CN115446348A - 一种金属管件钻孔机及钻孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属管件钻孔机及钻孔方法，包括固定架，固定架包括用于支撑金属管件重量的承重梁；承重梁顶底部及两侧部均开设有定位槽；其中，承重梁轴心处连接有进料驱动机构；进料驱动机构包括输出端与承重梁轴心处连接的电机一；导向机构，导向机构包括与承重梁同轴设置的定位环；定位环周侧开设有进料口；钻孔机，钻孔机与金属管件对应，并对金属管件管壁沿其周向方向或轴向方向进行钻孔；钻孔机位移机构，钻孔机位移机构包括连接支架，以及轴向驱动机构。本发明通过设置钻孔机位移机构和自转机构，解决了现有的钻孔机难以同时对多个管件进行周向或轴向的钻孔加工，钻孔效率低的问题。

Description

一种金属管件钻孔机及钻孔方法

技术领域

本发明涉及管件钻孔技术领域，具体涉及一种金属管件钻孔机及钻孔方法。

背景技术

在机械加工过程中根据需有时要对物体进行钻孔。而金属管件加工在各行各业中得到广泛使用，一般都需要对金属管件端部及管孔进行钻孔加工以满足其使用需求。但在钻孔的过程中往往存在这样的问题：现有的钻孔设备只能固定的对一个管件进行多种形式钻孔或者对批量的管件进行某一种形式的钻孔，难以同时对多个管件进行两种及以上形式的钻孔加工，导致钻孔效率低。

申请号为CN202020354947.3的专利公开了一种金属管件钻孔用操作台，涉及机械加工设备领域。本实用新型包括钻孔平台、第一丝杆、两第二丝杆和两n形板，钻孔平台的上表面开设有凹槽，凹槽的内部滑动配合有夹持底板，夹持底板的上表面固接有两侧板，两n形板设于两侧板之间，两n形板的顶面均固接有一组卡箍，两n形板对称设置且在两侧板的内侧相向或相背运动，两组卡箍对称设置，橡胶衬垫的内侧面设有若干条形防滑橡胶柱。然而上述专利虽然实现了对夹持底板上金属管件轴向方向不同位置的连续钻孔，仍然难以实现同时对多个管件进行进行周向或轴向的钻孔加工，钻孔效率低。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种金属管件钻孔机及钻孔方法，通过设置钻孔机位移机构和自转机构，解决了现有的钻孔机难以同时对多个管件进行周向或轴向的钻孔加工，钻孔效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：本发明提供一种金属管件钻孔机，包括：固定架，所述固定架包括用于支撑金属管件重量的承重梁；所述承重梁顶底部及两侧部均开设有用于放置金属管件的定位槽；其中，所述承重梁轴心处连接有用于驱动承重梁旋转进行连续进料的进料驱动机构；所述进料驱动机构包括输出端与承重梁轴心处连接的电机一；导向机构，所述导向机构包括与承重梁同轴设置并且用于初步定位固定金属管件的定位环；所述定位环周侧开设有用于金属管件依次进入定位槽的进料口；所述进料口对准金属管件进料装置的出料口连续进料；钻孔机，所述钻孔机与金属管件对应，并对所述金属管件管壁沿其周向方向或轴向方向进行钻孔；钻孔机位移机构，所述钻孔机位移机构包括用于固定安装所有钻孔机的连接支架，以及用于驱动钻孔机沿金属管件管壁轴向移动的轴向驱动机构。

优选地，相邻所述定位槽之间固定有用于进一步分隔金属管件的隔板；相邻所述隔板之间形成一敞口的梯字形开口。

优选地，所述导向机构还包括用于固定定位环的U形底座；所述导向机构数量至少为两个，且沿金属管件轴向，且均通过连接件固定于设备或一支撑台上；所述连接支架内壁的长高均大于U形底座外壁的长高。

优选地，所述钻孔机还包括用于固定安装钻孔机的钻机安装架；所述钻机安装架上还固定安装有电机二，且所述电机二输出端固定有驱动钻孔机运动的丝杆，以调节钻孔机钻头与金属管件管壁之间距离。

优选地，所述钻孔机数量为四个，并呈前后左右对称分布；所述连接支架为一矩形框架结构，并分别与钻机安装架底部固定。

优选地，所述轴向驱动机构包括Y轴支架以及安装于Y轴支架上的Y轴电机；所述Y轴电机输出端固定有Y轴丝杆，并配合有移动台；所述移动台通过两对连接柱与连接支架固定，以驱动所有钻孔机同时沿金属管件管壁轴向移动并钻孔。

