CN109807400B - 一种用于开孔后的残留物清除装置以及钻孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于开孔后的残留物清除装置以及钻孔装置，一种用于开孔后的残留物清除装置包括底座、管体、切割线和安装于底座内的驱动机构；管体的一端均与底座的一个端面固定连接并且所有管体沿着底座的周向分布；切割线的两端分别从相对的两个管体的一端穿入底座并与驱动机构连接，通过驱动机构使切割线保持紧绷状态并牵动切割线使切割线处于移动状态。一种钻孔装置包括底座、管体、切割线和安装于底座内的驱动机构；管体的一端均与底座的一个端面的中心固定连接，并且该端面设有与底座内腔连通的通孔；通过驱动机构使切割线保持紧绷状态并牵动切割线使切割线处于移动状态。本发明解决开了孔后的残留物无法取出的问题，降低开孔难度。

Description

一种用于开孔后的残留物清除装置以及钻孔装置

技术领域

本发明涉及钻孔加工技术领域，具体涉及一种用于开孔后的残留物清除装置以及钻孔装置。

背景技术

在一些加工工序中涉及到开孔或者日常生活中开设盲孔时，由于这些孔径较大，一般的钻头无法匹配这么大的孔，这种情况下开孔所用到最多的工具便是开孔器。

但是开孔器仅仅是开设一个环状的圆孔，其中心将形成一个圆柱体的残留物，而在多数情况下该残留物的根部与被钻物仍旧相连，将这圆柱体的残留物取出来将非常困难，甚至无法取出而需要另外重新开孔。而目前没有专用装置用于清除孔内的残留物，因此开孔的困难大。

另外，目前对于可以用钻头开孔情况下多数采用钻头开孔。但是钻头的磨损是目前无法解决的问题，钻头磨损直接造成加工成本的增加。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种用于开孔后的残留物清除装置，以解决开孔后的残留物无法取出的问题，降低开孔难度，降低加工成本。

本发明提供了一种用于开孔后的残留物清除装置，包括底座、管体、切割线和安装于底座内的驱动机构；

所述管体设有偶数个，所有管体的一端均与底座的一个端面固定连接并且所有管体沿着底座的周向分布；

所述切割线的两端分别从相对的两个管体的一端穿入底座并与所述驱动机构连接，通过驱动机构使切割线保持紧绷状态并牵动切割线使切割线处于移动状态。

当开孔器在被钻物上开设环形圆孔后，首选使切割线处于松弛状态，切割线和管体插入环形圆孔的底部，通过驱动机构使切割线保持紧绷状态，切割线将紧紧压紧在残留物的根部。随着切割线的移动，切割线将不断切割残留物的根部，一直到根部完全被切断，最后轻松取出残留物，从而解决开孔后的残留物无法取出的问题，降低开孔难度。

优选地，所有管体伸出所述底座的长度均相等。

根据残留物的硬度设置成对管体的数量，以提高切割速度，节约加工时间。

优选地，相对的两个管体之间所形成的夹角均为180°。

将管体的之间的角度扩大到最大，有利于增大切割线的切割面积，便于彻底切断残留物的根部。

优选地，还包括支撑件，所述支撑件为空心圆柱体；支撑件的侧壁设有沿轴向并与所述管体一一对应通孔，管体贯穿对应的通孔进而将支撑件套设在管体上。

对于较深的孔，管体的长度也会随之加长，由于管体太长后会发生弯曲，不利于切割线的切割。通过支撑件套设在管体上并且插入环形圆孔中，既不影响切割，又提高了管体的强度，防止弯曲。

优选地，所述驱动机构包括齿条、扭矩传感器、曲轴、第一驱动器和第二驱动器；

所述齿条滑动安装于底座内以及所述曲轴转动安装于底座内，所述齿条的一端设有定滑轮，所述切割线的一端通过导向轮绕过所述定滑轮后与曲轴的一个连杆颈的连杆固定连接，切割线的另外一端通过导向轮与曲轴的另外一个连杆颈的连杆固定连接，通过第一驱动器带动曲轴转动进而使切割线往复移动；所述第二驱动器通过所述扭矩传感器与齿条传动连接，用于带动齿条滑动从而调节切割线的张紧度。

