CN110681941A - 孔洞开孔装置及开孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种孔洞开孔装置，包括两个固定中心座和连杆，两个固定中心座间隔预设距离设置，两个固定中心座用于吸附于待开孔件上，各个固定中心座上设有一回转杆，回转杆的一端转动连接在所述固定中心座的中心，回转杆的另一端上设有位置可调节的连杆座，两个连杆座分别连接在连杆的两端，且两个连杆座在连杆上的设置位置可调节，连杆上连接有一个或多个位置可调节的切割头固定座，切割头固定座上安装有用于切割所述钢板的切割头；其中，两个回转杆彼此平行设置，连杆平行于两个固定中心座之间的连线。本发明还涉及一种孔洞开孔方法。本发明能够完成小直径孔洞的开设，开孔精度高，且能够同时开设多个小孔，大大提高了加工效率。

Description

孔洞开孔装置及开孔方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，更具体地，涉及一种孔洞开孔装置及开孔方法。

背景技术

在钢结构施工中，利用火焰切割和等离子切割进行钢板下料的技术已非常成熟，常见的设备有数控钢板下料机、割枪割圆器、割规等。数控钢板下料机是一种自动切割下料机，加工精度高，可根据图形数据完成各种复杂、异形图形的钢板切割，包括切割圆形钢板料或开圆形孔洞，但数控钢板下料机体积大，通常只有大中型钢结构加工车间才有配备，针对铺设在平面上的板材进行加工。割枪割圆器、割规，主要包括中心轴和安装在中心轴上的调节杆，等离子切割设备或火焰切割设备滑动安装在调节杆上，通过调节与中心轴的距离，对钢板进行割圆操作，但割枪割圆器、割规无法完成小于中心轴的孔洞加工工作。特别是在施工现场，在安装好的钢构件的钢板上开设小直径孔洞，常常因为以上的两种方式都无法完成的原因，而采用操作人员手持气割枪进行切割操作，大大降低了开孔精度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种孔洞开孔装置及开孔方法，旨在解决现有技术中常规的切割设备无法在施工现场的钢构件上开设小直径孔洞的技术问题。

根据本发明的第一方面，提供一种孔洞开孔装置，包括两个固定中心座和连杆，两个所述固定中心座间隔预设距离设置，两个所述固定中心座用于吸附在待开孔件上，各个所述固定中心座上设有一回转杆，所述回转杆的一端转动连接在所述固定中心座的中心，所述回转杆的另一端上设有连杆座，所述连杆座在所述回转杆上的设置位置可调节，两个所述连杆座分别连接在所述连杆的两端，并且两个所述连杆座在所述连杆上的设置位置可调节，所述连杆上连接有一个或多个切割头固定座，所述切割头固定座在所述连杆上的设置位置可调节，所述切割头固定座上安装有用于切割所述待开孔件的切割头；

其中，两个所述回转杆彼此平行设置，所述连杆平行于两个所述固定中心座之间的连线。

优选地，所述固定中心座包括座体以及设于所述座体底部的强磁贴片，所述固定中心座通过所述强磁贴片吸附于所述待开孔件上。

优选地，所述固定中心座上设有转轴，所述转轴的上端连接于所述回转杆的一端，所述转轴的下端转动连接在所述固定中心座上。

优选地，所述连杆座包括上滑座和下滑座，所述上滑座与所述下滑座可转动连接，

其中，所述连杆与所述上滑座连接，所述下滑座与所述回转杆连接。

优选地，所述回转杆的横截面呈倒等腰梯形，且所述回转杆上设有刻度；

所述下滑座的底部设有与所述回转杆的横截面相匹配的第一燕尾槽，所述下滑座上设有用于将所述下滑座与所述回转杆锁紧固定的第一顶丝。

优选地，所述连杆的横截面为非圆形形状，所述上滑座上设有与所述连杆的横截面相匹配的第一通孔，所述上滑座上设有用于将所述上滑座与所述连杆锁紧固定的蝶形螺钉。

优选地，所述切割头固定座包括滑动座和环形套，所述滑动座上设有与所述连杆的横截面相匹配的第二通孔，所述滑动座上设有用于将所述滑动座与所述连杆锁紧固定的第二顶丝，所述环形套用于安装所述切割头，所述环形套上设有用于锁紧固定所述切割头的第三顶丝，所述环形套滑动连接于所述滑动座上，其中，所述环形套的滑动方向垂直于所述滑动座的滑动方向。

