CN208004858U - 板材开孔工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种板材开孔工具，在板材的指定位置开设异形孔，包括：定位组件和异形孔成形组件。定位组件定位异形孔的中心，定位组件包括主体、定位件、卡紧件和引导孔，定位件、卡紧件和引导孔设置在主体上，定位件与板材上的固有结构定位并由卡紧件卡紧，引导孔的中心对准指定位置的中心，引导孔引导打孔工具在板材的指定位置开设圆孔；异形孔成形组件将圆孔成形为异形孔，异形孔成形组件包括凹模、凸模和压紧机构，凹模和凸模具有与异形孔对应的形状轮廓，凹模和凸模对准圆孔并从两边夹住所述板材，压紧机构将凹模和凸模夹紧，将圆孔成形为异形孔。该板材开孔工具操作便利，加工效率高，且定位精度和异形孔的外轮廓精度都较高。

Description

板材开孔工具

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件的加工工具领域，更具体地说，涉及在板材上开设异形孔的开孔工具。

背景技术

在汽车的零部件加工过程中，经常需要在板材上开设异形孔。比如在主流的经济型车型中，在侧围外板的后部有尾灯安装板，尾灯安装板上可以有若干个尾灯的安装孔，尾灯的安装孔一般为异形孔(与一般的圆孔形状不一样的孔)，比如六角形孔等。图1揭示了需要开设异形孔的板材的一个示例。参考图1所示，在侧围外板后部有尾灯安装板102，尾灯安装板102上需要开设两个尾灯的安装孔104。安装孔104呈六角形。异形孔无法通过一般的钻孔工具或者冲压工艺来制作(一般的钻孔工具或者冲压工艺只能制作圆孔)。又由于在自动化流水线上无法开设异形孔，为了配合后续的自动加工程序，就需要增加开设异形孔的专门工序，在板材上将异形孔加工出来后再送入到后一到工序中。

现有技术中对于异形孔的开设主要采用如下的两种方法：

一种是采用专用的机器设备对异形孔的中心进行定位，然后再使用专用的异形孔的开孔工具来开设异形孔。该方法的开孔位置精度和开孔外轮廓的加工精度都比较好，但专用的机器设备和开孔工具成本过高，无法应用到大批量生产的流水线中。

另一种是采用人工画线、手工打孔并用锉刀加工的方式来开设异形孔。图2a和图2b揭示了人工开设异形孔的过程示意图。参考图2a所示，首先通过测量和画线找到异形孔的中心坐标，在板材上标记异形孔的中心位置。参考图2b所示，在标记了异形孔的中心位置后，手工在板材上打孔。手工打孔形成的是圆孔。然后，在圆孔的周围画异形孔的边线，接着再用锉刀沿着异形孔的边线进行加工，将圆孔锉成异形孔。很明显由于人工开设异形孔的过程中需要大量的手工操作，因此效率十分低下。并且画线、手工打孔和锉刀加工的过程无法保证精度，造成加工精度低。而尾灯安装孔的精度不高会使得尾灯的安装精度也较低，影响车辆的整体美观性。

实用新型内容

本实用新型提出一种能以较低成本、较高效率和较高精度在板材上开设异形孔的开孔工具。

根据本实用新型的一实施例，提出一种板材开孔工具，在板材的指定位置开设异形孔，该板材开孔工具包括：定位组件和异形孔成形组件。定位组件定位异形孔的中心，定位组件包括主体、定位件、卡紧件和引导孔，定位件、卡紧件和引导孔设置在主体上，定位件与板材上的固有结构定位并由卡紧件卡紧，引导孔的中心对准指定位置的中心，引导孔引导打孔工具在板材的指定位置开设圆孔；异形孔成形组件将圆孔成形为异形孔，异形孔成形组件包括凹模、凸模和压紧机构，凹模和凸模具有与异形孔对应的形状轮廓，凹模和凸模对准圆孔并从两边夹住所述板材，压紧机构将凹模和凸模夹紧，将圆孔成形为异形孔。

