CN112643088A - 一种钢结构金属管件钻孔加工设备及其钻孔方法 - Google Patents

一种钢结构金属管件钻孔加工设备及其钻孔方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种钢结构金属管件钻孔加工设备及其钻孔方法，包括夹持机构、排屑机构、卡夹机构和托放机构，排屑机构的左侧端面上安装有卡夹机构，位于排屑机构的右侧端面上安装有夹持机构，卡夹机构与夹持机构之间设置有托放机构，托放机构对称的安装在排屑机构上；本发明解决了现今金属管件的夹具不能稳定的夹持固定，且不能适宜不同直径尺寸金属管件的夹持固定，造成金属管件钻孔夹持具有局限性，并且管件钻孔后，管内参杂的金属碎屑不能向外排出，并且传统的钻孔加工夹具在钻好一个孔后，通过人工对管件进行转动，从而对另一钻孔部位进行钻孔，但是人工移动会使管件位置偏移，从而使孔位不能精准在同一环线上，加工精度较低等问题。

Description

一种钢结构金属管件钻孔加工设备及其钻孔方法
技术领域
本发明涉及钻孔技术领域，特别涉及一种钢结构金属管件钻孔加工设备及其钻孔方法。
背景技术
钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一；结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢管、钢桁架等构件组成，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接，而钢结构金属管件因其在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力较强，强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强的特点，被广泛应用在很多领域，如石油、化工、医疗、食品、轻工、机械仪表等工业输送管道以及机械结构部件等各行各业；
目前金属管件在各行各业中得到广泛使用，而金属管件在使用前都需要进行钻孔加工以满足其使用需求，现有的钻孔加工方式多是以人工装夹金属管件后，再进行人工手动钻孔，而现今针对金属管件的夹具不能稳定的夹持固定，且不能适宜不同直径尺寸金属管件的夹持固定，造成金属管件钻孔夹持具有局限性，并且针对金属管钻孔之后，管内参杂了大量的金属碎屑不能有效的向外排出，并且传统的钻孔加工夹具在钻好一个孔后，松开夹具，通过人工对管件进行转动，从而对另一钻孔部位进行钻孔，但是人工移动不可避免的会发生管件位置偏移的现象，从而使钻好后的孔位不能精准的保证在同一环线上，加工精度较低，为此，本发明提供了一种钢结构金属管件钻孔加工设备及其钻孔方法。
发明内容
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种钢结构金属管件钻孔加工设备，包括夹持机构、排屑机构、卡夹机构和托放机构，所述排屑机构的左侧端面上安装有卡夹机构，位于排屑机构的右侧端面上安装有夹持机构，所述的卡夹机构与夹持机构之间设置有托放机构，所述的托放机构对称的安装在排屑机构上；其中：
所述的夹持机构包括C型支架、夹持单元、联动轴杆和手轮；所述的C型支架安装在排屑机构上，所述C型支架的内壁上安装有多组沿其长度方向呈线性分布的夹持单元，所述的联动轴杆通过轴承安装在C型支架上，且联动轴杆贯穿于夹持单元的内部，位于联动轴杆的一侧轴端安装有手轮；
所述的夹持单元包括L型框架、蜗杆、蜗轮、旋转圆架、平台转盘、内夹臂、环形转台、握把和锁紧旋钮；所述的L型框架安装在C型支架的内壁上，位于L型框架的内部设置有蜗杆，所述的蜗杆安装在联动轴杆上，位于蜗杆的正上方设置有蜗轮，所述的蜗轮轴承安装在L型框架的内部，且蜗轮通过啮合转动方式与蜗杆相互连接，所述蜗轮的外侧轴端安装有旋转圆架，位于旋转圆架的外侧轴端上安装有平台转盘，所述平台转盘的内壁上通过滑动配合方式设置有多个内夹臂，且内夹臂沿其平台转盘的圆周方向呈环形分布，所述的内夹臂通过悬臂销与环形转台滑动连接，所述的环形转台通过轴承安装在平台转盘的内壁上，位于环形转台的外壁上安装有握把，所述的锁紧旋钮通过螺旋配合方式安装在平台转盘的内壁上，且锁紧旋钮与环形转台之间通过滑动方式相互抵接；通过握把摇转环形转台，使内夹臂同步间距移动调节，再通过锁紧旋钮螺旋抵推环形转台转动后的位置固定锁紧，完成对不同直径尺寸金属管件的夹持固定，再通过手轮摇转联动轴杆，使蜗杆与蜗轮啮合转动，实现旋转圆架的旋转角度控制，完成对金属管件的转动换位钻孔作业。