优选地，所述环形套上设有滑条，所述滑条的截面呈等腰梯形，所述滑动座上设有与所述滑条相匹配的第二燕尾槽，所述第二燕尾槽的一侧设有用于将所述滑条与所述第二燕尾槽锁紧固定的第四顶丝。

根据本发明的第二方面，提供一种孔洞开孔方法，该开孔方法使用上述的孔洞开孔装置进行开孔，包括如下步骤：

步骤一、根据设计要求在待开孔件上上做好开孔部位标记；

步骤二、调整所述连杆座在所述回转杆上的位置，使所述连杆座的中心到所述固定中心座的中心的垂直距离等于开孔半径；

步骤三、将所述回转杆转动到与两个所述固定中心座之间的连线相垂直的位置，根据所述开孔部位标记的第一边缘确定所述固定中心座在所述待开孔件上的位置，其中，所述开孔部位标记为圆圈形状，所述第一边缘位于所述圆圈一直径的末端，该直径垂直于所述连杆，并且所述第一边缘和所述固定中心座分别位于所述连杆的相对两侧；

步骤四、所述固定中心座固定完成后，将所述回转杆转动到与两个所述固定中心座之间的连线相重合的位置，将所述切割头的中心对齐到所述开孔部位标记的第二边缘或第三边缘，将所述连杆与所述连杆座锁紧固定，其中，所述第二边缘和第三边缘位于所述圆圈的一直径的相对两端，且该直径平行于所述连杆；

步骤五、调整所述切割头与所述待开孔件之间的距离；

步骤六、使用所述切割头对所述待开孔件进行切割开孔，开孔过程中使所述回转杆匀速转动。

优选地，所述步骤三中，在所述开孔部位标记的第一边缘的一侧做一条平行于所述连杆的辅助线，使所述第一边缘到所述辅助线的垂直距离等于所述切割头的中心到所述连杆的中心线的垂直距离与开孔半径之和，安装所述固定中心座，使两个所述固定中心座的中心与所述辅助线对齐，其中，所述第一边缘与所述辅助线分别位于所述连杆的相对两侧。

本发明提供的孔洞开孔装置及开孔方法，能够通过热切割设备完成圆形孔洞的开设，特别适用于在施工现场的已安装好的钢构件上进行开设小直径孔洞。本发明提供的孔洞开孔装置及开孔方法，开孔精度高，且能够同时开设多个呈直线排列的等直径的孔洞，大大提高了加工效率。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出了本发明实施例中设有一个切割头的孔洞开孔装置的立体结构示意图。

图2示出了本发明实施例中设有四个切割头的孔洞开孔装置的立体结构示意图。

图3示出了本发明实施例中设有四个切割头的孔洞开孔装置的侧视图。

图4示出了本发明实施例的孔洞开孔装置中固定中心座与回转杆连接的剖视图。

图5示出了本发明实施例的孔洞开孔装置中连杆座的结构示意图。

图6示出了本发明实施例的孔洞开孔装置中切割头固定座的结构示意图。

图7示出了本发明实施例中料斗成品的结构示意图。

图8示出了本发明实施例中待加工料斗的结构示意图。

图9示出了本发明实施例中在料斗的钢板上设置的开孔部位标记的结构示意图。

图10示出了本发明实施例的小直径开孔装置在料斗钢板上进行开孔时的状态图。

图中：固定中心座1、座体11、环状凹槽111、强磁贴片12、回转杆2、连杆座3、上滑座31、第一通孔311、下滑座32、第一燕尾槽321、第一顶丝33、蝶形螺钉34、销轴35、连杆4、切割头固定座5、滑动座 51、第二通孔511、第二燕尾槽512、环形套52、滑条521、第二顶丝 53、第四顶丝54、第三顶丝55、热切割设备6、切割头61、转轴7、料斗8、钢板81、开孔部位标记811、衬板82。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

本发明提供一种孔洞开孔装置，包括两个固定中心座1和连杆 4，两个固定中心座1间隔预设距离设置，两个固定中心座1用于吸附于待开孔件上，各个固定中心座1上设有一回转杆2，回转杆2的一端转动连接在固定中心座1的中心，回转杆2的另一端上设有连杆座3，连杆座3在回转杆2上的设置位置可调节，两个连杆座3连接在连杆4的两端，并且两个连杆座3在连杆4上的设置位置可调节，连杆4上连接有一个或多个切割头固定座5，切割头固定座5在连杆4上的设置位置可调节。切割头固定座5上安装有用于切割待开孔件的切割头61，所述切割头61为火焰切割或等离子切割等热切割设备的切割头61。其中，两个回转杆2彼此平行设置，连杆4平行于两个固定中心座1之间的连线，两个固定中心座1、两个回转杆2以及连杆4形成平行四边形连杆机构。参照图1和图2，图1为设有一个切割头的孔洞开孔装置的结构示意图，图中为清楚地示出切割头固定座5的结构，将切割头61与切割头固定座5进行了分离；图2为设有四个切割头的孔洞开孔装置的结构示意图。连杆4上的切割头61的数量可根据实际要加工的圆孔的数量相应地进行增加或减少。

