一种弧面五金坯料开孔用自动化装置的制作方法

1.本发明涉及五金智能加工制造领域技术领域，具体为一种弧面五金坯料开孔用自动化装置。


背景技术：

2.五金：传统的五金制品，也称“小五金”。指金、银、铜、铁、锡五种金属，经人工加工可以制成刀、剑等艺术品或金属器件。现代社会的五金更为广泛，例如五金工具、五金零部件、日用五金、建筑五金以及安防用品等，小五金产品大都不是最终消费品，往往需要在现有的五金坯料上进行开孔、开槽等再加工。
3.五金的材料来源比较广泛。当对质地较软的弧面五金坯料进行开孔时，弧面五金坯料不容易定位，而且在钻孔时，钻头的冲击力较大，其孔位周围不仅受到钻头进给时的冲击力，还受到钻头回撤时钻头与孔位摩擦时的牵引力，致使孔位周围容易发生变形，影响开孔质量。


技术实现要素：

4.本发明的技术问题在于提供一种弧面五金坯料开孔用自动化装置，本发明能够对不同尺寸的弧面五金坯料进行夹紧固定，适用性广；本发明在对弧面五金坯料进行夹紧时，能够同时从弧面五金坯料的内外两侧同时夹紧固定，在钻头的进给和回撤时，增加时弧面五金坯料的稳定性，避免孔位变形，保证开孔质量。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种弧面五金坯料开孔用自动化装置，包括设置在机架上的钻孔装置，所述钻孔装置旁侧设置有工作台，所述工作台上设置有用于固定弧面五金坯料的夹紧机构；所述夹紧机构包括转动安装在工作台上的卡盘，所述卡盘的端面用于放置待开孔的弧面五金坯料；所述卡盘内转动安装有转动盘，所述转动盘的端面上开有涡状线槽；所述卡盘的端面上开有径向滑槽，所述径向滑槽沿着所述卡盘的周向间隔设置；所述涡状线槽上滑动安装有滑动座，所述滑动座的侧面滑动安装在所述径向滑槽内；所述转动盘的周向侧面上设置有蜗轮齿，所述卡盘的周向侧面上固定安装有蜗杆，所述蜗杆与所述蜗轮齿相啮合；所述卡盘外接驱动源；所述滑动座上设置有用于从弧面五金坯料的内外侧双面夹紧的双面夹紧单元；所述双面夹紧单元包括滑动安装在所述滑动座上的第一夹紧板和滑动安装在所述滑动座上的第二夹紧板；所述第一夹紧板与设置在第一螺杆上的第一螺纹段螺纹连接，所述第一螺杆水平转动安装在所述滑动座上；所述第二夹紧板与设置在所述第一螺杆上的第二螺纹段螺纹连接；所述第一螺纹段的螺距小于所述第二螺纹段的螺距；所述第二夹紧板设置在远离所述卡盘轴线的一端。
6.作为本发明的进一步方案，所述滑动座靠近所述第二夹紧板的一端上固定安装有阻挡板，所述阻挡板位于所述第二夹紧板的上方，所述阻挡板的上端面低于所述卡盘的上
端面；所述第二夹紧板上竖直滑动安装有夹紧卡爪，所述夹紧卡爪与所述第二夹紧板之间设置有第一弹簧；所述阻挡板用于阻止所述夹紧卡爪伸长。
7.作为本发明的进一步方案，所述夹紧卡爪靠近所述阻挡板的一端开有楔面。
8.作为本发明的进一步方案，所述第一夹紧板上竖直转动有第一转动轴，所述第一转动轴上固定安装有第一摩擦轮，所述第一摩擦轮与所述径向滑槽的槽壁摩擦接触；所述第一转动轴上还固定安装有第二齿轮，所述第一夹紧板上水平滑动安装有弧形滑动齿条，所述弧形滑动齿条与所述第二齿轮相啮合；所述弧形滑动齿条的一端固定安装有夹紧块。
9.作为本发明的进一步方案，所述径向滑槽的数量为n，n为偶数且n＞2；相邻的所述弧形滑动齿条的滑动方向相反。
10.作为本发明的进一步方案，相邻的所述弧形滑动齿条中，一个所述弧形滑动齿条远离夹紧块的一端设置有卡口，所述卡口用于与另一个所述弧形滑动齿条远离夹紧块的一端相配合。