在一个实施例中，定位组件包括：主体、定位件、卡紧件和引导孔。主体的位置与板材、板材上的固有结构的位置和所述指定位置相对应。定位件安装在主体上，定位件的位置与板材上的固有结构的位置相对应。卡紧件将定位件和主体卡紧在板材上。引导孔开设在主体上，引导孔是通孔。

在一个实施例中，主体包括延伸的定位座，定位件安装在定位座上。

在一个实施例中，定位件包括定位销，板材上的固有结构是孔或凹槽。卡紧件包括锁紧螺母和C型夹，锁紧螺母锁紧定位销，C型夹卡紧主体和板材。

在一个实施例中，异形孔成形组件包括：凹模、凸模和压紧机构。凹模包括凹模基座，凹模基座上具有凹模槽，凹模槽的形状轮廓与异形孔的形状轮廓相对应，凹模槽的中心是贯通孔。凸模包括凸模基座，凸模基座上具有凸模块，凸模块的形状轮廓与异形孔的形状轮廓、以及凹模槽的形状轮廓相对应，凸模块的中心是贯通孔。压紧机构包括轴承、挡板、垫块、螺栓和螺母，螺栓穿过凸模块中心的贯通孔和凹模槽中心的贯通孔，在螺栓上依次安装轴承、挡板、垫块和螺母，锁紧螺栓和螺母，凹模和凸模被压紧。

在一个实施例中，凹模基座和凸模基座上具有导向孔，凹模基座和凸模基座上的导向孔互相对齐，导杆穿过凹模基座和凸模基座上的导向孔，凸模块与凹模槽对准，且凸模块中心的贯通孔和凹模槽中心的贯通孔对准。

在一个实施例中，凹模基座背向凸模基座的一侧具有容纳槽，容纳槽容纳轴承，挡板安装在凹模基座上，挡板挡住轴承，螺母和轴承之间装有垫块。螺栓从凸模基座一侧装入，螺栓头部的行程由凸模基座限位。

在一个实施例中，轴承是单向推力球轴承。

在一个实施例中，螺栓是外六角螺栓，头部是外六角端型，凸模基座上在端盖的上方具有限位块。

在一个实施例中，异形孔是六角形孔，凹模和凸模具有六角形的形状轮廓。

在一个实施例中，板材是汽车的侧围外板。

本实用新型的板材开孔工具操作便利，加工效率高，且定位精度和异形孔的外轮廓精度都较高。该板材开孔工具成本较低，能大规模应用，有利于提升工艺质量并降低加工成本。

附图说明

本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了需要开设异形孔的板材的一个示图例。

图2a和图2b揭示了现有技术中，人工开设异形孔的过程示意图。

图3揭示了根据本实用新型的一实施例的板材开孔工具中定位组件的结构示意图。

图4a、图4b和图4c揭示了根据本实用新型的一实施例的板材开孔工具中定位组件的定位过程示意图。

图5a和图5b揭示了根据本实用新型的一实施例的板材开孔工具中异形孔成形组件的结构图。

图6a和图6b揭示了根据本实用新型的一实施例的板材开孔工具中凹模和凸模的结构图。

图7揭示了根据本实用新型的一实施例的板材开孔工具中异形孔成形组件的组装示意图。

图8揭示了根据本实用新型的板材开孔工具中异形孔成形组件的一个变化例。

图9揭示了根据本实用新型的板材开孔工具中异形孔成形组件的另一个变化例。

具体实施方式

本实用新型提出一种板材开孔工具，在板材的指定位置开设异形孔，该板材开孔工具包括：定位组件和异形孔成形组件。定位组件定位异形孔的中心，定位组件包括主体、定位件、卡紧件和引导孔，定位件、卡紧件和引导孔设置在主体上，定位件与板材上的固有结构定位并由卡紧件卡紧，引导孔的中心对准指定位置的中心，引导孔引导打孔工具在板材的指定位置开设圆孔。异形孔成形组件将圆孔成形为异形孔，异形孔成形组件包括凹模、凸模和压紧机构，凹模和凸模具有与异形孔对应的形状轮廓，凹模和凸模对准圆孔并从两边夹住板材，压紧机构将凹模和凸模夹紧，将圆孔成形为异形孔。