固定中心座1包括圆柱形结构的座体11以及设于座体11底部的强磁贴片12，强磁贴片12是一种吸力强、磁力久的薄片状磁铁，固定中心座1通过强磁贴片12吸附于待开孔件上。本实施例中，强磁贴片12 为环状结构，在座体11的底部设有与强磁贴片12相匹配的环状凹槽111，强磁贴片12嵌入环状凹槽111中，为使强磁贴片12固定牢固，可以在强磁贴片12和环状凹槽111之间使用粘结剂粘结。在可替代的实施例中，在座体11的底部可设置多个圆形凹槽，多个圆形凹槽周向均布，圆形凹槽内嵌入相适配的圆形片状结构的强磁贴片12。

如图4所示，本实施例中，固定中心座1的中心位置设有转轴7，转轴7的上端连接于回转杆2的一端，转轴7的下端转动连接在固定中心座1上。在座体11的中心设有中心孔，中心孔的直径与转轴7的直径相匹配，转轴7设于所述中心孔内，转轴7的顶端与回转杆2的一端固定连接，转轴7的底端为锥形结构。可以理解的是，转轴7设于中心孔内后，可以在座体11的中心孔的上下两端设置防止所述转轴7从中心孔中脱出的挡板，挡板可设置为与座体11可拆卸式连接。

如图5所示，本实施例中，连杆座3包括上滑座31和下滑座32，上滑座31与下滑座32可转动连接，其中，连杆4与上滑座31连接，下滑座32与回转杆2连接。如图所示，上滑座31和下滑座32之间通过销轴35连接在一起，从而使上滑座31和下滑座32之间可相对转动。

上述实施例中，回转杆2的横截面呈倒等腰梯形，下滑座32的底部设有与回转杆2的横截面相匹配的第一燕尾槽321，下滑座32可沿回转杆2的长度方向滑动移动，下滑座32上设有用于将下滑座32与回转杆 2锁紧固定的第一顶丝33。回转杆2上设有刻度，调节下滑座32在回转杆2上的位置，可以方便地确定下滑座32中心与固定中心座1中心之间的距离。

连杆4的横截面为非圆形形状，上滑座31上设有与连杆4的横截面相匹配的第一通孔311，上滑座31上设有用于将上滑座31与连杆4锁紧固定的蝶形螺钉34。本实施例中，上滑座31为圆柱形结构，上滑座 31上开设有贯通的第一通孔311，第一通孔311的形状为矩形形状，第一通孔311的贯通方向垂直于圆柱形结构的轴向，连杆4的横截面为与第一通孔311相匹配的矩形形状，上滑座31的顶部开设有螺纹孔，该螺纹孔与第一通孔311贯通，蝶形螺钉34通过该螺纹孔螺纹连接在上滑座 31上。连杆4的横截面设置为非圆形形状，可以防止连杆4与连杆座3 滑动连接时发生转动。

如图6所示，切割头固定座5包括滑动座51和环形槽52，滑动座 51用于与连杆4滑动连接，环形槽52用于固定切割钢板所用的热切割设备6的切割头61。滑动座51上设有与连杆4的横截面相匹配的第二通孔511，滑动座51上设有用于将滑动座51与连杆4锁紧固定的第二顶丝53。环形槽52的中心为中空结构，切割头61安装于环形槽52的中空结构中，环形槽52的周向设置有至少两个第三顶丝55，用于将切割头61与环形槽52锁紧固定。环形槽52滑动连接在滑动座51上，其中，环形槽52的滑动方向垂直于滑动座51的滑动方向。具体地，环形槽52的外部设有滑条521，滑条521的截面呈等腰梯形，滑动座51的一侧设有与滑条521相匹配的第二燕尾槽512，第二燕尾槽512的一侧设有用于将滑条521与第二燕尾槽512锁紧固定的第四顶丝54。

本实施例中，第一顶丝33、第二顶丝53、第三顶丝55、第四顶丝 54均采用十字头盘头螺钉。

如图7所示为某种设备上的料斗成品的结构示意图，料斗8呈正四棱台形状，该料斗8采用钢板81组装焊接而成。料斗8内侧安装有衬板82，衬板82通过螺栓固定连接在料斗8的钢板81内侧面上，因此需要在料斗8的钢板81上开设多个小直径孔洞。使用上述实施例中的孔洞开孔装置进行开孔的步骤如下：