11.作为本发明的进一步方案，所述第一螺杆靠近所述第二夹紧板的一端固定安装有第三齿轮，所述滑动座靠近所述第三齿轮的一端竖直滑动安装有第一齿条，所述第一齿条与所述第三齿轮相啮合；所述滑动座上转动安装有第二转动轴，所述第二转动轴上固定安装有转动块，所述转动块内安装有喷气管，所述喷气管倾斜设置，指向所述第二夹紧板的斜上方；所述第二转动轴上固定安装有第四齿轮，所述第四齿轮与固定安装在所述第一齿条上的第二齿条部相啮合。
12.作为本发明的进一步方案，还包括水平调位机构和竖直升降机构。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1. 本发明能够对不同尺寸的弧面五金坯料进行夹紧固定，适用性广；本发明在对弧面五金坯料进行夹紧时，能够同时从弧面五金坯料的内外两侧同时夹紧固定，在钻头的进给和回撤时，增加时弧面五金坯料的稳定性，避免孔位变形，保证开孔质量。本发明在开始时利用阻挡板限制夹紧卡爪的伸长，使得第二夹紧板能够通过工件的内侧，移动至工件的外侧，然后第一夹紧板接触工件内侧触发夹紧卡住伸长，使得夹紧卡住能够从外侧夹紧工件，无需根据工件的尺寸预先转动转动盘调节滑动座的位置，节省人力，提高效率。
14.2. 本发明利用滑动座在径向滑槽内的滑动驱动弧形滑动齿条同步伸长，当工件的半径增长时，滑动座的滑动距离增长，弧形滑动齿条的伸长距离也增长，使得最终的夹紧位置即夹紧块的位置始终紧邻待钻孔孔位的两侧，避免其在钻孔时发生形变。
15.3. 本发明设置有吹气机构对钻孔进行吹气，降温，去除钻孔处的碎屑。本发明将吹气管直接安装在滑动座上，这样在面对不同尺寸的工件时，吹气管能够随着滑动座一起移动，适用不同尺寸的工件。不同尺寸的工件不仅直径不同，其厚度也可能不同。本发明还能根据工件的不同厚度调节吹气管的转动角度，使其能够始终对准孔位。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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。
17.图1为一种弧面五金坯料开孔用自动化装置的总体结构示意图；图2为本发明工作台上夹紧机构和放置工件时的结构示意图；图3为本发明图2中a部分的局部放大示意图；图4为本发明图2中b部分的局部放大示意图；图5为本发明图2中c部分的局部放大示意图；图6为本发明夹紧机构半剖时的结构示意图；图7为本发明中的蜗轮齿和卡盘上的蜗杆的结构示意图；图8为本发明滑动座上第二夹紧板局部剖时的结构示意图。
18.附图中，各标号所代表的部件列表如下：11-钻孔装置、12-工作台，13-工件、14-水平调位机构、21-卡盘、22-转动盘、23-涡状线槽、24-径向滑槽、25-滑动座、26-蜗轮齿、27-蜗杆、31-第一夹紧板、32-第二夹紧板、33-第一螺杆、34-第一螺纹段、35-第二螺纹段、41-阻挡板、42-夹紧卡爪、43-第一弹簧、44-楔面、51-第一转动轴、52-第一摩擦轮、53-第二齿轮、54-弧形滑动齿条、55-夹紧块、56-卡口、61-第三齿轮、62-第一齿条、63-第二转动轴、64-转动块、65-喷气管、66-第四齿轮、67-第二齿条部。
具体实施方式
19.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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
