技术领域
[0001] 本
发明属于汽车零部件加工领域，具体公开了一种汽车零部件钻孔装置。
背景技术
[0002] 汽车零部件上通常设有许多供安装其他零部件
定位用的法向孔，为了定位
精度以及零部件之间的连接可靠，对于这些法向孔的相对
位置的精度要求很高。由于三
角形的
稳定性较高，一般会在汽车零部件上加工三个呈三角形排布的法向孔，且要求这些法向孔位置紧凑。
[0003]
现有技术的钻孔装置，包括定位座、固定在定位座上的夹具以及位于夹具上方的
钻头，夹具将待钻孔的零部件固定在定位座上，利用钻头和定位座的相对移动实现钻孔。这种钻孔装置存在以下问题：1、每次仅能加工一个孔，再利用加工完成的孔来定位其他两个孔的位置，效率很低；2、由于加工每个孔均需要定位，人工定位难免出现误差，而每个孔均存在误差就导致最终三个孔的位置关系精度难以保证；3、钻孔过程中产生的
铁屑只能在加工完成后人工收集，费时费
力。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提高一种汽车零部件钻孔装置，以满足在汽车零部件上同时加工三个呈三角形结构的孔的要求。
[0005] 为达到上述目的，本发明的
基础方案为：汽车零部件钻孔装置，包括
机架，机架上固定连接有第一芯轴，机架上位于第一芯轴一侧转动连接有第二芯轴，机架上位于第一芯轴下方滑动连接有第三芯轴，其中：
[0006] 第一芯轴从上至下依次转动连接有第一主动
齿轮、接合套和第二主动齿轮，第二主动齿轮为双联齿轮，第一主动齿轮下表面和第二主动齿轮上表面均设有卡接槽，接合套上设有与卡接槽相配合的卡接
块，机架上还固定有用于驱动接合套的旋转
电机，接合套一侧端部设有第一凹槽，第一凹槽内卡接有拨叉，机架上还设有用于驱动拨叉的
气缸；第一芯轴上位于第二主动齿轮下端还固定有第一固定台，第二主动齿轮底端和第一固定台转动连接，第一固定台上位于第二主动齿轮外侧沿周向设有多个钻孔单元，钻孔单元包括转动连接在第一固定台上的第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，第一齿轮与第二主动齿轮下端
啮合，第二齿轮和第三齿轮均和第一齿轮啮合，第一齿轮、第二齿轮以及第三齿轮中心均固定有
钻杆，钻杆贯穿第一固定台，钻
杆底端固定有钻头；
[0007] 第二芯轴从上至下依次固定有第一从动齿轮、第二从动齿轮和第三主动齿轮，第一从动齿轮与第一主动齿轮啮合，机架上还设有用于传动第二主动齿轮上端和第二从动齿轮的
同步带；
[0008] 第三芯轴上固定有第二固定台，第二固定台上设有与钻孔单元相对应的夹具，第三芯轴上位于第二固定台下方设有
螺纹段，螺纹段外
螺纹连接有连接套，连接套外固定有与第三主动齿轮啮合的第三从动齿轮；机架上固定有滑块，连接套上设有供滑块滑动的第二凹槽；
[0009] 机架上位于第三芯轴下方设有
活塞筒，活塞筒内滑动连接有活塞，活塞上设连接有第一
活塞杆，活塞筒上端面密封，第一活塞杆贯穿活塞筒上端面，且第一活塞杆顶端固定在第三芯轴底部，第一活塞杆伸出活塞筒的部分设有第一
凸块和位于第一凸块下方的第二凸块，机架上位于第一凸块上方设有用于控制气缸活塞杆向上运动的第一限位
开关，机架上位于第二凸块下方设有用于控制气缸活塞杆向下运动的第二限位开关；活塞筒上端面设有第一进气孔和第一出气孔，第一进气孔内设有第一进气单向
阀，第一进气孔连接有第一吸尘罩，第一吸尘罩远离活塞筒的一端固定在第一固定台上表面，开口朝向夹具；第一出气孔内设有第一出气
单向阀。
