專利名稱：一種群孔鉆孔系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及鉆孔系統。
背景技術：
隨著中國經濟改革的深入、發展，尤其是中國被稱作空中客車的高速鐵路，其 技術已經處于世界領先地位，將成為撬動世界經濟的一個支點。而作為高速鐵路和高速 公路建設所需要的國內預應力筋用錨具產品要適應走向世界的需要就必須突破低效率、 高成本的困境，必須解決群錨環孔位多，孔與孔之間的位置公差難以控制的技術難題。預應力筋用錨具產品群錨環的原生產工藝是采用棒材以鋸床下成圓塊料，以 普車加工毛坯成型，以立鉆鉆直孔，如22孔錨環即鉆22個直孔，再以搖臂鉆將直孔擴成 錐孔、再以搖臂鉆鉸錐孔，一個孔一個孔加工，工效低，成本高。目前市場國際化、激 烈競爭化，我們原有的加工方法已經有競爭力。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種群孔鉆孔系統，能提高類似預應力筋用群 錨環等孔形相同、孔位多、批量大的產品加工制造效率。為此，本發明采用以下技術方 案它包括鉆孔設備和刀具，所述鉆孔設備設有主軸，所述鉆孔設備還設有多個垂直方 向的終端輸出軸，所述終端輸出軸排成一排，由主軸通過傳動裝置帶動它們聯動；所述 群孔鉆孔系統設有多個所述刀具，所述多個刀具分別連接在不同的終端輸出軸上；所述 刀具設有麻花鉆刀形段、擴孔刀形段、鉸孔刀形段，所述麻花鉆刀形段處在前部，擴孔 刀形段處在麻花鉆刀形段之后，鉸孔刀形段處在擴孔刀形段之后。在采用上述技術方案的基礎上，本發明還可同時采用或組合采用以下進一步的 技術方案
所述主軸以及驅動主軸的裝置采用立鉆或搖臂鉆的主軸及其驅動裝置。所述麻花鉆刀形為不具有錐度的2刃螺旋形；所述擴孔刀形為具有錐度的4刃螺 旋形，所述4刃由麻花鉆刀形的所述2刃螺旋延伸分叉漸變而成；所述鉸孔刀形為具有錐 度的6刃螺旋形，所述6刃中的2刃由擴孔刀形中的2刃螺旋延伸漸變而成，所述6刃中 的其它4刃由擴孔刀形的其余2刃螺旋延伸分叉漸變而成；擴孔刀形的外徑大于鉆孔刀形 的外徑，絞孔刀形的外徑大于擴孔刀形的外徑。所述擴孔刀形中的相間的2刃螺旋延伸分叉漸變成6刃中的所述其它4刃。所述擴孔刀形段為麻花鉆刀形段和鉸孔刀形段之間的過渡段，擴孔刀形段的長 度小于麻花鉆刀形段的長度和鉸孔刀形段的長度。所述終端輸出軸內設有與終端輸出軸同軸的錐形連接孔，每個終端輸出軸配設 與其連接的連接裝置，所述連接裝置包括接頭主體，所述接頭主體的上端設有與終端輸 出軸內的錐形連接孔相配的錐柄，所述接頭主體的下端面向內延伸設有與錐柄同軸的工 具套連接孔；每個連接裝置配有工具套，所述工具套具有與工具套連接孔間隙配合的工具套連接柄，所述工具套的下端面向內延伸設有與錐柄同軸的工具連接錐形孔；所述接 頭主體上設有與所述工具套連接柄配合的工具套鎖定機構，所述工具套鎖定機構為彈簧 彈子機構，所述彈子可凸出在工具套連接孔中和退出工具套連接孔；所述刀具和工具連 接錐形孔連接，工具套連接柄連接在所述接頭主體的工具套連接孔中，所述接頭主體的 錐柄和終端輸出軸內的錐形連接孔連接。