CN1343153A - 自粘钻床和切割器 - Google Patents

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Abstract

本发明是一个低型自粘钻床(10),具有一个进给机构(16),进给机构具有一个旋转轴,其一般是垂直于钻床电机(14)的旋转轴。进给机构(16)包括一个套管壳(40),它套住一个套管(60)。一个心轴(110)安置在套管(60)中并且相对于套管(60)绕套管(60)运动轴旋转,并沿轴与套管(60)一起移动。一个在套管(60)上的齿条(72)平行于运动轴并且啮合一个进给齿轮(80),当进给齿轮(80)旋转时,齿条(72)和套管(60)沿运动轴运动。

Description

自粘钻床和切割器
发明所属领域
本发明涉及通过磁性粘到金属工件上的磁性基座钻床。更特别地,本发明涉及一种较小的或小型的用于在有限的空间活用于较小的工作的磁性基座钻床。
背景技术
磁性基座钻床用于大型金属工件,这种部件较难安装到钻床上,并且使用一个常规的手钻也是不合适的。无论如何,现有技术中的磁性钻床,尽管是便携的,但也是非常大的并且是笨重的。因此,需要的是一种更加便携的、轻的磁性基座钻床。
附图说明
本发明的其它优点将通过下面详细的描述并结合附图来说明,其中:
图1是本发明的一个立体图;
图2是本发明的一个侧视图;
图3是本发明进给机构的分解图;
图4是本发明进给机构的仰视图;
图5是图4进给机构完全缩回位置的沿5-5线的剖视图;
图6是与图5类似的视图,但是进给机构是处于完全展开的位置;
图7是本发明切割工具的侧视图;
图8是图7所示切割工具的端视图;
图9是沿图8中9-9线的剖面图。
最佳实施例的描述
参照图1和2,一个低型自粘磁性基座钻床以10示出。钻床10有壳12(或罩),它罩住一个电机14,电机驱动性地啮合一个带有切割工具18的进给机构16。进给机构16朝向工件W推进切割刀具。磁性基座20结合到壳12上,并用于将钻床10固定到金属工件W上。尽管示出的是一个磁性基座20,但是也可以使用其它的自粘基座,例如一个真空基座。
进给机构16安装在壳20的一个端部21内并且具有一个第一旋转轴A,见图2和4。电机14安装在与进给机构16相对的一端22,或钻床10的主要伸长部分,并且具有一个与第一轴A成一个角度的第二旋转轴B。第一和第二轴通常成直角,这可以允许钻床10达到一个低的外形。电机14通过齿轮24或任何其它合适的手段耦合到进给机构16上。
在本发明的最佳实施例中,使用一个改进的德沃尔特(DeWalt)DW160型3/8”直角钻床,它工作在110伏及3.6安培下并以1200转/分的速度驱动切割工具。钻床10的主要部分22被钻床操作者用作把手。一个钻床开关26安置在钻床10的下面,用于当电线10插入到电源上时启动电机14。尽管此处公并的是一个电动电机,但是可以理解到也可以使用气动电机或其它任何驱动机械。
磁性基座20是一个矩形结构,具有一个用于与工件W接触的平面32。基座32包括电激励磁性绕组(未示出),当电流流过绕组时它变成具有磁性特性的磁铁。在该应用中,当“金属工件”被使用时,这就意味着任何工件都能被磁性吸住。开关34连接电线30导磁性绕组,以使得当电线连接到电源并且开关34置于“开”的位置时,磁性基座20将安全地固定在磁性工件W上。在最佳的实施例中,用于启动钻床10的开关26连接到磁性基座开关34上,在这种方式中可以防止电动电机被启动,除非磁性基座20被打开。这就保证了钻床10在没有首先正确地固定在工件W上时不能工作。
磁性基座20通过多个托架36连接在壳12上,使得基座20通常与钻床10的主要部分22相平行。如果一个商业上可用的钻床被使用,例如前述的德沃尔特钻床,在壳上存在的连接孔可以用于将磁性基座通过托架36连接到转床上。
进给机构16,见图3,包括一个套管壳40,它部分地容纳在壳12的端部21并且是用于罩住用于将切割工具耦合到电机14的部件的结构部件。这些在下面讨论的部件也使得切割工具18沿着第一轴A推进或缩回。而且它最好在下面讨论,本发明的进给机构去除了了几个传统的用于进给机构的部件,因而形成更紧凑的设计。它是一个紧凑的设计,部分地讲,它使得本发明可以达到小的外形设计。
