一种铝型材多面多钻头自动打孔机及铝型材打孔工艺的制作方法

本发明涉及铝型材加工行业，尤其涉及一种铝型材多面多钻头自动打孔机及铝型材打孔工艺。

背景技术：

铝型材从诞生之初就备受市场欢迎，和传统型材相比：1.相同体积下铝型材重量轻，易于搬运，长距离运输更省运费，只是强度和刚度较传统型材稍差一点；2.传统型材需要焊接，而且需要技术好的焊工，焊接产生的内应力导致架体变形，而铝型材不需要有技术的焊工，只需要几种连接件，普通工人也能很快的组装，在使用过程中也不易变形；3.铝型材外观漂亮，本身自带防腐效果，不像传统型材需要喷漆做防腐处理。根据以上特点，工业自动化大量运用铝型材作为设备架体材料。而铝型材也和传统型材一样，有时候需要进行机加工操作，打孔操作就是其中一种。传统打孔方式效率低下，已经满足不了日益增长的打孔需求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种铝型材多面多钻头自动打孔机，其不仅结构简单，而且能够快速实现铝型材多面打孔。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种铝型材多面多钻头自动打孔机，包括底座，所述底座的左右两端并排设有撑板，所述撑板的上端设有水平板；所述水平板的左右两侧均设有第一夹紧机构，两个第一夹紧机构用于实现铝型材的纵向定位；所述水平板上自左向右依次设有多个横向夹紧机构，所述横向夹紧机构用于实现铝型材在水平面内的横向定位；所述底座上沿水平板的长度方向并排设有两个滑道，两个滑道上滑动连接有第一滑块，每个滑道上均设有与第一滑块螺纹连接的第一丝杆，以及用于驱动第一丝杆转动的第一电机；所述第一滑块上沿垂直于水平板长度方向并排设有两个滑轨，两个滑轨上滑动连接有沿竖直方向设置的第二滑块，所述第一滑块上设有与第二滑块螺纹连接的第二丝杆，以及用于驱动第二丝杆转动的第二电机；所述第二滑块在朝向水平板的侧面沿竖直方向并排设有两个第一滑杆，两个第一滑杆之间滑动连接有延伸至水平板上方的u形架，所述第二滑块上设有与u形架螺纹连接的第三丝杆，以及用于驱动第三丝杆转动的第三电机；所述u形架内设有打孔攻丝机构。

通过上述技术方案，该铝型材多面多钻头自动打孔机在使用时，将铝型材放置在水平板上，控制两个第一夹紧机构将铝型材横向定位，并控制铝型材转至需要打孔的侧面朝向，接着控制横向加紧机构将铝型材夹紧并对中，然后控制第一电机、第二电机、第三电机将设置在u形架内的打孔攻丝机构送至铝型材正上方，接着控制打孔攻丝组件对铝型材多组同步打孔并多组同步攻丝。

进一步的，所述打孔攻丝机构包括转动连接的u形架一侧的第一侧板，以及转动连接在u形架另一侧的第二侧板，所述u形架上固定安装有用于驱动第一侧板转动的第一翻转电机；所述第一侧板和第二侧板之间沿水平板长度方向设有四个第二滑杆，四个第二滑杆上滑动连接有多个钻架，所述第一侧板和第二侧板之间沿第二滑杆的轴向固定设有穿过多个钻架的第四丝杆，每个钻架上均固定安装有第四电机，每个第四电机的输出轴上均固定安装有与第四丝杆螺纹连接的螺帽；第四电机带动螺帽转动时，带动钻架移动；

