CN113500223A - 一种螺旋棒同步钻孔设备 - Google Patents

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刘晓强
郝秀云
陈兆山
朱国君
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Abstract

本发明公开了一种螺旋棒同步钻孔设备，包括设于工作台上的进给装置、定位装置、压紧装置及钻孔动力头；所述进给装置包括伞齿轮传动机构、丝杆螺母驱动机构和线性导轨滑块副；所述伞齿轮传动机构与丝杆螺母驱动机构转动连接，所述线性导轨滑块副设于丝杆螺母驱动机构上，并与丝杆螺母驱动机构转动连接；定位装置设于进给装置正上方，用于给螺旋棒定位，所述钻孔动力头设于线性导轨滑块副上，用于对螺旋棒钻孔；本发明通过伞齿轮传动机构实现各丝杆螺母驱动机构的联动，同步拖动各钻孔动力头同步进给或退出，一次安装，各孔同步加工，效率大大提高。

Description

一种螺旋棒同步钻孔设备
技术领域
本发明涉及一种螺旋棒同步钻孔设备，属于机械加工用工艺装备技术领域。
背景技术
风动凿岩机是一种高效率凿岩工具，可对中硬和坚硬岩石进行湿式凿岩，可钻凿水平和倾斜炮孔等，主要用于矿业巷道掘进中的凿岩工作，是水利工程、铁路建设和国防石方工程建设中的必要工具。
凿岩机一般为批量生产。凿岩设备中各零件结构复杂，绝大多数工序中都需要借助特定的工艺装备才能进行加工。如螺旋棒的加工就需要借助十多套工艺装备才能完成。在其中的钻弹簧座孔的工序中，采用的是常规思路设计的钻孔模具，各个孔逐个孔加工，生产效率比较低。如何更高效快捷地完成各道工序的加工内容，提高生产效率，降低成本是我们必须面对的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种螺旋棒同步钻孔设备，以解决现有技术逐个孔加工，效率比较低的缺陷。
一种螺旋棒同步钻孔设备，包括设于工作台上的进给装置、定位装置、压紧装置及钻孔动力头；
所述进给装置包括伞齿轮传动机构、丝杆螺母驱动机构和线性导轨滑块副；所述伞齿轮传动机构与丝杆螺母驱动机构转动连接，所述线性导轨滑块副设于丝杆螺母驱动机构上，并与丝杆螺母驱动机构转动连接；
定位装置设于进给装置正上方，用于给螺旋棒定位，所述钻孔动力头设于线性导轨滑块副上，用于对螺旋棒钻孔，所述压紧装置用于固定螺旋棒的顶部。
进一步地，所述伞齿轮传动机构包括壳体、中心伞齿轮、伞齿轮和短轴；中心伞齿轮通过轴承座一转动安装在壳体的内部顶板，短轴通过轴承设在壳体的四个侧面中部位置，短轴一端通过伞齿轮与中心伞齿轮啮合，另一端与丝杆螺母驱动机构转动连接。
进一步地，所述丝杆螺母驱动机构包括支撑架、丝杆和联接块；丝杆穿过支撑架并与支撑架转动连接；丝杆设有滚珠螺母，滚珠螺母设有联接块；所述钻孔动力头与联接块连接，丝杆输出端通过联轴器与短轴连接，其中一个丝杆的输入端连接有进给手轮；钻孔动力头底部两侧与线性导轨滑块副连接。
进一步地，所述线性导轨滑块副包括导轨和滑块；所述导轨和滑块其一设在支撑架，另一设在钻孔动力头底部。
进一步地，所述定位装置包括定位套、设置在定位套上端面的两根定位销及定位孔；所述定位孔用于安装螺旋棒，所述定位销用于将螺旋棒固定在定位孔中，所述定位套的上端外侧还周向均布固定设有四个钻模板，钻模板上固定设有钻套，用于引导麻花钻。
进一步地，所述钻孔动力头包括拖板、电机支架、电机、卡头、钻头；拖板的固定安装在线性导轨滑块副上，电机通过电机支架水平固定安装在长方形拖板上方，钻头通过卡头安装在电机的转轴上。
