一种高精度加工的钻孔装置

1.本发明属于钻孔装置技术领域，特别涉及一种高精度加工的钻孔装置。


背景技术：

2.机械加工领域经常会用到钻孔装置，钻孔装置主要是通过钻头对板件、管件或是其它异形件等进行去除材料性加工，最后加工成通孔或是盲孔。
3.目前现有的钻孔装置是通过电机带动转头转动，再通过人力方式带动钻头推进，以实现对工件钻孔，因此现有技术中存在的问题：通过人力推进钻头进行钻孔的方式，操作劳动强度大，容易造成劳累，且通过人工推进钻头实现进给的方式容易导致进给速度不均匀，造成孔表面粗造度不一致，进而造成孔表面精度差。
4.实新型内容
5.本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种高精度加工的钻孔装置，有效解决了现有技术中的钻孔装置通过人力推进钻头进行钻孔，操作劳动强度大，且容易导致进给速度不均匀，造成孔表面精度差等问题。
6.本发明所采用的技术方案：
7.一种高精度加工的钻孔装置，包括底座、减速器和u形支架，所述底座上设置有丝杆和导向组件，所述丝杆上螺纹套设有第一套筒，所述第一套筒顶部上设置有升降架并与之转动连接，所述升降架上穿设有转轴，所述转轴两端分别设置有第一被动摩擦轮和钻头夹，所述减速器设置在所述升降架底部上，且其输入轴穿过所述升降架并设置有第二被动摩擦轮，所述减速器的输出轴通过传动组件与第一套筒连接，所述u形支架设置在所述升降架顶部上，所述u形支架顶部上设置有补偿组件，所述u形支架两侧均设置有第一滑槽，所述u形支架内设置有支撑板，所述补偿装置与所述支撑板顶部连接，所述支撑板两侧均设置有滑块，所述滑块设置在所述第一滑槽内并与之相配合，所述支撑板底部上设置有支座，所述支座上设置有电机和伸缩轴，所述电机的输出轴上设置有主动锥齿轮，所述伸缩轴中部上设置有被动锥齿轮，所述被动锥齿轮与所述主动锥齿轮啮合，所述伸缩轴两端分别设置有第一主动摩擦轮和第二主动摩擦轮，所述第一主动摩擦轮和第二主动摩擦轮分别与所述第一被动摩擦轮和第二被动摩擦轮抵接。
8.进一步的，所述导向组件包括导杆，所述导杆设置在所述底座上并与所述丝杆平行，所述导杆的顶部穿过所述升降架并与之滑动连接。
9.进一步的，所述传动组件包括主动链轮和被动链轮，所述主动链轮设置在所述减速器的输出轴上，所述被动链轮设置在所述第一套筒的底部上，所述主动链轮通过链条与所述被动链轮连接。
10.进一步的，所述补偿组件包括螺栓、弹簧和第二套筒，所述螺栓螺纹穿设于所述u形支架顶部上，所述螺栓中部上设置有限位环，所述第一套筒设置在所述支撑板的顶部上并与所述螺栓相对齐，所述弹簧一端套设于所述螺栓上并与所述限位环抵接，另一端设置在所述第一套筒内并与所述支撑板顶部抵接。
11.进一步的，所述伸缩轴包括内套筒、外套筒和第一螺杆，所述内套筒横截面为非圆形，所述内套筒一侧滑动设置在所述外套筒内，所述第二主动摩擦轮设置在所述内套筒另一侧，所述外套筒端部上设置有轴承座，所述第一螺杆一侧设置在所述内套筒内并与之螺纹连接，另一侧穿过所述轴承座与之轴承连接，所述第一螺杆端部上设置有第一扭转部，所述第一螺杆上设置有锁紧螺母并与之螺纹连接，所述锁紧螺母位于所述轴承座与第一扭转部之间。
12.进一步的，所述支撑板底部上设置有第二滑槽，所述支座顶部滑动设置在所述第二滑槽内，所述支座顶部螺纹穿设有第二螺杆，所述第二螺杆端部穿过所述第二滑槽侧壁并与之轴承连接，所述第二螺杆端部上设置有第二扭转部。
