CN114713877A - 一种制孔装置 - Google Patents

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Abstract

一种制孔装置，含有支撑框架、钻孔机构和运动机构，所述的支撑框架上设有定位机构，在支撑框架的下方安装有收集斗和排出管，所述的钻孔机构通过运动机构固定在支撑框架的上方，该运动机构包含横向运动机构、纵向运动机构和垂向运动机构，所述的钻孔机构连接在横向运动机构上，横向运动机构的两端分别连接在两个联动的垂向运动机构的上端，每个垂向运动机构的下端分别连接在两个联动的纵向运动机构上，两个纵向运动机构水平连接在支撑框架的两个平行边框上。

Description

一种制孔装置
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种制孔装置。
背景技术
飞机的部件众多，对于飞机部件最多且对常见的操作为部件的制孔，经检索，中国专利号CN 206241298 U公开了一种飞机部件用制孔装置，工作台面上设有固定飞机部件的固定夹具，横梁通过支架固定设置在工作台面的正上方，定位板通过第一气缸机构设置在横梁的正下方，打孔装置固定设置在定位板的底端；定位板底端的左右两侧还设有第二气缸机构，第二气缸机构与定位板之间设有橡胶垫，橡胶垫上均匀设有若干竖直延伸的减震空腔，任一减震空腔内设有减震弹簧；降温套通过连接杆设置在第二气缸机构的末端，降温套的中心位置设有可供打孔装置的钻杆穿过的中空通道，降温套内设有冷水夹层，冷水夹层的上下两端分别设有冷却水入口、冷却水出口。
现有技术中类似的制孔装置依然存在如下的缺点：制孔时对部件的定位操作较为简单，且定位时无法适用不同外形的部件进行稳定的定位，且定位操作会造成部件表面磨损划伤；同时，钻孔机构的操作范围存在死角，降低了装置的灵活度；另外，钻孔时产生的碎屑会飞溅在台面上，不方便清洁。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种制孔装置。
一种制孔装置，含有支撑框架、钻孔机构和运动机构，其特征在于，所述的支撑框架上设有定位机构，在支撑框架的下方安装有收集斗和排出管，所述的钻孔机构通过运动机构固定在支撑框架的上方，该运动机构包含横向运动机构、纵向运动机构和垂向运动机构，所述的钻孔机构连接在横向运动机构上，横向运动机构的两端分别连接在两个联动的垂向运动机构的上端，每个垂向运动机构的下端分别连接在两个联动的纵向运动机构上，两个纵向运动机构水平连接在支撑框架的两个平行边框上。
所述的支撑框架内的定位机构包含放置台、导轨和定位销，放置台位于支撑框架的中心，放置台周围通过多个放射状的导轨与支撑框架连接，该导轨为槽型结构，每个导轨的槽内安装有第四螺纹杆，每个导轨上镶嵌一个定位销，该定位销螺接在轨道内的第四螺纹杆上，每个第四螺纹杆的外端分别与一个第一电机的驱动端连接，所有的第一电机安装在支撑框上。
所述的横向运动机构包含支撑架、第二螺纹杆和第三电机，支撑架含有水平状的定位槽，定位槽的两端有垂向的端板，第二螺纹杆设在定位槽的下方，两个端板之间，第三电机的驱动端与第二螺纹杆连接，第三电机连接在支撑架的一侧端板上，所述钻孔机构连接在横向运动机构的定位槽和第二螺纹杆上，第三电机通过第二螺纹杆带动钻孔机构沿定位槽横向运动。
所述的垂向运动机构包含分别设立在横向运动机构两端的第一螺纹杆、第二电机和立柱，第一螺纹杆的下端与立柱的上端螺纹连接，第一螺纹杆的上端与横向运动机构两端的端板连接，第二电机分别设在横向运动机构两端的端板外侧，第二电机的驱动端通过第一齿轮与设在第一螺纹杆上的第二齿轮相互啮合，纵向运动机构两侧的第二电机分别通过第一螺纹杆同步带动横向运动机构和钻孔机构做垂直方向运动。
所述的纵向运动机构包含导向槽、第三螺纹杆和第四电机，所述的导向槽分别设立在支撑框架两侧的两个平行边框上，第三螺纹杆水平位于导向槽的上方，第三螺纹杆与垂向运动机构的立柱的中部螺接，垂向运动机构的立柱的下端镶嵌在导向槽内，第四电机的驱动端与第三螺纹杆的一端连接，第四电机安装在支撑框架上，第四电机通过第三螺纹杆带动垂向运动机构的立柱以及垂向运动机构、横向运动机构和钻孔机构做纵向运动。
