本發(fā)明屬于打孔技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鉆頭直徑可變的高強度材料的打孔機構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前打孔常采用固定直徑的鉆頭，不同的打孔孔徑使用不同的鉆頭。對于多個小孔鉆孔，如果能夠接受換鉆頭的時間和工作強度的話帶上所需的鉆頭還是比較方便的。但是對于所鉆的孔直徑較大時，所需的鉆頭的直徑較大、重量很重，對于同時鉆多個大孔徑的孔時，帶上所需要的多個大孔徑的鉆頭將耗費很多的體力和時間，這往往是不能容忍的，所以設(shè)計一種鉆頭直徑可變的打孔機構(gòu)將是非常有必要的。

本發(fā)明設(shè)計一種鉆頭直徑可變的高強度材料的打孔機構(gòu)解決如上問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明公開一種鉆頭直徑可變的高強度材料的打孔機構(gòu)，它是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

一種鉆頭直徑可變的高強度材料的打孔機構(gòu)，其特征在于：它包括電機支撐、電機、電機轉(zhuǎn)軸、第一齒輪、渦卷彈簧、第一支板、第二齒輪、筒軸、筒壁、筒軸軸套、軸套支撐、內(nèi)軸、第二支板、第一螺旋壁、離心板、第三支板、第二螺旋壁、第二轉(zhuǎn)輪、第二轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸、第二滑塊、鉆桿、鉆頭、第二滑槽、第一滑槽、第一滑塊、第一轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸、第一轉(zhuǎn)輪、第一堵片、第二堵片、筒壁圓板，其中電機安裝在電機支撐上，第一齒輪通過電機轉(zhuǎn)軸安裝在電機上；第二齒輪安裝在筒軸上，第一齒輪與第二齒輪嚙合，筒軸通過筒軸軸套安裝在軸套支撐上；第一支板安裝在筒軸一頂端，第二支板安裝在筒軸的另一端且與該側(cè)端面具有一定距離，第一螺旋壁安裝在第二支板上，內(nèi)軸嵌套于筒軸內(nèi)部且兩端均伸出筒軸，渦卷彈簧內(nèi)端安裝在內(nèi)軸一端上，外端安裝在第一支板上，離心板上具有第一滑槽且安裝在內(nèi)軸另一端上，第一轉(zhuǎn)輪上安裝有第一轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸，第一轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸上安裝有第一滑塊，第一轉(zhuǎn)輪安裝在第一螺旋壁的軌道中，第一滑塊與第一滑槽配合；第三支板安裝在內(nèi)軸一端，第二螺旋壁安裝在第三支板上，筒壁圓板上具有第二滑槽且通過筒壁安裝在第二支板的外緣面上，第二轉(zhuǎn)輪上安裝有第二轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸，第二轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸上安裝有第二滑塊，鉆頭通過鉆桿安裝在第二滑塊上，第二轉(zhuǎn)輪安裝在第二螺旋壁軌道中，第二滑塊滑動于第二滑槽中；第一螺旋壁和第二螺旋壁的內(nèi)始端與外終端均分別安裝有第二堵片和第一堵片。