13.进一步的，所述升降架底部上设置有嘴头，所述底座上设置有水箱和缸体，所述缸体底部设置有进水管和出水软管，所述进水管与所述水箱连接，所述出水软管与所述喷嘴连接，所述进水管和出水管上分别设置有进水单向阀和出水单向阀，所述缸体内设置有活塞，所述活塞上设置有活塞杆，所述活塞杆与所述升降架连接。
14.进一步的，所述底座上设置有钻孔平台，所述钻孔平台上设置有行程开关，所述缸体上设置有启停开关和控制器，所述控制器分别与所述电机、行程开关、启停开关电性连接。
15.进一步的，所述钻孔平台上设置有第三套筒，所述第三套筒内螺纹设置有第三螺杆，所述第三螺杆顶部延伸出所述第三套筒，所述行程开关设置在所述第三螺杆的顶部上。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17.1、电机通过第一主动摩擦轮、第一被动摩擦轮和转轴带动钻头夹转动，同时电机通过第二主动摩擦轮、第二被动摩擦轮、减速器和传动组件带动第一套筒在丝杆上螺纹转动，第一套筒通过升降架带动钻头夹均匀给进，不需要人力推进钻头实现进给，有效降低了劳动强度，保证孔表面粗糙度的一致性，提高孔表面精度，且利用摩擦轮传动具有过载保护功能，有效避免钻头卡死导致电机损坏的问题。
18.2、利用补偿组件的设计，通过扭转螺栓使得螺栓在u形支架上螺纹转动，使得限位环压向弹簧，弹簧作用力通过支撑板、支座和伸缩轴作用于第一主动摩擦轮和第二主动摩擦轮，保证第一主动摩擦轮和第二主动摩擦轮分别与第二被动摩擦轮和第二被动摩擦轮良好抵接，摩擦轮有正常磨损后，不需要频繁调节摩擦轮，利用弹簧的弹力带动支撑板在u形支架上滑动，进而对摩擦轮进行补偿，提高摩擦轮的利用率和工作效率。
19.3、利用伸缩轴的设计，通过转动第一螺杆，第一螺杆带动内套筒在外套筒内滑动，使得内套筒带动第二主动摩擦轮在第二被动摩擦轮端面上滑动，实现进给速度的调节，使进给速度适用于不同材料的工件需求，扩大适用范围，增加适用性。
20.4、利用第二滑槽、u形支架和底座的配合设计，通过第二螺杆带动支座在第二滑槽内滑动，支座通过外套筒带动第一主动摩擦轮在第一被动摩擦轮端面上滑动，实现切削速度的调节，通过对切削速度和进给速度相配合调节，使钻孔设置满足于各种材料工件和孔径的需要，进一步增加钻孔装置的适用性，且有利于降低孔表面整体粗糙度，提高孔表面精度，提升加工质量。
21.5、通过升降架和缸体的配合设计，在钻孔时，利用升降架带动活塞在缸体内滑动，使喷嘴向工件和钻头连续喷洒切削液实现冷却和润滑，有效减少钻头的摩损，提高钻头使
用寿命，且有效避免由于工件温度升高导致其尺寸变化而影响孔精度的问题。
22.6、通过打开启停开关，启停开关向控制器发出信号，控制器控制电机转动，使得升降架下降进行钻孔，升降架触碰行程开关后，控制器收到行程开关信号并控制电机反转使升降架上升，升降架上升到合适高度后关闭启停开关，实现半自动化钻孔，有效减轻操作劳动强动，提高生产效率，有利于批量生产。
23.7、通过第三螺杆调节行程开关高度，有效控制钻孔深度，有利于提高钻孔精度。
附图说明
24.图1为本发明的整体结构示意图；
25.图2为本发明的内部结构示意图；
26.图3为图2中a处放大图；
27.图4为图3中a-a处放大图；
28.图5为本发明的局部结构示意图；
29.图6为第一螺杆的整体结构示意图；