当曲轴在第一驱动器的带动下转动，两个曲轴也将同步运动。其中一个曲轴使其连接的切割线松弛，另外一个曲轴使其连接的切割线张紧，而两个曲轴同步运动从而使切割线形成正反往复移动的移动状态，以切割残留物。随着根部被不断切开，切割线的长度将变长，为了保持切割线的张紧度，通过第二驱动器带动齿条往张紧切割线的方向滑动，从而保持切割线的张紧度。为了实现自动张紧，扭矩传感器的输出轴设有扭矩传感器，通过检测扭矩从而反馈切割线的张紧度从而使切割线始终保持在设定的张紧度的范围值内。

优选地，两个所述连杆颈的中心轴重合。

当两个连杆颈的中心轴重合后，两个连杆的两端在径向上的最大距离始终保持一个定值，以驱动切割线往复移动。

优选地，所述底座内设有用于安装所述齿条的滑槽。

本发明还提供一种钻孔装置，包括底座、管体、切割线和安装于底座内的驱动机构；

所有管体的一端均与底座的一个端面的中心固定连接，并且该端面设有与底座内腔连通的通孔；所述通孔远离管体，所述切割线的两端分别从管体和通孔穿入底座并与所述驱动机构连接，通过驱动机构使切割线保持紧绷状态并牵动切割线使切割线处于移动状态。

在被钻物上先钻开一个直径大于管体的孔，或者是在环形圆孔中的待取物上转开一个直径大于管体的孔。再将底座安装在其他旋转设备上，然后将启动驱动机构使切割线紧绷并不断移动。管体慢慢深入孔中，随着外部设备的旋转而使切割线不断切割孔周围的待切物，由此循环下去将开设出一个直径与切割线和管体之间的距离等大的孔，或者是将环形圆孔中的待取物切削清除。由于本设备是通过切割线切割，代替了传统开孔时对钻头的磨损。一截切割线的成本远比钻头的成本低，从而降低了降低钻孔加工成本。

优选地，所述驱动机构包括齿条、扭矩传感器、贮丝筒、第一驱动器和第二驱动器；

所述齿条滑动安装于底座内以及所述贮丝筒转动安装于底座内，所述齿条的一端设有定滑轮，所述切割线的一端通过导向轮依次绕过所述定滑轮和贮丝筒后与切割线的另外一端固定连接，通过第一驱动器带动贮丝筒转动进而使切割线循环移动；所述第二驱动器通过所述扭矩传感器与齿条传动连接，用于带动齿条滑动从而调节切割线的张紧度。

切割线是一条完整的，贮丝筒转动后，贮丝筒一边的切割线不断缠绕在贮丝筒上，贮丝筒另外一边的切割线不断从贮丝筒上释放，从而形成循环，不断带动切割线循环移动。为了保持切割线的张紧度，通过第二驱动器带动齿条往张紧切割线的方向滑动，从而保持切割线的张紧度。为了实现自动张紧，扭矩传感器的输出轴设有扭矩传感器，通过检测扭矩从而反馈切割线的张紧度从而使切割线始终保持在设定的张紧度的范围值内。

优选地，所述底座的另外一端面设有连接轴。

连接轴为矩形轴、三角形轴或者其他形状的轴，方便与电钻或者其他转动设备连接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为实施例一中两个管体的结构示意图；

图2为图1中切割线张紧后的结构示意图；

图3为实施例一中四个管体的结构示意图；

图4为图1中管体延长并套设支撑件后的结构示意图；

图5为图3中管体延长并套设支撑件后的结构示意图；

图6为图1中底座的内部结构示意图；

图7为图3中底座的内部结构示意图；

图8为实施例二中一个通孔的结构示意图；

图9为图8中切割线张紧后的结构示意图；

图10为实施例二中两个通孔的结构示意图；

图11为图8中底座的内部结构示意图；

图12为图10中底座的内部结构示意图；

图13为实施例二中底座的结构示意图；

图14为图13的仰视图。

附图中，底座1、管体2、切割线3、支撑件4、齿条5、扭矩传感器6、曲轴7、第一驱动器8、第二驱动器9、滑槽10、连杆11、定滑轮12、导向轮13、减速齿轮组14、齿轮15、固定支架16、轴承座17、通孔18、贮丝筒19、连接轴20。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例一：