所述彈簧彈子機構包括套在接頭主體外的軸向可運動的控制套，所述接頭主體 設有從其側表面通達工具套連接孔的孔，所述孔內設置可沿孔運動的所述彈子，所述工 具套連接柄設有與彈子相配的環形凹槽；所述控制套內設有壓迫所述彈子向內運動并凸 出在工具套連接孔中的構型以及供彈子退出所述工具套連接孔的讓位空間，所述連接裝 置設有使所述控制套保持在鎖止狀態的彈簧，所述鎖止狀態為控制套所處的使彈子凸出 在工具套連接孔中的位置狀態。所述工具套連接孔的內端設有傳遞扭力的內孔，所述工具套連接柄的頂端具有 與所述內孔相配的構型；所述工具套的外表面具有插入深度限位臺階。所述主軸上連接傳動頭，所述傳動頭為傘齒輪，所述傳動裝置包括多級傳動軸 及水平的聯動軸，前后級傳動軸間通過齒輪連接傳遞動力，第一級傳動軸上設有與所述 傘齒輪嚙合的第二傘齒輪，最后一級傳動軸與聯動軸通過齒輪連接傳遞動力，所述傳動 裝置從聯動軸分出分別與各所述終端輸出軸相連的多個傳動支路機構。所述傳動支路機構為齒輪傳動機構。由于采用本發明的技術方案，本發明可以用一臺設備、一把刀具、一次裝夾定 位一次性加工一排需要多道工序多種切削工具才能加工完成的底部為直孔上部為錐孔的 孔，對于批量大、精度要求高、孔位多的產品加工具有重要意義，能使生產效率提高 35%以上、生產成本下降25%以上；并且，本發明可以大幅減少工件的移動定位次數， 減少產品多次裝夾多次移動所造成的精度誤差，孔與孔之間的位置公差能控制在0.02mm 以內，而采用傳統的工藝加工，孔與孔之間的位置公差，最大誤差值達0.2mm。由于采用本發明的技術方案，工具套能夠與工具例如鉆頭相連，在加工前可以 預先把需更換的鉆頭分別連接工具套備用，將連接裝置的錐柄連接在動力輸出軸內的錐 形連接孔內，將工具套連接柄插入接頭主體的工具套連接孔，用彈子鎖定，當一道鉆孔 工序完成后，只需松開彈子，彈子退出工具套連接孔，更換鉆頭工具套組合體即可快速 完成鉆頭的拆裝，從而能極大地提高工作效率，對于群孔鉆孔設備的優勢發揮具有重要
眉、ο
圖1為本發明所提供鉆孔設備實施例的傳動示意圖。圖2為一種預應力筋用群錨環的俯視圖。圖3為圖2的A-A剖視圖。圖4為本發明所提供的刀具實施例的主視圖。圖5為圖4的仰視圖。圖6為圖4的沿C-C線的剖面示意圖。圖7為圖4的沿D-D線的剖面示意圖。
圖8為本發明所提供的連接裝置實施例的外觀示意圖。圖9為圖8所示實施例裝上刀具后的外觀示意圖。圖10為工具套和快換連接裝置處于連接狀態時，圖8的E-E剖視圖。圖11為工具套和快換連接裝置處于脫開狀態時，圖8的E-E剖視圖。
具體實施例方式參照附圖。本發明包括鉆孔設備100和刀具200，所述鉆孔設備包括主軸110， 所述鉆孔設備還設有多個垂直方向的終端輸出軸120，所述終端輸出軸排成一排，由主軸 通過傳動裝置帶動它們聯動；所述群孔鉆孔系統設有多個刀具200，所述多個刀具200分 別連接在不同的終端輸出軸上；所述刀具設有麻花鉆刀形段210、擴孔刀形段220、鉸孔 刀形段230，所述麻花鉆刀形段210處在前部，擴孔刀形段220處在麻花鉆刀形段210之 后，鉸孔刀形段230處在擴孔刀形段220之后。本發明所提供的刀具200為鉆、擴、鉸 多功能復合刀具。本發明所提供的群孔鉆孔設備100，其動力源可采用傳統的大功率鉆孔設備的動 力源，比如本發明的主軸Iio及其驅動裝置采用Z3050或以上等功率較大的立鉆或搖臂鉆 的主軸及其驅動裝置。