30.图中：1、底座；2、钻孔平台；3、第三套筒；4、第三螺杆；5、行程开关；6、钻头夹；7、转轴；8、升降架；9、第一被动摩擦轮；10、第一扭转部；11、第一螺杆；12、外套筒；13、第一主动摩擦轮；14、u形支架；15、螺栓；16、支撑板；17、内套筒；18、第二主动摩擦轮；19、第二被动摩擦轮；20、减速器；21、主动链轮；22、链条；23、第一套筒；24、被动链轮；25、丝杆；26、活塞杆、27、缸体；28、启停开关；29、控制器；30、导杆；31、进水管；32、进水单向阀；33、出水单向阀；34、水箱；35、出水软管；36、喷嘴；37、锁紧螺母；38、轴承座；39、被动锥齿轮；40、主动锥齿轮；41、第二扭转部；42、第二螺杆；43、限位环；44、弹簧；45、第二套筒；46、第二滑槽；47、第一滑槽；48、电机；49、支座；50、滑块；51、活塞；101、左螺纹段；102、中间光杆段；103、右螺纹段。
具体实施方式
31.为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。
32.参见图1至6，本发明提供一种高精度加工的钻孔装置，包括底座1、减速器20和u形支架14，底座1上竖向设置有丝杆25和导向组件，丝杆25上螺纹套设有第一套筒23，第一套筒23顶部上设置有升降架8，第一套筒23顶部穿于升降架8左侧并与升降架8轴承连接，转轴7竖向穿设于升降架8右侧上并与升降架8轴承连接，转轴7顶部和底部上分别设置有第一被动摩擦轮9和钻头夹6，第一被动摩擦轮9横向设置，钻头夹6用于夹持钻头，减速器20用于减速使进给速度在合适范围内，减速器20设置在升降架8的底部上，减速器20的输入轴竖向穿过升降架8并设置有第二被动摩擦轮19，减速器20的输出轴通过传动组件与第一套筒23连接，减速器20的输出轴带动第一套筒23在丝杆25上螺纹转动，利用导向组件的作用限制升降架8跟随着第一套筒23转动，使得第一套筒23在丝杆25上旋转时带动升降架8进行升降，升降架8通过转轴7带动钻头夹6升降实现进给，u形支架14设置在升降架8顶部上，u形支架14顶部上设置有补偿组件，u形支架14两侧对称设置有第一滑槽47，u形支架14内横向设置有支撑板16，补偿装置与支撑板16顶部连接，支撑板16两侧对称设置有滑块50，滑块50设置
在第一滑槽47内并与之相配合，利用补偿组件抵压在支撑板16上，使得支撑板16向下滑动进行补偿，支撑板16底部上竖向设置有支座49，支座49上设置有电机48和伸缩轴，伸缩轴横向设置并与支座49轴承连接，电机48的输出轴上设置有主动锥齿轮40，伸缩轴中部上设置有被动锥齿轮39，被动锥齿轮39与主动锥齿轮40啮合，电机48通过主动锥齿轮40和被动锥齿轮39带动伸缩轴转动，伸缩轴两侧端设置有第一主动摩擦轮13和第二主动摩擦轮18，第一主动摩擦轮13和第二被动摩擦轮18分别与第一被动摩擦轮9和第二被动摩擦轮19抵接，伸缩轴分别通过第一主动摩擦轮13和第二主动摩擦轮18带动第一被动摩擦轮9和第二被动摩擦轮19转动，第一被动摩擦轮9能通过转轴7带动钻头夹6转动进行切削，第二被动摩擦轮19给减速器20输入。
33.具体的，导向组件包括导杆30，导杆30设置在底座1上并与丝杆25平行，导杆30的顶部穿过升降架8并与之滑动连接。利用导杆30有效限制升降架8转动，使升降架8跟随着第一套筒23在丝杆25升降，实现钻头夹6按固定轨迹给进，有利于提高钻孔精度。
34.具体的，传动组件包括主动链轮21和被动链轮24，主动链轮21设置在减速器20的输出轴上，被动链轮24设置在第一套筒23的底部上，主动链轮21通过链条22与被动链轮24连接。利用减速器20的输出轴带动主动链轮21转动，主动链轮21通过链条22带动被动链轮24转动，被动链轮24带动第一套筒23在丝杆25上转动。