优选地，所述钻孔机还包括用于定位四个金属管件的自转机构；所述自转机构包括：四个定位块一，所述定位块一与金属管件一端内壁配合将其定位；所述定位块一两端分别固定有转轴一，以及与金属管件内壁配合的圆台结构一；齿轮组，所述齿轮组包括固定于转轴一上的齿轮一，以及转动连接于承重梁轴心处的齿轮二；所述齿轮二与齿轮一相互啮合；电机三，所述电机三输出端与齿轮二轴心处固定连接，并驱动齿轮一带动金属管件自转，以使钻孔机沿金属管件管壁周向方向进行钻孔。

优选地，所述自转机构还包括用于支撑齿轮一并供其自转的环形板；所述环形板一表面开设有与齿轮一轴心处转动连接的贯通孔。

优选地，所述钻孔机还包括用于驱动四个金属管件定位并固定的推动机构；所述推动机构包括：定位块二，所述定位块二与金属管件另一端内壁配合；所述定位块二两端分别固定有转轴二，以及与金属管件内壁配合的圆台结构二；所述转轴二周侧固定有一对限位板；固定环，所述固定环装配于一对限位板之间；所述固定环一表面开设有分别与转轴二转动连接的四个转孔；伸缩装置，所述伸缩装置伸缩端与固定环固定，并驱动固定环及定位块二将金属管件定位并固定。

本发明还提供一种金属管件钻孔机的钻孔方法，包括如下步骤：S01，管件进料：进料装置通过其出料口连续将金属管件从进料口释放至定位槽内，电机一驱动承重梁连续转动，从而将四个金属管件均放置至定位槽内，并进行初步定位；S02，精准定位：伸缩装置工作驱动固定环及四个定位块二向金属管件靠拢，直至金属管件两端分别与定位块二及定位块一固定；S03，轴向钻孔：在步骤S02基础上，通过Y轴电机工作带动移动台运动从而带动所有钻孔机同步位移，直至所需开孔处，启动钻孔机即可进行钻孔；当需要沿金属管件轴向方向开设多个孔时，控制Y轴电机正反转，带动钻孔机沿金属管件轴向方向连续开孔；S04，周向钻孔：在步骤S03的基础上，通过Y轴电机工作带动所有钻孔机同步位移至所需开孔处后固定，启动钻孔机即可进行钻孔，钻完一个孔后，通过电机三驱动所有金属管件自转，钻孔机沿金属管件周向进行钻孔；当钻孔机钻完一圈孔后，启动Y轴电机将钻孔机移动至下一个位置钻孔，重复上述步骤即可进行连续周向钻孔。

本发明的有益效果在于：通过设置钻孔机位移机构和自转机构，可以使得多台钻孔机可以同时沿着金属管件管壁的周侧方向和轴向方向对多个金属管件进行钻孔，满足金属管件周向和轴向的钻孔需求；而且由于设置有导向机构，保证固定架上金属管件可以源源不断的得到补充，从而保证钻孔机可以连续进行钻孔作业，钻孔效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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为本发明一种金属管件钻孔机的结构示意图。

