CN104722799B - 一种钻孔装置及定位组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻孔装置及定位组件，其中，所述装置包括：定位组件，定位组件包括：贴合板，贴合板与壳板相贴合，且贴合板上开设有第一通孔，第一通孔与待钻孔对应贴合；夹持件，夹持件固定于贴合板上且夹持件上开设有第二通孔；定位器，定位器置于第二通孔内；施钻组件，施钻组件包括支撑板，支撑板固定于贴合板上，且支撑板与夹持件对应位于贴合板的两侧；磁力钻，磁力钻固定于支撑板上，且磁力钻的钻头穿过定位器对待钻孔进行施钻。本发明解决了现有技术中钻孔精度不高、钻孔设备复杂等技术问题，具有钻孔精度高、操作简便及便于携带的特点。

Description

一种钻孔装置及定位组件

技术领域

本发明属于船舶技术领域，特别涉及一种钻孔装置及定位组件。

背景技术

现有技术中，对于壳板(金属和非金属)的安装，如基材上已钻好样孔，需要在壳板上钻出配合安装孔的操作方式，均采用样板在壳板上划出取样孔位置，然后用手持电钻或钻床操作钻孔。

然而，针对现有技术中的钻孔方式，至少存在如下缺陷：

1、对于手持电钻操作钻孔而言，其钻孔精度不高，特别是对于弧形壳板而言，无法确保其钻孔垂直度、同心度等公差要求；

2、对于钻床操作钻孔而言，钻孔设备复杂，操作程序繁琐，不具有设计轻便、小巧、便携等特点。

发明内容

本发明提供一种钻孔装置及定位组件，解决了或部分解决了现有技术中钻孔精度不高、钻孔设备复杂的技术问题，具有钻孔精度高、操作简便及便于携带的特点。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供了一种钻孔装置，应用于一壳板，所述壳板上标记有一待钻孔，所述装置包括：

定位组件，所述定位组件包括：

贴合板，所述贴合板与所述壳板相贴合，且所述贴合板上开设有第一通孔，所述第一通孔与所述待钻孔对应贴合；

夹持件，所述夹持件固定于所述贴合板上，以通过所述夹持件与所述贴合板夹持所述壳板，且所述夹持件上开设有第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔同轴分布，所述待钻孔位于所述第一通孔、所述第二通孔之间；

定位器，所述定位器置于所述第二通孔内；

施钻组件，所述施钻组件包括：

支撑板，所述支撑板固定于所述贴合板上，且所述支撑板与所述夹持件对应位于所述贴合板的两侧；

磁力钻，所述磁力钻固定于所述支撑板上，且所述磁力钻的钻头穿过所述定位器对所述待钻孔进行施钻。

可选的，所述施钻组件还包括：

自检套，所述自检套置于所述第二通孔内，并在所述第二通孔内与所述定位器相邻分布；

其中，当所述磁力钻的钻头需要穿过所述定位器对所述待钻孔进行施钻时，将所述自检套置于所述第二通孔内，以通过所述磁力钻的钻头穿过所述自检套时，对所述磁力钻的钻头位置进行校正。

可选的，

所述自检套的一端外壁边缘部位设置有凸台，另一端置于所述第二通孔内，并通过所述凸台使得所述自检套悬挂于所述第二通孔上；

所述自检套的中心部位开设有第一通槽，使得所述磁力钻的钻头穿过所述第一通槽时，对所述磁力钻的钻头位置进行校正。

可选的，

所述定位器的中心部位开设有第二通槽，所述第一通槽与所述第二通槽相适配，使得所述定位器与所述自检套在所述第二通孔内同轴分布。

可选的，

所述壳板是截面呈圆弧状的圆弧壳板；

所述贴合板是截面呈圆弧状的圆弧贴合板，且所述贴合板的曲率与所述壳板的曲率相同，使得所述壳板与所述贴合板无缝贴合。

可选的，还包括：

肘板，所述肘板分别与所述贴合板、所述支撑板固定连接，使得所述支撑板通过所述肘板对所述贴合板进行支撑。

可选的，

所述夹持件截面呈L型，包括：第一侧板及第二侧板；

所述第一侧板分别与所述第二侧板、所述贴合板固定连接，并通过所述第二侧板与所述贴合板之间的空隙构成夹持空间以夹持所述壳板；

所述第二侧板上开设有所述第一通孔。

可选的，

所述支撑板与所述贴合板、所述第二侧板的平行度误差范围是0.4mm-0.6mm，使得所述磁力钻固定于所述支撑板上时，所述磁力钻的钻头与所述贴合板、所述第二侧板相垂直。