35.具体的，补偿组件包括螺栓15、弹簧44和第二套筒45，螺栓15螺纹穿设于u形支架14顶部上，螺栓15中部上设置有限位环43，第一套筒23设置在支撑板16的顶部上并与螺栓15相对齐，弹簧44一端套设于螺栓15上并与限位环43抵接，另一端设置在第一套筒23内并与支撑板16顶部抵接。通过扭转螺栓15在u形支架14上螺纹转动，螺栓15带动限位环43压紧弹簧44，使弹簧44被压缩到合适范围，弹簧44作用力通过支撑板16、支座49和伸缩轴作用于第一主动摩擦轮13和第二主动摩擦轮18，保证第一主动摩擦轮13和第二主动摩擦轮18分别与第二被动摩擦轮19和第二被动摩擦轮19良好抵接，当摩擦轮有正常磨损后，利用弹簧44的弹力带动支撑板16在u形支架14上滑动，进而对摩擦轮进行补偿，有效提高了摩擦轮的利用率，不需要频繁调节摩擦轮进行补偿，提高工作效率。
36.具体的，伸缩轴包括内套筒17、外套筒12和第一螺杆11，内套筒17横截面为非圆形，限制内套筒17在外套筒12内转动，内套筒17右侧滑动设置在外套筒12内，第二主动摩擦轮18设置在内套筒17左侧，外套筒12穿设于支座49下部上并与之轴承连接，外套筒12右端上设置有轴承座38，第一主动摩擦轮13设置在外套筒12右端上，第一螺杆11具有左螺纹段103、中间光杆段102和右螺纹段101，第一螺杆11的左螺纹段103设置在内套筒17内并与内套筒17螺纹连接，第一螺杆11的中间光杆段102穿过轴承座38与轴承座38轴承连接，第一螺杆11右端上设置有第一扭转部10，利用第一扭转部10方便转动第一螺杆11，第一螺杆11的右螺纹段103上设置有锁紧螺母37并与之螺纹连接，锁紧螺母37位于轴承座38与第一扭转部10之间，利用锁紧螺母37把第一螺杆11锁定在轴承座38上，有效避免在转动过程中第一螺杆11松动，导致调节后的给进速度变化，有利于提高孔表面精度。通过转动第一螺杆11带动内套筒17在外套筒12内滑动，使得内套筒17带动第二主动摩擦轮18在第二被动摩擦轮19端面上滑动，以改变第二主动摩擦轮18和第二被动摩擦轮19的连接点与第二被动摩擦轮19轴线的距离，进而改变第二被动摩擦轮19的转速，实现进给速度的调节，使进给速度适用于不同材料的工件需求，扩大适用范围，增加适用性，最后通过锁紧螺母37锁定第一螺杆11，
保证调节完成后的进给速度不变，提高钻孔精度。
37.具体的，支撑板16底部上横向设置有第二滑槽46，支座49顶部滑动设置在第二滑槽46内，支座49顶部螺纹穿设有第二螺杆42，第二螺杆42端部穿过第二滑槽46侧壁并与之轴承连接，第二螺杆42端部上设置有第二扭转部41。通过转动第二螺杆42带动支座49在第二滑槽46内滑动，支座49通过外套筒12带动第一主动摩擦轮13在第一被动摩擦轮9端面上滑动，以改变转轴7的转速，实现切削速度的调节，通过对切削速度和进给速度相配合进行调节，使钻孔设置满足于不同材料工件和孔径的需要，进一步增加钻孔装置的适用性。且通过对切削速度和进给速度相配合进行调节，有效降低孔表面整体粗糙度，提高钻表面精度，提升加工质量。
38.具体的，升降架8底部上设置有嘴头，底座1上设置有水箱34和缸体27，缸体27底部设置有进水管31和出水软管35，进水管31与水箱34连接，出水软管35与喷嘴36连接，进水管31和出水管上分别设置有进水单向阀32和出水单向阀33，缸体27内设置有活塞51，活塞51上设置有活塞杆26，活塞杆26与升降架8连接。升降架8通过活塞杆26带动活塞51向上滑动的过程中，进水单向阀32打开，水箱34内的切削液通过进水管31进入缸体27内，升降架8通过活塞杆26带动活塞51向下滑动的过程中，出水单向阀33打开，水箱34内的切削液通过出水软管35流向喷嘴36进行喷洒，以对工件和钻头进行连续冷却和润滑，有效减少钻头的摩损，提高钻头使用寿命，且有效避免由于工件温度升高导致其尺寸变化而影响孔精度的问题。