现在参照图3和4,外壳套管40有一个环形截面并且包括一个内表面42和一个外表面44。外壳套管40与第一轴同心。一个外壳套管进给齿轮46横向固定到外表面44的较低的部分48,并且也具有一个环形截面。外壳套管40的内表面42具有一个线性槽50,在图4中看得最好,它具有一个矩形截面并与第一轴平行,而且在外壳套管40的整个长度上。一个矩形孔从外壳套管40的内表面42穿过到进给齿套46的内部56,在这里线性槽50与内部56相交。
一个具有环形截面的套管60与外壳套管40安置在一起。套管60的轴也与第一轴A同心。套管60具有一个内表面62和一个外表面64,外表面与外壳套40内表面42滑动地结合在一起。外表面64具有一个在外表面64上延伸的凹进66,它与第一轴A平行。一对槽75横向地通过在外表面64上延长的凹进。一个带有一对用于槽70的调整片74的齿条72容纳在延长的凹进66和槽70中。环氧化物用于将齿条72紧固在延长凹进66和槽70中,也可以使用其它的连接装置。调整片74和槽70有助于确保齿条在套管60沿着第一轴A转移时不会从套管60上脱开。
齿条72有多个从套管60的外表面突出的齿76。这些齿76容纳在外罩套管40的线性槽50中并且伸展通过举行开口54并进入进给齿轮罩46中。一个具有多个轴向向外伸展的齿82的进给齿轮80安置在进给齿轮套46中。进给齿轮齿82啮合齿条72上的齿76,使得当进给齿轮80绕其轴旋转时,齿条72和套管60沿着其第一轴A上下传送。
进给齿轮80具有一个第一端84,它与进给齿轮套46的一端86相邻。一个固定垫圈88固定到第一端84,以帮助进给齿轮80在进给齿轮套46中横向定位。进给齿轮80具有一个第二端92和一个安置于第一端84和第二端92之间的中间部分94。中间部分94包括一个环形槽(未示出)它与用于容纳一个扣环98的进给齿轮套46的另一端96相邻。扣环98与固定垫圈88相连,横向地定位进给齿轮80,使得进给齿轮80不能沿其轴横向移动。一个手柄100连接到进给齿轮80中间部分94和第二端92之间,并且与进给齿轮轴成一个角度。手柄100的一个末端102有一个球头104,当其绕进给齿轮轴旋转时,将套60沿第一轴A传送。
回到图3,一个心轴110安置在套60之内并且与第一轴A共轴。心轴110有一个顶部112和底部114,及一个内表面116和一个外表面118。外表面118与套60的内表面62啮合。进给机构16不同于背景技术的机构,在这里套60是铜的并且在钢制外罩套40和钢质心轴110之间起到轴承的作用。典型地,套也是钢制的,它需要铜轴衬,用于套管和套之间及心轴和套之间。通过构造符合本发明的铜套,两个铜制轴承也可以取消,因而使得进给机构更紧凑。
心轴110在其顶部112和底部114的外表面118上具有一个环形槽,用于容纳固定环以将球投紧固到套60上。一个金属塞垫126和一个塑料塞垫128安置在顶部112和底部114的紧固环124与套60之间。因此,套60和心轴110耦合在一起并且可以一起沿着第一轴传送。
心轴110的顶部112的内表面116具有多个键槽130,它轴向向第一轴A内伸展并且与第一轴A平行。一个与第一轴A共轴的轴134具有一个与钻床10的驱动电机14耦合的第一端136。对于所披露的德沃尔特钻床,第一端136环绕安装到一个与电机14耦合的环绕轴上。轴134的外部具有键槽138,它轴向向第一轴A外伸展并与第一轴A平行。轴键槽138滑动地与心轴110的内键槽配合。为此,当电机动作时轴134旋转性地驱动心轴110,而允许心轴可以上下沿第一轴A传送。
内部圆柱状表面116在顶部112和底部114具有一个直径140、142并且沿着内表面116的长度具有一个个较大的直径146。轴134的第二端150包括一个用于限制心轴110沿第一轴运动的销钉152。销钉152定位于接近较大直径146处,以使得当销钉152达到顶部112或底部114的直径140、142处时,销钉152将在内表面116的端部156、158处。在本发明的最佳实施例中,一个紧固件被用于销钉并且是具第一轴A的偏移。
在图5和6上分别示出了进给机构16在缩回和展开的位置。为将切割工具18从缩回位置推进到展开位置,手柄100向进给齿轮轴转动。进给齿轮80绕其轴旋转,因而将齿条向下传送并行于第一轴A。齿条72传送套60和心轴110,心轴通过固定环124固定在套60上。当轴134旋转驱动心轴110和切割工具18时,心轴110沿键槽130、138向下滑动。当销钉碰到心轴110的顶部112的内表面116上的缘部156时,心轴110和切割工具18完全地展开。
