一种三维空间上多位置同步打孔装置的制作方法

1.本发明涉及压铸件打孔加工领域，具体涉及一种三维空间上多位置同步打孔装置。


背景技术：

2.部分铸造的零部件其表面要求有多个共面的不同位置的细小孔洞，铸造时通过插芯完成细小孔洞的铸造将极大的提高模具成本以及铸造质量不可控，因此一般采用铸造完成后，再在铸造件表面进行打孔。
3.铸造件表面的各个孔洞位置和角度各不相同的时候，通常需要使用两个工序进行加工处理，第一个是垂直打孔，可以采用多设备一次性打孔完成所有垂直孔的打孔，第二个倾斜孔打孔，如果有多个需要多次进行倾斜打孔。整个打孔工序较多，消耗时间较长。


技术实现要素：

4.有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的就是提供一种三维空间上多位置同步打孔装置，可以实现对部件各角度打孔位置的调整，并实现同步打孔的操作，提高打孔效率，减少加工工序，降低部件加工成本。
5.本发明的目的是通过这样的技术方案实现的：
6.一种三维空间上多位置同步打孔装置，包括：
7.固定架；
8.安装环，设置在固定架上；
9.至少两个进深位置调整机构，设置在安装环上，改变其在安装环上的位置调整其头端位于安装环内的位置；
10.垂直打孔机构，设置在一个进深位置调节机构的头部；
11.倾斜打孔机构，设置在一个进深位置调节机构的头部，通过调整其倾斜单元实现调整打孔倾斜角度的调整，其打孔部可沿其轴向伸缩移动；
12.扭力机构，设置在固定架上，通过直接传扭机构与垂直打孔机构转动连接，通过滑动传扭机构与倾斜打孔机构的打孔部转动连接；
13.顶动机构，设置在固定架上，向下顶动倾斜打孔机构的打孔部沿其轴向伸缩移动。
14.进一步地，所述安装环上设有若干围绕安装环圆心成圆周阵列的穿孔；所述安装环的下表面设有环形卡嵌槽；所述环形卡嵌槽的横截面为t形；
15.所述进深位置调整机构包括：
16.调整件，设有贯穿的条形孔，头部与垂直打孔机构和倾斜打孔机构固接；
17.固定螺钉，穿过安装环的穿孔和条形孔将调整件与安装环固定；所述固定螺钉的直径不超过条形孔的宽度；
18.调节螺钉，头部位于环形卡嵌槽内，与环形卡嵌槽卡嵌限位；所述调节螺钉杆部穿过条形孔，通过螺帽将调整件与安装环固接。
19.进一步地，垂直打孔机构包括：
20.第一固定管，位于安装环内腔的正下方，其轴线平行于安装环的轴线，所述第一固定管与进深位置调整机构的头部固接；
21.第一回转轴承，内套在第一固定管内；
22.垂直打孔件，内套在第一回转轴承内，顶部通过直接传扭机构与扭力机构转动连接。
23.进一步地，所述直接传扭机构包括：
24.传扭弹簧，设在垂直打孔件的顶部；
25.连接座，设在传扭弹簧的上部；
26.第一万向轴，一端与连接座固接，另一端与扭力机构连接，将扭力机构的扭力传递到连接座上。
27.进一步地，所述倾斜打孔机构包括：
28.转动角度调节单元，一端与进深位置调整机构的头部连接；
29.俯仰角度调节单元，一端与转动角度调节单元的另一端连接；
30.第二固定管，与俯仰角度调节单元的另一端固接；
31.打孔部，可转动的设置在第二固定管内；所述打孔部与顶动机构连接，在顶动机构的作用下沿第二固定管的轴线运动。
32.进一步地，所述打孔部包括：
33.打孔轴，中部设有环形凹槽；上部设有第二回转轴承，下部设有第三回转轴承；所述第二回转轴承外套第一直线轴承；第三回转轴承外套第二直线轴承；所述第一直线轴承和第二直线轴承内套在第二固定管内；所述打孔轴的顶部通过滑动传扭机构与扭力机构连接；
34.打孔转头，设置在打孔轴的下端，穿过第二固定管；
35.复位弹簧，设置在第二固定管内，外套在打孔转头外侧，上端与打孔轴相抵，下端与第二固定管下端内壁的凸起相抵；
