可移動式大孔徑配鉆裝備設計

苗新芳　劉建啟　宋玉慶

【摘 要】由于結構及工藝性限制，在軌道車輛等機械制造行業存在需在高板厚、硬材質上進行較大孔徑現車配鉆作業的工序，而使用傳統工具（如風鉆、電鉆等）操作費時費力、勞動效率較低，同時施工區域有時難以施力、作業環境較差。本文以軌道車輛上扶手配鉆的大孔徑底孔為研究對象，根據其結構特點進行可移動式大孔徑配鉆裝備結構設計，為后續類似結構的施工工藝提供了一種新思路。

【關鍵詞】可移動 大孔徑 裝備設計

1 引言

目前，由于結構及工藝性限制，在軌道車輛等機械制造行業存在需在高板厚、硬材質上進行較大

孔徑現車配鉆作業的工序，而使用傳統工具（如風鉆、電鉆等）操作費時費力、勞動效率較低，同時施工區域有時難以施力、作業環境較差。針對以上情況，設計一種可移動、可伸縮的大孔徑配鉆設備，實現以設備代替人力實現鉆孔攻絲作業，達到改善作業條件、提高作業效率的目的。

2 扶手底孔結構分析

軌道車輛車內座椅扶手與頂板連接處為M12螺栓連接，且需在內裝施工后進行現車配鉆，頂板后方為鋁包鐵結構，鉆孔位置距離地板面約2000mm，現車鉆孔攻絲較為困難，施工時難以施力，如圖1所示。

3 專用設備設計

3.1 功能需求

（1）車內扶手需配鉆位置較多，該設備應為可移動式。（2）需配鉆位置需滿足精確定位，設備應具備在橫縱雙方向精確可調能力。（3）頂板位置較高，因此設備強度要求較高，以避免在鉆削過程的反作用力引起鉆頭與待作業面發生傾斜。

3.2 模塊組成

該專用設備由底部支架、平面調節機構、電機、升降裝置和鉆孔設備五部分組成，結構如圖2所示。

3.3 結構設計

3.3.1 底部支架設計

底部支架底部為萬向輪+定向輪結構，整體骨架采用為鋁型材焊接結構，其高度調節功能通過定位銷配套伸縮式可調結構實現，可滿足整機1200mm至2100mm的調節范圍需求。

3.3.2 平面調節結構設計

平面調節機構安裝在支架上，采用疊加平臺設計，各平臺與安裝面之間采用燕尾槽型結構連接，通過手柄和絲桿副實現平臺在橫向、縱向兩方面直線調整，滿足整機不動條件下上部鉆孔設備位置調整的需要，從而實現最小精度1mm的精確定位要求。

3.3.3 電機結構設計

電機采用正反轉異步電機，使用可拆卸連接固定在底部支架上，輸出端與升降機構相連，通過絲桿傳動為鉆孔設備升降裝置的動作提供動力，實現鉆孔設備的進給作業。

3.3.4 升降裝置設計

鉆孔設備升降裝置采用絲桿結構，其一端固定在調節機構上，通過絲桿帶動整體裝置升降，同時根據試驗結果在兩側分別增加大直徑空心導向柱，并在鉆孔設備升降裝置上配合位置焊接導向套，保證鉆孔時整機穩定性和導向性，同時提高整機強度。

3.3.5鉆孔設備設計

電鉆采用具備啟動自鎖功能電鉆，預先通過緊固件固定在升降裝置下方，其鉆頭部分通過預留在鉆孔設備升降裝置上表面的通過孔伸出。

使用時，將整機移至待鉆孔區域附近，調節底座高度，使用升降裝置使得鉆頭接近待鉆區域，并通過平面調節機構進行對正作業，而后進行鉆孔攻絲作業。

4 效果對比

經現場跟蹤寫實，每輛車共計24個M12的絲孔需現車配鉆，前期共需2人配合約6小時方可完成施工，現使用該專用設備后僅需1人0.5小時即可完成，同時絲孔垂直無傾斜、施工質量較高。

5 結語

本文以軌道車輛扶手鉆孔為研究對象，分析了其結構，并根據其結構特點，設計可移動式大孔徑配鉆裝備，該裝備具備可移動、可調節、操作簡單、精度高等優勢，縮短了現車安裝時間，減少了生產周期，為后續類似結構的安裝工藝改進提供了一種新思路。

參考文獻：

[1]魏海波，孫清，林喆，關欣.精度玻璃立式數控鉆孔設備及其控制系統的研究[J].機械設計與制造2015.2：173-176.