20.请参阅图1-8，本发明提供一种弧面五金坯料开孔用自动化装置，包括设置在机架上的钻孔装置11，所述钻孔装置11旁侧设置有工作台12，所述工作台12上设置有用于固定弧面五金坯料的夹紧机构；所述夹紧机构包括转动安装在工作台12上的卡盘21，所述卡盘21的端面用于放置待开孔的弧面五金坯料；所述卡盘21内转动安装有转动盘22，所述转动盘22的端面上开有涡状线槽23；所述卡盘21的端面上开有径向滑槽24，所述径向滑槽24沿着所述卡盘21的周向间隔设置；所述涡状线槽23上滑动安装有滑动座25，所述滑动座25的侧面滑动安装在所述径向滑槽24内；所述转动盘22的周向侧面上设置有蜗轮齿26，所述卡盘21的周向侧面上固定安装有蜗杆27，所述蜗杆27与所述蜗轮齿26相啮合；所述卡盘21外接驱动源；所述滑动座25上设置有用于从弧面五金坯料的内外侧双面夹紧的双面夹紧单元；所述双面夹紧单元包括滑动安装在所述滑动座25上的第一夹紧板31和滑动安装在所述滑动座25上的第二夹紧板32；所述第一夹紧板31与设置在第一螺杆33上的第一螺纹段34螺纹连接，所述第一螺杆33水平转动安装在所述滑动座25上；所述第二夹紧板32与设置在所述第一螺杆33上的第二螺纹段35螺纹连接；所述第一螺纹段34的螺距小于所述第二螺纹段35的螺距；所述第二夹紧板32设置在远离所述卡盘21轴线的一端。
21.如图1所示，本发明在工作时先将待加工的工件13放置在工作台12上，工作台12上的夹紧机构对工件13进行夹紧定心定位。当定位完毕后工作台12上的水平调位机构14水平移动工作台12，升降机构竖直移动工作台12，将工件13移动至钻孔装置11旁调整好位置，然
后水平调位机构14控制工件13的进给，钻孔装置11上的钻头对定位好的工件13进行开孔。本发明在工作时具体的夹紧定心定位的过程如下：如图6、图7所示，当工件13放置在工作台12上的卡盘21上端面后，位于卡盘21周向上的蜗杆27在外接驱动源的驱动下转动，蜗杆27与转动盘22周向上的蜗轮齿26啮合，所述蜗杆27驱动转动盘22在卡盘21内转动；此时卡盘21静止，转动盘22转动。因为转动盘22的端面上开有涡状线槽23，涡状线槽23上滑动连接有滑动座25，同时滑动座25水平滑动安装在卡盘21上的径向滑槽24内，卡盘21静止，所以在转动盘22转动时驱动滑动座25沿着径向滑槽24的槽长方向、向卡盘21的外侧方向移动。此原理类同于三爪卡盘21的夹紧。如图6所示，注意本发明在放置工件13时需要先转动转动盘22调节滑动座25的位置，将工件13放置在滑动座25上第一夹紧板31和第二夹紧板32之间。这样在夹紧时，转动盘22转动，滑动座25带动第一夹紧板31和第二夹紧板32一起沿着卡盘21的径向向外侧移动，直至第一夹紧板31先与工件13的内侧接触。此时滑动座25在转动盘22的驱动下继续向外移动，而第一夹紧板31因为工件13的阻挡而静止，这样第一夹紧板31与所述滑动座25发生相对位移，所述第一夹紧板31相对于滑动座25向卡盘21的圆心处移动。因为第一夹紧板31螺纹连接在第一螺杆33的第一螺纹段34上，第一螺杆33水平转动安装在滑动座25上，所以在第一夹紧板31发生相对滑动时，第一夹紧板31驱动第一螺杆33转动，第一螺杆33转动驱动同样转动安装在第一螺杆33上的第二夹紧板32在所述滑动座25上滑动，滑动方向与第一夹紧板31的滑动方向相同。但是因为第二夹紧板32螺纹连接在第一螺杆33上的第二螺纹段35上，且第一螺纹段34的螺距小于所述第二螺纹段35的螺距，所以在第一螺杆33转动相同角度的情况下，第二夹紧板32的滑动距离大于第一夹紧板31的滑动距离，所以第一夹紧板31与第二夹紧板32之间的相对距离减少，对两者之间的工件13进行双向夹紧。在钻头钻孔时本发明的蜗杆27始终有转动的趋势，保持夹紧力。本发明能够对不同尺寸的弧面五金坯料进行夹紧固定，适用性广；本发明在对弧面五金坯料进行夹紧时，能够同时从弧面五金坯料的内外两侧同时夹紧固定，在钻头的进给和回撤时，增加时弧面五金坯料的稳定性，避免孔位变形，保证开孔质量。