进一步地，所述电机的轴线方向与线性导轨滑块副方向一致。
进一步地，所述压紧装置包括Z形支架、活动压板、销轴及压紧螺钉；Z形支架通过立板下端的固定板与工作台固定，立板上端固定设有水平方向的横板，横板通过销轴转动设有活动压板，活动压板设有压紧螺钉，压紧螺钉的上端设有压紧手轮。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
1、本发明通过伞齿轮传动机构实现各丝杆螺母驱动机构的联动，同步拖动各钻孔动力头同步进给或退出，一次安装，各孔同步加工，效率大大提高；
2、本发明通过伞齿轮传动机构与丝杆螺母驱动机构转动连接，提高钻孔动力头进给精度；
3、本发明通过定位装置和压紧装置有效的对螺旋棒进行固定，提高安全性。
附图说明
图1是本发明同步钻孔设备示意图；
图2是本发明进给装置示意图；
图3是本发明伞齿轮传动机构示意图；
图4是本发明丝杆螺母驱动机构示意图；
图5是本发明定位装置示意图；
图6是本发明钻孔动力头示意图；
图7是本发明压紧装置示意图；
图8是螺旋棒示意图；
图中：100、工作台；200、进给装置；210、伞齿轮传动机构；220、丝杆螺母驱动机构；230、线性导轨滑块副；240、进给手轮； 211、壳体；212、轴承座一；213、中心伞齿轮；214、轴承座二；215、短轴、216、伞齿轮；217 联轴器； 221、支撑架；222、丝杆；223、滚珠螺母；224、联接块；231、导轨；232、滑块；240、进给手轮；300、定位装置；310、定位套；311、定位孔；312、凸台；320、定位销；330、钻模板；331、钻套；400、压紧装置；410、Z形支架；411、固定板；412、立板；413 横板；420、活动压板；430、销轴；440、压紧螺钉；441、压紧手轮；500、钻孔动力头；510、拖板；520、电机支架；530、电机；540、卡头；550、钻头；600、螺旋棒；610、螺旋花键；620、棘爪座；621、卡槽；622、平面；623、弹簧座孔；630、导向圆柱；640、水针孔。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-图7所示，公开了一种螺旋棒同步钻孔设备，包括设于工作台100上的进给装置200、定位装置300、压紧装置400及钻孔动力头500；
所述进给装置200包括伞齿轮传动机构210、丝杆螺母驱动机构220和线性导轨滑块副230；伞齿轮传动机构210安装在方形工作台的中心位置上面；伞齿轮传动机构210与丝杆螺母驱动机构220转动连接，所述线性导轨滑块副230设于丝杆螺母驱动机构220上，并与丝杆螺母驱动机构220转动连接；
定位装置300设于进给装置200正上方，用于给螺旋棒定位，所述钻孔动力头500设于线性导轨滑块副230上，用于对螺旋棒钻孔，所述压紧装置用于固定螺旋棒的顶部。
具体的，所述伞齿轮传动机构210包括壳体211、中心伞齿轮213、伞齿轮216和短轴215；中心伞齿轮213通过轴承座一212转动安装在壳体211的内部顶板，壳体211为方形敞口盆状结构，倒扣安装在方形工作台的中心（壳体的盆底变成如图3所示状态的顶板）；短轴215通过轴承设在壳体211的四个侧面中部位置，轴承座一212固定安装在壳体211的顶板下面。短轴215通过轴承转动安装在轴承座二214内，各短轴的内端分别固定设有伞齿轮216，各伞齿轮216都与中心伞齿轮213啮合。各短轴的外端分别通过联轴器217与丝杆222的内端固定联接。
所述丝杆螺母驱动机构220包括支撑架221、丝杆222和联接块224；支撑架221为长方形框形结构，内部为空腔，固定安装在工作台面上。
