一种方孔开孔器、开孔系统及开孔方法与流程

1.本技术涉及汽车制造的技术领域，特别涉及一种方孔开孔器、开孔系统及开孔方法。


背景技术：

2.目前，在白车身试制阶段，通常需要对车身进行不同程度改制来满足搭载需求，有些改制方案需要在车身上开长方形孔或者正方形孔。
3.相关技术中，方孔开孔方法是先用圆孔开孔器开一个圆孔，然后用打磨机打磨成方孔，或者直接用切割机切割形成方孔。
4.但是，相关技术中的两种方孔开孔方法开出的方孔通常都不够规则，无法满足零件安装精度要求。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供一种方孔开孔器、开孔系统及开孔方法，以解决相关技术中的开孔方法开出的方孔通常都不够规则，无法满足零件安装精度要求的问题。
6.一方面，本技术提供一种方孔开孔器，所采用的技术方案是：
7.一种方孔开孔器，包括：
8.壳体，其上设有一开口，所述开口包括至少三个边沿且所述边沿呈直线形；
9.转动设于所述壳体内的钻杆，所述钻杆一端设有钻头，所述钻杆的两端均穿出所述壳体且设有所述钻头的一端由所述开口穿出；
10.至少三个切割刀，一个所述切割刀对应设于一个所述边沿上且可沿所述边沿长度方向移动；
11.连接所述钻杆与所述切割刀的连接结构，所述钻杆转动通过所述连接结构带动所述切割刀在所述边沿上往复移动。
12.一些实施例中，所述钻杆上设有位于所述壳体内的多个弧形段，多个所述弧形段沿所述钻杆长度方向分布，所述连接结构分别与所述弧形段和所述切割刀转动连接。
13.通过采用上述技术方案，钻杆转动时弧形段的弧顶绕钻杆轴线转动，其由钻杆一侧转动至相对的另一侧时在垂直于钻杆轴线的方向具有较长的位移距离，从而可通过连接结构将此位移传递至切割刀以驱动切割刀移动。
14.一些实施例中，所述连接结构包括：
15.驱动杆，其与所述钻杆垂直且与所述弧形段转动连接；
16.连杆，其与所述钻杆垂直且与所述切割刀转动连接；
17.连接件，其连接所述驱动杆和所述连杆且所述驱动杆和所述连杆可相对转动。
18.通过采用上述技术方案，钻杆转动时，通过弧形段带动驱动杆在垂直于钻杆轴线方向上移动，驱动杆通过连接件带动连杆移动，由于连杆与切割刀转动连接，连杆移动可带动切割刀在边沿上移动，从而实现钻杆转动通过连接结构使切割刀在边沿上往复移动的功
能，只需转动钻杆即可使多个切割刀同时往复运动以进行切割开孔，结构简单，操作方便，开孔效率高。
19.一些实施例中，若干所述弧形段在所述钻杆轴向的投影为沿所述钻杆周向等间隔分布。
20.一些实施例中，所述边沿设有沿其长度方向的滑轨，所述切割刀通过连接组件与所述滑轨滑动连接，且所述切割刀通过滚动件与所述滑轨接触；
21.其中，所述连接组件包括夹持于所述切割刀两侧的内片和外片，所述切割刀通过螺栓与所述内片和所述外片连接，所述内片和所述外片远离所述切割刀刀刃的一侧均设置有卡条，所述内片、所述外片和所述卡条形成用于与所述滑轨滑动配合的滑槽。
22.通过采用上述技术方案，可实现切割刀在壳体上的可拆卸装配，在需要更换切割刀时，可松开螺栓并拆除外片和切割刀，更换切割刀后再通过螺栓将外片、内片及切割刀连接并滑动装配于滑轨上，在切割刀损坏时，只需对切割刀进行更换，可延长开孔器的使用寿命；而滚动件的设置可降低切割刀与滑轨之间的摩擦阻力。
23.一些实施例中，所述钻杆远离所述钻头的一端设有截面呈多边形的连接端，所述连接端用于与钻枪连接。
24.一些实施例中，所述壳体外壁上设有圈设于所述钻杆外的套筒，所述套筒与所述钻杆同轴，所述套筒远离所述壳体的端面设为齿轮面。
25.一些实施例中，所述钻杆轴线垂直于所述开口平面。
