[發(fā)明專利]在線調(diào)整制孔孔徑的制孔裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310604032.8
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103659403A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張云志;劉建東;鄒方;蔣倩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空制造工程研究所
• 主分類號: B23Q5/04
• 分類號: B23Q5/04;B23Q11/00;B23Q5/40;B23B19/02;B23Q1/25
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 趙燕力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于數(shù)字化裝配的自動化制孔技術(shù)，尤其涉及一種在線調(diào)整制孔孔徑的制孔裝置。

背景技術(shù)

隨著航空產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，為了有效提高飛機(jī)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，減輕飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量，降低飛機(jī)能耗，飛機(jī)上大量使用由鋁合金、鈦合金、碳纖維復(fù)合材料等構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)。目前，我國的飛機(jī)裝配制造業(yè)基本上還是普遍采用傳統(tǒng)的手工制孔工藝，即采用普通電鉆（或氣鉆）配以硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行制孔。這種現(xiàn)有的制孔方式存在諸多缺陷：（1）一把刀具只能制一種直徑的孔，針對不同的加工孔徑，需要選用相應(yīng)直徑的刀具進(jìn)行加工；當(dāng)在一個加工區(qū)域有多個加工孔徑的要求時，就要求操作者頻繁更換刀具，勢必會影響到加工效率；（2）操作工人在加工過程中完全依靠鉆機(jī)向下的推力將工件的中心區(qū)域材料擠出來去除，鉆頭所承受的Z向力很大，當(dāng)加工鈦合金、碳纖維復(fù)合材料等難加工材料時，刀具會快速磨損失效；（3）切屑為卷曲麻花狀，在加工鈦合金、碳纖維復(fù)合材料等難加工材料時，需要經(jīng)過鉆、擴(kuò)、鉸多道組合工序加工和設(shè)置多個換刀環(huán)節(jié)，不僅制孔效率低、勞動強(qiáng)度大，而且經(jīng)濟(jì)效益差；（4）傳統(tǒng)鉆孔加工過程是一個連續(xù)的切削過程，刀刃始終與工件相接觸，接觸面溫度很高，同時連續(xù)的切削過程使溫度不斷累積，不僅加速了刀具的磨損失效，也導(dǎo)致加工表面質(zhì)量下降；（5）傳統(tǒng)鉆孔加工時切屑從鉆頭狹槽中排出，切屑與已加工孔的表面有直接接觸時，加工表面會被劃傷，另外，排屑速度慢，又影響了孔的表面質(zhì)量。由于傳統(tǒng)鉆孔工藝制孔精度差，無法保證孔的表面質(zhì)量，制孔效率低，生產(chǎn)成本高，因此已不再適用于飛機(jī)制造業(yè)。

偏心制孔技術(shù)采用了完全不同的加工方式，是由刀具的自轉(zhuǎn)和刀具繞孔中心的公轉(zhuǎn)兩個運(yùn)動復(fù)合而成，其特點是刀具直徑小于孔直徑，刀具在高速旋轉(zhuǎn)的同時繞孔的中心作螺旋線進(jìn)給運(yùn)動，刀具切削刃間歇地切削材料完成孔的加工；這種特殊的運(yùn)動方式和特點決定了偏心制孔的優(yōu)勢：（1）刀具中心的軌跡是偏心螺旋線而非直線，即刀具中心不再與所加工孔的中心重合，且刀具的直徑與孔的直徑不一樣，這突破了傳統(tǒng)鉆孔技術(shù)中一把刀具加工同一直徑孔的限制，實現(xiàn)了用單一刀具加工出系列直徑的孔，這不僅減少了更換刀具所需要的輔助時間，提高了加工效率，同時也大大減少了存刀數(shù)量和種類，降低了加工成本；（2）偏心制孔的銑削過程中，由于刀具直徑小于孔的直徑，刀具自轉(zhuǎn)的同時又繞孔的中心公轉(zhuǎn)，刀具與孔壁之間有一定的空間，且刀刃并不是始終與工件相接觸，有利于刀具的散熱、斷屑及排屑，從而降低了刀具切削力、降低了因溫度累積而造成刀具磨損失效，延長了刀具使用壽命；（3）與傳統(tǒng)鉆孔相比，在制孔過程中對刀具的冷卻方式有了很大的改進(jìn)，整個制孔過程可以采用微量潤滑甚至空冷方式來實現(xiàn)冷卻，是一個綠色環(huán)保的過程；（4）偏心加工的方式使得切屑不再是卷曲麻花狀，而是粉末狀，有足夠的空間從孔槽由真空吸屑管排出，排屑方式不再是影響孔質(zhì)量的主要因素；（5）偏心制孔具有較小的制孔軸向力，可減少金屬材料毛刺形成，在加工復(fù)合材料時，可以抑制復(fù)合材料的分層現(xiàn)象。鑒于偏心制孔良好的制孔特性，尤其針對航空制造業(yè)大量使用的鈦合金、碳纖維復(fù)合材料等輕質(zhì)難加工材料以及疊層結(jié)構(gòu)，偏心制孔在飛機(jī)制造行業(yè)得到了推廣和應(yīng)用，由此，出現(xiàn)了許多自動化的偏心制孔（螺旋銑孔）設(shè)備。

但是，現(xiàn)有的偏心制孔設(shè)備也存在缺點和不足，例如：不具備在線調(diào)整制孔孔徑的能力；在加工過程中需要調(diào)整制孔孔徑時必須停止加工（停車），然后調(diào)整偏心距并固定該偏心距，之后才能繼續(xù)進(jìn)行加工，影響生產(chǎn)效率。現(xiàn)有偏心制孔設(shè)備無法加工錐形孔。現(xiàn)有偏心制孔設(shè)備沒有主軸線纜防纏繞措施，這使整個制孔設(shè)備和生產(chǎn)降低了穩(wěn)定性和安全性。

由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗與實踐，提出一種在線調(diào)整制孔孔徑的制孔裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種在線調(diào)整制孔孔徑的制孔裝置，以實現(xiàn)在線調(diào)整制孔孔徑，進(jìn)一步提高制孔效率。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種在線調(diào)整制孔孔徑的制孔裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)錐形孔加工。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種在線調(diào)整制孔孔徑的制孔裝置，設(shè)置主軸線纜防纏繞機(jī)構(gòu)，以提高整個制孔裝置的穩(wěn)定性和安全性。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種在線調(diào)整制孔孔徑的制孔裝置；所述制孔裝置由偏心制孔機(jī)頭組件、偏心頭進(jìn)給平臺組件、孔徑調(diào)整驅(qū)動組件、主軸線纜防纏繞組件、和壓腳組件構(gòu)成；

所述偏心頭進(jìn)給平臺組件包括有進(jìn)給滑臺底座和底座上設(shè)置的進(jìn)給驅(qū)動電機(jī)，進(jìn)給驅(qū)動電機(jī)連接于一進(jìn)給絲杠，進(jìn)給絲杠通過螺母座連接一進(jìn)給滑臺，該進(jìn)給滑臺滑設(shè)于與絲杠平行設(shè)置的直線滑軌上；