丝杆222穿过支撑架221并与支撑架221转动连接；具体的安装方式为：支撑架221的左右两端即短边所在的两端设有同轴的通孔，丝杆222穿过通孔与支撑架221通过轴承转动安装。丝杆222设有滚珠螺母223，滚珠螺母223设有联接块224；滚珠螺母223穿过联接块224并与联接块在丝杆的轴线方向固定联接，联接块224上端面与滑块232上表面共面，联接块224上端面与钻孔动力头的拖板510固定联接。每根丝杆222的内端通过联轴器217与短轴215同轴联接安装。丝杆222输出端通过联轴器217与短轴215连接，其中一个丝杆222的输入端连接有进给手轮240；钻孔动力头500底部两侧与线性导轨滑块副230连接。
在本实施例中的线性导轨滑块副230具体结构为：所述线性导轨滑块副230包括导轨231和滑块232；所述导轨231和滑块232其一设在支撑架221，另一设在钻孔动力头500底部。两套线性导轨滑块副平行设置在支撑架221的上表面，导轨方向与丝杆方向一致，两根导轨间的间距尽可能的大些。
转动进给手轮240即带动手轮所在的丝杆222转动，该根丝杆通过联轴器带动短轴215及短轴215端的伞齿轮216驱动中心伞齿轮213转动，中心伞齿轮213再驱动其余三个伞齿轮转动，各伞齿轮再分别驱动与其相对应的丝杆转动，即通过伞齿轮传动机构实现各根丝杆的联动。各丝杆通过滚珠螺母223及联接块224同步驱动各钻孔动力头实现向心进给移动或向外退刀移动。
在本实施例中，所述定位装置300包括定位套310、设置在定位套310上端面的两根定位销320及定位孔311；所述定位孔311用于安装螺旋棒，所述定位销320用于将螺旋棒固定在定位孔311中，所述定位套310的上端外侧还周向均布固定设有四个钻模板330，钻模板330上固定设有钻套331，用于引导麻花钻；钻套331对应螺旋棒600上平面622所要加工弹簧座孔623的位置；
具体的安装方式为：定位装置300竖立固定安装在伞齿轮传动机构210壳体的上表面中心；定位套310通过下端凸台312固定安装在伞齿轮传动机构210壳体的上表面中心；在定位套310的上端轴线位置设有定位孔311，定位孔311与螺旋棒上的导向圆柱630滑动配合。
在定位套310的上端还固定设有两个定位销320，两个定位销320关于定位孔311对称，定位销320与螺旋棒上的圆弧卡槽621配合。
在本实施例中，所述钻孔动力头500包括拖板510、电机支架520、电机530、卡头540、钻头550；拖板510的固定安装在线性导轨滑块副230上，电机550通过电机支架520水平固定安装在长方形拖板510上方，钻头550通过卡头540安装在电机530的转轴上，电机550转动带动钻头550对平面622进行加工；电机轴线方向与导轨231方向一致，具体为：长方形拖板510的固定安装在线性导轨滑块副230的滑块232上。长方形拖板510的下表面还与联接块224固定联接。
本实施例中，所述压紧装置400包括Z形支架410、活动压板420、销轴430及压紧螺钉440；Z形支架410通过立板412下端的固定板411与工作台固定，立板412上端固定设有水平方向的横板413，横板413通过销轴430转动设有活动压板420，活动压板420设有压紧螺钉440，压紧螺钉440的上端设有压紧手轮441。
工作过程：反向旋转压紧手轮441抬升压紧螺钉，将活动压板420挪开中心位置；
从定位套310中取出已钻孔完成的螺旋棒，安装入另一支待钻孔的螺旋棒；
摆正活动压板420，正向旋转压紧手轮441使压紧螺钉压紧螺旋棒的上端面。