如图1所示，本实施例提供了一种用于开孔后的残留物清除装置，包括底座1、管体2、切割线3和安装于底座1内的驱动机构。其中管体2的材料选用合金钢，硬度和强度大。本实施例中管体2设有偶数个，如图1和图3所示，可以是两个、四个、六个等，根据残留物的硬度设置成对管体2的数量，以提高切割速度，节约加工时间。本实施例以两个为例。

两个管体2的一端均与底座1的一个端面固定连接并且所有管体2沿着底座1的周向分布。并且所有管体2伸出所述底座1的长度均相等，以及相对的两个管体2之间所形成的夹角均为180°。所述切割线3的两端分别从相对的两个管体2的一端穿入底座1并与所述驱动机构连接。如图2所示，通过驱动机构使切割线3保持紧绷状态并牵动切割线3使切割线3处于移动状态。当开孔器在被钻物上开设环形圆孔后，首选使切割线3处于松弛状态，切割线3和管体2插入环形圆孔的底部，通过驱动机构使切割线3保持紧绷状态，切割线3将紧紧压紧在残留物的根部。随着切割线3的移动，切割线3将不断切割残留物的根部，直到根部完全被切断，最后轻松取出残留物，从而解决开孔后的残留物无法取出的问题，降低开孔难度

如图4和图5所示，而对于较深的孔，管体2的长度也会随之加长，由于管体2太长后会发生弯曲，不利于切割线3的切割。为了避免这个问题，本实施例还包括支撑件4，所述支撑件4为空心圆柱体；支撑件4的侧壁设有沿轴向并与所述管体2一一对应通孔18，管体2贯穿对应的通孔18进而将支撑件4套设在管体2上。通过支撑件套设在管体2上并且插入环形圆孔中，既不影响切割，又提高了管体2的强度防止弯曲。

本实施例中驱动机构的具体结构如下：

如图6所示，驱动机构包括齿条5、扭矩传感器6、曲轴7、第一驱动器8和第二驱动器9。所述齿条5滑动安装于底座1内，所述底座1内设有用于安装所述齿条5的滑槽10。所述曲轴7转动安装于底座1内。具体地，曲轴7两端的主轴通过轴承和轴承座17转动安装于底座1的侧壁。曲轴7设有两个连杆颈并且两个连杆颈均套设有连杆11。两个所述连杆颈的中心轴重合。当两个连杆颈的中心轴重合后，两个连杆11的两端在径向上的最大距离始终保持一个定值，以驱动切割线3往复移动。

所述齿条5的一端设有定滑轮12，所述切割线3的一端通过导向轮13绕过所述定滑轮12后与曲轴7的一个连杆颈的连杆11固定连接，切割线3的另外一端通过导向轮13与曲轴7的另外一个连杆颈的连杆11固定连接，通过第一驱动器8带动曲轴7转动进而使切割线3往复移动。第一驱动器8通过减速齿轮组14与曲轴7的主轴传动连接，以提高连杆11的力矩。

所述第二驱动器9通过所述扭矩传感器6与齿条5传动连接，用于带动齿条5滑动从而调节切割线3的张紧度。具体地，底座1设有与齿条5适配的齿轮15，齿轮15通过销轴转动安装在底座1内。齿轮15通过同步带和同步轮与力矩传感器的一个转轴传动连接，而力矩传感器的另外一个转轴与第二驱动器9的输出轴转动连接。力矩传感器则通过固定支架16固定在底座1内。

底座1内设有PLC控制板(图中未画出)，其分别与第一驱动器8、第二驱动器9和力矩传感器电连接，其中第一驱动器8和第二驱动器9选用自锁式伺服电机，当停止转动时其转轴抱死无法转动。底座1的侧壁设有与PLC控制板电连接的按键板(图中未画出)，按键板上设有启停按钮、设置按钮和调速按钮。其中启停按钮用于控制第一驱动器8的启停，调速按钮用于控制第一驱动器8的转速，设置按钮用于设定切割线3的张紧力。

