CN110756874A - 一种岩土勘探用凿岩钎头合金槽铣削设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及凿岩钎头技术领域，具体涉及一种岩土勘探用凿岩钎头合金槽铣削设备，包括有夹紧机构、摇臂机构、牵引机构、往复驱动机构、铣床和控制器；摇臂机构固定安装在往复驱动机构上，夹紧机构固定安装在摇臂机构上，一对牵引机构相互对称地两端分别与摇臂机构底端和往复驱动机构工作部固定连接，铣床设置在夹紧机构一侧且工作部轴线与往复驱动机构轴线共线，往复驱动机构、铣床与控制器通讯连接；该设备成本低，采用电机驱动，使用寿命长，可方便地调节摆动幅度，适用范围广。

Description

一种岩土勘探用凿岩钎头合金槽铣削设备

技术领域

本发明涉及凿岩钎头技术领域，具体涉及一种岩土勘探用凿岩钎头合金槽铣削设备。

背景技术

在矿山开采和隧道开凿等工程施工时，需要各种凿岩钎头，而使用最广泛的是一字形钎头，所述一字形钎头是在钎头的顶部制有“一”字槽，在槽中焊接硬质合金块，一字形钎头的中心凸出与岩石接触，凿岩速度快，所以合金槽呈弧形，对一字形凿岩钎头加工弧形的合金槽难度较大，各种已有的铣床无法加工，只有通过改造，制一个大圆盘，在大圆盘周边制有径向的工件固定孔，一个一个钎头毛坯安装在固定孔中，露出头部，大圆盘转动后钎头毛坯随着圆周移动，与铣刀接触，铣出合金槽，该加工设备的缺点有：一是大圆盘的直径在300毫米左右，体积很笨重，设备投资大；二是每次上料、下料要停机，把一个一个加工后的钎头卸下来，又将一个一个待加工的钎头毛坯安上去，工作效率低，日产量为800—1000只；三是产品合格率低，如果一个工件出了问题，会影响其它工件的加工质量。

中国专利CN201220228184.3公开了一种一字形凿岩钎头铣合金槽的加工设备，包括机座，机座上一头设置转动铣刀，机座上另一头设置工件夹具，其特征在于所述的工件夹具包括安装在机座上的轴承座，轴承座中安装摆动轴，摆动轴上安装夹具，夹具中制有钎头固定孔，固定孔与钎头相配合，摆动轴经拐臂由油缸拉动，油缸作往复运动后使摆动轴连同夹具作圆弧摆动，油缸安装在机座上，但油缸的寿命有限，往复摆动2万次左右就报废了，而且不便于调节摆动幅度，适用范围较窄，需要提供一种使用寿命更长且适用范围广的设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种岩土勘探用凿岩钎头合金槽铣削设备，该设备成本低，采用电机驱动，使用寿命长，可方便地调节摆动幅度，适用范围广。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种岩土勘探用凿岩钎头合金槽铣削设备，包括有夹紧机构、摇臂机构、牵引机构、往复驱动机构、铣床和控制器；

摇臂机构固定安装在往复驱动机构上，夹紧机构固定安装在摇臂机构上，一对牵引机构相互对称地两端分别与摇臂机构底端和往复驱动机构工作部固定连接，铣床设置在夹紧机构一侧且工作部轴线与往复驱动机构轴线共线，往复驱动机构、铣床与控制器通讯连接。

作为优选方案，夹紧机构包括有固定夹具、活动夹具和锁紧组件；固定夹具和活动夹具形状与工件开孔面两侧的V型面形状契合且顶部留有供铣床的铣刀通过的槽，固定夹具和活动夹具方向相向设置，固定夹具底部固定在夹紧机构顶部，活动夹具与摇臂机构顶部滑槽滑动连接，锁紧组件贯穿并连接固定夹具与活动夹具。

作为优选方案，摇臂机构包括有旋转臂、支架和第一转轴；支架固定安装在往复驱动机构顶端，第一转轴两端固定在支架上，第一转轴轴线方向与往复驱动机构轴线方向垂直且相交，旋转臂两端对称地与第一转轴间隙配合，牵引机构一端对称地固定在旋转臂两端，旋转臂顶部与夹紧机构固定连接。

作为优选方案，牵引机构包括有固定螺孔、固定螺栓和万向节；若干固定螺孔均匀的分布在摇臂机构工作部底端，万向节一端与固定螺栓铰接另一端与往复驱动机构工作部铰接，固定螺栓与固定螺孔固定连接。