36.顶板，尾部通过第四回转轴承外套在打孔轴的环形凹槽内；所述顶板尾部的上下表面分别通过第一推力轴承和第二推力轴承与环形凹槽的侧壁相抵；所述第二固定管的侧壁设有贯穿的开窗，所述开窗平行于第二固定管的轴线；所述顶板的头部穿过第二固定管的开窗与顶动机构相抵。
37.进一步地，所述滑动传扭机构包括：
38.第一滑块联轴器，设置在打孔轴的上端；
39.第二万向轴，一端与第一滑块联轴器连接；
40.第二滑块连轴器，一端与第二万向轴连接，另一端与扭力机构连接，将扭力机构的扭力传递到打孔轴上。
41.进一步地，所述转动角度调节单元包括：
42.第一调节板，板面上设有贯穿的弧形槽，板面与进深位置调整机构的头部连接；
43.第二调节板，板面设有正对弧形槽的螺柱，所述螺柱穿过弧形槽，通过螺帽将第二调节板和第一调节板固接；
44.所述俯仰角度调节单元包括：
45.若干支板，相互间隔平行的设置在第二调节板的板面上；
46.插件，头部设有与若干支板匹配的插板；所述插板和支板上均设有贯穿的插孔；所述插板和支板通过穿过插孔的螺钉固定在一起；所述插件的尾部与第二固定管固接。
47.进一步地，所述扭力机构包括：
48.扭力电机，设在固定架上；
49.齿轮盘组，内部设有若干相互啮合的齿轮，某一齿轮与扭力电机的转轴连接；所述齿轮盘组的齿轮的末端可与传扭机构和/或滑动传扭机构连接。
50.进一步地，所述顶动机构包括：
51.顶动气缸，垂直向下的设置在固定架上；
52.顶动盘，上盘面与顶动气缸的伸缩端连接；
53.若干顶动柱，设置在顶动盘的下盘面上；
54.固定盘，设置在若杆顶动柱的正下方，所述固定板上设有与顶动柱对应的贯穿固定盘的顶动管；
55.侧向柔性径向刚性的传递管，上端与固定盘顶动管的下端连通；
56.容置管，设置在第二固定管的外侧，将第二固定管侧壁的开窗包围，所述顶板的头部位于容置管内；所述容置管的上端与传递管下部连通；
57.调节柱，设置在容置管内，下端与顶板的头部相抵；
58.若干顶动球，依次堆叠在容置管、传递管、顶动管内，所述容置管、传递管、顶动管的内径相同；所述顶动球的直径为顶动管内径的0.8～0.99倍。
59.由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
60.通过安装环和多个进深位置调整机构实现多位置同步打孔的目的；垂直打孔机构通过进深位置调整机构的固定可以实现精确垂直打孔位置的确定和打孔；倾斜打孔机构通过进深位置调整机构可以实现打孔位置、打孔角度的确定，并在随后的打孔中，通过顶动机构实现固定架垂直下将完成垂直打孔后，通过顶动机构将倾斜打孔机构推出，实现预定的倾斜角度打孔，从而实现三维空间内多位置打孔。
61.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。
附图说明
62.本发明的附图说明如下：
63.图1为实施例中三维空间上多位置同步打孔装置的剖视结构示意图。
64.图2为图1中a处放大结构示意图。
65.图3为图1中b处放大结构示意图。
66.图4为图3中c处放大结构示意图。
67.图5为图1中d-d剖处结构示意图。
68.图6为图1中e-e剖处结构示意图。
69.图7为图1中f-f剖处结构示意图。
70.图8为图1中g-g剖处结构示意图。
71.图9为图1中h-h剖处结构示意图。
72.图10为图9中j处放大结构示意图。
73.图11为图9中k处放大结构示意图。
74.图12为图1中l-l剖处结构示意图。
75.图13为图12中m处放大结构示意图。
76.图14为图13中p-p剖处结构示意图。
77.图15为图13中q-q剖处结构示意图。