启动动力头电机，各电机同时带动钻头转动。
正向转动进给手轮，通过伞齿轮传动机构实现各根丝杆的联动。各丝杆通过滚珠螺母223及联接块224同步驱动各钻孔动力头实现向心进给移动。各钻头在钻套331的导向下对螺旋棒进行同步钻孔。
达到设计深度后，反向转动进给手轮，各丝杆通过滚珠螺母223及联接块224同步驱动各钻孔动力头实现向外退刀移动，退出刀具。各钻头550在钻套331的导向下对螺旋棒进行同步钻孔。
反向旋转压紧手轮441抬升压紧螺钉，将活动压板420挪开中心位置；
从定位套310中取出已钻孔完成的螺旋棒，安装入另一支待钻孔的螺旋棒；
本实施例中螺旋棒600大致由螺旋花键610段、端部的棘爪座620和中间的导向圆柱630段三部分构成。棘爪座620部分均布设有四个开放的圆弧卡槽621，用于转动安装棘爪。在每个小平面622上都设有弹簧座孔623。
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变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种螺旋棒同步钻孔设备，其特征在于，包括设于工作台上的进给装置、定位装置、压紧装置及钻孔动力头；
所述进给装置包括伞齿轮传动机构、丝杆螺母驱动机构和线性导轨滑块副；所述伞齿轮传动机构与丝杆螺母驱动机构转动连接，所述线性导轨滑块副设于丝杆螺母驱动机构上，并与丝杆螺母驱动机构转动连接；
定位装置设于进给装置正上方，用于给螺旋棒定位，所述钻孔动力头设于线性导轨滑块副上，用于对螺旋棒钻孔；所述压紧装置用于固定螺旋棒的顶部。
2.根据权利要求1所述的螺旋棒同步钻孔设备，其特征在于，所述伞齿轮传动机构包括壳体、中心伞齿轮、伞齿轮和短轴；中心伞齿轮通过轴承座一转动安装在壳体的内部顶板，短轴通过轴承设在壳体的四个侧面中部位置，短轴一端通过伞齿轮与中心伞齿轮啮合，另一端与丝杆螺母驱动机构转动连接。
3.根据权利要求2所述的螺旋棒同步钻孔设备，其特征在于，所述丝杆螺母驱动机构包括支撑架、丝杆和联接块；丝杆穿过支撑架并与支撑架转动连接；丝杆设有滚珠螺母，滚珠螺母设有联接块；所述钻孔动力头与联接块连接，丝杆输出端通过联轴器与短轴连接，其中一个丝杆的输入端连接有进给手轮；钻孔动力头底部两侧与线性导轨滑块副连接。
4.根据权利要求3所述的螺旋棒同步钻孔设备，其特征在于，所述线性导轨滑块副包括导轨和滑块；所述导轨和滑块其一设在支撑架，另一设在钻孔动力头底部。
5.根据权利要求1所述的螺旋棒同步钻孔设备，其特征在于，所述定位装置包括定位套、设置在定位套上端面的两根定位销及定位孔；所述定位孔用于安装螺旋棒，所述定位销用于将螺旋棒固定在定位孔中，所述定位套的上端外侧还周向均布固定设有四个钻模板，钻模板上固定设有钻套，用于引导麻花钻。
6.根据权利要求1所述的螺旋棒同步钻孔设备，其特征在于，所述钻孔动力头包括拖板、电机支架、电机、卡头、钻头；拖板的固定安装在线性导轨滑块副上，电机通过电机支架水平固定安装在长方形拖板上方，钻头通过卡头安装在电机的转轴上。
7.根据权利要求6所述的螺旋棒同步钻孔设备，其特征在于，所述电机的轴线方向与线性导轨滑块副方向一致。
8.根据权利要求1所述的螺旋棒同步钻孔设备，其特征在于，所述压紧装置包括Z形支架、活动压板、销轴及压紧螺钉；Z形支架通过立板下端的固定板与工作台固定，立板上端固定设有水平方向的横板，横板通过销轴转动设有活动压板，活动压板设有压紧螺钉，压紧螺钉的上端设有压紧手轮。
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