作为优选方案，往复驱动机构包括有壳体、活塞组件、圆弧运动组件和旋转驱动组件；活塞组件、圆弧运动组件和旋转驱动组件分别设置在壳体内的上段、中段和下段；壳体为对称结构，壳体上段和下段为竖直段，壳体中段为球壳段，活塞组件顶部与牵引机构铰接，活塞组件底部与圆弧运动组件铰接，活塞组件工作部与壳体间隙配合，圆弧运动组件底端与旋转驱动组件间隙配合，旋转驱动组件与壳体固定连接，旋转驱动组件与控制器通讯连接。

作为优选方案，活塞组件包括有活塞和活塞缸；活塞缸对称地设置在壳体的上段内，活塞缸的轴线相互平行地指向摇臂机构，活塞与活塞缸间隙配合，活塞顶部与牵引机构铰接，活塞底部与圆弧运动组件铰接。

作为优选方案，圆弧运动组件包括有第二转轴、旋转盘、第三转轴、滑块、滑道和连杆；第二转轴一端固定在旋转盘底部另一端与旋转驱动组件间隙配合，旋转盘与壳体铰接，一对第三转轴对称地固定在旋转盘两侧，一对滑块分别与旋转盘两侧的第三转轴间隙配合，滑块开设在壳体球壳段两侧，滑块与滑道滑动连接，一对连杆底部与旋转盘顶部对称地铰接，连杆顶部与活塞组件铰接，第二转轴和第三转轴的轴线均与旋转盘与壳体球壳段的铰接点的中心相交，第二转轴轴线相对于旋转驱动组件旋转轴倾斜设置。

作为优选方案，旋转驱动组件包括有旋转驱动器和连接块；旋转驱动器固定安装在壳体底部，旋转驱动器输出端贯穿壳体指向活塞组件方向，旋转驱动器输出轴轴线与壳体轴线共线，连接块固定安装在旋转驱动器输出轴末端，连接块存在一定的夹角，连接块另一侧与圆弧运动组件底部间隙配合且配合处的轴线与旋转盘和壳体球壳段的铰接点的中心相交，旋转驱动器与控制器通讯连接。

本发明的有益效果：本发明提供的往复驱动机构外接电源，起初铣床（未画出）的铣刀离夹紧机构顶端保持一定距离，工作人员将一字钎头放入夹紧机构内夹紧，然后工作人员通过控制器驱动往复驱动机构工作，往复驱动机构通过牵引机构牵动摇臂机构两侧驱动摇臂机构做圆弧摇摆运动，摇臂机构带动夹紧机构一同做摇摆运动，固定在夹紧机构顶部的一字钎头随着夹紧机构一同做摇摆运动，工作人员通过控制器将铣床工作部向往复驱动机构方向靠近并工作使铣床工作部与一字钎头产生接触，两者接触面为弧面，从而使一字钎头上部被铣削出弧形的合金槽，铣削完成后，工作人员通过控制器发送信号给往复驱动机构和铣床，铣床收到信号向着远离往复驱动机构方向运动且停止工作，往复驱动机构收到信号停止工作并使夹紧机构和摇臂机构复位，工作人员将固定在夹紧机构上的工件卸下，更换上新的待加工工件，如此循环往复，牵引机构的固定螺孔与固定螺栓的连接方式为螺纹连接，工作人员可以轻松地将固定螺栓固定到不同的固定螺孔内对摇臂机构的摆动的角度和幅度进行调节以适应不同的工件要求和工作环境，扩大设备的适用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述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是本发明的立体图一；

图2是本发明的立体图二；

图3是本发明的半剖立体图；

图4是本发明去除铣床铣刀的半剖正视图；

图5是本发明去除铣床铣刀的俯视图；

图6是本发明圆弧运动机构立体图；

图7是本发明夹具立体图；

图中：1、夹紧机构；1a、固定夹具；1b、活动夹具；1c、锁紧组件；2、摇臂机构；2a、旋转臂；2b、支架；2c、第一转轴；3、牵引机构；3a、固定螺孔；3b、固定螺栓；3c、万向节；4、往复驱动机构；4a、壳体；4b、活塞组件；4b1、活塞；4b2、活塞缸；4c、圆弧运动组件；4c1、第二转轴；4c2、旋转盘；4c3、第三转轴；4c4、滑块；4c5、滑道；4c6、连杆；4d、旋转驱动组件；4d1、旋转驱动器；4d2、连接块；5、铣床的铣刀。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1至图7所示的一种岩土勘探用凿岩钎头合金槽铣削设备，包括有夹紧机构1、摇臂机构2、牵引机构3、往复驱动机构4、铣床和控制器。