所述的钻孔机构包含U形架和钻机，所述的U形架的两侧壁向上，U形架的两侧壁顶端有凸出的定位杆，定位杆与横向运动机构的定位槽滑动配合，U形架的两侧壁的中部有螺纹孔，该螺纹孔与横向运动机构的第二螺纹杆螺接，所述的钻机固定在U形架的横板中部，钻机的下方连接有垂直向下的钻杆。
所述钻孔机构的钻杆两侧分别安装有吹扫机构，该吹扫机构分别包括转杆和风扇，所述转杆的上端与支撑座转动安装，支撑座固定在U形架的外侧壁上，所述转杆的底端与风扇安装，所述转杆的中部安装有链轮，所述钻杆的上部同样安装有链轮，钻杆上的链轮与两侧转杆上的链轮之间通过链条联动。
所述定位机构的第一电机、垂向运动机构的第二电机、横向运动机构的第三电机和纵向运动机构的第四电机均为伺服电机，且均外接单片机，受单片机控制。
使用时，将需要钻孔的部件放置在支撑框架内的放置台上，通过第一电机驱动定位销运动，定位销从多个方向靠近部件的外侧边缘将部件夹紧定位，再通过单片机控制垂向运动机构的第二电机、横向运动机构的第三电机和纵向运动机构的第四电机，将钻孔机构移动到部件的需要位置，再通过钻机带动钻杆实施钻孔作业，钻孔的过程中，钻杆同时会带动吹扫机构的风扇转动，将钻孔过程中产生的金属屑吹到支撑框架下方的收集斗中，最后再通过排出管排出。
本申请的有益效果在于：相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明通过可移动的多个定位机构，可对飞机部件进行方便且稳定的定位，可适用于不同外形的飞机部件进行使用，且定位时可避免对飞机部件造成磨损划伤。
2、本发明可对钻机和钻杆的位置进行方便的全方位调节，方便对飞机部件的各个位置进行开孔，操作更加灵活，同时，钻杆的稳定性更高，可增加开孔的精确度，提高开孔质量。
3、本发明在开孔时，可对产生的碎屑通过吹扫机构进行吹扫，使碎屑可方便的收集在收集斗内，并在后期进行方便的清除。
综上所述，本发明通过各个机构的设置，可对飞机部件或其它结构部件实现方便稳定的定位，并可对待加工部件的各个位置进行快速方便，灵活且稳定的开孔，增加开孔的精度，此外，对于产生的碎屑可及时的清洁和收集，有利于保证操作台面的清洁度。
以下结合实施例附图对本申请做进一步详细描述。
图1为本发明提出的一种制孔装置的整体结构示意图；
图2为本发明中导轨与支撑框架的俯视示意图；
图3为本发明中定位销的结构示意图；
图4为本发明中第二电机与第一螺纹杆的传动示意图；
图5为本发明中U形架与钻机、风扇的安装示意图；
图6为图1中a部分结构的放大图。
图中：1支撑框架、2收集斗、3排出管、4立架、5放置台、6导轨、7定位销、8第一电机、9立柱、10第一螺纹杆、11支撑架、12第二电机、13第一齿轮、14第二齿轮、15移动块、16滑轮、17第二螺纹杆、18U形架、19钻机、20钻杆、21第三电机、22支撑座、23转杆、24风扇、25链轮、26链条、27定位杆、28定位槽、29第三螺纹杆、30第四电机、31第四螺纹杆。
具体实施方式
参见附图，参照图1-6，一种飞机部件用制孔装置，包括支撑框架1，支撑框架1的下侧壁安装有收集斗2，收集斗2的底端安装有排出管3，所述收集斗2的底部安装有四个立架4。整个装置通过立架4进行支撑。
支撑框架1的内侧对角线上安装有四个导轨6，四个导轨6靠近支撑框架1中心的一端共同与放置台5固定，导轨6内均设有轨道槽，且轨道槽内转动安装有第四螺纹杆31，第四螺纹杆31螺纹安装有定位销7，支撑框架1外侧的四个转角处均安装有第一电机8，第四螺纹杆31远离放置台5的一端分别与第一电机8的驱动端安装；
待开孔的飞机部件放置在放置台5上，第一电机8驱动着第四螺纹杆31转动，此时可控制定位销7沿着导轨6的轨道槽移动，可远离或者靠近放置台5，从而根据飞机部件的外形，进行定位固定，方便后续的开孔操作。