为从展开位置缩回切割工具,手柄100绕进给齿轮轴在相反的方向上旋转,因而将进给机构的部件沿第一轴A在相反的方向上传送。当销钉152碰到底部116的内表面上缘部158时,心轴110和切割工具18完全缩回。
典型的已经披露的切割工具的几何形状不适于与本发明进给机构和钻床的结合。因此,本发明的切割工具是特殊适用于本发明的紧凑设计。特别地,前面已知工具的不同切割角度已经改变了,并且一个锥形体已经加入到工具的切割位置,如同下面详细解释的那样。
参照图6和7,心轴110的底部有一个沿着第一轴的孔170,它带有一个距第一轴A有一偏移的并穿过第一轴的销钉172。孔170用于容纳切割工具18的柄部分180。柄部分180有一个平面174,它通向柄部分180周缘径向部分的一个环形凹进175处。切割工具18插入到孔170中,这是通过将平面174对直销钉172使得切割工具可以插入到孔170中来实现的。为将切割工具18锁定进孔170中,切割工具18旋转以使得销钉172容纳在环形凹进175中。一个橡胶密封176或O型环容纳在柄部分的环形槽178中,以防止碎片进入到孔170中,它可能使得切割工具18从孔170中移出更加困难。
参照图7-9,切割工具18有柄部分180和一个切割部分182,它从柄部分180沿第一周伸展。切割部分182包括一个切割表面184以及一个内表面185及一个外表面186,它有一个朝向柄部分180的锥度。切割部分182的内表面185在其长度上具有0.010-0.025”的锥度,最好是在0.016-0.020”之间。切割部分182的外表面186在其长度上具有0.015-0.035”的锥度,最好是在0.020-0.024”之间。内部和外部锥度是必需的,以防止在切割工具18加工孔时卡在工件上。
切割面184有多个切割齿200。在披露的实施例中,每一个切割齿具有切割边202、204和206。本领域的一般技术人员知道可以使用更多的或更少的切割边。
切割边相对水平面而言成一个角度。在披露的实施例中,外切割边204有一个角度B’,外斜角,在5-15°的范围内,最好是10°。一个普通切割器的典型外斜角大约是35°。切割边202有一个范围在20-30°的角度X,即一个内部斜角,最好是25°。在一个典型的切割器中,角度接近15°。最内部的切割边206具有与切割边202相同的内斜角。
由于这些切割边的几何形状,切割器可以在工件表面上快速自稳定。外部切割边204初始切割工件表面,以使得切割工具立即坐在工件所打算加工的区域。在外切割边开始切割后,内切割边202和206开始切割并一起形成一个切缝。齿202、204和206继续在切缝中切割直到形成孔,去除切割工具中的嵌条。当切割工具缩回时,螺钉152卡住嵌条弹出器(未示出),以弹出嵌条。
外表面186有多个螺旋凹槽196,以便将碎片传送出工件表面。与通常切割器典型的15°角相比,螺旋角α的范围是22-30°,最好是25°。螺线槽194包括用于方便排出碎片的通道。
由于切割工具的角度,本发明保证了工具“咬”进工件并且不打滑或者扭出,而本发明的钻床使用背景技术的工具时将会出现这种情况。并且,角度也与本发明较小钻床及磁性基座的减小的功率、速度及扭矩相适应,这种减小是与背景技术较大的设计相比较的。本发明是以说明的方式来描述的,并且可以理解到,所使用的术语是其自然的含义而不是限制性的。
显然,本发明的许多改变和变化在上述的提示下都是可能的。因此,可以理解到,在权利要求的范围内,本发明也可以以不同于特别描述的方式来实施。

Claims (19)

1.一种用于安装到钻床上的套管壳,所述的套管壳有一个轴;
一个套管安置在所述的套管壳中并且与此相啮合,所述的套管相对于所述套管壳沿所述轴是可移动的;
一个心轴安置在所述套管中用于夹持住一个工具,所述心轴与所述套管相啮合并且相对于套管可绕所述轴旋转并且可以与所述套管一起沿所述轴移动;
一个进给齿轮支撑在所述套管壳上;并且
一个齿条在所述的套管上并且平行于所述轴,用于与所述进给齿轮啮合,当进给齿轮旋转时,所述齿条及套管沿所述轴移动。