每个钻架内均设有第一安装槽，每个钻架的两侧沿垂直于第四丝杆方向分别延伸设有前凸块和后凸块，所述前凸块内沿第四丝杆的轴向设有前安装槽，所述后凸块内沿第四丝杆的轴向设有后安装槽；所述钻架内沿垂直于第四丝杆方向转动连接有前转轴，所述前转轴的一端位于前安装槽内、另一端位于后第一安装槽内，所述钻架内沿垂直于第四丝杆方向转动连接有后转轴，所述后转轴的一端位于后安装槽内、另一端位于后第一安装槽内，所述前转轴和后转轴同轴设置；所述第一侧板和第二侧板之间设有穿过每个第一安装槽的花键轴，所述第一侧板板上设有用于驱动花键轴转动的动力电机；每个第一安装槽内在花键轴上均设有第一锥齿轮，每个前转轴在位于第一安装槽内的一端均固定安装有与第一锥齿轮啮合的前锥齿轮，每个后转轴在位于第一安装槽内的一端均固定安装有与第一锥齿轮啮合的后锥齿轮；所述前凸块内设有与前转轴同轴设置的钻头，所述后凸块内设有与后转轴同轴设置的丝锥；所述钻架上设有用于控制钻头和前转轴连接或断开的前离合组件，以及用于控制丝锥和后转轴连接或断开的后离合组件。

通过上述技术方案，所述打孔攻丝机构工作时，先控制第一翻转电机带动位于第一侧板和第二侧板之间的钻架翻转，使得每个钻架上的沿竖直方向正对铝型材需要打孔的侧面；接着控制每个钻架上的第四电机带动螺帽转动，螺帽与第四丝杆螺纹连接进而带动与第四电机固定连接的钻架沿第二滑杆移动，从而实现打孔间隔距离的调节；然后控制动力电机带动花键轴转动，花键轴转动时带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮转动时带动与其啮合的前锥齿轮和后锥齿轮同步转动，前锥齿轮转动时带动前转轴转动，后锥齿轮转动时带动后转轴转动，接着控制前离合组件将前转轴和钻头连接，前转轴带动钻头转动，接着控制第三电机带动u形架向下运动对铝型材进行打孔，铝型材打完孔之后，控制第三电机带动u形架向上运动，控制第一翻转电机带动位于第一侧板和第二侧板之间的钻架翻转，并使得丝锥与钻孔处于同轴位置，然后控制前离合组件将钻头和前转轴断开，并控制后离合组件将后转轴和丝锥连接，后转轴带动丝锥转动，接着控制第三电机带动u形架向下运动对铝型材进行攻丝，从而完成对铝型材一次性进行多组钻孔和攻丝。

进一步的，所述前离合组件包括前传动套，所述前传动套位于前安装槽内，所述前传动套的一端与钻头位于前安装槽内的一端固定连接，所述前传动套的另一端设有套接在前转轴上的前挡块，所述前转轴在伸入前传动套内的一端设有前传动块，所述前传动块上设有前凹槽，所述前挡块上设有前凸起，在前转轴和钻头连接时，前凸起伸入前凹槽内，在前转轴和钻头断开时，前凸起脱离前凹槽；所述钻架的侧面设有前气缸，所述前气缸的伸缩端固定安装有与前传动套固定连接的前拨片；前气缸伸出时，前转轴和钻头连接，前气缸收缩时，前转轴和钻头断开；

所述后离合组件包括后传动套，所述后传动套位于后安装槽内，所述后传动套的一端与丝锥位于后安装槽内的一端固定连接，所述后传动套的另一端设有套接在后转轴上的后挡块，所述后转轴在伸入后传动套内的一端设有后传动块，所述后传动块上设有后凹槽，所述后挡块上设有后凸起，在后转轴和丝锥连接时，后凸起伸入后凹槽内，在后转轴和丝锥断开时，后凸起脱离后凹槽；所述钻架的侧面设有后气缸，所述后气缸的伸缩端固定安装有与后传动套固定连接的后拨片；后气缸伸出时，后转轴和丝锥连接，后气缸收缩时，后转轴和丝锥断开。

进一步的，所述第一夹紧机构包括固定安装在水平板一端的夹紧座，所述夹紧座上并排设有两个第三滑杆，两个第三滑杆之间滑动连接有夹紧块，所述夹紧座上设有与夹紧块螺纹连接的第一夹紧丝杆，以及用于驱动第一夹紧丝杆转动的第一夹紧电机；所述夹紧块沿水平板长度方向滑动连接有两个第四滑杆，两个第四滑杆之间设有竖直板，且所述竖直板位于水平板上方，所述竖直板上固定安装有沿第四滑杆方向设置且穿过夹紧块的第二夹紧丝杆，所述夹紧块上固定安装有第二夹紧电机，所述第二夹紧电机的输出轴上固定设有与第二夹紧丝杆螺纹连接的螺帽；所述竖直板上设有固定设有第二翻转电机，所述第二翻转电机的输出轴上固定安装有与竖直板平行的翻转夹板。

