夹头与阶梯孔钻具20背离定位段211的一端固定连接，且定位段211用于伸入法兰盘42的既定孔41内；钻孔设备10驱动扩孔段212扩孔的过程中，定位段211与既定孔41之间不会发生磨削，始终保持同轴，如此扩孔段212与既定孔41也始终保持同轴，保障成型的阶梯孔精度。
41.进一步地，阶梯孔钻具20的传动段214一端能够超出于筒体4的侧端，因此钻孔设备10的夹头不必贴近筒体10壁面或法兰盘42的直壁，钻孔设备10通过驱动阶梯孔钻具20旋转实现阶梯孔的成型。
42.本实施例的可选方案中，较为优选地，本实施例提供的钻孔系统1还包括机架30，机架30用于设置于筒体4的一侧，钻孔设备10与机架30固定连接，设置机架30便于钻孔设备10的安装布置。
43.实施例三
44.本实施例提供一种使用实施例二提供的钻孔系统的钻孔方法，包括以下步骤：1.将传动段214与钻孔设备10的夹头固定连接，实现钻孔设备10和钻具的连接；2.将定位段211从法兰盘42的直壁一侧伸入至既定孔41内，实现整个钻具的定位；3.开启钻孔设备10驱动对阶梯孔钻具20旋转对既定孔41进行扩孔，直至止位段213与法兰盘42接触，关闭钻孔设备10，实现扩孔深度的控制；4.将阶梯孔钻具20从既定孔41中移出，完成该位置阶梯孔的成型；继续对其他既定孔41按照上述步骤进行扩孔即可。
45.其中步骤1和步骤2可调换顺序，先进行钻具定位段211和既定孔41的定位，然后再与钻孔设备10连接。
46.本实施例的可选方案中，较为优选地，还包括步骤：从法兰盘42的直壁一侧(即图2中从上外下)对法兰盘42进行开孔形成既定孔41，只需更换加长钻具与钻孔设备10连接实现既定孔41的加工即可，如此无需对筒体4进行翻面；或；从背离法兰盘42的直壁的一侧(图2中从下往上)对法兰盘42进行开孔形成既定孔41，只需更换加长钻具与钻孔设备10连接实现既定孔41的加工即可。
47.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。