78.图中：1.固定架；2.安装环；22.环形卡嵌槽；31.调整件；311.条形孔；32.固定螺钉；33.调节螺钉；41.第一固定管；42.第一回转轴承；43.垂直打孔件；511.第一调节板；5111.弧形槽；512.第二调节板；521.支板；522.插件；5221.插板；53.第二固定管；531.开窗；541.打孔轴；5411.环形凹槽；5412.第二回转轴承；5413.第三回转轴承；5414.第一直线轴承；5415.第二直线轴承；5416.第一推力轴承；5417.第二推力轴承；542.打孔转头；543.复位弹簧；544.顶板；545.凸起；546.第四回转轴承；61.扭力电机；62.齿轮盘组；71.传扭弹簧；72.连接座；73.第一万向轴；81.第一滑块连轴器；82.第二万向轴；83.第二滑块联轴器；91.顶动气缸；92.顶动盘；93.顶动柱；94.固定盘；95.顶动管；96.传递管；97.容置管；98.调节柱；99.顶动球；100.液压油缸。
具体实施方式
79.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
80.实施例：
81.如图1至图15所示，一种三维空间上多位置同步打孔装置，包括：
82.固定架1；
83.安装环2，设置在固定架1上；
84.至少两个进深位置调整机构，设置在安装环2上，改变其在安装环2上的位置调整其头端位于安装环2内的位置；
85.垂直打孔机构，设置在一个进深位置调节机构的头部；
86.倾斜打孔机构，设置在一个进深位置调节机构的头部，通过调整其倾斜单元实现调整打孔倾斜角度的调整，其打孔部可沿其轴向伸缩移动；
87.扭力机构，设置在固定架1上，通过直接传扭机构与垂直打孔机构转动连接，通过滑动传扭机构与倾斜打孔机构的打孔部转动连接；
88.顶动机构，设置在固定架1上，向下顶动倾斜打孔机构的打孔部沿其轴向伸缩移动。
89.本实施例中，所述安装环2上设有2个围绕安装环2圆心成圆周阵列的穿孔；所述安装环2的下表面设有环形卡嵌槽22；所述环形卡嵌槽22的横截面为t形；
90.所述进深位置调整机构包括：
91.调整件31，设有贯穿的条形孔311，头部与垂直打孔机构和倾斜打孔机构固接；
92.固定螺钉32，穿过安装环2的穿孔和条形孔311将调整件31与安装环2固定；所述固定螺钉32的直径不超过条形孔311的宽度；
93.调节螺钉33，头部位于环形卡嵌槽22内，与环形卡嵌槽22卡嵌限位；所述调节螺钉
33杆部穿过条形孔311，通过螺帽将调整件31与安装环2固接。
94.本实施例中，垂直打孔机构包括：
95.第一固定管41，位于安装环2内腔的正下方，其轴线平行于安装环2的轴线，所述第一固定管41与进深位置调整机构的头部固接；
96.第一回转轴承42，内套在第一固定管41内；
97.垂直打孔件43，内套在第一回转轴承42内，顶部通过直接传扭机构与扭力机构转动连接。
98.本实施例中，所述直接传扭机构包括：
99.传扭弹簧71，设在垂直打孔件43的顶部；
100.连接座72，设在传扭弹簧71的上部；
101.第一万向轴73，一端与连接座72固接，另一端与扭力机构连接，将扭力机构的扭力传递到连接座72上。
102.本实施例中，所述倾斜打孔机构包括：
103.转动角度调节单元，一端与进深位置调整机构的头部连接；
104.俯仰角度调节单元，一端与转动角度调节单元的另一端连接；
105.第二固定管53，与俯仰角度调节单元的另一端固接；
106.打孔部，可转动的设置在第二固定管53内；所述打孔部与顶动机构连接，在顶动机构的作用下沿第二固定管53的轴线运动。
107.本实施例中，所述打孔部包括：