本实施例中设置四个管体2的情况，如图7所示，两条切割线3均通过导向轮13与对应的连杆11固定连接。两条切割线3的动作同步，均由曲轴7驱动。

本设备的原理如下：

按下启停按钮，PLC控制板第一驱动器8转动，当曲轴7在第一驱动器8的带动下转动，两个曲轴7也将同步运动。其中一个曲轴7使其连接的切割线3松弛，另外一个曲轴7使其连接的切割线3张紧，而两个曲轴7同步运动从而使切割线3形成正反往复移动的移动状态，以切割残留物。随着根部被不断切开，切割线3的长度将变长，力矩传感器的受到的扭矩变小并小于设定的扭矩范围值时，PLC控制板获得反馈的力矩变化后使第二驱动器9转动，带动齿条5往张紧切割线3的方向滑动，从而保持切割线3的张紧度。第二驱动器9停止转动后将保持不转动的抱死状态，从而使齿条5拉进切割线3以保持切割线3的张紧力。调速按钮通过PLC控制板控制第一驱动器8的转速。本设备的底座1内设有电源或者依靠外部电源供电。

本实施例中的切割线3可以选用碳纤维绳、不锈钢镀镍线、金刚石切割线、钨丝、钼丝、铜线等。根据切割的材质，可以在底座1中增加脉冲电源和相应的绝缘部件，实现铜线的电火花线切割，以提高切割效果。

实施例二

如图8所示，本实施例提供了一种钻孔装置，包括底座1、管体2、切割线3和安装于底座1内的驱动机构。实施例二中的附图序号与实施例一的相同。所有管体2的一端均与底座1的一个端面的中心固定连接，并且该端面设有与底座1内腔连通的通孔18。所述通孔18远离管体2，通孔18与管体2之间的具体即为开孔的最大直径。所述切割线3的两端分别从管体2和通孔18穿入底座1并与所述驱动机构连接。

而驱动机构的具体结构如下：

如图11所示，驱动机构包括齿条5、扭矩传感器6、贮丝筒19、第一驱动器8和第二驱动器9。其中齿条5、扭矩传感器6和第二驱动器9的连接结构与实施例一中的相同，本实施例不再赘述。所述贮丝筒19转动安装于底座1内，具体地，贮丝筒19两端的转轴通过轴承和轴承座17转动安装于底座1的侧壁。

所述切割线3的一端通过导向轮13依次绕过所述定滑轮12和贮丝筒19后与切割线3的另外一端固定连接，通过第一驱动器8带动贮丝筒19转动进而使切割线3循环移动。第一驱动器8通过减速齿轮组14与贮丝筒19的主轴传动连接，以提高连杆11的力矩。所述切割线3的两端分别从管体2和通孔18穿入底座1并与所述驱动机构连接，通过驱动机构使切割线3保持紧绷状态并牵动切割线3使切割线3处于移动状态。

通孔18设置两个的情况，如图12所示。对应的切割线3则设有两条，两条切割线3均通过导向轮13缠绕在贮丝筒19上，均由贮丝筒19驱动。

如图8至图10、图13所示，由于本设备需要配合外部转动设备才能进行钻孔，为了方便与电钻或者其他转动设备连接，所述底座1的另外一端面设有连接轴20，连接轴20为矩形轴、三角形轴或者其他形状的轴。

本设备的工作原理如下：

在被钻物上先钻开一个直径大于管体2的孔，或者是在环形圆孔中的待取物上转开一个直径大于管体2的孔。通过连接轴20将底座1安装在外部转动设备上，然后将启动驱动机构使切割线3紧绷并不断循环移动。切割线3是一条完整的，贮丝筒19转动后，贮丝筒19一边的切割线3不断缠绕在贮丝筒19上，贮丝筒19另外一边的切割线3不断从贮丝筒19上释放，从而形成循环，不断带动切割线3循环移动。管体2慢慢深入孔中，随着外部转动设备的旋转，本设备将整体随之旋转而使切割线3不断切割孔周围的待切物，由此循环下去将开设出一个直径与切割线3和管体2之间的距离等大的孔，或者是将环形圆孔中的待取物切削清除。由于本设备是通过切割线3切割，代替了传统开孔时对钻头的磨损。由于一截切割线3的成本远比钻头的成本低，而切割线3本身具备超高抗拉强度、不易断丝、稳定性好、切割精度高的特性，使得其寿命长，从而降低了降低钻孔加工成本。

