一种适用于家具板材的高效打孔装置及其打孔工艺

技术领域

本发明涉及打孔设备领域，具体涉及一种适用于家具板材的高效打孔装置及其打孔工艺。

背景技术

在进行家具板材打孔的过程中，为了提高打孔效率，往往采用增大下压力和电机转速的方法，然而板材易产生受热形变，因此打孔过程中，不能使下压力或旋转速度过快，以防止摩擦生热材料形变引起打孔质量低的问题。但是对有斜面的板材打竖直孔时，由于钻头刚钻进时与板材接触面小不易生热，因此在斜面钻孔初期可以增大下压力，以提高打孔效率。因此需要一种能在斜面钻孔初期增加下压力的打孔装置，以提高打孔效率。

发明内容

本发明提供一种适用于家具板材的高效打孔装置及其打孔工艺，以解决现有斜面板材打竖直孔时效率不高的问题。

本发明的一种适用于家具板材的高效打孔装置及其打孔工艺采用如下技术方案：

一种适用于家具板材的高效打孔装置，用于在板材的斜面的上打竖直孔，包括机架、引导筒、钻杆、上调节环、中调节环、下调节环、适配杆和调节件，板材固定于机架，且待打孔的斜面呈左高右低；引导筒竖直且上下滑动安装于机架，钻杆可转动且上下滑动地安装于引导筒内，且钻杆下端设置有钻头；上调节环、中调节环和下调节环从上往下依次套于引导筒外，且均可相对于引导筒上下滑动，并在引导筒的限制下不可转动；上调节环与下调节环之间通过竖直延伸的伸缩套杆连接；中调节环内设置有延伸至引导筒内的压板，压板位于钻头上方，且与钻头之间设置有压簧；适配杆左右延伸，上调节环外设置有限位杆，限位杆左右滑动安装于适配杆的右端部，调节件左端滑动安装于适配杆的左端部，引导筒下端左侧绕前后延伸的转轴铰接于适配杆，且铰接位置位于限位杆和调节件之间；伸缩套杆下端绕前后延伸的转轴铰接于调节件右端，且调节件在伸缩套杆下端向上移动至与调节件位于同一水平面后阻碍伸缩套杆下端继续向上移动；初始状态下上调节环与中调节环固定连接，适配杆左端与板材的斜面接触后，引导筒、钻头、上调节环、中调节环和下调节环继续向下移动至引导筒与适配杆的铰接位置和板材接触，向下顶推上调节环，促使适配杆右端向下转动至与板材的斜面贴合，进而使上调节环与中调节环向下移动挤压压簧压缩第一预设距离；将中调节环与下调节环固定连接后解除上调节环与中调节环的固定连接，中调节环和下调节环在压簧的顶推下向上移动第二预设距离，第二预设距离为调节件与伸缩套杆下端的距离乘以板材斜面与水平面夹角的正切值，通过计算确定调节件的长度，使得第一预设距离和第二预设距离的差值为板材斜面与水平面夹角的正切值和钻头的直径的乘积。

可选地，伸缩套杆下端设置有限位挡片，调节件为沿适配杆长度方向延伸的可伸缩结构，调节件的左端绕前后延伸的转轴铰接于适配杆，右端绕前后延伸的转轴铰接于伸缩套杆下端，且右端与伸缩套杆的铰接位置位于限位挡片上侧，限位挡片阻碍伸缩套杆下端越过与调节件的水平位置继续向上移动。

可选地，中调节环与压板通过穿过引导筒并可沿引导筒上下滑动的止转柱连接，且止转柱限制中调节环绕引导筒转动；中调节环外圈设置有多个竖直延伸的滑板，上调节环内壁设置有与滑板对应的第一滑槽，下调节环内壁设置有与滑板对应的第二滑槽，滑板上端和下端分别位于第一滑槽和第二滑槽，以允许上调节环和下调节环上下滑动，并限位上调节环和下调节环绕引导筒转动。

可选地，伸缩套杆包括均竖直延伸的上杆和下杆，上杆上端通过水平延伸的固定杆与上调节环连接，下端与下杆上下滑动连接，下杆通过水平延伸的连接柱与下调节环连接，且下杆的下端部与调节件的右端铰接，限位挡片固定安装于下杆的下端。