如圖4、5、6、7所示，所述麻花鉆刀形為不具有錐度的2刃螺旋形；所述擴孔 刀形段220為具有錐度的4刃螺旋形，所述4刃由麻花鉆刀形的所述2刃210a和210b螺 旋延伸分叉漸變而成；所述鉸孔刀形段230為具有錐度的6刃螺旋形，所述6刃中的2 刃230c、230f由擴孔刀形中的2刃2b和2d螺旋延伸漸變而成，所述6刃中的其它4刃 230a、230b、230d、230e由擴孔刀形的其余2刃220a和220c螺旋延伸分叉漸變而成；擴 孔刀形的外徑大于鉆孔刀形的外徑，絞孔刀形的外徑大于擴孔刀形的外徑。如圖所示，所述擴孔刀形的4刃220a、220b、220c、220d由麻花鉆刀形的2刃 210a和210b螺旋延伸增分漸變而成，進一步，所述擴孔刀形中的相間的2刃220a和220c 螺旋延伸分叉漸變成所述6刃中的其它4刃230a、230b、230d、230e。這樣能夠有助于 刀具的加工制造以及加工工件時鉆、擴、絞加工過程的順利銜接，減少刀具磨損、提高 加工質量。所述擴孔刀形段220為麻花鉆刀形段210和鉸孔刀形段230之間的過渡段，擴 孔刀形段220的長度小于麻花鉆刀形段210的長度和鉸孔刀形段230的長度，這樣既能 夠保證成孔質量又能提高鉆孔的速度和效率。比如在加工圖2、3所示的一種預應力筋 用群錨環400時，本發明所提供的刀具的前端30mm設計為麻花鉆刀形段210，為鉆直孔 功能，中間IOmm為擴孔刀形段220，為錐度擴孔功能，后端30mm為鉸孔刀形段230， 為錐度鉸孔功能。當本發明所提供的鉆、擴、鉸多功能復合刀具加工圖2、3所示預應力 筋用群錨環時，刀具開始是鉆削，當鉆入30mm后，鉆、擴同時進行，當切削進入40mm 時，鉆、擴、鉸同時進行。預應力筋用群錨環的錨孔底部有15mm直孔，其上部為錐形 孔 402。參照圖8、9、10、11。所述終端輸出軸120內設有與終端輸出軸同軸120的錐 形連接孔，每個終端輸出軸120配設與其連接的連接裝置，所述連接裝置包括接頭主體 310，所述接頭主體310的上端設有與終端輸出軸內的錐形連接孔相配的錐柄311，錐柄311的錐度按照終端輸出軸內的錐形連接孔的莫氏錐度。所述接頭主體310的下端面向內延伸設有與錐柄311同軸的工具套連接孔312 ； 每個快換連接裝置配有工具套320，所述群孔鉆孔系統還具有與工具套連接孔312間隙配 合的工具套連接柄321，所述工具套320的下端面向內延伸設有與錐柄311同軸的工具連 接錐形孔322 ；所述接頭主體310上設有與所述工具套連接柄321配合的工具套鎖定機 構，所述工具套鎖定機構為彈簧彈子機構，所述彈子313可凸出在工具套連接孔312中和 退出工具套連接孔312。所述刀具200和工具連接錐形孔322連接，工具套連接柄321連 接在所述接頭主體的工具套連接孔312中，所述接頭主體的錐柄311和終端輸出軸內的錐 形連接孔連接。