图3揭示了根据本实用新型的一实施例的板材开孔工具中定位组件的结构图。参考图3所示，定位组件包括：主体204、定位件、卡紧件和引导孔205。主体204的位置与板材207、板材上的固有结构的位置和需要开设异形孔的指定位置相对应。比如，在图3所示的实施例中，异形孔需要开设在图示的板材207靠近右上角的位置，而用于辅助定位的板材上的固有结构位于板材207上的下方和中间的位置，于是，主体204的形成呈倒“L”型，以与板材207、板材上的固有结构的位置和需要开设异形孔的指定位置相对应。定位件安装在主体204上，定位件的位置与板材上的固有结构的位置相对应。图4a、图4b和图4c揭示了根据本实用新型的一实施例的板材开孔工具中定位组件的定位过程。参考图4a所示，定位件包括定位销201和定位脚208。定位脚208大致位于主体204的中部。主体204的前端(图3中主体204的下端)还包括向定位销的方向延伸的定位座203，定位销201安装在定位座203上。相应的，板材上的固有结构可以是孔或凹槽。参考图4a、图4b和图4c所示，定位销201与板材上的固有结构的孔配合。图4b揭示了定位销与孔配合的安装示意图。定位销201伸入固有结构的孔中，在定位销201上旋紧锁紧螺母202以卡紧定位销201。定位脚208与板材上的安装孔配合。图4c揭示了定位脚与凹槽配合的示意图。定位脚208大致位于主体204的中部，在主体204的两端被锁紧定位后，定位脚208自然被卡紧于板材上的安装孔中，因此定位脚208不再另外配置独立的卡紧结构。卡紧件将定位件和主体204卡紧在板材207上。在图示的实施例中，卡紧件包括锁紧螺母202和C型夹206。锁紧螺母202安装在定位销201上用于锁紧定位销201。C型夹206大致位于主体204的尾端(图3中主体204的上端)，C型夹206卡紧主体204和板材207。引导孔205开设在主体204上，在图示的实施例中，引导孔205位于主体204的上端，或“L”型的横向部分。引导孔205是导通的圆形孔。引导孔205的中心对准需要开设异形孔的指定位置的中心。

图5a和图5b揭示了根据本实用新型的一实施例的板材开孔工具中异形孔成形组件的结构图。如图所示，异形孔成形组件包括：凹模、凸模和压紧机构。图6a揭示了根据本实用新型的一实施例的板材开孔工具中凹模的结构图。凹模包括凹模基座302，凹模基座302上具有凹模槽321，凹模槽的形状轮廓与异形孔的形状轮廓相对应，在图示的实施例中，异形孔为六角形孔，凹模槽321的轮廓也为六角形。凹模槽321的中心是贯通孔。凹模基座302上具有一对导向孔322。图6b揭示了根据本实用新型的一实施例的板材开孔工具中凸模的结构图。凸模包括凸模基座301，凸模基座301上具有凸模块311，凸模块311的形状轮廓与异形孔的形状轮廓、以及凹模槽321的形状轮廓相对应。在图示的实施例中，凸模块311的轮廓也为六角形，且凸模块311的外轮廓尺寸与凹模槽321的尺寸相匹配，凸模块311正好可以嵌入到凹模槽321中。在图示的实施例中，凸模块311的中心是贯通孔。凸模基座301上具有导向孔312，凹模基座和凸模基座上的导向孔322和312互相对齐。导杆303穿过凹模基座和凸模基座上的导向孔并由导杆螺母309锁紧，导杆303使得凸模块311与凹模槽321对准，且凸模块311中心的贯通孔和凹模槽321中心的贯通孔对准。压紧机构包括轴承305、挡板306、垫块307、螺栓304和螺母308。结合图3和图7，图7揭示了根据本实用新型的一实施例的板材开孔工具中异形孔成形组件的组装示意图。螺栓304穿过凸模块中心的贯通孔和凹模槽中心的贯通孔。在图示的实施例中，螺栓304从凸模基座301一侧装入，螺栓304的头部的旋紧行程由凸模基座301上的限位块313限位。凹模基座302背向凸模基座的一侧具有容纳槽323，容纳槽323容纳轴承305。在一个实施例中，轴承305可以是单向推力球轴承。在螺栓304上依次安装轴承305、挡板306、垫块307和螺母308。挡板306安装在凹模基座302上，挡板306对准凹模基座302上的容纳槽323的位置，挡板306挡住轴承305。螺母308用于锁紧，为了避免螺母308直接对于轴承305造成压力，螺母308和轴承305之间还装有垫块307。锁紧螺栓304和螺母308，凹模和凸模被压紧。凹模302和凸模301被压紧时，凸模块311会嵌入到凹模槽321中。板材207夹在凸模块311和凹模槽321之间，打孔工具在板材上开设的圆孔对准凸模块311和凹模槽321，在凸模块311嵌入到凹模槽321中后，圆孔的轮廓被凸模块311和凹模槽321挤压形成六角形，从而实现了异形孔轮廓的加工。