可选地，引导筒外圈设置有前后延伸的第一铰接杆，第一铰接杆铰接于适配杆，且与伸缩套杆共面，并与下杆和调节件的铰接位置共线，第一铰接杆与引导筒的内圈相切，调节件的长度为限位杆与钻头右侧面在水平方向上的间距。

可选地，钻杆上设置有配重块，以使钻杆在重力作用下向下移动，一种适用于家具板材的高效打孔装置还包括驱动件，驱动件安装于机架，且驱动钻杆转动并允许钻杆向下移动。

可选地，机架包括底盘、操作台面和固定柱，操作台面固定于底盘上方，固定柱竖直延伸，且下端固定于底盘，上端设置有横梁，横梁用于支撑引导筒，并允许引导筒上下滑动。

一种适用于家具板材的高效打孔装置的打孔工艺，其特征在于：

S1：将板材固定于机架，且板材的上端斜面呈左高右低；

S2：固定上调节环和中调节环，允许钻头、上调节环、中调节环和下调节环随引导筒向下移动，至适配杆左端与板材的斜面接触后，引导筒、钻头、上调节环、中调节环和下调节环继续向下移动至引导筒与适配杆的铰接位置和板材接触；

S3：将引导筒固定于机架，向下顶推上调节环，促使适配杆右端向下转动至与板材的斜面贴合，上调节环与中调节环向下移动挤压压簧压缩第一预设距离；

S4：将中调节环与下调节环固定连接后解除上调节环与中调节环的固定连接，中调节环和下调节环在压簧的顶推下向上移动第二预设距离，且第一预设距离和第二预设距离的差值为板材斜面与水平面夹角的正切值和钻头的直径的乘积；

S5：驱动件驱动钻杆转动，使钻头在自身重力和压簧的弹力作用下向下钻进板材内，且压簧的弹力在钻头完全进入板材后完全释放。

本发明的有益效果是：本发明的适用于家具板材的高效打孔装置利用压簧为钻头提供下压力，且通过下压上调节环使得压簧压缩第一预设距离，后允许中调节环向上移动第二预设距离，使得压簧的压缩量为第一预设距离和第二预设距离的差值，且第二预设距离的值可通过改变调节件的位置进行调整，使得压簧的压缩量为板材斜面与水平面夹角的正切值和钻头的直径的乘积，进而使钻头在从开始进入到完全进入板材的过程中压簧始终对钻头具有向下顶推的力，帮助钻头完全进入板材，且在钻头完全进入板材后，压簧舒张至初始状态，失去对钻头的顶推，避免钻头在板材内卡死。

进一步地，通过改变调节件的长度，以适配不同直径的钻头，保证钻头在压簧的压力促使下进入板材，并在钻头完全进入板材后，压簧恰好舒张至初始状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的适用于家具板材的高效打孔装置的实施例整体结构示意图；

图2为本发明的适用于家具板材的高效打孔装置的实施例整体结构正视图；

图3为本发明的适用于家具板材的高效打孔装置的实施例整体结构俯视图；

图4为图3中A-A向剖视图；

图5为本发明的适用于家具板材的高效打孔装置的实施例中适配杆与板材上端斜面贴合状态示意图；

图6为本发明的适用于家具板材的高效打孔装置的实施例中部分结构爆炸示意图；

图7为本发明的适用于家具板材的高效打孔装置的实施例中上调节环结构示意图；

图8为本发明的适用于家具板材的高效打孔装置的实施例中中调节环结构示意图；

图9为本发明的适用于家具板材的高效打孔装置的实施例中下调节环结构示意图；

图10为本发明的适用于家具板材的高效打孔装置的实施例中调节件结构示意图；

图11为本发明的适用于家具板材的高效打孔装置的实施例中部分结构示意图；

图中：11、固定柱；12、限位凸起；13、操作台面；14、底盘；15、支脚；16、板材；17、钻杆；172、配重块；173、压簧；174、钻头；19、引导筒；191、第五滑槽；192、第一铰接杆；20、上调节环；201、上杆；202、固定杆；203、第一滑槽；205、限位杆；21、中调节环；211、滑板；212、压板；213、止转柱；22、下调节环；221、下杆；222、连接柱；223、第二滑槽；225、限位挡片；23、适配杆；231、第三滑槽；232、铰接孔；233、第四滑槽；24、调节件；241、铰接座；242、滑柱。

具体实施方式

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的一种适用于家具板材的高效打孔装置的实施例，用于在板材16的斜面的上打竖直孔，如图1至图11所示，包括机架、引导筒19、钻杆17、上调节环20、中调节环21、下调节环22、适配杆23和调节件24，