2.如权利要求1所述的进给机构,还包括一个用于旋转驱动所述心轴绕所述轴旋转的机轴,所述机轴有从所述轴相外径向伸展并平行于所述轴的键轴,在所述的心轴中还包括从所述轴向内径向伸展并且并行于所述轴的键槽,用于与所述机轴的外部键槽滑动配合。
3.如权利要求2所述的进给机构,其特征在于,所述心轴还包括一个圆柱形内表面,它在顶部和底部具有一个直径,并且沿所述内圆柱表面长度方向在所述第一和第二端之间设置一个比所述直径大的一个直径,在所述机轴中还包括一个固定在所述机轴部分的一个销,用于限制所述心轴沿所述轴在所述长度方向上移动。
4.根据权利要求3所述的进给机构,其特征在于,所述销包括一个螺纹体和一个头部,所述机轴具有一个内螺纹孔,所述螺纹孔容纳所述带有头部的螺纹体,用于在所述大的直径中定位。
5.根据权利要求1所述的进给机构,其特征在于,所述套管是铜制的,使得所述进给机构更加紧凑。
6.根据权利要求1所述的进给机构,其特征在于,所述心轴具有一个快速连接,用于快速连接和去除切割器。
7.一个低型自粘钻床,包括:
一个壳;
一个进给机构,具有一个第一旋转轴并且安装进所述的壳;
一个具有与第一旋转轴成一个角度的第二旋转轴的电机,它安装在所述壳上,所述电机与所述进给机构相耦合,以旋转驱动所述进给机构;并且
一个自粘基座结合到所述壳上,以保证将钻床结合在工件上;
所述进给机构包括一个用于安装到钻床上的套管壳,所述套管壳具有一个轴;
一个套管安置在所述套管壳中并且与此相啮合,所述套管可以沿所述轴相对于所述壳移动;
一个心轴安置在所述套管中用于夹持一个工具,所述心轴与所述壳啮合并且可相对于所述套管绕所述轴旋转,并且可沿所述轴与所述套管一起移动;
一个进给齿轮支撑在所述套管壳上;并且
一个齿条在所述套管上并且平行于所述轴,用于与所述进给齿轮相啮合,当所述进给旋转时所述齿条和壳沿所述轴运动。
8.如权利要求1所述的低型自粘钻床,还包括一个用于绕所述轴旋转驱动所述心轴的机轴,所述机轴有从所述轴相外径向伸展并平行于所述轴的键轴,在所述的心轴中还包括从所述轴向内径向伸展并且并行于所述轴的键槽,用于与所述机轴的外部键槽滑动配合。
9.根据权利要求8所述的低型自粘钻床,其特征在于,所述心轴心轴还包括一个圆柱形内表面,它在顶部和底部具有一个直径,并且沿所述内圆柱表面长度方向在所述第一和第二端之间设置一个比所述直径大的一个直径,在所述机轴中还包括一个固定在所述机轴部分的一个销,用于限制所述心轴沿所述轴在所述长度方向上移动。
10.根据权利要求9所述的低型自粘钻床,其特征在于,所述销包括一个螺纹体和一个头部,所述机轴具有一个内螺纹孔,所述螺纹孔容纳所述带有头部的螺纹体,用于在所述大的直径中定位。
11.根据权利要求7所述的低型自粘钻床,其特征在于,所述套管是铜制的,使得所述进给机构更加紧凑。
12.根据权利要求7所述的低型自粘钻床,其特征在于,所述心轴具有一个快速分离件,用于快速连接和去除切割器。
13.一个用于与低型自粘钻床的环形切割工具,包括:
一个用于结合到钻床的柄部分;
一个从所述柄部分沿一轴伸展并从与所述柄相对的切割面的朝向所述柄倒锥形,所述切割面形成第一切割平面和在所述第一切割平面上的第二切割平面,所述切割平面垂直于所述轴;
在所述切割部分的内和外表面上具有多个螺旋槽,用于将碎片从工件上排出,所述螺旋槽具有穿过所属第二切割平面的通道;
在所述第一切割平面上的第一切割边,用于在工件上进行初始切割,所述第一切割边在所述第一切割平面上具有一个朝向所述轴的斜角;并且
在所述第二切割平面上的第二切割边,用于在所述初始切割完成后切割工件,所述第二环形切割边具有一个比所述第一切割边斜角大的斜度。
14.根据权利要求13所述的环形切割工具,其特征在于,所述第一切割边具有一个5°到15°的斜角。
15.根据权利要求13所述的环形切割工具,其特征在于,所述第一切割边具有一个大约10°的斜角。
16.根据权利要求13所述的环形切割工具,其特征在于,所述第二切割边具有一个20°到30°的斜角。
17.根据权利要求13所述的环形切割工具,其特征在于,所述第二切割边具有一个大约15°的斜角。
18.根据权利要求13所述的环形切割工具,其特征在于,所述螺旋槽具有一个20°到30°的螺旋角。
19.根据权利要求13所述的环形切割工具,其特征在于,所述螺旋槽具有一个大约15°的螺旋角。
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