可选的，

所述第一侧板与所述第二侧板之间的固定连接是焊接；和/或，所述第一侧板与所述贴合板之间的固定连接是焊接。

另一方面，本发明还提供了一种定位组件，应用于一壳板，所述壳板上标记有待钻孔，包括：

贴合板，所述贴合板与所述壳板相贴合，且所述贴合板上开设有第一通孔，所述第一通孔与所述待钻孔对应贴合；

夹持件，所述夹持件固定于所述贴合板上，以通过所述夹持件与所述贴合板夹持所述壳板，且所述夹持件上开设有第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔同轴分布，所述待钻孔位于所述第一通孔、所述第二通孔之间；

定位器，所述定位器置于所述第二通孔内。

本发明提供的一种钻孔装置，一方面通过贴合板与夹持件形成一夹持区域对待钻壳板进行夹持，且第一通孔、第二通孔及待钻孔三者同轴分布确保了当待钻壳板被贴合板与夹持件定位夹持之后，磁力钻的钻头准确穿过通孔对待钻孔进行施钻。又一方面支撑板作为支撑部件对磁力钻、定位组件以及壳板进行支撑，同时支撑板还作为力的承载部件，承载磁力钻的钻头在开始施钻时所产生的回击力，使得磁力钻在支撑板的支撑下，通过安置在第二通孔内的定位器对磁力钻的钻头位置进行校正，满足了在复合材料壳板上所钻孔与钢结构孔的高精度配合要求，确保了复合材料壳板的顺利安装，同时取代了传统的手持电钻或者钻床施工方式，大大减轻施工人员劳动强度，也提高了施工效率，具有结构简单、操作方便及便携式等特点。

附图说明

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。

图1为本发明实施例提供的钻孔装置整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的钻孔装置整体结构主视图；

图3为本发明实施例提供的钻孔装置整体结构俯视图；

图4为本发明实施例提供的定位器的结构主视图；以及

图5为本发明实施例提供的自检套的结构主视图。

具体实施方式

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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围；其中本实施中所涉及的“和/或”关键词，表示和、或两种情况，换句话说，本发明实施例所提及的A和/或B，表示了A和B、A或B两种情况，描述了A与B所存在的三种状态：只包括A不包括B；只包括B不包括A；包括A与B。

目前，潜艇上层建筑及指挥室的外壁通常设置有一层新型复合材料壳板，该复合材料壳板尺寸在2米以上，重量超过100kg。其安装方式是采用螺栓将壳板与钢结构进行固定。

其中，钢结构上的孔是预先钻好的孔，且在钢结构孔反面预先焊接了固定螺母，在弧形复合材料壳板上所钻的孔必须与钢结构上已钻好的孔完全配合。

一块复合材料壳板上最多钻孔数量达200多个，总数量达6000多个。钢结构孔、根据设计要求，钢结构孔、焊接螺母、复合材料钻孔及沉头铣孔垂直度、同心度、位置度公差均需完全匹配，方能将复合材料壳板顺利安装到位。

基于上述分析，本发明提供的钻孔装置，首先通过施钻组件中的支撑板对磁力钻及定位组件进行支撑，且磁力钻采用自吸式的方式固定于支撑板上，使得二者拆卸快捷、简便。然后通过定位组件中的贴合板与待钻壳板完全贴合，且待钻孔与第一通孔相对应，并通过夹持件固定于贴合板上，使得夹持件与贴合板之间的间隔空隙形成一夹持区域，以对壳板进行夹持。最后，在夹持件上所开设的第二通孔内设置一个定位器，使得磁力钻通过定位器对其钻头进行准确定位后，穿过依次穿过第二通孔、待钻孔及第一通孔对壳板进行施钻。