图2为图1的正视图。

图3为图1的俯视图。

图4为图1的左视图。

图5为图1的右视图。

图6为固定架与金属管件的安装示意图。

图7为图6的侧视图。

图8为固定架、金属管件与进料口的安装示意图。

图9为推动机构的结构示意图。

图10为图9的正视图。

图11为图9的侧视图。

图12为自转机构的结构示意图。

图13为图12的侧视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-固定架，2-导向机构，3-钻孔机，4-钻孔机位移机构，5-金属管件，6-进料驱动机构，7-自转机构，8-推动机构，101-承重梁，102-定位槽，103-隔板，201-定位环，202-进料口，203-U形底座，301-钻机安装架，302-电机二，303-丝杆，401-连接支架，402-轴向驱动机构，403-Y轴支架，404-Y轴电机，405-Y轴丝杆，406-移动台，407-连接柱，601-电机一，701-定位块一，702-转轴一，703-圆台结构一，704-齿轮组，705-齿轮一，706-齿轮二，707-电机三，708-环形板，801-定位块二，802-转轴二，803-圆台结构二，804-固定环，805-伸缩装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明提供了一种金属管件钻孔机，包括：固定架1，固定架1包括用于支撑金属管件5重量的承重梁101；承重梁101顶底部及两侧部均开设有用于放置金属管件5的定位槽102，方便将多个金属管件5同时进行定位，从而方便从而进行钻孔，提高钻孔效率，连续进料，从而可以连续对批量的金属管件5进行批量钻孔；其中，承重梁101轴心处连接有用于驱动承重梁101旋转进行连续进料的进料驱动机构6；进料驱动机构6包括输出端与承重梁101轴心处连接的电机一601，进料时进料装置连续将金属管件5释放至定位槽102内，电机一601驱动承重梁101连续转动，从而将四个金属管件5均放置至定位槽102内；导向机构2，导向机构2包括与承重梁101同轴设置并且用于初步定位固定金属管件5的定位环201，方便将进料后的所有金属管件5进行初步定位；定位环201周侧开设有用于金属管件5依次进入定位槽102的进料口202，从而便于连续进料；进料口202对准金属管件5进料装置的出料口连续进料；钻孔机3，钻孔机3与金属管件5对应，并对金属管件5管壁沿其周向方向或轴向方向进行钻孔，当钻孔机3就位后，通过电机二302将钻孔机3移动到靠近金属管件5的位置处，然后启动钻孔机3即可进行钻孔，钻孔全部完成后，钻孔机3复位远离金属管件5；钻孔机位移机构4，钻孔机位移机构4包括用于固定安装所有钻孔机3的连接支架401，以及用于驱动钻孔机3沿金属管件5管壁轴向移动的轴向驱动机构402；轴向驱动机构402包括Y轴支架403以及安装于Y轴支架403上的Y轴电机404；Y轴电机404输出端固定有Y轴丝杆405，并配合有移动台406，通过Y轴电机404工作带动移动台406运动从而带动所有钻孔机3同步位移，直至所需开孔处，启动钻孔机3即可进行钻孔，控制Y轴电机404工作带动钻孔机3沿金属管件5轴向方向移动，从而带动钻孔机3沿金属管件5轴向方向连续开孔；移动台406通过两对连接柱407与连接支架401固定，以驱动所有钻孔机3同时沿金属管件5管壁轴向移动并钻孔。

请参阅图1所示，相邻定位槽102之间固定有用于进一步分隔金属管件5的隔板103，从而进一步分隔不同的金属管件5，减少彼此钻孔时候的相互影响；相邻隔板103之间形成一敞口的梯字形开口，方便放置一定直径范围内的金属管件5，提高装置的通用性。

请参阅图1所示，导向机构2还包括用于固定定位环201的U形底座203；导向机构2数量为两个，且沿金属管件5轴向，且均通过连接件固定于设备或一支撑台上，数量为两个方便将金属管件5准确进行定位，也方便将其摆正；连接支架401内壁的长高均大于U形底座203外壁的长高。

实施例二

在上述实施例一的基础上，请参阅图4所示，钻孔机3还包括用于固定安装钻孔机3的钻机安装架301；钻机安装架301上还固定安装有电机二302，且电机二302输出端固定有驱动钻孔机3运动的丝杆303，以调节钻孔机3钻头与金属管件5管壁之间距离，当钻孔机3运动到目标位置就位后，通过电机二302带动丝杆303转动，从而将钻孔机3移动到靠近金属管件5的位置处，然后启动钻孔机3即可进行钻孔。钻孔机3数量为四个，并呈前后左右对称分布，同时进行周向和轴向的钻孔，工作效率大大提高；连接支架401为一矩形框架结构，并分别与钻机安装架301底部固定。

实施例三

在上述实施例二的基础上，请参阅图12-13所示，钻孔机还包括用于定位四个金属管件5的自转机构7；自转机构7包括：四个定位块一701，定位块一701与金属管件5一端内壁配合将其定位；定位块一701两端分别固定有转轴一702，以及与金属管件5内壁配合的圆台结构一703，圆台结构一703即为一头大一头小的结构，便于很好的楔进金属管件5内，将其固定，从而便于配合金属管件5的自转和周向钻孔操作；齿轮组704，齿轮组704包括固定于转轴一702上的齿轮一705，以及转动连接于承重梁101轴心处的齿轮二706；齿轮二706与齿轮一705相互啮合，电机三707驱动齿轮二706转动，从而带动所有的齿轮一705沿同一个顺时针或逆时针的方向转动；电机三707，电机三707输出端与齿轮二706轴心处固定连接，并驱动齿轮一705带动金属管件5自转，以使钻孔机3沿金属管件5管壁周向方向进行钻孔；当需要沿金属管件5管壁周侧进行钻孔时，先通过Y轴电机404工作带动所有钻孔机3就位，钻完目标孔后，通过电机三707驱动齿轮二706转动，从而带动所有的齿轮一705沿一个方向转动，从而通过定位块一701带动所有金属管件5沿其中心轴线自转，钻孔机3位置不动即可沿金属管件5周向进行钻孔。自转机构7还包括用于支撑齿轮一705并供其自转的环形板708；环形板708一表面开设有与齿轮一705轴心处转动连接的贯通孔，用于辅助固定好定位块一701的位置，便于其后续配合驱动金属管件5转动，方便钻孔机3沿金属管件5周向进行钻孔。