该板材开孔工具的使用过程如下：首先将定位组件放置到板材上，定位销和定位脚分别放入板材上的孔和凹槽中，将主体定位。锁紧螺母和C型夹夹紧定位件、主体和板材。引导孔的位置对准板材上需要开设异形孔的指定位置，引导孔的中心对准异形孔的中心。先使用钻孔机穿过引导孔在板材上打孔，钻孔机在板材上开设的是圆孔，圆孔的中心即异形孔的中心。钻孔完毕后拆卸调定位组件，装上异形孔成形组件。安装异形孔成形组件时，圆孔对准凸模块和凹模槽的位置。圆孔的中心需要和凸模块以及凹模槽的中心对准。如前面所述的，凸模块和凹模槽的中心均为贯通孔，螺栓穿过凸模块上的贯通孔、圆孔以及凹模槽上的贯通孔，利用螺栓使得圆孔、凸模块以及凹模槽的中心对准。在导杆、轴承、挡板、垫块和螺母安装完毕后。旋动螺母将螺栓锁紧，螺栓锁紧过程中带动单向推力球轴承循环旋转，使凸模块沿直线嵌入凹模槽中，凸模块和凹模槽的剪切力将异形挤压成形。

图8揭示了根据本实用新型的板材开孔工具中异形孔成形组件的一个变化例。参考图8所示，为了便于操作，螺栓304可以是外六角螺栓，即螺栓304的头部是外六角端型，同时在凸模基座301上在端盖的上方具有限位块313。需要说明的是，在图8中螺栓304依旧被视为使用了传统的螺栓，即头部为圆形且带内六角槽的螺栓。而在变化例中，螺栓的头部也可以是外六角形的。

图9揭示了根据本实用新型的板材开孔工具中异形孔成形组件的另一个变化例。参考图9所示，在图9所示的实施例中垫块307的厚度可以增加。在旋动螺母的过程中，由于收到凹模基座上其他结构的影响，使得螺母不能一次旋紧到位，而需要多次分段旋紧。多次旋紧螺母的过程可能会导致开孔边缘产生细微毛刺，而将垫块加厚，使得旋紧螺母的过程不再受到凹模基座上的其他结构的影响，以加厚的垫块为标定，能够一次性将螺母旋紧到位，即螺母旋紧贴到垫块为止，能避免毛刺的产生，也能够进一步提高加工效率。

在图示的实施例中，异形孔可以是六角形孔，凹模和凸模也具有六角形的形状轮廓。在其他的实施例中，异形孔也可以是其他的形状，相应的，凹模和凸模也具有相应的其他的形状轮廓。

本实用新型的板材开孔工具借助板材上的固有结构快速实现定位，而不需要麻烦的测量孔的中心坐标，结构简单，孔的位置精准。异形孔的成形工具结构小巧实用，巧妙地应用了凹凸模原理，细节在于导杆及轴承，操作简单，开孔精度很高，而且可以适用于各种异形孔，可以将凹凸模的六角孔模换成其他异形孔。在从工艺上，所有的开孔步骤都可以在夹具上完成，省去了板材搬运至测量室测控中心坐标的工时，而且新方案结构小巧操作便利，整个开孔时间在30s左右，不影响侧围焊接的节拍，开孔精度和质量很高，大大提高了尾灯安装孔的匹配性。