本发明通过将施钻组件与定位组件配合使用，提高了钻孔精度，在磁力钻对复合材料壳板施钻之前通过定位器对其钻头位置进行校正，并依据夹持件与贴合板对壳板进行定位，满足了在复合材料壳板上所钻孔与钢结构孔的高精度配合要求，确保了复合材料壳板的顺利安装。同时本发明中施钻组件采用磁力钻固定于支撑板上进行施钻，一方面支撑板作为支撑部件对磁力钻、定位组件以及壳板进行支撑，又一方面支撑板还作为力的承载部件，承载磁力钻的钻头在开始施钻时所产生的回击力，取代了传统的手持电钻或者钻床施工方式，大大减轻施工人员劳动强度，提高了施工效率，具有结构简单、操作方便及便携式等特点。

下面，为进一步对本发明做详细说明，以支持本发明所要解决的技术问题，请具体详见下述实施例1、实施例2：

实施例1

本发明提供了一种钻孔装置，该装置应用于壳板钻孔。其中，根据实际作业需求，壳板上标记有至少一个待钻孔，该待钻孔上的标记线与即将对应安装的钢结构上的安装孔完全匹配，使得壳板完成钻孔操作后能够顺利安装。

具体而言，请参阅图1-5，钻孔装置包括：定位组件及施钻组件。

进一步地，

定位组件至少可以包括：具有上表面和下表面的贴合板1、夹持件13及定位器2。其中，贴合板1的上表面与待钻壳板相贴合，并可根据待钻壳板的外形结构适应性的调整贴合板1的外形结构，如当待钻壳板为截面呈圆弧状的圆弧壳板时，则设计贴合板1为截面呈圆弧状的圆弧贴合板，可如图1所示，且贴合板1的圆弧曲率与壳板的圆弧曲率完全相同，使得壳板的下表面与贴合板1的上表面无缝贴合。

同时，贴合板1上还开设有与待钻孔形状相匹配的第一通孔12，可如图2所示，当待钻壳板的下表面与贴合板1的上表面完全贴合时，第一通孔12与待钻孔位置对应。夹持件13固定于贴合板1上，以通过夹持件13的下表面与贴合板1的上表面构成一个夹持区域(夹持空间)来夹持待钻壳板，且夹持件13上还开设有第二通孔4。当待钻壳板处于夹持状态时，该第二通孔4与第一通孔12、待钻孔同轴分布(待钻孔位于第一通孔12、第二通孔4之间)，这样使得施钻组件可以在第一通孔12的引导下，准确到达待钻孔部位处施钻，并由第二通孔4穿出，完成施钻作业。

施钻组件至少可以包括：L型支撑板3和磁力钻。其中，支撑板3固定于贴合板1的下表面，即支撑板3与夹持件13位于贴合板1的相对两侧。磁力钻固定于支撑板3上，使得支撑板3在作为支撑部件对磁力钻、定位组件以及壳板进行支撑时，同时还作为力的承载部件，承载磁力钻的钻头在开始施钻时所产生的回击力，使得磁力钻在支撑板3的支撑下，以及第一通孔12的引导下，准确到达待钻孔部位处施钻。

值得一提的是，因为在实际作业工况随机性极强的情况下，当待钻壳板的外形结构呈圆弧状时，此时如果没有与之形状相匹配的贴合板1与之相贴合，而直接使用手持电钻或者钻床对其进行施钻，则由于待钻壳板外形结构的特殊性，极易造成所钻孔的中心线与壳板的垂直度、同心度、位置度公差等并不完全匹配，而导致无法满足钻孔高精度的要求，最终影响壳板的顺利安装，降低施工效率。

需要说明的是，本发明实施例1为了进一步确保磁力钻钻头准确无误的由第一通孔12精确到达待钻孔部位处，以达到钻孔高精度的要求：

一方面，本发明实施例1还设置有定位器2，可如图4所示。该定位器2呈空心圆筒状，且中心部位设置有第二通槽8，该第二通槽8用于磁力钻钻头的定位，定位器2的外径与第二通孔4的内径相适配，使得定位器2可以稳固安置在第二通孔4内。当需要对待钻壳板进行施钻时，磁力钻的钻头可首先穿过定位器2，由定位器2中心部位所设置的第二通槽8对磁力钻钻头进行定位，确保磁力钻钻头在施钻过程中因振动强烈而偏移待钻孔位置，以提高钻孔精度。