26.第二方面，本技术提供一种方孔开孔系统，包括如上所述的方孔开孔器和钻枪，所述钻枪包括枪身和用于与所述钻杆连接的卡盘，所述枪身上固定有同轴圈设于所述卡盘外的固定筒，所述固定筒远离所述枪身的端面设为齿轮面。
27.通过采用上述技术方案，在钻孔时，钻杆与钻枪的卡盘连接后，可通过钻枪上固定筒的齿轮面与壳体上套筒的齿轮面啮合，在钻枪的卡盘转动带动钻杆转动时，由于固定筒和套筒的啮合，可限制套筒发生转动，进而限制壳体转动，使壳体位置保持固定，以提高开孔工作的稳定性并确保开孔的精确性。
28.第三方面，本技术提供一种方孔开孔方法，采用如上所述的方孔开孔器进行开孔，包括以下步骤：
29.将所述开口对准钣金件上的设计开孔位置，并使所述钻头位于设计开孔位置中心；
30.转动所述钻杆至所述钻头钻穿钣金件；
31.继续转动所述钻杆，通过所述连接结构带动所述切割刀在所述边沿上往复移动，多个所述切割刀切割钣金件直至切割出所需方孔。
32.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
33.本技术实施例提供了一种方孔开孔器，其通过设置壳体供钻杆及切割刀安装，壳体上开口可根据需要加工的孔的形状进行设计，切割刀在开口边沿上可移动的设计，使得壳体在白车身上位置固定时可通过切割刀的移动对白车身进行切割，多个切割刀配合可切出所需要的方孔；在实际切割时，使钻杆设有钻头的一端先在白车身设计开孔位置处钻穿钣金件，钻杆可起到对整个装置的定位作用，便于后续进行切割，之后转动钻杆通过连接结构带动切割刀在边沿上往复移动以对钣金件进行切割，多个切割刀配合可切除掉设计开孔
位置处的多余钣金以形成所需的方孔；开孔器的使用操作简单方便，可一次性完成方孔开孔操作，开孔效率高，且开口形状根据方孔形状进行确定，所开方孔形状与壳体上开口形状相同，保证了所开方孔的精度以及多个方孔的一致性。
附图说明
34.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中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技术的一些实施例，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。
35.图1为本技术实施例提供的方孔开孔器的结构示意图；
36.图2为本技术实施例提供的方孔开孔器的内部结构示意图；
37.图3为本技术实施例提供的方孔开孔器的仰视图；
38.图4为本技术实施例提供的方孔开孔器除去壳体后的结构示意图；
39.图5为本技术实施例提供的方孔开孔器中连接组件的结构示意图；
40.图6为本技术实施例提供的方孔开孔器中钻杆的结构示意图；
41.图7为本技术实施例提供的方孔开孔器中钻杆的俯视图；
42.图8为本技术实施例提供的方孔开孔器中分壳体和套筒的剖视图；
43.图9为图8中a处的放大示意图；
44.图10为钻枪的结构示意图。
45.图中：1、壳体；101、开口；102、边沿；2、钻杆；201、钻头；202、弧形段；203、连接端；3、切割刀；301、滚柱；4、连接结构；401、驱动杆；402、连杆；403、连接杆；5、滑轨；6、连接组件；601、内片；602、外片；603、卡条；604、安装孔；7、套筒；701、操作孔；8、钻枪；801、枪身；802、卡盘；803、固定筒。
具体实施方式
46.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
47.本技术实施例提供了一种方孔开孔器、开孔系统及开孔方法，其能解决目前的开孔方法开出的方孔通常都不够规则，无法满足零件安装精度要求的问题。
48.参照图1-10所示，为本技术实施例提供的一种方孔开孔器，该方孔开孔器包括壳体1、钻杆2、切割刀3和连接钻杆2和切割刀3的连接结构4。