39.具体的，底座1上设置有钻孔平台2，钻孔平台2用于放置工件，钻孔平台2上可设置夹持装置用于夹紧工件，钻孔平台2为现有技术，这里不做一一阐述，钻孔平台2上设置有行程开关5，缸体27上设置有启停开关28和控制器29，控制器为plc控制器，控制器29分别与所述电机48、行程开关5、启停开关28电性连接。通过打开启停开关28，启停开关28向控制器29发出信号，控制器29控制电机48转动，使得升降架8下降进行钻孔，升降架8触碰行程开关5后，控制器29收到行程开关5信号并控制电机48反转，使电机48带动钻头反转并上升，升降架8上升到合适高度后关闭启停开关28，实现半自动化钻孔，有效减轻操作劳动强动，提高生产效率，有利于批量生产。
40.具体的，钻孔平台2上设置有第三套筒3，第三套筒3内螺纹设置有第三螺杆4，第三螺杆4顶部延伸出所述第三套筒3，行程开关5设置在第三螺杆4的顶部上。通过转动第三螺杆4并带动行程开关5升降，以调节行程开关5的高度，有效控制钻孔深度，提高钻孔精度。
41.本发明的工作原理为：
42.需要调节进给速度和切削速度时，利用内套筒17横截面为非圆形结构，有效限制了内套筒17在外套筒内12转动，通过转动第一螺杆11并带动内套筒17在外套筒12内滑动，内套筒17带动第二主动摩擦轮18在第二被动摩擦轮19端面上滑动，以改变第二主动摩擦轮18和第二被动摩擦轮19的连接点与第二被动摩擦轮19旋转轴线间的距离，进而改变第二被动摩擦轮19的转速，以实现进给速度的调节，最后通过锁紧螺母37锁定第一螺杆11，避免调节完成后的第一螺杆11松动，进而导致第二被动摩擦轮19转速变化。通过转动第二螺杆42并带动支座49在第二滑槽46内滑动，支座49通过外套筒12带动第一主动摩擦轮13在第一被动摩擦轮9端面上滑动，进而改变转轴7的转速，以实现切削速度的调节。需要说明的是在调节进给速度和切削速度时，可先扭转螺栓15使弹簧44放松，以减小摩擦轮间的摩擦力，使扭
转第一螺杆11和第二螺杆42更省力，调节完后通过扭转螺栓15使得螺栓15在u形支架14上螺纹转动，螺栓15带动限位环43压紧弹簧44，使弹簧44被压缩到合适范围，弹簧44作用力通过支撑板16和伸缩轴分别作用于第一主动摩擦轮13和第二主动摩擦轮18，保证第一主动摩擦轮13和第二主动摩擦轮18分别与第二被动摩擦轮19和第二被动摩擦轮19良好抵接。
43.需要钻孔时，通过打开启停开关28，启停开关28向控制器29发出信号，控制器29控制电机48转动，电机48通过主动锥齿轮40和被动锥齿轮39带动外套筒12转动，外套筒12带动第一主动摩擦轮13转动，第一主动摩擦轮13通过第一被动摩擦轮9和转轴7带动钻头夹6上的钻头转动；同时外套筒12带动内套筒17转动，内套筒17通过第二主动摩擦轮18带动第二被动摩擦轮19转动，第二被动摩擦轮19通过减速器20和传动组件带动第一套筒23在丝杆25上转动，通过第一套筒23转动并带动升降架8下降，升降架8带动钻头夹6下降进行钻孔，且通过第三螺杆4调节行程开关5的高度，当钻孔完成后，升降架8前端触碰行程开关5，控制器29收到行程开关5信号并控制电机48反转，使电机48带动钻头反转，且同时通过升降架8带动钻头上升，升降架8上升到合适高度后关闭启停开关28。
44.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。