又一方面，本发明实施例1还设置有自检套5，可如图5所示。该自检套5的一端外壁边缘部位设置有凸台6，另一端置于第二通孔4内。自检套5通过所设置凸台6使得其一端悬挂于第二通孔4上，另一端置于第二通孔4内。同时，自检套5的中心部位设置有第一通槽7，该第一通槽7的内径与第二通槽8的内径相同，且二者在第二通孔4内相邻分布，即自检套5位于定位器2的上方，第一通槽7的槽口与第二通槽8的槽口相衔接，使得磁力钻的钻头顺利由第一通槽7进入第二通槽8。

实际磁力钻施钻过程中，首先通过自检套5对磁力钻的钻头位置进行初次校正，然后通过定位器2对磁力钻的钻头位置进行二次定位，使得通过自检套5、定位器2二者的搭配作用，极高的确保了磁力钻钻头相对于待钻孔的施钻位置精确定位，满足了在壳板上所钻孔与钢结构孔的高精度配合要求。

作为优选，本发明实施例1中的夹持件13截面可呈L型，包括：第一侧板10及第二侧板11。可参阅图1-2，第一侧板10的两端分别与第二侧板11的一端和贴合板1固定连接，并通过第二侧板11与贴合板1之间的空隙构成夹持区域以夹持待钻壳板。用于钻头穿入的第一通孔12可开设在第二侧板11上，与第二通孔4、待钻孔同轴分布。为保证紧固关系，第一侧板10与第二侧板11之间的固定连接可以是焊接；第一侧板10与贴合板1之间的固定连接也可以是焊接。

其中，为确保待钻壳板顺利卡入第二侧板11与贴合板1之间，其贴合板1上表面与第二侧板11下表面之间的间距可以比待钻壳板的厚度大4-6mm。

需要特别说明的是，本发明实施例1中还设置有至少一个加强肘板9。可如图1-3所示，该加强肘板9分别与贴合板1、支撑板3固定连接，使得支撑板3通过肘板9对贴合板1进行支撑，避免支撑板3与贴合板1之间缺少过渡支撑件而连接不牢固，影响施钻精度。优选的，加强肘板9为三角板，且分别与支撑板3、贴合板1相垂直，以提高支撑力度。

且，为确保磁力钻在支撑板3上固定后，磁力钻钻头与夹持件、贴合板及带钻刻板保持垂直，提高钻孔精确度，本发明实施例1中支撑板3与贴合板1、第二侧板11的平行度误差范围为0.4mm-0.6mm，优选的，该参数可取值0.5mm。

实施例2

基于本发明实施例1，本发明实施例2提供了一种定位组件，包括：贴合板，所述贴合板与所述壳板相贴合，且所述贴合板上开设有第一通孔，所述第一通孔与所述待钻孔对应贴合；夹持件，所述夹持件固定于所述贴合板上，以通过所述夹持件与所述贴合板夹持所述壳板，且所述夹持件上开设有第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔同轴分布，所述待钻孔位于所述第一通孔、所述第二通孔之间；定位器，所述定位器置于所述第二通孔内。

本发明实施例2中，各组成部件的连接关系、位置关系及作用原理，与本发明实施例1完全相同，此处不在赘述。

本发明提供的钻孔装置及定位组件，其有益效果如下所述：

①、本发明将支撑板、磁力钻、贴合板、夹持件、定位器，乃至第一通孔、第二通孔创新性的组合成一钻孔装置，一方面通过贴合板与夹持件形成一夹持区域对待钻壳板进行夹持，且第一通孔、第二通孔及待钻孔三者同轴分布确保了当待钻壳板被贴合板与夹持件定位夹持之后，磁力钻的钻头准确穿过通孔对待钻孔进行施钻。又一方面支撑板作为支撑部件对磁力钻、定位组件以及壳板进行支撑，同时支撑板还作为力的承载部件，承载磁力钻的钻头在开始施钻时所产生的回击力，使得磁力钻在支撑板的支撑下，通过安置在第二通孔内的定位器对磁力钻的钻头位置进行校正，满足了在复合材料壳板上所钻孔与钢结构孔的高精度配合要求，确保了复合材料壳板的顺利安装。

②、本发明中贴合板的外型结构与带钻壳体相适配，克服了当待钻壳板的外形结构呈圆弧状时，因没有与之形状相匹配的贴合板与之相贴合，而直接使用手持电钻或者钻床对其进行施钻，所造成的因所钻孔的中心线与壳板的垂直度、同心度、位置度公差等并不完全匹配，而导致无法满足钻孔高精度的要求，最终影响壳板的顺利安装，降低施工效率的技术缺陷。