摇臂机构2固定安装在往复驱动机构4上，夹紧机构1固定安装在摇臂机构2上，一对牵引机构3相互对称地两端分别与摇臂机构2底端和往复驱动机构4工作部固定连接，铣床设置在夹紧机构1一侧且工作部轴线与往复驱动机构4轴线共线，往复驱动机构4、铣床与控制器通讯连接。

夹紧机构1包括有固定夹具1a、活动夹具1b和锁紧组件1c；固定夹具1a和活动夹具1b形状与工件开孔面两侧的V型面形状契合且顶部留有供铣床的铣刀通过的槽，固定夹具1a、活动夹具1b的结构均如图7所示，固定夹具1a和活动夹具1b方向相向设置，固定夹具1a底部固定在夹紧机构1顶部，活动夹具1b与摇臂机构2顶部滑槽滑动连接，锁紧组件1c贯穿并连接固定夹具1a与活动夹具1b。锁紧组件1c为螺栓；通过摇臂机构2顶部的滑槽和锁紧组件1c的共同作用可以方便地使活动夹具1b靠近或远离固定夹具1a，工作人员可以方便地更换工件，固定夹具1a和活动夹具1b贴合时通过V型的结构将工件紧紧固定住，固定夹具1a和活动夹具1b的距离通过手动控制锁紧组件1c来调节。

摇臂机构2包括有旋转臂2a、支架2b和第一转轴2c；支架2b固定安装在往复驱动机构4顶端，第一转轴2c两端固定在支架2b上，第一转轴2c轴线方向与往复驱动机构4轴线方向垂直且相交，旋转臂2a两端对称地与第一转轴2c间隙配合，牵引机构3一端对称地固定在旋转臂2a两端，旋转臂2a顶部与夹紧机构1固定连接。通过牵引机构3对旋转臂2a两端的牵引力的变化使旋转臂2a绕着第一转轴2c进行圆弧运动，支架2b为旋转臂2a的旋转提供支撑，旋转臂2a带动夹紧机构1一同做圆弧运动。

牵引机构3包括有固定螺孔3a、固定螺栓3b和万向节3c；若干固定螺孔3a均匀的分布在摇臂机构2工作部底端，万向节3c一端与固定螺栓3b铰接另一端与往复驱动机构4工作部铰接，固定螺栓3b与固定螺孔3a固定连接。固定螺孔3a与固定螺栓3b的连接方式为螺纹连接，工作人员可以轻松地将固定螺栓3b固定到不同的固定螺孔3a内对摇臂机构2的摆动的角度和幅度进行调节以适应不同的工件要求和工作环境，扩大设备的适用范围。

往复驱动机构4包括有壳体4a、活塞组件4b、圆弧运动组件4c和旋转驱动组件4d；活塞组件4b、圆弧运动组件4c和旋转驱动组件4d分别设置在壳体4a内的上段、中段和下段；壳体4a为对称结构，壳体4a上段和下段为竖直段，壳体4a中段为球壳段，活塞组件4b顶部与牵引机构3铰接，活塞组件4b底部与圆弧运动组件4c铰接，活塞组件4b工作部与壳体4a间隙配合，圆弧运动组件4c底端与旋转驱动组件4d间隙配合，旋转驱动组件4d与壳体4a固定连接，旋转驱动组件4d与控制器通讯连接。

工作人员通过控制器发送信号给旋转驱动组件4d，旋转驱动组件4d驱动部收到信号后工作，旋转驱动组件4d驱动圆弧运动组件4c在壳体4a的球壳段内部做类球体运动，旋转驱动组件4d运动过程中对两侧的活塞组件4b产生不同深度的牵引作用，这种牵引作用呈均匀的线性变化，使活塞组件4b在壳体4a的上端内做活塞运动从而通过牵引机构3使摇臂机构2发生摆动。

活塞组件4b包括有活塞4b1和活塞缸4b2；活塞缸4b2对称地设置在壳体4a的上段内，活塞缸4b2的轴线相互平行地指向摇臂机构2，活塞4b1与活塞缸4b2间隙配合，活塞4b1顶部与牵引机构3铰接，活塞4b1底部与圆弧运动组件4c铰接。圆弧运动组件4c运动时带动活塞4b1在活塞缸4b2内做直线往复运动，一对活塞4b1运动位置交替变化使得牵引机构3两侧对摇臂机构2两侧产生的拉力出现变化和差异进而使摇臂机构2产生摆动。