步骤一、根据设计要求在需要开孔的钢板上做好开孔部位标记。

如图8所示，为待加工料斗的结构示意图，在该料斗8的四个钢板 81的外侧面，按照设计要求在需要开孔的钢板面上作开孔部位标记811，开孔部位标记811为圆圈形状，即在钢板81的外侧面画出需要开设的圆孔的切割轨迹线，如图9所示，为在料斗8的钢板81上设置的开孔部位标记811的示意图。

步骤二、调整连杆座在回转杆上的位置，使连杆座的中心到固定中心座的中心的垂直距离等于开孔半径。

该步骤中，旋松连杆座3的下滑座32上的第一顶丝33，使下滑座 32能够在回转杆2上滑动，根据开孔半径的大小，调整连杆座3在回转杆2上的位置，通过回转杆2上的刻度读取连杆座3的中心到固定中心座1的中心的垂直距离，使该距离等于开孔半径，连杆座3调整完成后，旋紧连杆座3的下滑座32上的第一顶丝33，将下滑座32与回转杆2锁紧固定。

步骤三、将回转杆转动到与两个固定中心座之间的连线相垂直的位置，根据开孔部位标记的第一边缘确定固定中心座在待开孔件上的位置，其中，开孔部位标记为圆圈形状，第一边缘位于圆圈一直径的末端，该直径垂直于连杆，并且第一边缘和固定中心座分别位于连杆的相对两侧。

该步骤中，在开孔部位标记811的第一边缘的一侧画一条平行于连杆4的辅助线，使第一边缘到辅助线的垂直距离等于切割头61的中心到连杆4的中心线的垂直距离与开孔半径之和，安装固定中心座1，使两个固定中心座1的中心与辅助线对齐，其中，第一边缘与辅助线分别位于连杆4的相对两侧。

在本实施例中，为使固定中心座1的中心与辅助线对齐方便，可在固定中心座1的圆柱形结构的座体11上设置十字中心校准线，该十字中心校准线设于座体11的外周壁上，安装固定中心座1时，将固定中心座 1上的十字中心校准线与辅助线对齐。

步骤四、固定中心座固定完成后，将回转杆转动到与两个固定中心座之间的连线相重合的位置，将切割头的中心对齐到开孔部位标记的第二边缘或第三边缘，将连杆与连杆座锁紧固定，其中，第二边缘和第三边缘位于所述圆圈的一直径的相对两端，且该直径平行于连杆。

该步骤中，旋松连杆座3的上滑座31上的蝶形螺钉34，使连杆4 能够在上滑座31上滑动，将切割头61的中心与开孔部位标记811的第二边缘或第三边缘对齐后，旋紧上滑座31上的蝶形螺钉34，将连杆4 与上滑座31锁紧固定。

对于连杆4上有多个切割头61的孔洞开孔装置，调整时将连杆4 与上滑座31锁紧固定后，旋松各个切割头固定座5的滑动座51上的第二顶丝53，使各个切割头固定座5能够在连杆4上滑动，将各个切割头 61的中心与开孔部位标记811的第二边缘或第三边缘对齐后，旋紧各个滑动座51上的第二顶丝53，将滑动座51与连杆4锁紧固定。

步骤五、调整切割头与钢板之间的距离。

该步骤中，旋松第二燕尾槽512一侧的第四顶丝54，使环形槽52 上的滑条521能够在滑动座51上的第二燕尾槽512上滑动，调整切割头 61与钢板81之间的距离至合适尺寸，旋紧第二燕尾槽512一侧的第四顶丝54，将滑条521与第二燕尾槽512锁紧固定。

步骤六、使用切割头61对钢板81进行切割开孔，开孔过程中使回转杆2匀速转动。

本发明提供的孔洞开孔装置及开孔方法，能够通过热切割设备完成小直径孔洞的开设，特别适用于在施工现场的已安装好的钢构件上进行开设小直径孔洞。本发明提供的孔洞开孔装置及开孔方法，开孔精度高，且能够同时开设多个呈直线排列的等直径的孔洞，大大提高了加工效率。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种孔洞开孔装置，其特征在于，包括两个固定中心座和连杆，两个所述固定中心座间隔预设距离设置，两个所述固定中心座用于吸附在待开孔件上，各个所述固定中心座上设有一回转杆，所述回转杆的一端转动连接在所述固定中心座的中心，所述回转杆的另一端上设有连杆座，所述连杆座在所述回转杆上的设置位置可调节，两个所述连杆座分别连接在所述连杆的两端，并且两个所述连杆座在所述连杆上的设置位置可调节，所述连杆上连接有一个或多个切割头固定座，所述切割头固定座在所述连杆上的设置位置可调节，所述切割头固定座上安装有用于切割所述待开孔件的切割头；