作為本技術(shù)的進一步改進，上述鉆頭的四周還加工有鉆頭斜面。

作為本技術(shù)的進一步改進，上述渦卷彈簧外端通過彈簧卡塊安裝在第一支板上。

作為本技術(shù)的進一步改進，上述筒軸通過軸承安裝在筒軸軸套內(nèi)部。

作為本技術(shù)的進一步改進，上述彈簧卡塊具有凹槽。

相對于傳統(tǒng)的打孔技術(shù)，本發(fā)明中第一支板、筒軸、第二齒輪、第二支板組成一個旋轉(zhuǎn)整體，第一螺旋壁隨著第二支板旋轉(zhuǎn)，內(nèi)軸、離心板固定在一起，內(nèi)軸隨著離心板圍繞內(nèi)軸軸線的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，內(nèi)軸與筒軸之間具有渦卷彈簧，內(nèi)軸與筒軸之間的轉(zhuǎn)速或者相位差不同，渦卷彈簧將會被扭轉(zhuǎn)壓縮；筒壁圓板、筒壁將會隨著第二支板旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)；當(dāng)?shù)谝恢О逶谕草S帶動下旋轉(zhuǎn)，第一轉(zhuǎn)輪將會在第一螺旋壁軌道中做離心螺旋運動，第一轉(zhuǎn)輪會從第一螺旋壁的內(nèi)始端向外終端運動，運動中通過第一轉(zhuǎn)輪上的第一滑塊與離心板的第一滑槽配合帶動離心板圍繞筒軸軸線旋轉(zhuǎn)；之后離心板帶動內(nèi)軸旋轉(zhuǎn)，因為離心板通過了轉(zhuǎn)輪帶動，轉(zhuǎn)輪的運動在第一螺旋壁和離心力共同作用下運動，轉(zhuǎn)輪與第一螺旋壁是具有相對運動的，離心板與第一螺旋壁的旋轉(zhuǎn)將產(chǎn)生相位差，使得內(nèi)軸與和筒軸之間產(chǎn)生相位差，相位差導(dǎo)致渦卷彈簧被壓縮扭轉(zhuǎn)，渦卷彈簧的反作用力抑制相位差的產(chǎn)生，當(dāng)渦卷彈簧的抑制力、離心板受到的轉(zhuǎn)輪離心力運動所產(chǎn)的力達到平衡時，內(nèi)軸與筒軸同步旋轉(zhuǎn)。筒軸獲得的速度越大，第一轉(zhuǎn)輪的離心力越大，離心板相對與筒軸的相位差越大，渦卷彈簧就需要較大的壓縮形變才能夠使內(nèi)軸與筒軸在較大的相位差下旋轉(zhuǎn)達到平衡；被壓縮的渦卷彈簧在筒軸停止運動時能量釋放，通過帶動內(nèi)軸、第一滑槽、第一滑塊對第一轉(zhuǎn)輪進行復(fù)位；另外內(nèi)軸的旋轉(zhuǎn)帶動第三支板和第二螺旋壁旋轉(zhuǎn)，因為筒壁圓板是通過第二支板帶動的，那么第二螺旋壁與第二支板旋轉(zhuǎn)將具有相位差，第二轉(zhuǎn)輪一方面通過第二滑塊受到第二滑槽的作用，在周向方向隨著筒壁圓板旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，另一方面受到第二螺旋壁軌道限制作用，因為具有相位差，第一轉(zhuǎn)輪在第二螺旋壁中沿軌道螺旋移動，螺旋方向的設(shè)計使得第一轉(zhuǎn)輪沿徑向方向距離筒軸軸線的距離增大，相位差越大，距離筒軸軸線的距離越大。也就是說，當(dāng)筒軸在第二齒輪帶動下，鉆頭一方面隨著筒壁旋轉(zhuǎn)，另一方面，鉆頭與旋轉(zhuǎn)中心線的距離隨著筒軸的速度變化而變化，不同的電機轉(zhuǎn)速對應(yīng)于鉆頭的可鉆孔的直徑。本發(fā)明可以針對高強度的材料進行鉆孔，在針對高強度材料進行鉆孔過程中，材料強度很高，在所鉆孔的直徑和渦卷彈簧的彈性系數(shù)確定的情況下，可以找到一個合適的電機轉(zhuǎn)速，既能保證打孔的直徑又能保證具有足夠的轉(zhuǎn)速和扭矩對材料進行鉆孔；在鉆孔過程中，材料將阻礙鉆頭的運動，鉆頭在徑向方向受到第二螺旋壁的鎖死，不會因為鉆頭受到材料的徑向的反作用力而發(fā)生徑向的位移，鉆頭徑向位置的移動僅能通過改變第二螺旋壁的運動而使鉆頭的徑向位置發(fā)生變化；周向方向，鉆頭與電機剛性連接，能夠高效的將電機的扭矩傳遞到鉆頭上；本發(fā)明設(shè)計的打孔機構(gòu)，一方面可以控制電機的轉(zhuǎn)速控制鉆頭的可打孔直徑，另一方面鉆頭在運動過程中徑向位置被第二螺旋壁鎖死，被鉆孔的材料無法因為堅硬而改變鉆頭鉆孔直徑，被打孔材料強度越大，這種使用效果越顯著。

附圖說明

圖1是整體部件分布示意圖。

圖2是整體部件結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖3是第一滑槽和第二滑槽相對位置示意圖。

圖4是第一轉(zhuǎn)孔與第二轉(zhuǎn)孔處的剖面圖。

圖5是第三支板安裝示意圖。

圖6是鉆頭安裝示意圖。

圖7是筒壁圓板安裝示意圖。

圖8是離心板安裝示意圖。

圖9是筒軸相關(guān)結(jié)構(gòu)安裝示意圖。

圖10是第一轉(zhuǎn)輪安裝示意圖。

圖11是渦卷彈簧安裝示意圖。

圖12是彈簧卡塊安裝示意圖。

圖13是第一螺旋壁安裝示意圖。

圖14是筒軸軸套與軸套支撐安裝示意圖。

圖中標號名稱：1、電機支撐，2、電機，3、電機轉(zhuǎn)軸，4、第一齒輪，5、渦卷彈簧，6、第一支板，7、第二齒輪，8、筒軸，9、筒壁，13、筒軸軸套，14、軸套支撐，15、內(nèi)軸，16、第二支板，17、第一螺旋壁，18、離心板，19、第三支板，20、第二螺旋壁，21、第二轉(zhuǎn)輪，22、第二轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸，23、第二滑塊，24、鉆桿，25、鉆頭，26、第二滑槽，27、第一滑槽，28、彈簧卡塊，29、第一滑塊，30、第一轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸，31、第一轉(zhuǎn)輪，32、第一堵片，33、第二堵片，34、鉆頭斜面，35、筒壁圓板。