通过上述技术方案，第一夹紧机构工作时，控制第一夹紧电机转动进而调节夹紧块在竖直方向上的高度，控制第二夹紧电机转动进而控制竖直板沿水平板的长度方向进行移动实现夹紧，控制第二翻转电机带动翻转夹板转动，从而实现铝型材的翻转。

进一步的，所述横向夹紧机构包括滑动连接在水平板上的夹具框，所述夹具框在水平板的一侧滑动连接第一夹臂、另一侧滑动连接有第二夹臂；所述夹具框的下端设有夹具电机，所述夹具电机的输出轴上固定安装有夹具转板，所述夹具转板的一端通过第一连杆与第一夹臂连接、另一端通过第二连杆与第二夹臂连接，所述夹具电机转动时，带动第一夹臂和第二夹臂同步运动。

通过上述技术方案，横向夹紧机构夹紧时，控制夹具电机带动夹具转板转动，夹具转板转动时通过第一连杆拉动第一夹臂向靠近第二夹臂方向运动，同时通过第二连杆拉动第二夹臂向靠近第一夹臂方向运动，从而实现横向夹紧机构的夹紧动作；横向夹紧机构松开时，控制夹具电机带动夹具转板反向转动，夹具转板反向转动时通过第一连杆推动第一夹臂向远离第二夹臂方向运动，同时通过第二连杆推动第二夹臂向远离第一夹臂方向运动，从而实现横向夹紧机构的松开动作。

进一步的，所述水平板内设有第二安装槽，所述水平板在第二安装槽的底部设有方形槽口，所述水平板的前后侧面分别设有与第一安装槽连通的前滑槽和后滑槽，所述第二安装槽内滑动连接有伸入前滑槽内的前挡板和伸入后滑槽内的后挡板；所述第二安装槽的左右两侧均设有正反丝杆，以及用于驱动正反丝杆转动的开合电机，所述正反丝杆的正螺纹段与前挡板螺纹连接，所述正反丝杆的反螺纹段与后挡板螺纹连接。

通过上述技术方案，在对铝型材进行打孔和攻丝时，控制开合电机带动正反丝杆转动，正反丝杆转动时通过正螺纹段与前挡板的配合以及反螺纹段与后挡板的配合，使得前挡板和后挡板相向运动，以便于对铝型材进行支撑；在对铝型材进行打孔和攻丝完毕后，控制开合电机带动正反丝杆反向转动，正反丝杆转动时通过正螺纹段与前挡板的配合以及反螺纹段与后挡板的配合，使得前挡板和后挡板背向运动，以便于将前挡板和后挡板上的金属屑从方形槽口清理到水平板下方。

此外，本发明还提供了一种铝型材打孔工艺，所述铝型材打孔工艺使用上述的铝型材多面多钻头自动打孔机，包括以下步骤：

步骤一，控制开合电机带动正反丝杆转动，正反丝杆转动时通过正螺纹段与前挡板的配合以及反螺纹段与后挡板的配合，使得前挡板和后挡板相向运动，挡在方形槽口上；

步骤二，将铝型材放置在前挡板和后挡板上，控制两个第一夹紧机构将铝型材横向定位，并控制铝型材转至需要打孔的侧面朝向；

步骤三，控制横向加紧机构将铝型材夹紧并对中；

步骤四，控制第一电机、第二电机、第三电机将设置在u形架内的打孔攻丝机构送至铝型材正上方；

步骤五，控制打孔攻丝组件对铝型材多组同步打孔并多组同步攻丝；

步骤六，在步骤五完成之后取下铝型材，控制开合电机带动正反丝杆反向转动，正反丝杆转动时通过正螺纹段与前挡板的配合以及反螺纹段与后挡板的配合，使得前挡板和后挡板背向运动，以便于将前挡板和后挡板上的金属屑从方形槽口清理到水平板下方。