实施例四

在上述实施例三的基础上，请参阅图9-11所示，钻孔机还包括用于驱动四个金属管件5定位并固定的推动机构8；推动机构8包括：定位块二801，定位块二801与金属管件5另一端内壁配合；定位块二801两端分别固定有转轴二802，以及与金属管件5内壁配合的圆台结构二803，用于适应一定直径范围内的金属管件5，而且类似于楔子结构原理，也便于通过圆台结构二803将金属管件5固定好，防止钻孔时偏位，影响钻孔的精度；转轴二802周侧固定有一对限位板，使得定位块二801在固定好金属管件5后，能够配合金属管件5自转，更便于伸缩装置805通过固定环804统一将定位块二801推入金属管件5内定位固定；固定环804，固定环804装配于一对限位板之间；固定环804一表面开设有分别与转轴二802转动连接的四个转孔，方便金属管件5自转，从而便于钻孔机3沿金属管件5周向进行钻孔；伸缩装置805，伸缩装置805伸缩端与固定环804固定，并驱动固定环804及定位块二801将金属管件5定位并固定，伸缩装置805为气缸、液压缸或电动伸缩杆中的一种，通过其伸缩统一将定位块一701和定位块二801推入金属管件5内定位固定。

本发明还提供一种金属管件钻孔机的钻孔方法，包括如下步骤：S01，管件进料：进料装置通过其出料口连续将金属管件5从进料口202释放至定位槽102内，电机一601驱动承重梁101连续转动，从而将四个金属管件5均放置至定位槽102内，并进行初步定位；S02，精准定位：伸缩装置805工作驱动固定环804及四个定位块二801向金属管件5靠拢，直至金属管件5两端分别与定位块二801及定位块一701固定；S03，轴向钻孔：在步骤S02基础上，通过Y轴电机404工作带动移动台406运动从而带动所有钻孔机3同步位移，直至所需开孔处，启动钻孔机3即可进行钻孔；当需要沿金属管件5轴向方向开设多个孔时，控制Y轴电机404正反转，带动钻孔机3沿金属管件5轴向方向连续开孔；S04，周向钻孔：在步骤S03的基础上，通过Y轴电机404工作带动所有钻孔机3同步位移至所需开孔处后固定，启动钻孔机3即可进行钻孔，钻完一个孔后，通过电机三707驱动所有金属管件5自转，钻孔机3沿金属管件5周向进行钻孔；当钻孔机3钻完一圈孔后，启动Y轴电机404将钻孔机3移动至下一个位置钻孔，重复上述步骤即可进行连续周向钻孔。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种金属管件钻孔机，其特征在于，包括：

固定架(1)，所述固定架(1)包括用于支撑金属管件(5)重量的承重梁(101)；所述承重梁(101)顶底部及两侧部均开设有用于放置金属管件(5)的定位槽(102)；

其中，所述承重梁(101)轴心处连接有用于驱动承重梁(101)旋转进行连续进料的进料驱动机构(6)；所述进料驱动机构(6)包括输出端与承重梁(101)轴心处连接的电机一(601)；

导向机构(2)，所述导向机构(2)包括与承重梁(101)同轴设置并且用于初步定位固定金属管件(5)的定位环(201)；所述定位环(201)周侧开设有用于金属管件(5)依次进入定位槽(102)的进料口(202)；所述进料口(202)对准金属管件(5)进料装置的出料口连续进料；

钻孔机(3)，所述钻孔机(3)与金属管件(5)对应，并对所述金属管件(5)管壁沿其周向方向或轴向方向进行钻孔；

钻孔机位移机构(4)，所述钻孔机位移机构(4)包括用于固定安装所有钻孔机(3)的连接支架(401)，以及用于驱动钻孔机(3)沿金属管件(5)管壁轴向移动的轴向驱动机构(402)。

2.如权利要求1所述的一种金属管件钻孔机，其特征在于，相邻所述定位槽(102)之间固定有用于进一步分隔金属管件(5)的隔板(103)；相邻所述隔板(103)之间形成一敞口的梯字形开口。

3.如权利要求1所述的一种金属管件钻孔机，其特征在于，所述导向机构(2)还包括用于固定定位环(201)的U形底座(203)；所述导向机构(2)数量至少为两个，且沿金属管件(5)轴向，且均通过连接件固定于设备或一支撑台上；所述连接支架(401)内壁的长高均大于U形底座(203)外壁的长高。