所述的排屑机构包括主梁支架、长条板、执行气缸、一号铰链座、平台直板和二号铰链座；所述主梁支架的内壁上安装有长条板，所述的长条板上通过气缸座安装有执行气缸，所述执行气缸的输出轴通过铰链销与一号铰链座相互连接，所述的一号铰链座安装在平台直板左侧的底部端面上，所述的平台直板通过铰链销安装在二号铰链座上，所述的二号铰链座对称的安装在主梁支架右侧的端面上；通过执行气缸拉动一号铰链座，使平台直板通过二号铰链座围绕主梁支架进行倾斜下降。
优选的，所述的卡夹机构包括梯形支架、齿条柱、丝杠、摇轮、转轴支架和卡夹单元；所述的梯形支架对称的安装在排屑机构上，两个所述的梯形支架之间通过滑动配合方式设置有齿条柱，位于齿条柱的一侧轴端上通过轴承与丝杠相互连接，所述的丝杠通过螺旋配合方式安装在转轴支架，位于丝杠的外侧轴端上安装有摇轮，所述的转轴支架安装在排屑机构上，所述的卡夹单元均匀的安装在排屑机构上，且卡夹单元沿其齿条柱的长度方向呈线性分布；
优选的，所述的卡夹单元包括立板方架、主齿轮轴杆、副齿轮轴杆和夹爪；所述的立板方架安装在排屑机构上，位于立板方架的外壁上通过轴承分别安装有主齿轮轴杆和副齿轮轴杆，所述的副齿轮轴杆位于主齿轮轴杆的右侧，所述的主齿轮轴杆和副齿轮轴杆之间通过啮合转动方式相互连接，且主齿轮轴杆通过啮合转动方式与齿条柱相互连接，位于主齿轮轴杆和副齿轮轴杆的轴杆中部外圈分别安装有夹爪；通过摇轮螺旋转动丝杠，使齿条柱啮合推动主齿轮轴杆与副齿轮轴杆啮合转动，通过夹爪将金属管件进行夹持固定。
优选的，所述的托放机构包括承托支架和滑轮；所述的承托支架均匀的安装在排屑机构上，所述的承托支架上通过轴承对称安装有滑轮；通过滚动托接金属管件。
优选的，所述的环形转台上围绕其圆周方向均匀设置有弧形腰孔，将所述的环形转台上围绕其圆周方向均匀设置有弧形腰孔，便于控制内夹臂的间距调节，实现同步的松夹操作，适宜夹持不同直径尺寸的金属管件。
优选的，所述夹爪的卡夹口为V型结构设计，将所述夹爪的卡夹口设为V型结构设计，便于夹持不同直径尺寸的金属管件，为了固定不同直径的金属管件，将夹持部位设为可变式的工件夹具，通过V型结构设计增大可活动范围，并配合金属管件的直径尺寸而进行夹持。
此外，本发明还提供了一种钢结构金属管件钻孔加工设备的钻孔方法，具体包括以下步骤：
S1、管件的定位放置：通过专用夹具将金属管件夹放到托放机构中，使金属管件水平放置；
S2、管件的夹持固定：通过夹持机构和卡夹机构分别对上述S1中水平放置的金属管件两端进行夹持固定；
S3、管件的旋转换位钻孔：通过卡夹机构松放张开，使夹持机构对金属管件进行转动换位钻孔作业；
S4、碎屑排料：通过排屑机构对钻孔作业完成后的金属管件进行倾斜倒料，使金属管件内部参杂的金属碎屑向外排出。
本发明的有益效果在于：
一、本发明通过卡夹机构满足不同直径尺寸金属管件的夹持，通过摇轮可螺旋统一调控夹持力度和松放张开，可以有效地防止因为夹持力度过大导致金属管件表面出现压痕的问题，再通过夹持机构对金属管件的另一端进行固定夹持，有效的提高了金属管件钻孔时的稳定性，防止松动，再通过蜗杆与蜗轮配合，实现对金属管件进行转动换位钻孔作业，从而使得孔位能精准的保证在同一直线上，提高加工精度。
二、本发明通过承托支架的V型结构设计增大可活动范围，避让了金属管件的底面，防止发生干涉，再通过滑轮滚动托接金属管件，实现金属管件的托放支撑和旋转换位动作，减轻了金属管件旋转的摩擦阻力，有效的提升了金属管件钻孔过程中转动角度的控制，并且通过对称的托放支撑金属管件，可防止在夹持过程中金属管件位置倾斜，从而导致金属管件同轴度有误差，造成钻孔位置偏差。