有益效果

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明通过两个第一夹紧机构将铝型材横向定位，并控制铝型材转至需要打孔的侧面朝向，通过横向加紧机构将铝型材夹紧并对中，通过第一电机、第二电机、第三电机的转动将设置在u形架内的打孔攻丝机构送至铝型材正上方，通过打孔攻丝组件对铝型材多组同步打孔并多组同步攻丝；另外，控制每个钻架上的第四电机带动螺帽转动，螺帽与第四丝杆螺纹连接进而带动与第四电机固定连接的钻架沿第二滑杆移动，从而实现打孔间隔距离的调节；本发明能够实现铝型材一次性多组的打孔和攻丝，大大节约了人力的投入，提高了加工效率，而且打孔和攻丝的质量统一。

附图说明

图1-2为本发明的立体图；

图3为本发明中第二滑块与u形架的配合结构图；

图4为本发明中打孔攻丝机构的结构图；

图5-7为本发明中钻架装配结构图；

图8为图7中a处的放大结构示意图；

图9为图7中b处的放大结构示意图；

图10-11为本发明中第一夹紧机构的结构图；

图12-13为本发明中横向夹紧机构的结构图；

图14-15为本发明中水平板与前挡板和后挡板配合的结构图；

图16-17为本发明中底座的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1-17所示一种铝型材多面多钻头自动打孔机，包括底座1，所述底座1的左右两端并排设有撑板2，所述撑板2的上端设有水平板3；所述水平板3的左右两侧均设有第一夹紧机构4，两个第一夹紧机构4用于实现铝型材的纵向定位；所述水平板3上自左向右依次设有多个横向夹紧机构5，所述横向夹紧机构5用于实现铝型材在水平面内的横向定位；所述底座1上沿水平板3的长度方向并排设有两个滑道16，两个滑道16上滑动连接有第一滑块7，每个滑道16上均设有与第一滑块7螺纹连接的第一丝杆8，以及用于驱动第一丝杆8转动的第一电机9；所述第一滑块7上沿垂直于水平板3长度方向并排设有两个滑轨10，两个滑轨10上滑动连接有沿竖直方向设置的第二滑块11，所述第一滑块7上设有与第二滑块11螺纹连接的第二丝杆12，以及用于驱动第二丝杆12转动的第二电机13；所述第二滑块11在朝向水平板3的侧面沿竖直方向并排设有两个第一滑杆14，两个第一滑杆14之间滑动连接有延伸至水平板3上方的u形架15，所述第二滑块11上设有与u形架15螺纹连接的第三丝杆16，以及用于驱动第三丝杆16转动的第三电机17；所述u形架15内设有打孔攻丝机构6。

所述打孔攻丝机构6包括转动连接的u形架15一侧的第一侧板61，以及转动连接在u形架15另一侧的第二侧板62，所述u形架15上固定安装有用于驱动第一侧板61转动的第一翻转电机63；所述第一侧板61和第二侧板62之间沿水平板3长度方向设有四个第二滑杆64，四个第二滑杆64上滑动连接有多个钻架65，所述第一侧板61和第二侧板62之间沿第二滑杆64的轴向固定设有穿过多个钻架65的第四丝杆66，每个钻架65上均固定安装有第四电机67，每个第四电机67的输出轴上均固定安装有与第四丝杆66螺纹连接的螺帽(图中均为示出)；第四电机67带动螺帽转动时，带动钻架65移动。

每个钻架65内均设有第一安装槽6a，每个钻架65的两侧沿垂直于第四丝杆66方向分别延伸设有前凸块6b和后凸块6c，所述前凸块6b内沿第四丝杆66的轴向设有前安装槽6b1，所述后凸块6c内沿第四丝杆66的轴向设有后安装槽6c1；所述钻架65内沿垂直于第四丝杆66方向转动连接有前转轴6d，所述前转轴6d的一端位于前安装槽6b1内、另一端位于后第一安装槽6a内，所述钻架65内沿垂直于第四丝杆66方向转动连接有后转轴6e，所述后转轴6e的一端位于后安装槽6c1内、另一端位于后第一安装槽6a内，所述前转轴6d和后转轴6e同轴设置；所述第一侧板61和第二侧板62之间设有穿过每个第一安装槽6a的花键轴6f，所述第一侧板61板上设有用于驱动花键轴6f转动的动力电机6g；每个第一安装槽6a内在花键轴6f上均设有第一锥齿轮6h，每个前转轴6d在位于第一安装槽6a内的一端均固定安装有与第一锥齿轮6h啮合的前锥齿轮6i，每个后转轴6e在位于第一安装槽6a内的一端均固定安装有与第一锥齿轮6h啮合的后锥齿轮6j；所述前凸块6b内设有与前转轴6d同轴设置的钻头6k，所述后凸块6c内设有与后转轴6e同轴设置的丝锥6m；所述钻架65上设有用于控制钻头6k和前转轴6d连接或断开的前离合组件，以及用于控制丝锥6m和后转轴6e连接或断开的后离合组件。