22.作为本发明的进一步方案，所述滑动座25靠近所述第二夹紧板32的一端上固定安装有阻挡板41，所述阻挡板41位于所述第二夹紧板32的上方，所述阻挡板41的上端面低于所述卡盘21的上端面；所述第二夹紧板32上竖直滑动安装有夹紧卡爪42，所述夹紧卡爪42与所述第二夹紧板32之间设置有第一弹簧43；所述阻挡板41用于阻止所述夹紧卡爪42伸长。
23.本发明需要根据工件13的尺寸预先转动转动盘22调节滑动座25的位置，将工件13放置在滑动座25上第一夹紧板31和第二夹紧板32之间，需要人工操作，极其不便。本发明在工作时如图6、图8所示，本发明的第二夹紧板32位于阻挡板41的下方，所述阻挡板41固定安装在滑动座25的端部，且所述阻挡板41的上端面低于所述卡盘21的上端面。在放置工件13时，即使工件13处于滑动座25上第二夹紧板32的外侧，也依然可以进行双向夹紧。如图6、图8所示，工件13处于滑动座25上第二夹紧板32的外侧，工作时先驱动转动盘22转动使得滑动座25在径向滑槽24内移动。在移动时，滑动座25的第二夹紧板32会先经过工件13的内侧。但是因为第二夹紧板32位于阻挡板41的下方，且阻挡板41的上端面低于所述卡盘21的上端面，所述卡盘21的上端面即为工件13的放置平面，所述第二夹紧板32会通过工件13的内侧，直至滑动座25上的第一夹紧板31与工件13内侧接触。所述的第一夹紧板31的上端面高度高
于所述卡盘21的上端面。在第一夹紧板31接触工件13内侧后，接上文所述，转动盘22继续驱动滑动座25转动，第一夹紧板31在滑动座25上相对滑动，驱动第一螺杆33转动，第一螺杆33驱动所述第二夹紧板32转动。如图8所示，第二夹紧板32移动后离开阻挡板41的下方，原先被阻挡板41阻止的夹紧卡爪42在第一弹簧43的回复力下伸长，夹紧卡爪42高于所述卡盘21的上端面。这样随着第一螺杆33继续转动，第一夹紧板31与第二夹紧板32之间的相对距离减小（过程如前段所述），夹紧卡住与所述第一夹紧板31双向夹紧工件13。本发明在开始时利用阻挡板41限制夹紧卡爪42的伸长，使得第二夹紧板32能够通过工件13的内侧，移动至工件13的外侧，然后第一夹紧板31接触工件13内侧触发夹紧卡住伸长，使得夹紧卡住能够从外侧夹紧工件13，无需根据工件13的尺寸预先转动转动盘22调节滑动座25的位置，节省人力，提高效率。
24.作为本发明的进一步方案，所述夹紧卡爪42靠近所述阻挡板41的一端开有楔面44。如图8所示，该设置是为了使得第二夹紧板32在复位时夹紧卡爪42能够重新移动至阻挡板41下方，被阻挡板41限制伸长。
25.作为本发明的进一步方案，所述第一夹紧板31上竖直转动有第一转动轴51，所述第一转动轴51上固定安装有第一摩擦轮52，所述第一摩擦轮52与所述径向滑槽24的槽壁摩擦接触；所述第一转动轴51上还固定安装有第二齿轮53，所述第一夹紧板31上水平滑动安装有弧形滑动齿条54，所述弧形滑动齿条54与所述第二齿轮53相啮合；所述弧形滑动齿条54的一端固定安装有夹紧块55。