圆弧运动组件4c包括有第二转轴4c1、旋转盘4c2、第三转轴4c3、滑块4c4、滑道4c5和连杆4c6；第二转轴4c1一端固定在旋转盘4c2底部另一端与旋转驱动组件4d间隙配合，旋转盘4c2与壳体4a铰接，一对第三转轴4c3对称地固定在旋转盘4c2两侧，一对滑块4c4分别与旋转盘4c2两侧的第三转轴4c3间隙配合，滑块4c4开设在壳体4a球壳段两侧，滑块4c4与滑道4c5滑动连接，一对连杆4c6底部与旋转盘4c2顶部对称地铰接，连杆4c6顶部与活塞组件4b铰接，第二转轴4c1和第三转轴4c3的轴线均与旋转盘4c2与壳体4a球壳段的铰接点的中心相交，第二转轴4c1轴线相对于旋转驱动组件4d旋转轴倾斜设置。

旋转驱动组件4d工作带动第二转轴4c1围绕旋转盘4c2与壳体4a球壳段的铰接点运动，第二转轴4c1旋转面与旋转驱动组件4d旋转面平行，第二转轴4c1驱动旋转盘4c2绕着与壳体4a球壳段的铰接点做圆弧摆动，旋转盘4c2通过第三转轴4c3驱动滑块4c4在滑道4c5内做往复圆弧运动，滑块4c4运动过程中通过连杆4c6牵动活塞组件4b做活塞运动。

旋转驱动组件4d包括有旋转驱动器4d1和连接块4d2；旋转驱动器4d1固定安装在壳体4a底部，旋转驱动器4d1输出端贯穿壳体4a指向活塞组件4b方向，旋转驱动器4d1输出轴轴线与壳体4a轴线共线，连接块4d2固定安装在旋转驱动器4d1输出轴末端，连接块4d2存在一定的夹角，连接块4d2另一侧与圆弧运动组件4c底部间隙配合且配合处的轴线与旋转盘4c2和壳体4a球壳段的铰接点的中心相交，旋转驱动器4d1与控制器通讯连接。旋转驱动器4d1为伺服电机；工作人员通过控制器打开旋转驱动器4d1，旋转驱动器4d1的输出轴带动连接块4d2旋转，连接块4d2因为存在一定夹角使得圆弧运动组件4c进行圆弧摆动。

本发明的工作原理：往复驱动机构4外接电源，起初铣床的铣刀离夹紧机构1顶端保持一定距离，工作人员将一字钎头放入夹紧机构1内夹紧，然后工作人员通过控制器驱动往复驱动机构4工作，往复驱动机构4通过牵引机构3牵动摇臂机构2两侧驱动摇臂机构2做圆弧摇摆运动，摇臂机构2带动夹紧机构1一同做摇摆运动，固定在夹紧机构1顶部的一字钎头随着夹紧机构1一同做摇摆运动，工作人员通过控制器将铣床工作部向往复驱动机构4方向靠近并工作使铣床工作部与一字钎头产生接触，两者接触面为弧面，从而使一字钎头上部被铣削出弧形的合金槽，铣削完成后，工作人员通过控制器发送信号给往复驱动机构4和铣床，铣床收到信号向着远离往复驱动机构4方向运动且停止工作，往复驱动机构4收到信号停止工作并使夹紧机构1和摇臂机构2复位，工作人员将固定在夹紧机构1上的工件卸下，更换上新的待加工工件，如此循环往复。牵引机构3的固定螺孔3a与固定螺栓3b的连接方式为螺纹连接，工作人员可以轻松地将固定螺栓3b固定到不同的固定螺孔3a内对摇臂机构2的摆动的角度和幅度进行调节以适应不同的工件要求和工作环境，扩大设备的适用范围。

Claims (8)

1.一种岩土勘探用凿岩钎头合金槽铣削设备，其特征在于，包括有夹紧机构（1）、摇臂机构（2）、牵引机构（3）、往复驱动机构（4）、铣床和控制器；

摇臂机构（2）固定安装在往复驱动机构（4）上，夹紧机构（1）固定安装在摇臂机构（2）上，一对牵引机构（3）相互对称地两端分别与摇臂机构（2）底端和往复驱动机构（4）工作部固定连接，铣床设置在夹紧机构（1）一侧且工作部轴线与往复驱动机构（4）轴线共线，往复驱动机构（4）、铣床与控制器通讯连接。

2.根据权利要求1所述的一种岩土勘探用凿岩钎头合金槽铣削设备，其特征在于，夹紧机构（1）包括有固定夹具（1a）、活动夹具（1b）和锁紧组件（1c）；固定夹具（1a）和活动夹具（1b）形状与工件开孔面两侧的V型面形状契合且顶部留有供铣床的铣刀通过的槽，固定夹具（1a）和活动夹具（1b）方向相向设置，固定夹具（1a）底部固定在夹紧机构（1）顶部，活动夹具（1b）与摇臂机构（2）顶部滑槽滑动连接，锁紧组件（1c）贯穿并连接固定夹具（1a）与活动夹具（1b）。