本实用新型的板材开孔工具操作便利，加工效率高，且定位精度和异形孔的外轮廓精度都较高。该板材开孔工具成本较低，能大规模应用，有利于提升工艺质量并降低加工成本。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本实用新型的，熟悉本领域的人员可在不脱离本实用新型的实用新型思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (10)

1.一种板材开孔工具，在板材的指定位置开设异形孔，其特征在于，该板材开孔工具包括：

定位组件，定位组件定位异形孔的中心，定位组件包括主体、定位件、卡紧件和引导孔，定位件、卡紧件和引导孔设置在主体上，定位件与板材上的固有结构定位并由卡紧件卡紧，引导孔的中心对准指定位置的中心，引导孔引导打孔工具在板材的指定位置开设圆孔；

异形孔成形组件，异形孔成形组件将圆孔成形为异形孔，异形孔成形组件包括凹模、凸模和压紧机构，凹模和凸模具有与异形孔对应的形状轮廓，凹模和凸模对准圆孔并从两边夹住所述板材，压紧机构将凹模和凸模夹紧，将圆孔成形为异形孔。

2.如权利要求1所述的板材开孔工具，其特征在于，所述定位组件包括：

主体，主体的位置与板材、板材上的固有结构的位置和所述指定位置相对应；

定位件，定位件安装在主体上，定位件的位置与板材上的固有结构的位置相对应；

卡紧件，卡紧件将定位件和主体卡紧在板材上；

引导孔，引导孔开设在主体上，引导孔是通孔。

3.如权利要求2所述的板材开孔工具，其特征在于，所述主体包括延伸的定位座，定位件安装在定位座上。

4.如权利要求3所述的板材开孔工具，其特征在于，

所述定位件包括定位销，所述板材上的固有结构是孔或凹槽；

所述卡紧件包括锁紧螺母和C型夹，锁紧螺母锁紧定位销，C型夹卡紧主体和所述板材。

5.如权利要求1所述的板材开孔工具，其特征在于，所述异形孔成形组件包括：

凹模，凹模包括凹模基座，凹模基座上具有凹模槽，凹模槽的形状轮廓与异形孔的形状轮廓相对应，凹模槽的中心是贯通孔；

凸模，凸模包括凸模基座，凸模基座上具有凸模块，凸模块的形状轮廓与异形孔的形状轮廓、以及凹模槽的形状轮廓相对应，凸模块的中心是贯通孔；

压紧机构，压紧机构包括轴承、挡板、垫块、螺栓和螺母，螺栓穿过凸模块中心的贯通孔和凹模槽中心的贯通孔，在螺栓上依次安装轴承、挡板、垫块和螺母，锁紧螺栓和螺母，凹模和凸模被压紧。

6.如权利要求5所述的板材开孔工具，其特征在于，所述凹模基座和凸模基座上具有导向孔，凹模基座和凸模基座上的导向孔互相对齐，导杆穿过凹模基座和凸模基座上的导向孔，凸模块与凹模槽对准，且凸模块中心的贯通孔和凹模槽中心的贯通孔对准。

7.如权利要求5所述的板材开孔工具，其特征在于，

所述凹模基座背向凸模基座的一侧具有容纳槽，容纳槽容纳轴承，挡板安装在凹模基座上，挡板挡住轴承，螺母和轴承之间装有垫块；

所述螺栓从凸模基座一侧装入，螺栓头部的行程由凸模基座限位。

8.如权利要求5所述的板材开孔工具，其特征在于，所述轴承是单向推力球轴承。

9.如权利要求5所述的板材开孔工具，其特征在于，所述螺栓是外六角螺栓，头部是外六角端型，凸模基座上在端盖的上方具有限位块。

10.如权利要求1所述的板材开孔工具，其特征在于，所述异形孔是六角形孔，所述凹模和凸模具有六角形的形状轮廓。