4.如权利要求1所述的一种金属管件钻孔机，其特征在于，所述钻孔机(3)还包括用于固定安装钻孔机(3)的钻机安装架(301)；所述钻机安装架(301)上还固定安装有电机二(302)，且所述电机二(302)输出端固定有驱动钻孔机(3)运动的丝杆(303)，以调节钻孔机(3)钻头与金属管件(5)管壁之间距离。

5.如权利要求4所述的一种金属管件钻孔机，其特征在于，所述钻孔机(3)数量为四个，并呈前后左右对称分布；所述连接支架(401)为一矩形框架结构，并分别与钻机安装架(301)底部固定。

6.如权利要求1所述的一种金属管件钻孔机，其特征在于，所述轴向驱动机构(402)包括Y轴支架(403)以及安装于Y轴支架(403)上的Y轴电机(404)；所述Y轴电机(404)输出端固定有Y轴丝杆(405)，并配合有移动台(406)；所述移动台(406)通过两对连接柱(407)与连接支架(401)固定，以驱动所有钻孔机(3)同时沿金属管件(5)管壁轴向移动并钻孔。

7.如权利要求1所述的一种金属管件钻孔机，其特征在于，还包括用于定位四个金属管件(5)的自转机构(7)；所述自转机构(7)包括：

四个定位块一(701)，所述定位块一(701)与金属管件(5)一端内壁配合将其定位；所述定位块一(701)两端分别固定有转轴一(702)，以及与金属管件(5)内壁配合的圆台结构一(703)；

齿轮组(704)，所述齿轮组(704)包括固定于转轴一(702)上的齿轮一(705)，以及转动连接于承重梁(101)轴心处的齿轮二(706)；所述齿轮二(706)与齿轮一(705)相互啮合；

电机三(707)，所述电机三(707)输出端与齿轮二(706)轴心处固定连接，并驱动齿轮一(705)带动金属管件(5)自转，以使钻孔机(3)沿金属管件(5)管壁周向方向进行钻孔。

8.如权利要求7所述的一种金属管件钻孔机，其特征在于，还包括用于支撑齿轮一(705)并供其自转的环形板(708)；所述环形板(708)一表面开设有与齿轮一(705)轴心处转动连接的贯通孔。

9.如权利要求1或7所述的一种金属管件钻孔机，其特征在于，还包括用于驱动四个金属管件(5)定位并固定的推动机构(8)；所述推动机构(8)包括：

定位块二(801)，所述定位块二(801)与金属管件(5)另一端内壁配合；所述定位块二(801)两端分别固定有转轴二(802)，以及与金属管件(5)内壁配合的圆台结构二(803)；所述转轴二(802)周侧固定有一对限位板；

固定环(804)，所述固定环(804)装配于一对限位板之间；所述固定环(804)一表面开设有分别与转轴二(802)转动连接的四个转孔；

伸缩装置(805)，所述伸缩装置(805)伸缩端与固定环(804)固定，并驱动固定环(804)及定位块二(801)将金属管件(5)定位并固定。

10.一种如权利要求1-9任意一项所述的金属管件钻孔机的钻孔方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01，管件进料：进料装置通过其出料口连续将金属管件(5)从进料口(202)释放至定位槽(102)内，电机一(601)驱动承重梁(101)连续转动，从而将四个金属管件(5)均放置至定位槽(102)内，并进行初步定位；

S02，精准定位：伸缩装置(805)工作驱动固定环(804)及四个定位块二(801)向金属管件(5)靠拢，直至金属管件(5)两端分别与定位块二(801)及定位块一(701)固定；

S03，轴向钻孔：在步骤S02基础上，通过Y轴电机(404)工作带动移动台(406)运动从而带动所有钻孔机(3)同步位移，直至所需开孔处，启动钻孔机(3)即可进行钻孔；当需要沿金属管件(5)轴向方向开设多个孔时，控制Y轴电机(404)正反转，带动钻孔机(3)沿金属管件(5)轴向方向连续开孔；

S04，周向钻孔：在步骤S03的基础上，通过Y轴电机(404)工作带动所有钻孔机(3)同步位移至所需开孔处后固定，启动钻孔机(3)即可进行钻孔，钻完一个孔后，通过电机三(707)驱动所有金属管件(5)自转，钻孔机(3)沿金属管件(5)周向进行钻孔；当钻孔机(3)钻完一圈孔后，启动Y轴电机(404)将钻孔机(3)移动至下一个位置钻孔，重复上述步骤即可进行连续周向钻孔。

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