三、本发明通过排屑机构实现钻孔作业完成后金属管件的倾斜倒料，使金属管件内部参杂的金属碎屑向外排出，方便钻孔后金属管件的存储和售卖，提高了钻孔质量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的主视位置左侧方位立体结构示意图；
图2是本发明的主视位置右侧方位立体结构示意图；
图3是本发明的主视位置右侧方位局部立体结构剖视图；
图4是本发明图3中的A处局部放大图；
图5是本发明图3中的B处局部放大图；
图6是本发明的后视位置立体结构示意图；
图7是本发明图6中的C处局部放大图；
图8是本发明的侧视位置仰视方向立体结构示意图；
具体实施方式
为了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，下面结合具体图示，进一步阐述本发明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
如图1至图8所示，一种钢结构金属管件钻孔加工设备，包括夹持机构1、排屑机构2、卡夹机构3和托放机构4，所述排屑机构2的左侧端面上安装有卡夹机构3，位于排屑机构2的右侧端面上安装有夹持机构1，所述的卡夹机构3与夹持机构1之间设置有托放机构4，所述的托放机构4对称的安装在排屑机构2上；其中：
所述的托放机构4包括承托支架40和滑轮41；所述的承托支架40均匀的安装在平台直板24上，所述的承托支架40上通过轴承对称安装有滑轮41，通过滚动托接金属管件。
所述的夹持机构1包括C型支架10、夹持单元11、联动轴杆12和手轮13；所述的C型支架10安装在平台直板24上，所述C型支架10的内壁上安装有多组沿其长度方向呈线性分布的夹持单元11，所述的联动轴杆12通过轴承安装在C型支架10上，且联动轴杆12贯穿于夹持单元11的内部，位于联动轴杆12的一侧轴端安装有手轮13；
所述的夹持单元11包括L型框架111、蜗杆112、蜗轮113、旋转圆架114、平台转盘115、内夹臂116、环形转台117、握把118和锁紧旋钮119；所述的L型框架111安装在C型支架10的内壁上，位于L型框架111的内部设置有蜗杆112，所述的蜗杆112安装在联动轴杆12上，位于蜗杆112的正上方设置有蜗轮113，所述的蜗轮113轴承安装在L型框架111的内部，且蜗轮113通过啮合转动方式与蜗杆112相互连接，所述蜗轮113的外侧轴端安装有旋转圆架114，位于旋转圆架114的外侧轴端上安装有平台转盘115，所述平台转盘115的内壁上通过滑动配合方式设置有多个内夹臂116，且内夹臂116沿其平台转盘115的圆周方向呈环形分布，所述的内夹臂116通过悬臂销与环形转台117滑动连接，所述的环形转台117通过轴承安装在平台转盘115的内壁上，所述的环形转台117上围绕其圆周方向均匀设置有弧形腰孔，将所述的环形转台117上围绕其圆周方向均匀设置有弧形腰孔，便于控制内夹臂116的间距调节，实现同步的松夹操作，适宜夹持不同直径尺寸的金属管件；位于环形转台117的外壁上安装有握把118，所述的锁紧旋钮119通过螺旋配合方式安装在平台转盘115的内壁上，且锁紧旋钮119与环形转台117之间通过滑动方式相互抵接；通过握把118摇转环形转台117，使内夹臂116同步间距移动调节，再通过锁紧旋钮119螺旋抵推环形转台117转动后的位置固定锁紧，完成对不同直径尺寸金属管件的夹持固定，再通过手轮13摇转联动轴杆12，使蜗杆112与蜗轮113啮合转动，实现旋转圆架114的旋转角度控制，完成对金属管件的转动换位钻孔作业。
所述的卡夹机构3包括梯形支架30、齿条柱31、丝杠32、摇轮33、转轴支架34和卡夹单元35；所述的梯形支架30对称的安装在平台直板24上，两个所述的梯形支架30之间通过滑动配合方式设置有齿条柱31，位于齿条柱31的一侧轴端上通过轴承与丝杠32相互连接，所述的丝杠32通过螺旋配合方式安装在转轴支架34，位于丝杠32的外侧轴端上安装有摇轮33，所述的转轴支架34安装在平台直板24上，所述的卡夹单元35均匀的安装在平台直板24上，且卡夹单元35沿其齿条柱31的长度方向呈线性分布；