③、本发明通过在支撑板上固定一磁力钻，并通过磁力钻的钻头穿过第二通孔准确达到待钻部位进行施钻，取代了传统的手持电钻或者床钻的施工方式，解决了手持电钻操作钻孔其钻孔精度不高，特别是对于弧形壳板而言，无法确保其钻孔垂直度、同心度等公差要求的技术缺陷。同时也克服了钻床操作钻孔其钻孔设备复杂，操作程序繁琐，不具有设计轻便、小巧、便携等特点的技术问题。

④、本发明在实际磁力钻施钻过程中，首先通过自检套对磁力钻的钻头位置进行初次校正，然后通过定位器对磁力钻的钻头位置进行二次定位，使得通过自检套、定位器二者的搭配作用，极高的确保了磁力钻钻头相对于待钻孔的施钻位置精确定位，进一步满足了在壳板上所钻孔与钢结构孔的高精度配合要求。

⑤、本发明通过设置有至少一个加强肘板，该加强肘板分别与贴合板、支撑板固定连接，使得支撑板通过肘板对贴合板进行支撑，避免支撑板与贴合板之间缺少过渡支撑件而连接不牢固，影响施钻精度。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种钻孔装置，用于在一标记有一待钻孔标记的壳板上钻孔，其特征在于，所述装置包括：

定位组件，所述定位组件包括：

贴合板，所述贴合板与所述壳板相贴合，且所述贴合板上开设有第一通孔，所述第一通孔与所述待钻孔标记位置对应；所述贴合板的圆弧曲率与所述壳板的圆弧曲率相同；

夹持件，所述夹持件固定于所述贴合板上，以通过所述夹持件与所述贴合板夹持所述壳板，且所述夹持件上开设有第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔同轴，所述待钻孔标记位于所述第一通孔、所述第二通孔之间；

定位器，所述定位器置于所述第二通孔内；

施钻组件，所述施钻组件包括：

支撑板，所述支撑板固定于所述贴合板上，且所述支撑板与所述夹持件分别位于所述贴合板的相对两侧；

磁力钻，所述磁力钻固定于所述支撑板上，所述磁力钻的钻头穿过所述定位器对所述待钻孔进行施钻。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述施钻组件还包括：

自检套，所述自检套置于所述第二通孔内，并在所述第二通孔内与所述定位器相邻分布；

其中，当所述磁力钻的钻头需要穿过所述定位器对所述待钻孔进行施钻时，将所述自检套置于所述第二通孔内，以通过所述磁力钻的钻头穿过所述自检套时，对所述磁力钻的钻头位置进行校正。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述自检套的一端外壁边缘部位设置有凸台，另一端置于所述第二通孔内，并通过所述凸台使得所述自检套悬挂于所述第二通孔上；

所述自检套的中心部位开设有第一通槽，使得所述磁力钻的钻头穿过所述第一通槽时，对所述磁力钻的钻头位置进行校正。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述定位器的中心部位开设有第二通槽，所述第一通槽与所述第二通槽相适配，使得所述定位器与所述自检套在所述第二通孔内同轴分布。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述壳板是截面呈圆弧状的圆弧壳板；

所述贴合板是截面呈圆弧状的圆弧贴合板，且所述贴合板的曲率与所述壳板的曲率相同，使得所述壳板与所述贴合板无缝贴合。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

肘板，所述肘板分别与所述贴合板、所述支撑板固定连接，使得所述支撑板通过所述肘板对所述贴合板进行支撑。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述夹持件截面呈L型，包括：第一侧板及第二侧板；

所述第一侧板分别与所述第二侧板、所述贴合板固定连接，并通过所述第二侧板与所述贴合板之间的空隙构成夹持空间以夹持所述壳板；

所述第二侧板上开设有所述第一通孔。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述支撑板与所述贴合板、所述第二侧板的平行度误差范围是0.4mm-0.6mm，使得所述磁力钻固定于所述支撑板上时，所述磁力钻的钻头与所述贴合板、所述第二侧板相垂直。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述第一侧板与所述第二侧板之间的固定连接是焊接；

和/或，

所述第一侧板与所述贴合板之间的固定连接是焊接。