108.打孔轴541，中部设有环形凹槽5411；上部设有第二回转轴承5412，下部设有第三回转轴承5413；所述第二回转轴承5412外套第一直线轴承5414；第三回转轴承5413外套第二直线轴承5415；所述第一直线轴承5414和第二直线轴承5415内套在第二固定管53内；所述打孔轴541的顶部通过滑动传扭机构与扭力机构连接；
109.打孔转头542，设置在打孔轴541的下端，穿过第二固定管53；
110.复位弹簧543，设置在第二固定管53内，外套在打孔转头542外侧，上端与打孔轴541相抵，下端与第二固定管53下端内壁的凸起545相抵；
111.顶板544，尾部通过第四回转轴承546外套在打孔轴541的环形凹槽5411内；所述顶板544尾部的上下表面分别通过第一推力轴承5416和第二推力轴承5417与环形凹槽5411的侧壁相抵；所述第二固定管53的侧壁设有贯穿的开窗531，所述开窗531平行于第二固定管53的轴线；所述顶板544的头部穿过第二固定管53的开窗531与顶动机构相抵。
112.本实施例中，所述滑动传扭机构包括：
113.第一滑块联轴器，设置在打孔轴541的上端；
114.第二万向轴82，一端与第一滑块联轴器连接；
115.第二滑块连轴器，一端与第二万向轴82连接，另一端与扭力机构连接，将扭力机构的扭力传递到打孔轴541上。
116.进一步地，所述转动角度调节单元包括：
117.第一调节板511，板面上设有贯穿的弧形槽5111，板面与进深位置调整机构的头部连接；
118.第二调节板512，板面设有正对弧形槽5111的螺柱，所述螺柱穿过弧形槽5111，通
过螺帽将第二调节板512和第一调节板511固接；
119.所述俯仰角度调节单元包括：
120.3块支板521，相互间隔平行的设置在第二调节板512的板面上；
121.插件522，头部设有与3块支板521匹配的插板5221；所述插板5221和支板521上均设有贯穿的插孔；所述插板5221和支板521通过穿过插孔的螺钉固定在一起；所述插件522的尾部与第二固定管53固接。
122.本实施例中，所述扭力机构包括：
123.扭力电机61，设在固定架1上；
124.齿轮盘组62，内部设有若干相互啮合的齿轮，某一齿轮与扭力电机61的转轴连接；所述齿轮盘组62的齿轮的末端可与传扭机构和/或滑动传扭机构连接。
125.本实施例中，所述顶动机构包括：
126.顶动气缸91，垂直向下的设置在固定架1上；
127.顶动盘92，上盘面与顶动气缸91的伸缩端连接；
128.1个顶动柱93，设置在顶动盘92的下盘面上；
129.固定盘94，设置在若杆顶动柱93的正下方，所述固定板上设有与顶动柱93对应的贯穿固定盘94的顶动管95；
130.侧向柔性径向刚性的传递管96，上端与固定盘94顶动管95的下端连通；
131.容置管97，设置在第二固定管53的外侧，将第二固定管53侧壁的开窗531包围，所述顶板544的头部位于容置管97内；所述容置管97的上端与传递管96下部连通；
132.调节柱98，设置在容置管97内，下端与顶板544的头部相抵；
133.若干顶动球99，依次堆叠在容置管97、传递管96、顶动管95内，所述容置管97、传递管96、顶动管95的内径相同；所述顶动球99的直径为顶动管95内径的0.8～0.99倍。
134.采用传递管96将力传递到打孔转头542的轴线平行的方向使得打孔过程中打孔方向可控。传递管96采用其轴向和径向无法弹性形变的耐高压材料即可，如高压水管，其可以任意大角度的弯曲，以满足调整后的位置变化的连接需求。
135.本实施例三维空间上多位置同步打孔装置是这样使用的，首先将机架安装到液压油缸100的伸缩端上，使得本装置悬空。