[0010] 本基础方案的工作原理在于：旋转电机驱动接合套正转，接合套带动第二主动齿轮正转，第二主动齿轮为双联齿轮，第二主动齿轮上端和第二从动齿轮通过同步带传动，根据带传动特性，第二主动齿轮和第二从动齿轮转向一致。第二从动齿轮带动第二芯轴正转，第三主动齿轮随第二芯轴正转，带动与之啮合的第三从动齿轮反转，第三从动齿轮带动连接套反转，且滑块对连接套起限位作用，由于连接套和螺纹段相配合组成螺纹副，连接套随第三从动齿轮反转，带动第三芯轴向上运动。第二固定台随第三芯轴向上运动，因此固定在夹具上的待钻孔的汽车零部件实现和钻头的相对移动。同时，第二主动齿轮下端带动第一齿轮转动，第一齿轮分别带动第二齿轮和第三齿轮转动，钻杆分别随第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮转动，实现钻头和汽车零部件相对转动。汽车零部件和钻头
接触后继续向上运动，完成钻孔。
[0011] 第三芯轴做轴向移动的同时，带动第一活塞杆做轴向移动，第一活塞杆向上运动带动第一凸块触碰到第一限位开关，第一限位开关驱动气缸活塞杆向上运动，气缸活塞杆推动拨叉向上运动，拨叉带动接合套向上运动，接合套和第一主动齿轮卡接。第二主动齿轮停止转动，钻孔单元随之停止运动。接合套带动第一主动齿轮正转，第一主动齿轮带动与之啮合的第一从动齿轮反转，第二芯轴随第一从动齿轮反转，第三主动齿轮带动与之啮合的第三从动齿轮正转，连接套随第三从动齿轮正转，带动第三芯轴向下运动复位，钻孔完成的汽车零部件和钻头脱离。第一活塞杆也向下运动复位，带动活塞筒吸气，第一吸尘罩固定在第一固定台上表面，可以将钻头和汽车零部件脱离后还粘附的铁屑吸收。当活塞杆带动第二凸块触碰到第二限位开关，第二限位开关控制气缸活塞杆向下运动，气缸活塞杆带动拨叉向下运动，接合套复位，重新和第二主动齿轮卡接，完成钻孔。
[0012] 本基础方案的有益效果在于：
[0013] 1、通过齿轮带动三个钻杆相对汽车零部件转动的同时，通过螺纹副带动汽车零部件相对钻杆移动，相对转动的同时相对移动，更方便钻孔，提高钻孔效率。并且，活塞杆运动过程中可以触碰到第一限位开关和第二限位开关，以此驱动气缸带动接合套移动，接合套和第二主动齿轮脱离，可以实现钻孔单元停止转动，仅汽车零部件相对钻杆移动实现脱离，可以避免在脱离过程中，钻孔单元继续转动影响钻孔精度。
[0014] 2、通过螺纹副带动汽车零部件相对钻杆移动，在动力停止后可以
马上实现自
锁，精度较高且便于控制。
[0015] 3、通过齿轮带动钻孔单元转动，
齿轮传动精度高，且结构紧凑，可以同时加工三个孔且保证三个孔的位置关系紧密；且第二主动齿轮可以同时带动多个钻孔单元工作，实现多个零部件同时加工，提高加工速度。
[0016] 4、第三芯轴做轴向往复运动的同时带动第一活塞杆运动，实现活塞筒的抽气放气，活塞筒抽气可以带动第一吸尘罩将钻头和汽车零部件脱离时带出的铁屑吸收，便于后续处理。
[0017] 进一步，所述第二固定台位于夹具下方设有孔径大于钻头外径的通孔；活塞筒下端面也密封，活塞筒下端面设有第二出气孔和第二进气孔，第二出气孔内设有第二出气单向阀，第二进气孔内设有第二进气单向阀，第二进气孔连接有第二吸尘罩，第二吸尘罩远离活塞筒的一端固定在第一固定台下表面，开口朝向上。
[0018] 钻头和零部件脱离后，在钻孔中还是会留下一些铁屑，只能等到取下零部件后再清理，而通过在第二固定台上设置通孔，钻孔过程中的一部分铁屑会因为重力向下落，与此同时第一活塞杆向上运动，带动第二吸尘罩吸气，可以将钻孔过程中产生的铁屑通过通孔吸取收集。在钻孔完成后，第二固定台复位时，钻孔内粘附的铁屑也会因为重力原因落入第二吸尘罩。第二吸尘罩和第一吸尘罩相配合，可以实现全方位的铁屑收集。
[0019] 进一步，所述第一出气孔和第二出气孔均连接有出气管，出气管远离活塞筒的一端连接有收集箱，收集箱内设有
磁铁。活塞筒放气时，将铁屑排进出气管，通过磁铁吸引，实现铁屑的收集，便于后续处理。