所述的卡夹单元35包括立板方架351、主齿轮轴杆352、副齿轮轴杆353和夹爪354；所述的立板方架351安装在平台直板24上，位于立板方架351的外壁上通过轴承分别安装有主齿轮轴杆352和副齿轮轴杆353，所述的副齿轮轴杆353位于主齿轮轴杆352的右侧，所述的主齿轮轴杆352和副齿轮轴杆353之间通过啮合转动方式相互连接，且主齿轮轴杆352通过啮合转动方式与齿条柱31相互连接，位于主齿轮轴杆352和副齿轮轴杆353的轴杆中部外圈分别安装有夹爪354，所述夹爪354的卡夹口为V型结构设计，将所述夹爪354的卡夹口设为V型结构设计，便于夹持不同直径尺寸的金属管件，为了固定不同直径的金属管件，将夹持部位设为可变式的工件夹具，通过V型结构设计增大可活动范围，并配合金属管件的直径尺寸而进行夹持；通过摇轮33螺旋转动丝杠32，使齿条柱31啮合推动主齿轮轴杆352与副齿轮轴杆353啮合转动，通过夹爪354将金属管件进行夹持固定。
所述的排屑机构2包括主梁支架20、长条板21、执行气缸22、一号铰链座23、平台直板24和二号铰链座25；所述主梁支架20的内壁上安装有长条板21，所述的长条板21上通过气缸座安装有执行气缸22，所述执行气缸22的输出轴通过铰链销与一号铰链座23相互连接，所述的一号铰链座23安装在平台直板24左侧的底部端面上，所述的平台直板24通过铰链销安装在二号铰链座25上，所述的二号铰链座25对称的安装在主梁支架20右侧的端面上；通过执行气缸22拉动一号铰链座23，使平台直板24通过二号铰链座25围绕主梁支架20进行倾斜下降。
此外，本发明还提供了一种钢结构金属管件钻孔加工设备的钻孔方法，具体包括以下步骤：
S1、管件的定位放置：通过专用夹具将金属管件夹放到托放机构4中，使金属管件水平放置；
S2、管件的夹持固定：通过夹持机构1和卡夹机构3分别对上述S1中水平放置的金属管件两端进行夹持固定；
S3、管件的旋转换位钻孔：通过卡夹机构3松放张开，使夹持机构1对金属管件进行转动换位钻孔作业；
S4、碎屑排料：通过排屑机构2对钻孔作业完成后的金属管件进行倾斜倒料，使金属管件内部参杂的金属碎屑向外排出。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种钢结构金属管件钻孔加工设备，包括夹持机构(1)、排屑机构(2)、卡夹机构(3)和托放机构(4)，其特征在于：所述排屑机构(2)的左侧端面上安装有卡夹机构(3)，位于排屑机构(2)的右侧端面上安装有夹持机构(1)，所述的卡夹机构(3)与夹持机构(1)之间设置有托放机构(4)，所述的托放机构(4)对称的安装在排屑机构(2)上；其中：
所述的夹持机构(1)包括C型支架(10)、夹持单元(11)、联动轴杆(12)和手轮(13)；所述的C型支架(10)安装在排屑机构(2)上，所述C型支架(10)的内壁上安装有多组沿其长度方向呈线性分布的夹持单元(11)，所述的联动轴杆(12)通过轴承安装在C型支架(10)上，且联动轴杆(12)贯穿于夹持单元(11)的内部，位于联动轴杆(12)的一侧轴端安装有手轮(13)；
所述的夹持单元(11)包括L型框架(111)、蜗杆(112)、蜗轮(113)、旋转圆架(114)、平台转盘(115)、内夹臂(116)、环形转台(117)、握把(118)和锁紧旋钮(119)；所述的L型框架(111)安装在C型支架(10)的内壁上，位于L型框架(111)的内部设置有蜗杆(112)，所述的蜗杆(112)安装在联动轴杆(12)上，位于蜗杆(112)的正上方设置有蜗轮(113)，所述的蜗轮(113)轴承安装在L型框架(111)的内部，且蜗轮(113)通过啮合转动方式与蜗杆(112)相互连接，所述蜗轮(113)的外侧轴端安装有旋转圆架(114)，位于旋转圆架(114)的外侧轴端上安装有平台转盘(115)，所述平台转盘(115)的内壁上通过滑动配合方式设置有多个内夹臂(116)，且内夹臂(116)沿其平台转盘(115)的圆周方向呈环形分布，所述的内夹臂(116)通过悬臂销与环形转台(117)滑动连接，所述的环形转台(117)通过轴承安装在平台转盘(115)的内壁上，位于环形转台(117)的外壁上安装有握把(118)，所述的锁紧旋钮(119)通过螺旋配合方式安装在平台转盘(115)的内壁上，且锁紧旋钮(119)与环形转台(117)之间通过滑动方式相互抵接；