136.其次，根据需要打孔的产品情况，调整垂直打孔机构以及倾斜打孔机构的位置。具体的拧松固定螺钉32和调节螺钉33，滑动调节调整件31在安装环2上的进深位置以及旋转角度，使得垂直打孔件43正对需要垂直打孔的区域，随后拧紧固定螺钉32和调节螺钉33将调整件31固定。倾斜打孔机构同理，调整好其对于的调整件31的位置后，拧松第一调节板511和第二调节板512之间的螺钉，转动第二调整调节板，转动到位后，固定第一调节板511和第二调节板512，随后拧松支板521和插板5221之间的螺钉，转动插件522，插件522转动到预定角度后，将支板521和插板5221固定，这样就完成了倾斜打孔机构的设置。
137.再后，根据倾斜打孔装置需要的打孔深度选择合适的调节柱98置入容置管97内，再将传递管96与顶动管95和容置管97连通固定。最后向顶动管95内放置带有润滑油的顶动球99。并根据打孔的深度以及传动需要，选择合适的万向轴以及滑块联轴器并安装。
138.使用时，将带加工的部件置于安装环2正下方，控制液压油缸100降低，使得垂直打孔件43对部件表面垂直打孔，与此同时倾斜打孔机构也下降，当垂直打孔完成后，控制顶动
气缸91伸长，迫使顶动柱93向下挤压顶动球99，使得顶动球99向下移动，推动调节柱98向下，最后带动顶板544沿第二固定管53轴线滑动，从而将打孔转头542向部件表面移动。
139.倾斜打孔完成后，顶动气缸91复位，同时在复位弹簧543的作用下，打孔转头542也回缩复位，当打孔转头542完成回缩复位后，再控制液压油缸100缩短完成与垂直打孔件43与部件的分离。
140.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种三维空间上多位置同步打孔装置，其特征在于，包括：固定架；安装环，设置在固定架上；至少两个进深位置调整机构，设置在安装环上，改变其在安装环上的位置调整其头端位于安装环内的位置；垂直打孔机构，设置在一个进深位置调节机构的头部；倾斜打孔机构，设置在一个进深位置调节机构的头部，通过调整其倾斜单元实现调整打孔倾斜角度的调整，其打孔部可沿其轴向伸缩移动；扭力机构，设置在固定架上，通过直接传扭机构与垂直打孔机构转动连接，通过滑动传扭机构与倾斜打孔机构的打孔部转动连接；顶动机构，设置在固定架上，向下顶动倾斜打孔机构的打孔部沿其轴向伸缩移动。2.根据权利要求1所述的三维空间上多位置同步打孔装置，其特征在于，所述安装环上设有若干围绕安装环圆心成圆周阵列的穿孔；所述安装环的下表面设有环形卡嵌槽；所述环形卡嵌槽的横截面为t形；所述进深位置调整机构包括：调整件，设有贯穿的条形孔，头部与垂直打孔机构和倾斜打孔机构固接；固定螺钉，穿过安装环的穿孔和条形孔将调整件与安装环固定；所述固定螺钉的直径不超过条形孔的宽度；调节螺钉，头部位于环形卡嵌槽内，与环形卡嵌槽卡嵌限位；所述调节螺钉杆部穿过条形孔，通过螺帽将调整件与安装环固接。3.根据权利要求1所述的三维空间上多位置同步打孔装置，其特征在于，垂直打孔机构包括：第一固定管，位于安装环内腔的正下方，其轴线平行于安装环的轴线，所述第一固定管与进深位置调整机构的头部固接；第一回转轴承，内套在第一固定管内；垂直打孔件，内套在第一回转轴承内，顶部通过直接传扭机构与扭力机构转动连接。4.根据权利要求3所述的三维空间上多位置同步打孔装置，其特征在于，所述直接传扭机构包括：传扭弹簧，设在垂直打孔件的顶部；连接座，设在传扭弹簧的上部；第一万向轴，一端与连接座固接，另一端与扭力机构连接，将扭力机构的扭力传递到连接座上。5.根据权利要求1所述的三维空间上多位置同步打孔装置，其特征在于，所述倾斜打孔机构包括：转动角度调节单元，一端与进深位置调整机构的头部连接；俯仰角度调节单元，一端与转动角度调节单元的另一端连接；第二固定管，与俯仰角度调节单元的另一端固接；打孔部，可转动的设置在第二固定管内；所述打孔部与顶动机构连接，在顶动机构的作用下沿第二固定管的轴线运动。