[0020] 进一步，所述第三齿轮中心转动连接有第四芯轴，第一固定台上设有供第四芯轴滑动的弧形滑槽，第四芯轴和滑槽之间连接有调节
螺栓。第一齿轮和第二齿轮固定，只需移动第三齿轮即可以得到不同角度的三角结构，可以根据加工需求调节第三齿轮的位置，提高装置适配性。
[0021] 进一步，所述夹具和第一固定台可拆卸连接。可以根据汽车零部件的尺寸更换合适的夹具，提高装置适配性。
附图说明
[0023] 图2为本发明第一固定台的俯视图；
[0024] 图3为本发明接合套和气缸的连接方式示意图；
[0025] 图4为图3中拨叉的俯视图。
具体实施方式
[0026] 下面通过具体实施方式进一步详细说明：
[0027]
说明书附图中的附图标记包括：第一芯轴1、第二芯轴2、第三芯轴3、第一主动齿轮4、第一从动齿轮5、接合套6、第二主动齿轮7、第二从动齿轮8、同步带9、第一固定台10、第二固定台11、夹具12、第三从动齿轮13、第三主动齿轮14、活塞筒15、第一活塞杆16、第一齿轮
17、第二齿轮18、第三齿轮19、钻杆20、拨叉21、弧形段211、竖直段212、气缸22、
第二活塞杆
23。
[0028] 如图1所示，汽车零部件钻孔装置，包括机架，机架上固定连接有第一芯轴1，机架上转动连接有第二芯轴2，机架上位于第一芯轴1的下方还滑动连接有第三芯轴3。第一芯轴1从上至下依次转动连接有有第一主动齿轮4、接合套6以及第二主动齿轮7，第一芯轴1底端固定有呈圆盘状的第一固定台10，第一固定台10固定在机架上,第一主动齿轮4下表面以及第二主动齿轮7上表面均设有卡接槽，接合套6上表面以及下表面均设有与卡接槽对应的卡接块。机架上还固定有旋转电机，旋转电机
输出轴上连接有转辊，转辊和接合套6之间连接有供转辊和接合套6传动的皮带。如图3所示，接合套6下端设有第一凹槽，第一凹槽内卡接有拨叉21，如图4所示，拨叉21包括弧形段211和位于弧形段211左侧的竖直段212，其中，弧形段211卡接在第一凹槽内，机架上还固定有气缸22，气缸22包括第二活塞杆23，竖直段212左端固定在第二活塞杆23上。
[0029] 第二主动齿轮7为双联齿轮，第二主动齿轮7底部转动连接在第一固定台10上，如图2所示，第一固定台10上位于第二主动齿轮7外侧沿周向均布有四个钻孔单元，钻孔单元包括与第二主动齿轮7啮合的第一齿轮17，第一齿轮17上啮合有第二齿轮18和第三齿轮19，第一固定台10上设有滑槽，滑槽呈圆弧形且半径等于第一齿轮17和第二齿轮18中心连线的长度，滑槽内滑动连接有第四芯轴，第四芯轴和滑槽之间连接有调节螺栓，第四芯轴转动连接在第三齿轮19中心。第一齿轮17、第二齿轮18和第三齿轮19中心均固定有钻杆20，钻杆20贯穿第一固定台10，钻杆20下端设有钻头。
[0030] 第二芯轴2从上至下依次固定有第一从动齿轮5、第二从动齿轮8以及第三主动齿轮14。第一从动齿轮5与第一主动齿轮4啮合，机架上设有供第二主动齿轮7上端和第二从动齿轮8传动的同步带9。第三芯轴3上端固定有呈圆盘状的第二固定台11，第二固定台11上沿周向设有四个与钻孔单元相对应的夹具12，夹具12和第二固定台11螺纹连接，夹具12下方的第二固定台11上设有孔径大于钻头外径的通孔。第三芯轴3上位于第二固定台11的下方设有螺纹段，螺纹段外连接有连接套，机架上固定有滑块，连接套上设有供滑块滑动的第二凹槽，连接套外连接有与第三主动齿轮14啮合的第三从动齿轮13。
[0031] 机架上位于第三芯轴3下方设有活塞筒15，活塞筒15内滑动连接有活塞，活塞上端固定有第一活塞杆16，第一活塞杆16上端固定连接在第三芯轴3底部。第一活塞杆16右侧连接有第一凸块和位于第一凸块下方的第二凸块，机架上位于第一凸块上方设有用于驱动第二活塞杆23向上运动的第一限位开关，机架上位于第二凸块下方设有用于驱动第二活塞杆23向下运动的第二限位开关。