所述前离合组件包括前传动套6n，所述前传动套6n位于前安装槽6b1内，所述前传动套6n的一端与钻头6k位于前安装槽6b1内的一端固定连接，所述前传动套6n的另一端设有套接在前转轴6d上的前挡块6n1，所述前转轴6d在伸入前传动套6n内的一端设有前传动块6d1，所述前传动块6d1上设有前凹槽6d2，所述前挡块6n1上设有前凸起6n2，在前转轴6d和钻头6k连接时，前凸起6n2伸入前凹槽6d2内，在前转轴6d和钻头6k断开时，前凸起6n2脱离前凹槽6d2；所述钻架65的侧面设有前气缸651，所述前气缸651的伸缩端固定安装有与前传动套6n固定连接的前拨片652；前气缸651伸出时，前转轴6d和钻头6k连接，前气缸651收缩时，前转轴6d和钻头6k断开。

所述后离合组件包括后传动套6p，所述后传动套6p位于后安装槽6c1内，所述后传动套6p的一端与丝锥6m位于后安装槽6c1内的一端固定连接，所述后传动套6p的另一端设有套接在后转轴6e上的后挡块6p1，所述后转轴6e在伸入后传动套6p内的一端设有后传动块6e1，所述后传动块6e1上设有后凹槽6e2，所述后挡块6p1上设有后凸起6p2，在后转轴6e和丝锥6m连接时，后凸起6p2伸入后凹槽6e2内，在后转轴6e和丝锥6m断开时，后凸起6p2脱离后凹槽6e2；所述钻架65的侧面设有后气缸653，所述后气缸653的伸缩端固定安装有与后传动套6p固定连接的后拨片654；后气缸653伸出时，后转轴6e和丝锥6m连接，后气缸653收缩时，后转轴6e和丝锥6m断开。

所述第一夹紧机构4包括固定安装在水平板3一端的夹紧座41，所述夹紧座41上并排设有两个第三滑杆42，两个第三滑杆42之间滑动连接有夹紧块43，所述夹紧座41上设有与夹紧块43螺纹连接的第一夹紧丝杆44，以及用于驱动第一夹紧丝杆44转动的第一夹紧电机45；所述夹紧块43沿水平板3长度方向滑动连接有两个第四滑杆46，两个第四滑杆46之间设有竖直板47，且所述竖直板47位于水平板3上方，所述竖直板47上固定安装有沿第四滑杆46方向设置且穿过夹紧块43的第二夹紧丝杆48，所述夹紧块43上固定安装有第二夹紧电机49，所述第二夹紧电机49的输出轴上固定设有与第二夹紧丝杆48螺纹连接的螺帽(图中均为示出)；所述竖直板47上设有固定设有第二翻转电机4a，所述第二翻转电机4a的输出轴上固定安装有与竖直板47平行的翻转夹板4b。

所述横向夹紧机构5包括滑动连接在水平板3上的夹具框51，所述夹具框51在水平板3的一侧滑动连接第一夹臂52、另一侧滑动连接有第二夹臂53；所述夹具框51的下端设有夹具电机54，所述夹具电机54的输出轴上固定安装有夹具转板55，所述夹具转板55的一端通过第一连杆56与第一夹臂52连接、另一端通过第二连杆57与第二夹臂53连接，所述夹具电机54转动时，带动第一夹臂52和第二夹臂53同步运动。