其中，两个所述回转杆彼此平行设置，所述连杆平行于两个所述固定中心座之间的连线。

2.根据权利要求1所述的孔洞开孔装置，其特征在于，所述固定中心座包括座体以及设于所述座体底部的强磁贴片，所述固定中心座通过所述强磁贴片吸附于所述待开孔件上。

3.根据权利要求1所述的孔洞开孔装置，其特征在于，所述固定中心座上设有转轴，所述转轴的上端连接于所述回转杆的一端，所述转轴的下端转动连接在所述固定中心座上。

4.根据权利要求1所述的孔洞开孔装置，其特征在于，所述连杆座包括上滑座和下滑座，所述上滑座与所述下滑座可转动连接，

其中，所述连杆与所述上滑座连接，所述下滑座与所述回转杆连接。

5.根据权利要求4所述的孔洞开孔装置，其特征在于，所述回转杆的横截面呈倒等腰梯形，且所述回转杆上设有刻度；

所述下滑座的底部设有与所述回转杆的横截面相匹配的第一燕尾槽，所述下滑座上设有用于将所述下滑座与所述回转杆锁紧固定的第一顶丝。

6.根据权利要求4所述的孔洞开孔装置，其特征在于，所述连杆的横截面为非圆形形状，所述上滑座上设有与所述连杆的横截面相匹配的第一通孔，所述上滑座上设有用于将所述上滑座与所述连杆锁紧固定的蝶形螺钉。

7.根据权利要求1所述的孔洞开孔装置，其特征在于，所述切割头固定座包括滑动座和环形套，所述滑动座上设有与所述连杆的横截面相匹配的第二通孔，所述滑动座上设有用于将所述滑动座与所述连杆锁紧固定的第二顶丝，所述环形套用于安装所述切割头，所述环形套上设有用于锁紧固定所述切割头的第三顶丝，所述环形套滑动连接于所述滑动座上，其中，所述环形套的滑动方向垂直于所述滑动座的滑动方向。

8.根据权利要求7所述的孔洞开孔装置，其特征在于，所述环形套上设有滑条，所述滑条的截面呈等腰梯形，所述滑动座上设有与所述滑条相匹配的第二燕尾槽，所述第二燕尾槽的一侧设有用于将所述滑条与所述第二燕尾槽锁紧固定的第四顶丝。

9.一种孔洞开孔方法，其特征在于，使用权利要求1-8任一项所述的孔洞开孔装置进行开孔，包括如下步骤：

步骤一、根据设计要求在待开孔件上上做好开孔部位标记；

步骤二、调整所述连杆座在所述回转杆上的位置，使所述连杆座的中心到所述固定中心座的中心的垂直距离等于开孔半径；

步骤三、将所述回转杆转动到与两个所述固定中心座之间的连线相垂直的位置，根据所述开孔部位标记的第一边缘确定所述固定中心座在所述待开孔件上的位置，其中，所述开孔部位标记为圆圈形状，所述第一边缘位于所述圆圈一直径的末端，该直径垂直于所述连杆，并且所述第一边缘和所述固定中心座分别位于所述连杆的相对两侧；

步骤四、所述固定中心座固定完成后，将所述回转杆转动到与两个所述固定中心座之间的连线相重合的位置，将所述切割头的中心对齐到所述开孔部位标记的第二边缘或第三边缘，将所述连杆与所述连杆座锁紧固定，其中，所述第二边缘和第三边缘位于所述圆圈的一直径的相对两端，且该直径平行于所述连杆；

步骤五、调整所述切割头与所述待开孔件之间的距离；

步骤六、使用所述切割头对所述待开孔件进行切割开孔，开孔过程中使所述回转杆匀速转动。

10.根据权利要求9所述的孔洞开孔方法，其特征在于，所述步骤三中，在所述开孔部位标记的第一边缘的一侧做一条平行于所述连杆的辅助线，使所述第一边缘到所述辅助线的垂直距离等于所述切割头的中心到所述连杆的中心线的垂直距离与开孔半径之和，安装所述固定中心座，使两个所述固定中心座的中心与所述辅助线对齐，其中，所述第一边缘与所述辅助线分别位于所述连杆的相对两侧。

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