所述的排屑机构(2)包括主梁支架(20)、长条板(21)、执行气缸(22)、一号铰链座(23)、平台直板(24)和二号铰链座(25)；所述主梁支架(20)的内壁上安装有长条板(21)，所述的长条板(21)上通过气缸座安装有执行气缸(22)，所述执行气缸(22)的输出轴通过铰链销与一号铰链座(23)相互连接，所述的一号铰链座(23)安装在平台直板(24)左侧的底部端面上，所述的平台直板(24)通过铰链销安装在二号铰链座(25)上，所述的二号铰链座(25)对称的安装在主梁支架(20)右侧的端面上。
2.根据权利要求1所述的一种钢结构金属管件钻孔加工设备，其特征在于：所述的卡夹机构(3)包括梯形支架(30)、齿条柱(31)、丝杠(32)、摇轮(33)、转轴支架(34)和卡夹单元(35)；所述的梯形支架(30)对称的安装在排屑机构(2)上，两个所述的梯形支架(30)之间通过滑动配合方式设置有齿条柱(31)，位于齿条柱(31)的一侧轴端上通过轴承与丝杠(32)相互连接，所述的丝杠(32)通过螺旋配合方式安装在转轴支架(34)，位于丝杠(32)的外侧轴端上安装有摇轮(33)，所述的转轴支架(34)安装在排屑机构(2)上，所述的卡夹单元(35)均匀的安装在排屑机构(2)上，且卡夹单元(35)沿其齿条柱(31)的长度方向呈线性分布。
3.根据权利要求2所述的一种钢结构金属管件钻孔加工设备，其特征在于：所述的卡夹单元(35)包括立板方架(351)、主齿轮轴杆(352)、副齿轮轴杆(353)和夹爪(354)；所述的立板方架(351)安装在排屑机构(2)上，位于立板方架(351)的外壁上通过轴承分别安装有主齿轮轴杆(352)和副齿轮轴杆(353)，所述的副齿轮轴杆(353)位于主齿轮轴杆(352)的右侧，所述的主齿轮轴杆(352)和副齿轮轴杆(353)之间通过啮合转动方式相互连接，且主齿轮轴杆(352)通过啮合转动方式与齿条柱(31)相互连接，位于主齿轮轴杆(352)和副齿轮轴杆(353)的轴杆中部外圈分别安装有夹爪(354)。
4.根据权利要求1所述的一种钢结构金属管件钻孔加工设备，其特征在于：所述的托放机构(4)包括承托支架(40)和滑轮(41)；所述的承托支架(40)均匀的安装在排屑机构(2)上，所述的承托支架(40)上通过轴承对称安装有滑轮(41)。
5.根据权利要求1所述的一种钢结构金属管件钻孔加工设备，其特征在于：所述的环形转台(117)上围绕其圆周方向均匀设置有弧形腰孔。
6.根据权利要求3所述的一种钢结构金属管件钻孔加工设备，其特征在于：所述夹爪(354)的卡夹口为V型结构设计。
7.根据权利要求1所述的一种钢结构金属管件钻孔加工设备，其特征在于：采用上述的一种钢结构金属管件钻孔加工设备对金属管件进行钻孔加工，具体的钻孔加工处理方法包括以下步骤：
S1、管件的定位放置：通过专用夹具将金属管件夹放到托放机构(4)中，使金属管件水平放置；
S2、管件的夹持固定：通过夹持机构(1)和卡夹机构(3)分别对上述S1中水平放置的金属管件两端进行夹持固定；
S3、管件的旋转换位钻孔：通过卡夹机构(3)松放张开，使夹持机构(1)对金属管件进行转动换位钻孔作业；
S4、碎屑排料：通过排屑机构(2)对钻孔作业完成后的金属管件进行倾斜倒料，使金属管件内部参杂的金属碎屑向外排出。
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