具體實施方式

如圖1、2所示，它包括電機支撐、電機、電機轉(zhuǎn)軸、第一齒輪、渦卷彈簧、第一支板、第二齒輪、筒軸、筒壁、筒軸軸套、軸套支撐、內(nèi)軸、第二支板、第一螺旋壁、離心板、第三支板、第二螺旋壁、第二轉(zhuǎn)輪、第二轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸、第二滑塊、鉆桿、鉆頭、第二滑槽、第一滑槽、第一滑塊、第一轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸、第一轉(zhuǎn)輪、第一堵片、第二堵片、筒壁圓板，其中如圖1所示，電機安裝在電機支撐上，第一齒輪通過電機轉(zhuǎn)軸安裝在電機上；第二齒輪安裝在筒軸上，第一齒輪與第二齒輪嚙合，如圖2、9、14所示，筒軸通過筒軸軸套安裝在軸套支撐上；第一支板安裝在筒軸一頂端，第二支板安裝在筒軸的另一端且與該側(cè)端面具有一定距離，如圖2、8所示，第一螺旋壁安裝在第二支板上，如圖2、4所示，內(nèi)軸嵌套于筒軸內(nèi)部且兩端均伸出筒軸，如圖11所示，渦卷彈簧內(nèi)端安裝在內(nèi)軸一端上，外端安裝在第一支板上，如圖8所示，離心板上具有第一滑槽且安裝在內(nèi)軸另一端上；圖4中的a、b為圖3中的a線和b線的剖面，如圖2、4(b)、10所示，第一轉(zhuǎn)輪上安裝有第一轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸，第一轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸上安裝有第一滑塊，第一轉(zhuǎn)輪安裝在第一螺旋壁的軌道中，如圖8所示，第一滑塊與第一滑槽配合；如圖2、5所示，第三支板安裝在內(nèi)軸一端，第二螺旋壁安裝在第三支板上，如圖7所示，筒壁圓板上具有第二滑槽且通過筒壁安裝在第二支板的外緣面上，如圖4(a)所示，第二轉(zhuǎn)輪上安裝有第二轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸，第二轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸上安裝有第二滑塊，如圖6所示，鉆頭通過鉆桿安裝在第二滑塊上，第二轉(zhuǎn)輪安裝在第二螺旋壁軌道中，第二滑塊滑動于第二滑槽中；如圖13所示，第一螺旋壁和第二螺旋壁的內(nèi)始端與外終端均分別安裝有第二堵片和第一堵片。從整個機構(gòu)的側(cè)面看，第一螺旋壁、渦卷彈簧螺旋方向相同，且均與第二螺旋壁相反。