所述彈簧彈子機構包括套在接頭主體外的軸向可運動的控制套314，所述接頭主 體310設有從其側表面通達工具套連接孔312的孔315，所述孔315內設置可沿孔運動的 所述彈子313，所述工具套連接柄321設有與彈子313相配的環形凹槽323;所述控制套 314內設有壓迫所述彈子313向內運動并凸出在工具套連接孔312中的構型316以及供彈 子313退出所述工具套連接孔312的讓位空間317，所述連接裝置設有使所述控制套314 保持在鎖止狀態的彈簧318，所述鎖止狀態為控制套314所處的使彈子313凸出在工具套 連接孔312中的位置狀態。所述工具套連接孔312的內端設有傳遞扭力的內孔319，內孔319為四方孔，所 述工具套連接柄的頂端具有與所述內孔319相配的構型324。所述工具套320的外表面具有插入深度限位臺階325，防止工具套320過渡插入 而損壞連接裝置和工具套320本身。對于群錨環的加工而言，將連接裝置連接在終端輸出軸120上。工作時，拉動 控制套314，使其離開鎖止狀態，將裝夾有刀具200的工具套320推進到接頭主體310的 工具套連接孔312內，松開控制套314，在彈簧318的作用下，控制套314復位，彈子313 彈出，卡在工具套320的環形凹槽323里，使刀具200裝夾固定，開動設備進行鉆孔加工。所述主軸110上連接傳動頭，所述傳動頭為傘齒輪130，所述傳動裝置包括多級 傳動軸及水平的聯動軸143，在本實施例中多級傳動軸由第一級傳動軸141、第二級傳動 軸142組成，第一級傳動軸141和第二級傳動軸142間通過齒輪連接傳遞動力，第一級傳 動軸141上設有與所述傘齒輪130嚙合的第二傘齒輪151，最后一級傳動軸142與聯動軸 143通過齒輪連接傳遞動力，所述傳動機構從聯動軸分出分別與各所述終端輸出軸相連的 多個傳動支路機構。所述傳動支路機構由齒輪傳動機構構成。所述齒輪傳動機構包括聯動軸同軸齒 輪152、終端輸出軸120同軸齒輪121，當然如果需要，在齒輪152和齒輪121之間還可 具有過渡齒輪。以加工圖2、3所示的一種預應力筋用群錨環400為例，所述預應力筋用群錨環 400的錨孔401成排設置，錨孔的一端為錐孔段，其余為直孔段，采用本發明的系統統加 工錨孔，可以不用移位工件、不用裝夾更換刀具，一次性加工一排錨孔401。
權利要求
1.一種群孔鉆孔系統，包括鉆孔設備和刀具，所述鉆孔設備設有主軸，其特征在于 所述鉆孔設備還設有多個垂直方向的終端輸出軸，所述終端輸出軸排成一排，由主軸通 過傳動裝置帶動它們聯動；所述群孔鉆孔系統設有多個所述刀具，所述多個刀具分別連 接在不同的終端輸出軸上；所述刀具設有麻花鉆刀形段、擴孔刀形段、鉸孔刀形段，所 述麻花鉆刀形段處在前部，擴孔刀形段處在麻花鉆刀形段之后，鉸孔刀形段處在擴孔刀 形段之后。
2.如權利要求1所述的一種群孔鉆孔系統，其特征在于所述主軸以及驅動主軸的裝置 采用立鉆或搖臂鉆的主軸及其驅動裝置。
3.如權利要求1所述的一種群孔鉆孔系統，其特征在于所述麻花鉆刀形為不具有錐度 的2刃螺旋形；所述擴孔刀形為具有錐度的4刃螺旋形，所述4刃由麻花鉆刀形的所述2 刃螺旋延伸分叉漸變而成；所述鉸孔刀形為具有錐度的6刃螺旋形，所述6刃中的2刃由 擴孔刀形中的2刃螺旋延伸漸變而成，所述6刃中的其它4刃由擴孔刀形的其余2刃螺旋 延伸分叉漸變而成；擴孔刀形的外徑大于鉆孔刀形的外徑，絞孔刀形的外徑大于擴孔刀 形的外徑。
4.如權利要求3所述的一種群孔鉆孔系統，其特征在于所述擴孔刀形中的相間的2刃 螺旋延伸分叉漸變成6刃中的所述其它4刃。
