[發明專利]偏心量機械正交在線調整軌跡的制孔裝置

有效

• 申請號: 201410171111.9
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103949702A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 鄒方
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京航空制造工程研究所
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00;B23Q5/10
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 趙燕力

技術領域

本發明是關于自動化制孔技術，尤其涉及一種偏心量機械正交在線調整軌跡的制孔裝置。

背景技術

制孔技術是航空制造領域的關鍵基礎工藝，直接影響著飛機的裝配效率和裝配質量。在飛機裝配中，尤其在大部件對接區，有許多直徑大、夾層厚、復合疊層的孔需要加工，傳統的方法是采用大功率進給鉆大直徑的刀具，制孔質量低，效率低。特別遇到金屬加復合材料的疊層結構，極易造成分層疲裂。刀具磨損極快。

國外對“以銑代鉆”的制孔工藝的研究起步較早，Eric?Whinnem闡述了螺旋軌跡制孔技術的發展及其在波音飛機上的應用；Wangyang?Ni研究了螺旋軌跡的加工機理，并在動力學方面取得了一定的進展；R.Iyer等人對螺旋軌跡制孔刀具的壽命進行了研究。在2000年由瑞典的Novator推出了便攜式螺旋軌跡制孔裝置，已經應用到空客和波音公司的飛機裝配制孔中，取得了較好的效果。

國內對偏心制孔的研究起步較晚，天津大學在螺旋軌跡制孔的動力學研究方面做了一些探索，建立了偏心制孔加工過程的銑削力和力矩模型，并制造出了物理樣機，但這些裝置，只能實現偏心量的離線調整(即機器停止運轉，手動調整刀具軸線偏心量并固定這個偏心量后再啟動機器工作)，制孔主軸在運轉時，是不能調整的。這樣極大地限制了軌跡制孔的靈活性。

現有的螺旋軌跡制孔方式，其偏心量調整一般采用離線，即離線調整完內外偏心套的偏心量后，將內外偏心套相對位置鎖死或內外偏心套等速轉動，實現等直徑的制孔，該方式由于無法實現主軸運轉時偏心量的調整，故無法加工錐孔等異形孔；另一種方式可通過內外偏心套差速轉動的方式實現偏心量的調整，但這種方式會存在以下問題：

1.調整具有復雜的非線性，調整算法復雜；

2.調整靠電氣控制方式來保證，可靠性差，易失控；

3.必須有內外偏心套的位置、速度實時反饋裝置，對控制系統要求高；

4.控制精度不高，調整精度差，難以實現高質量孔的加工要求。

由此，本發明人憑借多年從事相關行業的經驗與實踐，提出一種偏心量機械正交在線調整軌跡的制孔裝置，以克服現有技術的缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種偏心量機械正交在線調整軌跡的制孔裝置，以解決現有螺旋軌跡制孔裝置中偏心量在線調整控制算法復雜、在線調整可靠性差、對控制系統要求高、調整精度差等一系列問題。

本發明的另一目的在于提供一種偏心量機械正交在線調整軌跡的制孔裝置，以實現在線調整制孔孔徑，進一步提高制孔效率，提高螺旋軌跡制孔的應用空間。

本發明的又一目的在于提供一種偏心量機械正交在線調整軌跡的制孔裝置，實現了偏心量機械正交在線調整，具有偏心量調整高實時性、高精度、高可靠性等特點，對控制系統性能要求低，降低系統成本，且控制容易、便于數控編程。

本發明的目的是這樣實現的，一種偏心量機械正交在線調整軌跡的制孔裝置；所述制孔裝置包括一機殼，機殼內轉動地設有一外偏心套；外偏心套中轉動地設有一內偏心套；一電主軸轉動地設置在所述內偏心套中；所述電主軸前端固定連接一刀具；所述內偏心套的外輪廓軸線與外偏心套的內輪廓軸線重合，內偏心套的內、外輪廓軸線具有間距；

一公轉伺服電機固定安裝在機殼上，該公轉伺服電機通過帶傳動機構驅動所述外偏心套轉動；

所述外偏心套后部連接一外調整套筒，內偏心套后部連接一內調整套筒；所述內、外調整套筒的筒壁之間滑動地設置有一內、外壁分別設有螺旋軌道的移動套筒，所述移動套筒的內、外壁上的螺旋軌道旋向相反；所述內調整套的外壁設有與移動套筒內壁的螺旋軌道相同的螺旋軌道；所述外調整套的內壁設有與移動套筒外壁的螺旋軌道相同的螺旋軌道；所述移動套筒的外端設有環形卡槽；一U形撥叉的U形開口卡設在所述環形卡槽中，該U形撥叉的另一端固定有一螺母；所述螺母設置在一絲杠上，所述絲杠與機殼軸向平行地設置在機殼上并與一調整電機連接；

所述機殼前端軸向設有一銷軸；所述電主軸的外殼固定設有一防轉支架，該防轉支架的一端設有一長槽孔，該長槽孔與所述銷軸滑動連接。

在本發明的一較佳實施方式中，所述內調整套筒和外調整套筒均與內偏心套的外輪廓軸線同軸設置。

在本發明的一較佳實施方式中，所述帶傳動機構包括固定設置在公轉伺服電機上的小同步齒形帶輪、固定設置在外偏心套上的大同步齒形帶輪和聯結在大小帶輪之間的同步齒形帶。

在本發明的一較佳實施方式中，所述防轉支架的另一端設有一套環體，所述套環體固定套設在電主軸的外殼上。