支撑框架1的两侧边框上对称开设有两个导向槽，两个导向槽内均滑动设有立柱9，且导向槽的上侧设有第三螺纹杆29，且第三螺纹杆29的一端与第四电机30的驱动端安装。第四电机30安装在支撑框架1的两侧边框上。
第四电机30驱动着第三螺纹杆29转动，此时可控制立柱9沿着支撑框架1的导向槽移动。
两个立柱9的顶端均螺纹安装有第一螺纹杆10，两个第一螺纹杆10的顶端均转动安装有支撑架11，支撑架11的外侧安装有第二电机12，第二电机12的驱动端安装有第一齿轮13，第一螺纹杆10的上侧安装有第二齿轮14，且第二齿轮14与第一齿轮13相互啮合。
第一螺纹杆10的顶端插设在支撑架11的底端，且通过轴承与其转动安装。立柱9的内部开设有与第一螺纹杆10相匹配的螺纹孔。
第二电机12驱动是着第一齿轮13与第二齿轮14啮合，并带动第一螺纹杆10转动，通过第一螺纹杆10与立柱9的螺纹孔相互配合，从而实现支撑架11的高度升降。
支撑架11上部的内壁转动设有第二螺纹杆17，第二螺纹杆17的一端与第三电机21的驱动端安装，第二螺纹杆17螺纹安装有U形架18，U形架18上安装有钻机19，钻机19的驱动端安装有钻杆20，U形架18与钻杆20之间共同安装有吹扫机构。
第三电机21驱动着第二螺纹杆17转动，第二螺纹杆17控制着U形架18移动，且同时使钻机19、钻杆20和吹扫机构移动。钻机19驱动钻杆20转动，通过第二电机10、第三电机21和第四电机30可对钻机19和钻杆20的位置进行全方位的调节，从而在飞机部件上开出对应的钻孔。
吹扫机构包括转杆23和风扇24，转杆23的上端转动安装有支撑座22，支撑座22固定在U形架18的下部的外侧壁上，转杆23的底端与风扇24安装，转杆23上安装有链轮25，钻杆20的上部同样安装有链轮25，链轮25与链轮25之间通过链条26传动。
钻机19驱动钻杆20转动上，钻杆20上的链轮25通过链条26将转杆23上的链轮25传动，使得钻杆23和风扇24同时转动，风扇24产生的风力将钻孔时的碎屑向下吹扫，从而可收集在收集斗2内，在排出管3上安装阀门，可在需要时将碎屑彻底排出。
支撑架11包括两个垂向的端板和一个横板，横板上开设有定位槽28，U形架18的上部安装有定位杆27，定位杆27与定位槽28滑动配合。通过定位杆27与定位槽28的滑动配合，可增加U形架18在移动时的稳定性，增加钻杆20开孔的精确度。
定位销7包括与第四螺纹杆31螺纹安装的移动块15，移动块15的顶部是滑轮16。滑轮16为不锈钢材质，且滑轮16的轮面包裹有橡胶圈。定位销7中的滑轮16与飞机部件接触，对其实现定位，且不会对飞机部件造成磨损划伤。
定位机构的第一电机8、垂向运动机构的第二电机12、横向运动机构的第三电机21和纵向运动机构的第四电机30均为伺服电机，且均外接单片机，受单片机控制，通过单片机分别控制上述四个电机的正转和反转。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种制孔装置，含有支撑框架、钻孔机构和运动机构，其特征在于，所述的支撑框架上设有定位机构，在支撑框架的下方安装有收集斗和排出管，所述的钻孔机构通过运动机构固定在支撑框架的上方，该运动机构包含横向运动机构、纵向运动机构和垂向运动机构，所述的钻孔机构连接在横向运动机构上，横向运动机构的两端分别连接在两个联动的垂向运动机构的上端，每个垂向运动机构的下端分别连接在两个联动的纵向运动机构上，两个纵向运动机构水平连接在支撑框架的两个平行边框上。
2.如权利要求1所述的制孔装置，其特征在于，所述的支撑框架内的定位机构包含放置台、导轨和定位销，放置台位于支撑框架的中心，放置台周围通过多个放射状的导轨(6)与支撑框(1)架连接，该导轨(6)为槽型结构，每个导轨(6)的槽内安装有第四螺纹杆(31)，每个导轨(6)上镶嵌一个定位销(7)，该定位销螺接在轨道内的第四螺纹杆(31)上，每个第四螺纹杆(31)的外端分别与一个第一电机(8)的驱动端连接，所有的第一电机(8)安装在支撑框(1)上。