[0032] 活塞筒15两端面均密封，活塞筒15上端面设有第一进气孔和第一出气孔，第一进气孔内设有第一进气单向阀，第一进气孔外连接有第一吸尘罩，第一吸尘罩上端固定在第二固定台11上表面，开口朝向夹具12；第一出气孔内设有第一出气单向阀。活塞筒15下端面设有第二进气孔和第二出气孔，第二进气孔内设有第二进气单向阀，第二进气孔外连接有第二吸尘罩，第二吸尘罩上端固定在第二固定台11下表面，开口朝向上。第一出气孔和第二出气孔外均连接有出气管，出气管远离活塞筒15的一端连接有收集箱，收集箱内设有磁铁。
[0033] 具体工作时，将待钻孔的汽车零部件固定在夹具12上，根据需要加工的呈三角形结构的三个孔的角度调节第四芯轴滑动，然后利用调节螺栓固定第四芯轴，以此固定第三齿轮19的位置，装置初始状态为接合套6和第二主动齿轮7上端卡接。启动旋转电机，旋转电机输出轴正转带动辊轴正转，辊轴和接合套6通过皮带传动，接合套6带动第二主动齿轮7正转，第二主动齿轮7下端带动第一齿轮17转动，第一齿轮17分别带动第二齿轮18和第三齿轮19转动，钻杆20分别随第一齿轮17、第二齿轮18、第三齿轮19转动。
[0034] 第二主动齿轮7上端和第二从动齿轮8通过同步带9传动，第二从动齿轮8随第二主动齿轮7正转，第二从动齿轮8带动第二芯轴2正转，第三主动齿轮14随第二芯轴2正转，第三主动齿轮14带动与之啮合的第三从动齿轮13反转，由于连接套和螺纹段相配合组成螺纹副，且滑块通过第二凹槽对连接套起限位作用，连接套随第三从动齿轮13反转，带动第三芯轴3向上运动。第二固定台11随第三芯轴3向上运动，待钻孔的汽车零部件随第二固定台11向上运动，和钻头接触后继续向上运动，钻头和汽车零部件相对转动的同时相对移动，完成钻孔。
[0035] 第三芯轴3向上运动的同时，带动第一活塞杆16向上运动，第一活塞杆16带动活塞向上运动，活塞筒15下部吸气，第二吸尘罩固定在第二固定台11底部，将钻头穿过通孔后带出的铁屑收集，铁屑随活塞筒15吸气进入活塞筒15，同时活塞筒15上部放气，可以将上一次加工过程中被吸入活塞筒15上部的铁屑排出，铁屑经出气管被收集箱收集。第一活塞杆16向上运动带动第一凸块触碰到第一限位开关，第一限位开关驱动第二活塞杆23向上运动，第二活塞杆23推动拨叉21向上运动，拨叉21带动接合套6向上运动，接合套6和第一主动齿轮4卡接。第二主动齿轮7停止转动，钻孔单元随之停止运动。
[0036] 接合套6带动第一主动齿轮4正转，第一主动齿轮4带动与之啮合的第一从动齿轮5反转，第二芯轴2随第一从动齿轮5反转，第三主动齿轮14带动与之啮合的第三从动齿轮13正转，连接套随第三从动齿轮13正转，带动第三芯轴3向下运动复位，由于钻头停止转动，则钻孔完成的汽车零部件仅相对钻头向下运动，和钻头平稳脱离。第一活塞杆16也向下运动复位，活塞筒15下部放气，铁屑随空气进入出气管，被收集箱内的磁铁吸引，方便后续处理，同时活塞筒15上部吸气，第一吸尘罩固定在第一固定台10上表面，可以将钻头和汽车零部件脱离后还粘附的铁屑吸收。当第一活塞杆16向下运动时，位于第一活塞杆16上的第二凸块也向下运动，第二凸块触碰到第二限位开关时，第二限位开关控制第一活塞杆16向下运动，第二活塞杆23带动拨叉21向下运动，接合套6复位，重新和第二主动齿轮7卡接，关闭旋转电机，完成钻孔。
[0037] 以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干
变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和
专利的实用性。