3.根据权利要求1所述的一种岩土勘探用凿岩钎头合金槽铣削设备，其特征在于，摇臂机构（2）包括有旋转臂（2a）、支架（2b）和第一转轴（2c）；支架（2b）固定安装在往复驱动机构（4）顶端，第一转轴（2c）两端固定在支架（2b）上，第一转轴（2c）轴线方向与往复驱动机构（4）轴线方向垂直且相交，旋转臂（2a）两端对称地与第一转轴（2c）间隙配合，牵引机构（3）一端对称地固定在旋转臂（2a）两端，旋转臂（2a）顶部与夹紧机构（1）固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种岩土勘探用凿岩钎头合金槽铣削设备，其特征在于，牵引机构（3）包括有固定螺孔（3a）、固定螺栓（3b）和万向节（3c）；若干固定螺孔（3a）均匀的分布在摇臂机构（2）工作部底端，万向节（3c）一端与固定螺栓（3b）铰接另一端与往复驱动机构（4）工作部铰接，固定螺栓（3b）与固定螺孔（3a）固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种岩土勘探用凿岩钎头合金槽铣削设备，其特征在于，往复驱动机构（4）包括有壳体（4a）、活塞组件（4b）、圆弧运动组件（4c）和旋转驱动组件（4d）；活塞组件（4b）、圆弧运动组件（4c）和旋转驱动组件（4d）分别设置在壳体（4a）内的上段、中段和下段；壳体（4a）为对称结构，壳体（4a）上段和下段为竖直段，壳体（4a）中段为球壳段，活塞组件（4b）顶部与牵引机构（3）铰接，活塞组件（4b）底部与圆弧运动组件（4c）铰接，活塞组件（4b）工作部与壳体（4a）间隙配合，圆弧运动组件（4c）底端与旋转驱动组件（4d）间隙配合，旋转驱动组件（4d）与壳体（4a）固定连接，旋转驱动组件（4d）与控制器通讯连接。

6.根据权利要求5所述的一种岩土勘探用凿岩钎头合金槽铣削设备，其特征在于，活塞组件（4b）包括有活塞（4b1）和活塞缸（4b2）；活塞缸（4b2）对称地设置在壳体（4a）的上段内，活塞缸（4b2）的轴线相互平行地指向摇臂机构（2），活塞（4b1）与活塞缸（4b2）间隙配合，活塞（4b1）顶部与牵引机构（3）铰接，活塞（4b1）底部与圆弧运动组件（4c）铰接。

7.根据权利要求5所述的一种岩土勘探用凿岩钎头合金槽铣削设备，其特征在于，圆弧运动组件（4c）包括有第二转轴（4c1）、旋转盘（4c2）、第三转轴（4c3）、滑块（4c4）、滑道（4c5）和连杆（4c6）；第二转轴（4c1）一端固定在旋转盘（4c2）底部另一端与旋转驱动组件（4d）间隙配合，旋转盘（4c2）与壳体（4a）铰接，一对第三转轴（4c3）对称地固定在旋转盘（4c2）两侧，一对滑块（4c4）分别与旋转盘（4c2）两侧的第三转轴（4c3）间隙配合，滑块（4c4）开设在壳体（4a）球壳段两侧，滑块（4c4）与滑道（4c5）滑动连接，一对连杆（4c6）底部与旋转盘（4c2）顶部对称地铰接，连杆（4c6）顶部与活塞组件（4b）铰接，第二转轴（4c1）和第三转轴（4c3）的轴线均与旋转盘（4c2）与壳体（4a）球壳段的铰接点的中心相交，第二转轴（4c1）轴线相对于旋转驱动组件（4d）旋转轴倾斜设置。

8.根据权利要求5所述的一种岩土勘探用凿岩钎头合金槽铣削设备，其特征在于，旋转驱动组件（4d）包括有旋转驱动器（4d1）和连接块（4d2）；旋转驱动器（4d1）固定安装在壳体（4a）底部，旋转驱动器（4d1）输出端贯穿壳体（4a）指向活塞组件（4b）方向，旋转驱动器（4d1）输出轴轴线与壳体（4a）轴线共线，连接块（4d2）固定安装在旋转驱动器（4d1）输出轴末端，连接块（4d2）存在一定的夹角，连接块（4d2）另一侧与圆弧运动组件（4c）底部间隙配合且配合处的轴线与旋转盘（4c2）和壳体（4a）球壳段的铰接点的中心相交，旋转驱动器（4d1）与控制器通讯连接。

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