6.根据权利要求5所述的三维空间上多位置同步打孔装置，其特征在于，所述打孔部包括：打孔轴，中部设有环形凹槽；上部设有第二回转轴承，下部设有第三回转轴承；所述第二回转轴承外套第一直线轴承；第三回转轴承外套第二直线轴承；所述第一直线轴承和第二直线轴承内套在第二固定管内；所述打孔轴的顶部通过滑动传扭机构与扭力机构连接；打孔转头，设置在打孔轴的下端，穿过第二固定管；复位弹簧，设置在第二固定管内，外套在打孔转头外侧，上端与打孔轴相抵，下端与第二固定管下端内壁的凸起相抵；顶板，尾部通过第四回转轴承外套在打孔轴的环形凹槽内；所述顶板尾部的上下表面分别通过第一推力轴承和第二推力轴承与环形凹槽的侧壁相抵；所述第二固定管的侧壁设有贯穿的开窗，所述开窗平行于第二固定管的轴线；所述顶板的头部穿过第二固定管的开窗与顶动机构相抵。7.根据权利要求6所述的三维空间上多位置同步打孔装置，其特征在于，所述滑动传扭机构包括：第一滑块联轴器，设置在打孔轴的上端；第二万向轴，一端与第一滑块联轴器连接；第二滑块连轴器，一端与第二万向轴连接，另一端与扭力机构连接，将扭力机构的扭力传递到打孔轴上。8.根据权利要求6所述的三维空间上多位置同步打孔装置，其特征在于，所述转动角度调节单元包括：第一调节板，板面上设有贯穿的弧形槽，板面与进深位置调整机构的头部连接；第二调节板，板面设有正对弧形槽的螺柱，所述螺柱穿过弧形槽，通过螺帽将第二调节板和第一调节板固接；所述俯仰角度调节单元包括：若干支板，相互间隔平行的设置在第二调节板的板面上；插件，头部设有与若干支板匹配的插板；所述插板和支板上均设有贯穿的插孔；所述插板和支板通过穿过插孔的螺钉固定在一起；所述插件的尾部与第二固定管固接。9.根据权利要求6所述的三维空间上多位置同步打孔装置，其特征在于，所述扭力机构包括：扭力电机，设在固定架上；齿轮盘组，内部设有若干相互啮合的齿轮，某一齿轮与扭力电机的转轴连接；所述齿轮盘组的齿轮的末端可与传扭机构和/或滑动传扭机构连接。10.根据权利要求6所述的三维空间上多位置同步打孔装置，其特征在于，所述顶动机构包括：顶动气缸，垂直向下的设置在固定架上；顶动盘，上盘面与顶动气缸的伸缩端连接；若干顶动柱，设置在顶动盘的下盘面上；固定盘，设置在若杆顶动柱的正下方，所述固定板上设有与顶动柱对应的贯穿固定盘的顶动管；
侧向柔性径向刚性的传递管，上端与固定盘顶动管的下端连通；容置管，设置在第二固定管的外侧，将第二固定管侧壁的开窗包围，所述顶板的头部位于容置管内；所述容置管的上端与传递管下部连通；调节柱，设置在容置管内，下端与顶板的头部相抵；若干顶动球，依次堆叠在容置管、传递管、顶动管内，所述容置管、传递管、顶动管的内径相同；所述顶动球的直径为顶动管内径的0.8～0.99倍。

技术总结
本发明公开了一种三维空间上多位置同步打孔装置，包括固定架；安装环，设置在固定架上；至少两个进深位置调整机构，设置在安装环上；垂直打孔机构，设置在一个进深位置调节机构的头部；倾斜打孔机构，设置在一个进深位置调节机构的头部；扭力机构，设置在固定架上，通过直接传扭机构与垂直打孔机构转动连接，通过滑动传扭机构与倾斜打孔机构的打孔部转动连接；顶动机构，设置在固定架上，向下顶动倾斜打孔机构的打孔部沿其轴向伸缩移动。本发明可以实现对部件各角度打孔位置的调整，并实现同步打孔的操作，提高打孔效率，减少加工工序，降低部件加工成本。部件加工成本。部件加工成本。


技术研发人员：陈方亮 杨森宇 谭俊 白嘉乐 王莉
受保护的技术使用者：重庆瀚立机械制造有限公司
技术研发日：2023.06.27
技术公布日：2023/9/7