49.参照图1-3所示，其中，壳体1为中空结构，其形状可以根据需要进行设计，可以为长方体形、圆柱形、棱柱形或者其他带有平面的形状；壳体1上设有一个开口101，开口101包括至少三个边沿102且边沿102呈直线形，则相对应的，开口101应开设于壳体1的一个平面上，开口101形状可以为三角形、矩形或者其他多边形；在本实施例中，壳体1呈长方体形，开口101为切除壳体1的一侧面后形成，则开口101具有四个边沿102，在其他实施例中也可从壳体1的平面上根据需要切除所需形状和尺寸的开口101，以适应不同开孔需求。
50.参照图1-3所示，钻杆2转动设于壳体1内，钻杆2的一端设有钻头201，钻杆2的两端均穿出壳体1且设有钻头201的一端由开口101穿出壳体1，具体的，钻杆2的轴线与开口101平面可以垂直或者呈一定夹角，钻杆2未设置钻头201的一端贯穿壳体1的一侧壁，则相应地在壳体1侧壁上开设用钻杆2穿出的通孔，钻杆2在通孔处通过轴承与壳体1转动连接。在本实施例中，钻杆2垂直于开口101平面，则相应地，钻杆2垂直于壳体1开有开口101的一侧面及与其相对的侧面，钻杆2从与开口101相对的壳体1侧壁上穿出。
51.参照图1-3所示，切割刀3设置有至少三个，一个切割刀3对应设于一个边沿102上并可沿边沿102长度方向移动，具体的，切割刀3为齿刀，其长度方向与其所在边沿102的长度方向一致，切割刀3的切割面朝向背离壳体1的方向。在本实施例中，切割刀3根据边沿102数量设为四个，在其他实施例中，可以根据需要选用不同的切割刀3。
52.连接结构4连接钻杆2和切割刀3，则每个切割刀3分别通过一组连接结构4连接于钻杆2，钻杆2转动通过连接结构4带动切割刀3在边沿102上往复移动。
53.通过上述设置，壳体1供钻杆2及切割刀3进行安装，而开口101可根据需要加工的孔的形状进行设计，切割刀3在开口101边沿102上可移动的设计，使得壳体1在白车身上位置固定时可通过切割刀3的移动对白车身进行切割，多个切割刀3配合可切出所需要的方孔。在实际切割时，使钻杆2设有钻头201的一端先在白车身设计开孔位置处钻穿钣金件，钻杆2可起到对整个装置的定位作用，便于后续进行切割，之后转动钻杆2通过连接结构4带动切割刀3在边沿102上往复移动以对钣金件进行切割，多个切割刀3配合可切除掉设计开孔位置处的多余钣金以形成所需的方孔；开孔器的使用操作简单方便，可一次性完成方孔开孔操作，开孔效率高，且开口101形状根据方孔形状进行确定，所开方孔形状与壳体1上开口101形状相同，保证了所开方孔的精度以及多个方孔的一致性。
54.参照图4-7所示，进一步的，钻杆2上设有位于壳体1内的多个弧形段202，多个弧形段202沿钻杆2长度方向分布，而连接结构4分别与弧形段202和切割刀3转动连接；则相对应的，弧形段202数量与切割刀3数量相同，且一个弧形段202对应一个切割刀3，本实施例中弧形段202设为四个。
55.参照图4-7所示，具体的，弧形段202为钻杆2弯曲形成，钻杆2转动时弧形段202的弧顶绕钻杆2轴线转动，其由钻杆2一侧转动至相对的另一侧时在垂直于钻杆2轴线的方向具有较长的位移距离，从而可通过连接结构4将此位移传递至切割刀3以驱动切割刀3移动。
56.参照图4-7所示，进一步的，多个弧形段202在钻杆2轴向上的投影为沿钻杆2的轴向等间隔分布，在本实施例中，四个弧形段202中相邻两个弧形段202在钻杆2的轴向上投影成90
°
分布。
57.参照图4-7所示，连接结构4包括驱动杆401、连杆402和连接件，其中，驱动杆401与钻杆2垂直且与弧形段202转动连接，连杆402垂直于钻杆2且与切割刀3转动连接，而连接件则用于连接驱动杆401和连杆402且使驱动杆401和连杆402可相对转动。