板材16固定于机架，且待打孔的斜面呈左高右低；

引导筒19竖直且上下滑动安装于机架，钻杆17可转动且上下滑动地安装于引导筒19内，且钻杆17下端设置有钻头174，钻杆17和钻头174均与引导筒19同轴；

上调节环20、中调节环21和下调节环22从上往下依次套于引导筒19外，且均可相对于引导筒19上下滑动，并在引导筒19的限制下不可转动；上调节环20与下调节环22之间通过竖直延伸的伸缩套杆连接；中调节环21内设置有延伸至引导筒19内的压板212，压板212位于钻头174上方，且与钻头174之间设置有压簧173；

适配杆23左右延伸，上调节环20外设置有限位杆205，限位杆205左右滑动安装于适配杆23的右端部，具体地，限位杆205包括竖直段和与竖直段下端固定连接的水平段，竖直段上端与上调节环20右侧连接，水平段沿前后方向延伸，且滑动安装于适配杆23的右端部；调节件24左端滑动安装于适配杆23的左端部，引导筒19下端左侧绕前后延伸的转轴铰接于适配杆23，且铰接位置位于限位杆205和调节件24之间；

伸缩套杆下端绕前后延伸的转轴铰接于调节件24右端，且调节件24在伸缩套杆下端向上移动至与调节件24位于同一水平面后阻碍伸缩套杆下端继续向上移动；

初始状态下上调节环20与中调节环21固定连接，适配杆23左端与板材16的斜面接触后，引导筒19、钻头174、上调节环20、中调节环21和下调节环22继续向下移动至引导筒19与适配杆23的铰接位置和板材16接触，且在向下顶推上调节环20，促使适配杆23右端向下转动至与板材16的斜面贴合，进而使上调节环20与中调节环21向下移动挤压压簧173压缩第一预设距离；将中调节环21与下调节环22固定连接后解除上调节环20与中调节环21的固定连接，中调节环21和下调节环22在压簧173的顶推下向上移动第二预设距离，使得压簧173的压缩量减少第二预设距离，第二预设距离为调节件24的长度乘以板材16斜面与水平面夹角的正切值，通过计算确定调节件24的长度，使得第一预设距离和第二预设距离的差值为板材16斜面与水平面夹角的正切值和钻头174的直径的乘积(即钻头174从一侧与板材16接触到下端面与板材16完全接触的过程中钻头174向下进给的位移)，进而使钻头174在从开始进入到完全进入板材16的过程中压簧173始终对钻头174具有向下顶推的力，帮助钻头174完全进入板材16，且在钻头174完全进入板材16后，压簧173舒张至初始状态，失去对钻头174的顶推，避免钻头174在板材16内卡死。

在本实施例中，适配杆23上设置有铰接孔232、第三滑槽231和第四滑槽233，第三滑槽231和第四滑槽233均沿适配杆23长度方向延伸，且第三滑槽231位于适配杆23的右端部，限位杆205滑动安装于第三滑槽231，第四滑槽233位于适配杆23的左端部，铰接孔232位于第三滑槽231和第四滑槽233之间。

在本实施例中，伸缩套杆下端设置有限位挡片225，调节件24的长度可调，并在延伸或收缩至合适长度后用螺栓固定；调节件24的左端设置有前后延伸的滑柱242，滑柱242安装于第四滑槽233，调节件24的右端设置有铰接座241，铰接座241绕前后延伸的转轴铰接于伸缩套杆下端，且右端与伸缩套杆的铰接位置位于限位挡片225上侧，限位挡片225阻碍伸缩套杆下端越过与调节件24的水平位置继续向上移动，并允许伸缩套杆的下端越过与调节件24的水平位置继续向下移动。

在本实施例中，引导筒19外圆周设置有竖直延伸的第五滑槽191，中调节环21与压板212通过穿过第五滑槽191的止转柱213连接，止转柱213限制中调节环21绕引导筒19转动；中调节环21外圈设置有多个竖直延伸的滑板211，上调节环20内壁设置有与滑板211对应的第一滑槽203，下调节环22内壁设置有与滑板211对应的第二滑槽223，滑板211上端和下端分别位于第一滑槽203和第二滑槽223，以允许上调节环20和下调节环22上下滑动，并限位上调节环20和下调节环22绕引导筒19转动，且在上调节环20和中调节环21固定连接时，用螺栓连接上调节环20和安装于第一滑槽203的滑板211，在中调节环21和下调节环22固定连接时，用螺栓连接下调节环22和安装于第二滑槽223的滑板211。