26.本发明为了防止工件13在钻孔时发生形变，利用两相邻的滑动座25上的夹紧机构夹紧孔位的两侧，避免孔位形变。但是如图2所示，在钻孔大小不变时，随着工件13直径的增长，相邻的两滑动座25之间的距离也增长，这也就意味着两相邻滑动座25上的夹紧机构的夹紧位置离孔位的距离也增长，其维持孔位形状的能力减弱。所以如图3所示，本发明在第一夹紧板31上竖直转动安装有第一转动轴51，第一转动轴51上固定安装有第一摩擦轮52和第二齿轮53。当工件13的半径增大时，滑动座25在转动盘22的驱动下移动的距离增加，滑动座25在径向滑槽24内移动，在移动时所述第一摩擦轮52与所述径向滑槽24内的槽壁产生摩擦，所述第一摩擦轮52转动，第一摩擦轮52转动驱动第一转动轴51转动，第一转动轴51转动驱动所述第二齿轮53转动，第二齿轮53转动驱动与其啮合的弧形滑动齿条54滑动，所述弧形滑动齿条54滑动向着待钻孔的孔位处伸长，使得其最终的夹紧位置即夹紧块55的位置与所述待钻孔的孔位之间的距离减小，使得夹紧位置始终紧邻待钻孔孔位的两侧，避免其在钻孔时发生形变。本发明利用滑动座25在径向滑槽24内的滑动驱动弧形滑动齿条54同步伸长，当工件13的半径增长时，滑动座25的滑动距离增长，弧形滑动齿条54的伸长距离也增长，使得最终的夹紧位置即夹紧块55的位置始终紧邻待钻孔孔位的两侧，避免其在钻孔时发生形变。
27.作为本发明的进一步方案，所述径向滑槽24的数量为n，n为偶数且n＞2；相邻的所述弧形滑动齿条54的滑动方向相反。如图2所示，该设置是为了利用两相邻的滑动座25上的夹紧机构夹紧孔位的两侧，避免孔位形变。
28.作为本发明的进一步方案，相邻的所述弧形滑动齿条54中，一个所述弧形滑动齿条54远离夹紧块55的一端设置有卡口56，所述卡口56用于与另一个所述弧形滑动齿条54远离夹紧块55的一端相配合。如图4所示，该设置是为了在互动座靠近所述转动盘22的圆心
时，两相邻的弧形滑动齿条54能够利用卡口56相互交错，避免发生干涉、碰撞。
29.作为本发明的进一步方案，所述第一螺杆33靠近所述第二夹紧板32的一端固定安装有第三齿轮61，所述滑动座25靠近所述第三齿轮61的一端竖直滑动安装有第一齿条62，所述第一齿条62与所述第三齿轮61相啮合；所述滑动座25上转动安装有第二转动轴63，所述第二转动轴63上固定安装有转动块64，所述转动块64内安装有喷气管65，所述喷气管65倾斜设置，指向所述第二夹紧板32的斜上方；所述第二转动轴63上固定安装有第四齿轮66，所述第四齿轮66与固定安装在所述第一齿条62上的第二齿条部67相啮合。
30.本发明还设置有吹气机构对钻孔进行吹气，降温，去除钻孔处的碎屑。如图5所示，本发明将吹气管直接安装在滑动座25上，这样在面对不同尺寸的工件13时，吹气管能够随着滑动座25一起移动，适用不同尺寸的工件13。不同尺寸的工件13不仅直径不同，其厚度也可能不同。本发明还能根据工件13的不同厚度调节吹气管的转动角度，使其能够始终对准孔位。如图5所示，接前文所述，在工作时第一夹紧板31在滑动座25上相对滑动驱动第一螺杆33转动，所述第一螺杆33转动驱动第二夹紧板32与第一夹紧板31同向移动，并减小两者之间的距离，两者之间的最终距离即为工件13的厚度。如图5所示，在第一螺杆33转动时，固定安装在第一螺杆33上的第三齿轮61转动，所述第三齿轮61转动驱动与其啮合的第一齿条62竖直向下移动，所述第一齿条62竖直向下移动带动固定安装在其上的第二齿条部67竖直下移，所述第二齿条部67竖直下移驱动与其内核的第四齿轮66转动，所述第四齿轮66顺时针转动带动第二转动轴63顺时针转动，带动转动座顺时针转动，转动座带动固定安装在其上的吹气管偏转。当第一螺杆33转动角度大时，第二夹紧板32与第一夹紧板31之间的距离减小，即工件13的厚度减小，其距离滑动座25的外侧端部的距离增大，所以增大吹气管的偏离角度，使其能够始终对准夹紧位置。
31.作为本发明的进一步方案，还包括水平调位机构14和竖直升降机构。该设置是为了方便调节工件13的位置和高度，再加上卡盘21的转动，最终可以实现工件13的任意位置的开孔操作。