58.参照图4-7所示，具体的，驱动杆401一端与弧形段202转动连接且连接于弧形段202的弧顶，连杆402的一端与切割刀3转动连接，另一端通过连接件与驱动杆401连接；由于多个弧形段202距离开口101平面的距离不同，因此，连接件为连接杆403或者销轴，对于距离开口101平面较远的弧形段202，其连接的连接结构4中连接件为连接杆403，连接杆403轴线与钻杆2轴线平行，连接杆403的两端分别与驱动杆401和连杆402转动连接；而对于距离
开口101平面最近的弧形段202，其连接的连接结构4中连接件为销轴，销轴设于连杆402端部，且销轴转动穿设于开设在驱动杆401端部的销孔内，从而实现驱动杆401和连杆402的转动连接。
59.进一步的，切割刀3的长度应小于边沿102的长度，具体的，切割刀3的长度应为其所在的边沿102长度和钻杆2转动半周使切割刀3发生移动的距离之差。
60.通过上述设置，钻杆2转动时，通过弧形段202带动驱动杆401在垂直于钻杆2轴线方向上移动，驱动杆401通过连接杆403或者销轴带动连杆402移动，由于连杆402与切割刀3转动连接，连杆402移动可带动切割刀3在边沿102上移动，从而实现钻杆2转动通过连接结构4使切割刀3在边沿102上往复移动的功能，只需转动钻杆2即可使多个切割刀3同时往复运动以进行切割开孔，结构简单操作方便，开孔效率高。
61.参照图8和图9所示，在边沿102上设有沿其长度方向的滑轨5，切割刀3通过连接组件6与滑轨5滑动连接，且切割刀3通过滚动件与滑轨5接触。
62.参照图5所示，具体的，滑轨5呈t字型，连接组件6包括夹持切割刀3两侧的内片601和外片602，内片601和外片602均与切割刀3贴合，通过螺栓贯穿内片601、外片602和切割刀3进行固定，则相应的，内片601、外片602和切割刀3上均开设有供螺栓穿过的安装孔604；内片601和外片602的顶部分别朝向内片601和外片602之间弯曲形成卡条603，两个卡条603之间及内片601和外片602之间形成与滑轨5滑动配合的t字型滑槽，切割刀3通过内片601、外片602以及卡条603滑动装配于滑轨5上；内片601上还设有凸块，连杆402的端部与凸块转动连接实现连杆402与切割刀3的转动连接。
63.参照图5所示，进一步的，滑轨5嵌入t字型滑槽后与切割刀3的刀背面接触，滚动件设于切割刀3的刀背面上与滑轨5接触，可降低切割刀3与滑轨5之间的摩擦阻力；具体的，在切割刀3的刀背面上开设有沿其长度方向的滚动槽，滚动件为转动嵌设于滚动槽内的滚柱301，则滚柱301应凸出滚动槽并与滑轨5接触。
64.通过上述设置，可实现切割刀3在壳体1上的可拆卸装配，在需要更换切割刀3时，可松开螺栓并拆除外片602和切割刀3，更换切割刀3后再通过螺栓将外片602、内片601及切割刀3连接并滑动装配于滑轨5上，在切割刀3损坏时，只需对切割刀3进行更换，可延长开孔器的使用寿命。
65.参照图4所示，进一步的，钻杆2远离钻头201的一端设有截面呈多边形的连接端203，连接端203用于与钻枪8连接，具体的，钻枪8上具有与钻杆2的连接端203连接的卡盘802，卡盘802上具有卡槽，连接端203卡嵌入卡盘802内并拧紧固定，卡槽通常为截面呈六边形，因此，本实施例中设置连接端203截面呈六边形。
66.通过上述设置，在进行方孔开孔操作时，可通过连接端203将钻杆2与钻枪8连接，启动钻枪8带动钻杆2转动进行开孔，可提高开孔效率。