5.如權利要求1、2或3所述的一種群孔鉆孔系統，其特征在于所述擴孔刀形段為麻 花鉆刀形段和鉸孔刀形段之間的過渡段，擴孔刀形段的長度小于麻花鉆刀形段的長度和 鉸孔刀形段的長度。
6.如權利要求5所述的一種群孔鉆孔系統，其特征在于所述終端輸出軸內設有與終 端輸出軸同軸的錐形連接孔，每個終端輸出軸配設與其連接的連接裝置，所述連接裝置 包括接頭主體，所述接頭主體的上端設有與終端輸出軸內的錐形連接孔相配的錐柄，所 述接頭主體的下端面向內延伸設有與錐柄同軸的工具套連接孔；每個連接裝置配有工具 套，所述工具套具有與工具套連接孔間隙配合的工具套連接柄，所述工具套的下端面向 內延伸設有與錐柄同軸的工具連接錐形孔；所述接頭主體上設有與所述工具套連接柄配 合的工具套鎖定機構，所述工具套鎖定機構為彈簧彈子機構，所述彈子可凸出在工具套 連接孔中和退出工具套連接孔；所述刀具和工具連接錐形孔連接，工具套連接柄連接在 所述接頭主體的工具套連接孔中，所述接頭主體的錐柄和終端輸出軸內的錐形連接孔連 接。
7.如權利要求6所述的一種群孔鉆孔系統，其特征在于所述彈簧彈子機構包括套在 接頭主體外的軸向可運動的控制套，所述接頭主體設有從其側表面通達工具套連接孔的 孔，所述孔內設置可沿孔運動的所述彈子，所述工具套連接柄設有與彈子相配的環形凹 槽；所述控制套內設有壓迫所述彈子向內運動并凸出在工具套連接孔中的構型以及供彈 子退出所述工具套連接孔的讓位空間，所述連接裝置設有使所述控制套保持在鎖止狀態 的彈簧，所述鎖止狀態為控制套所處的使彈子凸出在工具套連接孔中的位置狀態。
8.如權利要求7所述的一種群孔鉆孔系統，其特征在于所述工具套連接孔的內端設有 傳遞扭力的內孔，所述工具套連接柄的頂端具有與所述內孔相配的構型；所述工具套的 外表面具有插入深度限位臺階。
9.如權利要求8所述的一種群孔鉆孔系統，其特征在于所述主軸上連接傳動頭，所述傳動頭為傘齒輪，所述傳動裝置包括多級傳動軸及水平的聯動軸，前后級傳動軸間通過 齒輪連接傳遞動力，第一級傳動軸上設有與所述傘齒輪嚙合的第二傘齒輪，最后一級傳 動軸與聯動軸通過齒輪連接傳遞動力，所述傳動裝置從聯動軸分出分別與各所述終端輸 出軸相連的多個傳動支路機構。
10.如權利要求9所述的一種群孔鉆孔系統，其特征在于所述傳動支路機構為齒輪傳 動機構。
全文摘要
本發明提供一種群孔鉆孔系統，它包括鉆孔設備和刀具，鉆孔設備設有主軸以及多個垂直方向的終端輸出軸，終端輸出軸排成一排，由主軸通過傳動裝置帶動它們聯動；群孔鉆孔系統設有多個所述刀具，多個刀具分別連接在不同的終端輸出軸上；刀具設有麻花鉆刀形段、擴孔刀形段、鉸孔刀形段。本發明可以一次性加工一排需要多道工序多種切削工具才能加工完成的底部為直孔上部為錐孔的孔，對于批量大、精度要求高、孔位多的產品加工具有重要意義；并且，本發明可以大幅減少工件的移動定位次數，減少產品多次裝夾多次移動所造成的精度誤差。
文檔編號B23B51/08GK102009199SQ20101052588
公開日2011年4月13日 申請日期2010年10月29日 優先權日2010年10月29日
發明者張金清, 謝昌琦 申請人:寧波安拓實業有限公司