所述水平板3内设有第二安装槽31，所述水平板3在第二安装槽31的底部设有方形槽口32，所述水平板3的前后侧面分别设有与第一安装槽6a连通的前滑槽33和后滑槽34，所述第二安装槽31内滑动连接有伸入前滑槽33内的前挡板35和伸入后滑槽34内的后挡板36；所述第二安装槽31的左右两侧均设有正反丝杆37，以及用于驱动正反丝杆37转动的开合电机38，所述正反丝杆37的正螺纹段与前挡板35螺纹连接，所述正反丝杆37的反螺纹段与后挡板36螺纹连接。

此外，本发明还提供了一种铝型材打孔工艺，所述铝型材打孔工艺使用上述的铝型材多面多钻头6k自动打孔机，包括以下步骤：

步骤一，控制开合电机38带动正反丝杆37转动，正反丝杆37转动时通过正螺纹段与前挡板35的配合以及反螺纹段与后挡板36的配合，使得前挡板35和后挡板36相向运动，挡在方形槽口32上；

步骤二，将铝型材放置在前挡板35和后挡板36上，控制两个第一夹紧机构4将铝型材横向定位，并控制铝型材转至需要打孔的侧面朝向；

步骤三，控制横向加紧机构将铝型材夹紧并对中；

步骤四，控制第一电机9、第二电机13、第三电机17将设置在u形架15内的打孔攻丝机构6送至铝型材正上方；

步骤五，控制打孔攻丝组件对铝型材多组同步打孔并多组同步攻丝；

步骤六，在步骤五完成之后取下铝型材，控制开合电机38带动正反丝杆37反向转动，正反丝杆37转动时通过正螺纹段与前挡板35的配合以及反螺纹段与后挡板36的配合，使得前挡板35和后挡板36背向运动，以便于将前挡板35和后挡板36上的金属屑从方形槽口32清理到水平板3下方。

上述步骤中所述打孔攻丝机构6工作时，先控制第一翻转电机63带动位于第一侧板61和第二侧板62之间的钻架65翻转，使得每个钻架65上的沿竖直方向正对铝型材需要打孔的侧面；接着控制每个钻架65上的第四电机67带动螺帽转动，螺帽与第四丝杆66螺纹连接进而带动与第四电机67固定连接的钻架65沿第二滑杆64移动，从而实现打孔间隔距离的调节；然后控制动力电机6g带动花键轴6f转动，花键轴6f转动时带动第一锥齿轮6h转动，第一锥齿轮6h转动时带动与其啮合的前锥齿轮6i和后锥齿轮6j同步转动，前锥齿轮6i转动时带动前转轴6d转动，后锥齿轮6j转动时带动后转轴6e转动，接着控制前离合组件将前转轴6d和钻头6k连接，前转轴6d带动钻头6k转动，接着控制第三电机17带动u形架15向下运动对铝型材进行打孔，铝型材打完孔之后，控制第三电机17带动u形架15向上运动，控制第一翻转电机63带动位于第一侧板61和第二侧板62之间的钻架65翻转，并使得丝锥6m与钻孔处于同轴位置，然后控制前离合组件将钻头6k和前转轴6d断开，并控制后离合组件将后转轴6e和丝锥6m连接，后转轴6e带动丝锥6m转动，接着控制第三电机17带动u形架15向下运动对铝型材进行攻丝，从而完成对铝型材一次性进行多组钻孔和攻丝。

上述步骤中第一夹紧机构4工作时，控制第一夹紧电机45转动进而调节夹紧块43在竖直方向上的高度，控制第二夹紧电机49转动进而控制竖直板47沿水平板3的长度方向进行移动实现夹紧，控制第二翻转电机4a带动翻转夹板4b转动，从而实现铝型材的翻转。

上述步骤中横向夹紧机构5夹紧时，控制夹具电机54带动夹具转板55转动，夹具转板55转动时通过第一连杆56拉动第一夹臂52向靠近第二夹臂53方向运动，同时通过第二连杆57拉动第二夹臂53向靠近第一夹臂52方向运动，从而实现横向夹紧机构5的夹紧动作；横向夹紧机构5松开时，控制夹具电机54带动夹具转板55反向转动，夹具转板55反向转动时通过第一连杆56推动第一夹臂52向远离第二夹臂53方向运动，同时通过第二连杆57推动第二夹臂53向远离第一夹臂52方向运动，从而实现横向夹紧机构5的松开动作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。