67.参照图8和图10所示，在壳体1外壁上设有圈设于钻杆2外的套筒7，套筒7与钻杆2同轴，且套筒7远离壳体1的端面设为齿轮面，套筒7用于与钻枪8连接以限制壳体1的转动，具体的，钻枪8上固定有同轴圈设于卡盘802外的固定筒803，固定筒803远离钻枪8枪身801的端面设为齿轮面并与套筒7的齿轮面啮合配合。
68.参照图8所示，进一步的，在套筒7侧壁上开设有操作孔701，操作孔701用于供操作人员使用拧紧钥匙穿入将钻杆2与卡盘802拧紧。
69.在钻孔时，钻杆2与钻枪8的卡盘802连接后，可通过钻枪8上固定筒803的齿轮面与壳体1上套筒7的齿轮面啮合，在钻枪8的卡盘802转动带动钻杆2转动时，由于固定筒803和套筒7的啮合，可限制套筒7发生转动，进而限制壳体1转动，使壳体1位置保持固定，以提高开孔工作的稳定性并确保开孔的精确性。
70.本实施例的实施原理为：在车身改制过程中需要开方孔时，将钻杆2上的连接端203装入钻枪8上的卡盘802内，并使用拧紧钥匙通过操作孔701拧紧钻杆2，同时使套筒7上的齿轮面与固定筒803的齿轮面啮合；将壳体1靠近设计开孔位置，使钻杆2的钻头201位于设计开孔位置的中心，启动钻枪8，使钻杆2转动至钻头201钻穿钣金件进行定位，继续使钻枪8保持启动状态，钻杆2转动通过连接结构4带动切割刀3往复移动对钣金件进行切割，直至切出方孔；整个开孔过程操作简单，可一次成孔，开孔效率高，所开方孔精度高，且开多个方孔时多个方孔的一致性高。
71.本技术另一实施例提供一种方孔开孔系统，包括如上所述的方孔开孔器和钻枪8。
72.参照图10所示，其中，钻枪8包括枪身801和用于与钻杆2连接的卡盘802，卡盘802上具有与钻杆2的连接端203配合的卡槽，枪身801上还固定有同轴圈设于卡盘802外的固定筒803，固定筒803远离枪身801的端面设为齿轮面，固定筒803的齿轮面可与方孔开孔器中套筒7上的齿轮面啮合配合。
73.本技术另一实施例提供一种方孔开孔方法，采用如上所述的方孔开孔器进行开孔，包括以下步骤：
74.将开口101对准钣金件上的设计开孔位置，并使钻头201位于设计开孔位置中心。
75.转动钻杆2至钻头201钻穿钣金件。
76.继续转动钻杆2，通过连接结构4带动切割刀3在边沿102上往复移动，多个切割刀3切割钣金件直至切割出所需方孔。
77.具体的，在车身改制过程中需要开方孔时，将壳体1靠近设计开孔位置，使钻杆2的钻头201位于设计开孔位置的中心，使钻杆2转动至钻头201钻穿钣金件进行定位，继续使钻杆2转动，钻杆2转动通过连接结构4带动切割刀3往复移动对钣金件进行切割，直至切出方孔。整个开孔过程操作简单，可一次成孔，开孔效率高，所开方孔精度高，且开多个方孔时多个方孔的一致性高。
78.进一步地，可采用钻枪8驱动钻杆2转动。
79.通过采用上述技术方案，在进行方孔开孔时，钻杆2设有钻头201的一端先在白车身设计开孔位置处钻穿钣金件，钻杆2可起到对整个装置的定位作用，便于后续进行切割，之后转动钻杆2通过连接结构4带动切割刀3在边沿102上往复移动以对钣金件进行切割，多个切割刀3配合可切除掉设计开孔位置处的多余钣金以形成所需的方孔；开孔方法简单，可一次性完成方孔开孔操作，开孔效率高，且开口101形状根据方孔形状进行确定，所开方孔形状与壳体1上开口101形状相同，保证了所开方孔的精度以及多个方孔的一致性。
80.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连
接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
81.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
82.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。