如圖6所示，上述鉆頭的四周還加工有鉆頭斜面。

如圖13所示，上述渦卷彈簧外端通過彈簧卡塊安裝在第一支板上。

上述筒軸通過軸承安裝在筒軸軸套內(nèi)部。

如圖13所示，上述彈簧卡塊具有凹槽。

綜上所述，如圖2、14所示，本發(fā)明中第一支板、筒軸、第二齒輪、第二支板組成一個旋轉(zhuǎn)整體，第一螺旋壁隨著第二支板旋轉(zhuǎn)，內(nèi)軸、離心板固定在一起，內(nèi)軸隨著離心板圍繞內(nèi)軸軸線的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，內(nèi)軸與筒軸之間具有渦卷彈簧，內(nèi)軸與筒軸之間的轉(zhuǎn)速或者相位差不同，渦卷彈簧將會被扭轉(zhuǎn)壓縮；筒壁圓板、筒壁將會隨著第二支板旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)；當(dāng)?shù)谝恢О逶谕草S帶動下旋轉(zhuǎn)，第一轉(zhuǎn)輪將會在第一螺旋壁軌道中做離心螺旋運動，第一轉(zhuǎn)輪會從第一螺旋壁的內(nèi)始端向外終端運動，運動中通過第一轉(zhuǎn)輪上的第一滑塊與離心板的第一滑槽配合帶動離心板圍繞筒軸軸線旋轉(zhuǎn)；之后離心板帶動內(nèi)軸旋轉(zhuǎn)，因為離心板通過了轉(zhuǎn)輪帶動，轉(zhuǎn)輪的運動在第一螺旋壁和離心力共同作用下運動，轉(zhuǎn)輪與第一螺旋壁是具有相對運動的，離心板與第一螺旋壁的旋轉(zhuǎn)將產(chǎn)生相位差，使得內(nèi)軸與和筒軸之間產(chǎn)生相位差，相位差導(dǎo)致渦卷彈簧被壓縮扭轉(zhuǎn)，渦卷彈簧的反作用力抑制相位差的產(chǎn)生，當(dāng)渦卷彈簧的抑制力、離心板受到的轉(zhuǎn)輪離心力運動所產(chǎn)的力達到平衡時，內(nèi)軸與筒軸同步旋轉(zhuǎn)。筒軸獲得的速度越大，第一轉(zhuǎn)輪的離心力越大，離心板相對與筒軸的相位差越大，渦卷彈簧就需要較大的壓縮形變才能夠使內(nèi)軸與筒軸在較大的相位差下旋轉(zhuǎn)達到平衡；被壓縮的渦卷彈簧在筒軸停止運動時能量釋放，通過帶動內(nèi)軸、第一滑槽、第一滑塊對第一轉(zhuǎn)輪進行復(fù)位；另外內(nèi)軸的旋轉(zhuǎn)帶動第三支板和第二螺旋壁旋轉(zhuǎn)，因為筒壁圓板是通過第二支板帶動的，那么第二螺旋壁與第二支板旋轉(zhuǎn)將具有相位差，第二轉(zhuǎn)輪一方面通過第二滑塊受到第二滑槽的作用，在周向方向隨著筒壁圓板旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，另一方面受到第二螺旋壁軌道限制作用，因為具有相位差，第一轉(zhuǎn)輪在第二螺旋壁中沿軌道螺旋移動，螺旋方向的設(shè)計使得第一轉(zhuǎn)輪沿徑向方向距離筒軸軸線的距離增大，相位差越大，距離筒軸軸線的距離越大。也就是說，當(dāng)筒軸在第二齒輪帶動下，鉆頭一方面隨著筒壁旋轉(zhuǎn)，另一方面，鉆頭與旋轉(zhuǎn)中心線的距離隨著筒軸的速度變化而變化，不同的電機轉(zhuǎn)速對應(yīng)于鉆頭的可鉆孔的直徑。本發(fā)明可以針對高強度的材料進行鉆孔，在針對高強度材料進行鉆孔過程中，材料強度很高，在所鉆孔的直徑和渦卷彈簧的彈性系數(shù)確定的情況下，可以找到一個合適的電機轉(zhuǎn)速，既能保證打孔的直徑又能保證具有足夠的轉(zhuǎn)速和扭矩對材料進行鉆孔；在鉆孔過程中，材料將阻礙鉆頭的運動，鉆頭在徑向方向受到第二螺旋壁的鎖死，不會因為鉆頭受到材料的徑向的反作用力而發(fā)生徑向的位移，鉆頭徑向位置的移動僅能通過改變第二螺旋壁的運動而使鉆頭的徑向位置發(fā)生變化；周向方向，鉆頭與電機剛性連接，能夠高效的將電機的扭矩傳遞到鉆頭上；本發(fā)明設(shè)計的打孔機構(gòu)，一方面可以控制電機的轉(zhuǎn)速控制鉆頭的可打孔直徑，另一方面鉆頭在運動過程中徑向位置被第二螺旋壁鎖死，被鉆孔的材料無法因為堅硬而改變鉆頭鉆孔直徑，被打孔材料強度越大，這種使用效果越顯著。

具體實施方式如下：首先確定了鉆孔的直徑、鉆孔的材料、然后調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速達到一個合適的鉆孔轉(zhuǎn)速，之后打開電機，電機旋轉(zhuǎn)帶動鉆頭圍繞筒軸軸線旋轉(zhuǎn)，同時第一轉(zhuǎn)輪在第一螺旋壁軌道中離心螺旋運動，帶動離心板、內(nèi)軸旋轉(zhuǎn)，渦卷彈簧壓縮，內(nèi)軸帶動第二螺旋壁旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)第二轉(zhuǎn)輪的徑向位置，使第二轉(zhuǎn)輪所帶的鉆頭與筒軸軸線具有所打孔的半徑距離，之后開始打孔；打孔結(jié)束后，電機停轉(zhuǎn)，在渦卷彈簧恢復(fù)后，內(nèi)軸、第一轉(zhuǎn)輪、第二轉(zhuǎn)輪均恢復(fù)，等待下一次的打孔。