在本实施例中，伸缩套杆包括均竖直延伸的上杆201和下杆221，上杆201上端通过水平延伸的固定杆202与上调节环20连接，下端与下杆221上下滑动连接，下杆221通过水平延伸的连接柱222与下调节环22连接，且下杆221的下端部与调节件24的右端铰接，限位挡片225固定安装于下杆221的下端。

在本实施例中，引导筒19外圈设置有前后延伸的第一铰接杆192，第一铰接杆192铰接于适配杆23，且与伸缩套杆共面，并与下杆221和调节件24的铰接位置共线，第一铰接杆192与引导筒19的内圈相切，调节件24的长度为限位杆205与钻头174右侧面在水平方向上的间距。

在本实施例中，钻杆17上设置有配重块172，以使钻杆17在重力作用下向下移动，一种适用于家具板材的高效打孔装置还包括驱动件，驱动件安装于机架，且驱动钻杆17转动并允许钻杆17向下移动。

在本实施例中，机架包括底盘14、操作台面13和固定柱11，底盘14通过下端面设置的多个支脚15放置于地面，操作台面13固定于底盘14上方，操作台面13上设置有限位凸起12，以便于板材16定位，且操作台面13和底盘14中部均设置有通孔，以避免损坏钻头174。固定柱11竖直延伸，且下端固定于底盘14，上端设置有横梁，横梁用于支撑引导筒19，并允许引导筒19上下滑动。

本发明的一种适用于家具板材的高效打孔装置在使用时，先将将板材16固定于操作台面13，且板材16的上端斜面呈左高右低；固定上调节环20和中调节环21，允许钻头174、上调节环20、中调节环21和下调节环22随引导筒19向下移动，至适配杆23左端与板材16的斜面接触后，引导筒19、钻头174、上调节环20、中调节环21和下调节环22继续向下移动至第一铰接杆192和板材16接触；将引导筒19固定于机架，向下顶推上调节环20，促使适配杆23右端向下转动至与板材16的斜面贴合，上调节环20与中调节环21向下移动挤压压簧173压缩第一预设距离；将引导筒19固定于机架，向下顶推上调节环20，促使适配杆23右端向下转动至与板材16的斜面贴合，上调节环20与中调节环21向下移动挤压压簧173压缩第一预设距离；将中调节环21与下调节环22固定连接后解除上调节环20与中调节环21的固定连接，中调节环21和下调节环22在压簧173的顶推下向上移动第二预设距离，通过计算确定调节件24的位置，使得第一预设距离和第二预设距离的差值为板材16斜面与水平面夹角的正切值和钻头174的直径的乘积，进而在驱动件驱动钻杆17转动使钻头174从开始进入到完全进入板材16的过程中压簧173始终对钻头174具有向下顶推的力，使钻头174在自身重力和压簧173的弹力作用下向下钻进板材16内，且在钻头174完全进入板材16后，压簧173舒张至初始状态，失去对钻头174的顶推，避免钻头174在板材16内卡死。

本发明的一种适用于家具板材的高效打孔装置的打孔工艺，包括：

S1：将板材16固定于机架，且板材16的上端斜面呈左高右低；

S2：固定上调节环20和中调节环21，允许钻头174、上调节环20、中调节环21和下调节环22随引导筒19向下移动，至适配杆23左端与板材16的斜面接触后，引导筒19、钻头174、上调节环20、中调节环21和下调节环22继续向下移动至引导筒19与适配杆23的铰接位置和板材16接触；

S3：将引导筒19固定于机架，向下顶推上调节环20，促使适配杆23右端向下转动至与板材16的斜面贴合，上调节环20与中调节环21向下移动挤压压簧173压缩第一预设距离；

S4：将中调节环21与下调节环22固定连接后，解除上调节环20与中调节环21的固定连接，中调节环21和下调节环22在压簧173的顶推下向上移动第二预设距离，且第一预设距离和第二预设距离的差值为板材16斜面与水平面夹角的正切值和钻头174的直径的乘积；

S5：驱动件驱动钻杆17转动，使钻头174在自身重力和压簧173的弹力作用下向下钻进板材16内，且压簧173的弹力在钻头174完全进入板材16后完全释放。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。