3.如权利要求2所述的制孔装置，其特征在于，所述的定位销(7)由上部的滑轮(16)和下部的移动块(15)组成，滑轮(16)相对移动块(15)可以水平转动，移动块(15)上有螺纹孔，该螺纹孔与第四螺纹杆(31)螺接，第一电机(8)通过第四螺纹杆(31)带动定位销(7)沿导轨(16)滑动。
4.如权利要求1所述的制孔装置，其特征在于，所述的横向运动机构包含支撑架(11)、第二螺纹杆(17)和第三电机(21)，支撑架(11)含有水平状的定位槽(28)，定位槽(28)的两端有垂向的端板，第二螺纹杆(17)设在定位槽(28)的下方，两个端板之间，第三电机(21)的驱动端与第二螺纹杆(17)连接，第三电机(21)连接在支撑架(11)的一侧端板上，所述钻孔机构连接在横向运动机构的定位槽(28)和第二螺纹杆(17)上，第三电机(21)通过第二螺纹杆(17)带动钻孔机构沿定位槽(28)横向运动。
5.如权利要求1所述的制孔装置，其特征在于，所述的垂向运动机构包含分别设立在横向运动机构两端的第一螺纹杆(10)、第二电机(12)和立柱(9)，第一螺纹杆(10)的下端与立柱(9)的上端螺纹连接，第一螺纹杆(10)的上端与横向运动机构两端的端板连接，第二电机(12)分别设在横向运动机构两端的端板外侧，第二电机(12)的驱动端通过第一齿轮(13)与设在第一螺纹杆(10)上的第二齿轮(14)相互啮合，纵向运动机构两侧的第二电机(12)分别通过第一螺纹杆(10)同步带动横向运动机构和钻孔机构做垂直方向运动。
6.如权利要求1所述的制孔装置，其特征在于，所述的纵向运动机构包含导向槽、第三螺纹杆(29)和第四电机(30)，所述的导向槽分别设立在支撑框架两侧的两个平行边框上，第三螺纹杆(29)水平位于导向槽的上方，第三螺纹杆(29)与垂向运动机构的立柱(9)的中部螺接，垂向运动机构的立柱(9)的下端镶嵌在导向槽内，第四电机(30)的驱动端与第三螺纹杆(29)的一端连接，第四电机(30)安装在支撑框架上，第四电机(30)通过第三螺纹杆(29)带动垂向运动机构的立柱(9)以及垂向运动机构、横向运动机构和钻孔机构做纵向运动。
7.如权利要求1所述的制孔装置，其特征在于，所述的钻孔机构包含U形架(18)和钻机(19)，所述的U形架(18)的两侧壁向上，U形架(18)的两侧壁顶端有凸出的定位杆(27)，定位杆(27)与横向运动机构的定位槽(28)滑动配合，U形架(18)的两侧壁的中部有螺纹孔，该螺纹孔与横向运动机构的第二螺纹杆(17)螺接，所述的钻机(19)固定在U形架(18)的横板中部，钻机(19)的下方连接有垂直向下的钻杆(20)。
8.如权利要求7所述的制孔装置，其特征在于，所述钻孔机构的钻杆(20)两侧分别安装有吹扫机构，该吹扫机构分别包括转杆(23)和风扇(24)，所述转杆(23)的上端与支撑座(22)转动安装，支撑座(22)固定在U形架(18)的外侧壁上，所述转杆(23)的底端与风扇(24)安装，所述转杆(23)的中部安装有链轮(25)，所述钻杆(20)的上部同样安装有链轮(25)，钻杆(20)上的链轮(25)与两侧转杆(23)上的链轮(25)之间通过链条(26)联动。
9.根据权利要求1所述的一种飞机部件用制孔装置，其特征在于，所述定位机构的第一电机(8)、垂向运动机构的第二电机(12)、横向运动机构的第三电机(21)和纵向运动机构的第四电机(30)均为伺服电机，且均外接单片机，受单片机控制。
10.如权利要求1、2、4、5、6、7所述的制孔装置，其特征在于，所述的定位销(7)由上部的滑轮(16)和下部的移动块(15)组成，滑轮(16)相对移动块(15)可以水平转动，移动块(15)上有螺纹孔，该螺纹孔与第四螺纹杆(31)螺接，第一电机(8)通过第四螺纹杆(31)带动定位销(7)沿导轨(16)滑动。
11.如权利要求10所述的的制孔装置，其特征在于，所述定位机构的第一电机(8)、垂向运动机构的第二电机(12)、横向运动机构的第三电机(21)和纵向运动机构的第四电机(30)均为伺服电机，且均外接单片机，受单片机控制。
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