本实施例中的底座1内也设有PLC控制板，其分别与第一驱动器8、第二驱动器9和力矩传感器电连接，底座1的侧壁也设有与PLC控制板电连接的按键板，按键板上设有启停按钮、设置按钮和调速按钮。其中启停按钮用于控制第一驱动器8的启停，调速按钮用于控制第一驱动器8的转速，设置按钮用于设定切割线3的张紧力。实施例二中PLC控制板对第一驱动器8、第二驱动的控制以及切割线3张紧度的自动调节控制过程与实施例一的相同，不再赘述。

本实施例中底座1上的通孔18可以设置多个，多个通孔18的具体分布如图14所示。通孔18与管体2之间的距离不同可以实现开设不同大小的孔。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种用于开孔后的残留物清除装置，其特征在于：包括底座、管体、切割线和安装于底座内的驱动机构；

所述管体设有偶数个，所有管体的一端均与底座的一个端面固定连接并且所有管体沿着底座的周向分布；

所述切割线的两端分别从相对的两个管体的一端穿入底座并与所述驱动机构连接，通过驱动机构使切割线保持紧绷状态并牵动切割线使切割线处于移动状态；还包括支撑件，所述支撑件为空心圆柱体；支撑件的侧壁设有沿轴向并与所述管体一一对应通孔，管体贯穿对应的通孔进而将支撑件套设在管体上。

2.根据权利要求1所述的一种用于开孔后的残留物清除装置，其特征在于：所有管体伸出所述底座的长度均相等。

3.根据权利要求1所述的一种用于开孔后的残留物清除装置，其特征在于：相对的两个管体之间所形成的夹角均为180°。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种用于开孔后的残留物清除装置，其特征在于：所述驱动机构包括齿条、扭矩传感器、曲轴、第一驱动器和第二驱动器；

所述齿条滑动安装于底座内以及所述曲轴转动安装于底座内，所述齿条的一端设有定滑轮，所述切割线的一端通过导向轮绕过所述定滑轮后与曲轴的一个连杆颈的连杆固定连接，切割线的另外一端通过导向轮与曲轴的另外一个连杆颈的连杆固定连接，通过第一驱动器带动曲轴转动进而使切割线往复移动；所述第二驱动器通过所述扭矩传感器与齿条传动连接，用于带动齿条滑动从而调节切割线的张紧度。

5.根据权利要求4所述的一种用于开孔后的残留物清除装置，其特征在于：两个所述连杆颈的中心轴重合。

6.根据权利要求4所述的一种用于开孔后的残留物清除装置，其特征在于：所述底座内设有用于安装所述齿条的滑槽。

7.一种钻孔装置，其特征在于：包括底座、管体、切割线和安装于底座内的驱动机构；

所述管体的一端与底座的一个端面的中心固定连接，并且该端面设有与底座内腔连通的通孔；所述通孔远离管体，所述切割线的两端分别从管体和通孔穿入底座并与所述驱动机构连接，通过驱动机构使切割线保持紧绷状态并牵动切割线使切割线处于移动状态。

8.根据权利要求7所述的一种钻孔装置，其特征在于：所述驱动机构包括齿条、扭矩传感器、贮丝筒、第一驱动器和第二驱动器；

所述齿条滑动安装于底座内以及所述贮丝筒转动安装于底座内，所述齿条的一端设有定滑轮，所述切割线的一端通过导向轮依次绕过所述定滑轮和贮丝筒后与切割线的另外一端固定连接，通过第一驱动器带动贮丝筒转动进而使切割线循环移动；所述第二驱动器通过所述扭矩传感器与齿条传动连接，用于带动齿条滑动从而调节切割线的张紧度。

9.根据权利要求7所述的一种钻孔装置，其特征在于：所述底座的另外一端面设有连接轴。

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