[發(fā)明專利]一種傾角偏心一體精密銑孔裝置及銑孔方法

有效

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• 申請日: 2020-04-17
• 公開（公告）號: CN111390251B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳濤;肖輝;王昌紅;王勇勝;宋立星
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱創(chuàng)沃銘機電科技有限公司
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

一種傾角偏心一體精密銑孔裝置及銑孔方法，屬于銑削制孔加工技術(shù)領(lǐng)域，該裝置具體包括：進給機構(gòu)、壓腳機構(gòu)、主軸定位機構(gòu)、前支座機構(gòu)、傾角偏心一體機構(gòu)、后支座機構(gòu)、滑環(huán)機構(gòu)。本發(fā)明結(jié)合偏心螺旋銑和傾角螺旋銑的各自優(yōu)點，將偏心與傾角設(shè)計成一體機構(gòu)，可滿足傾角銑孔、偏心銑孔、先偏心后傾角銑孔和先傾角后偏心銑孔的加工要求。本發(fā)明解決了碳纖維增強復(fù)合材料/鈦合金疊層材料制孔時碳纖維增強復(fù)合材料易出現(xiàn)分層和毛刺、鈦合金出現(xiàn)飛邊、以及碳纖維增強復(fù)合材料/鈦合金疊層材料加工參數(shù)難以匹配導(dǎo)致的制孔精度不一致等問題，有效提高了碳纖維增強復(fù)合材料/鈦合金疊層材料的制孔精度和加工效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及銑削制孔加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種傾角偏心一體精密銑孔裝置及銑孔方法。

背景技術(shù)

碳纖維增強復(fù)合材料(CFRP)與鈦合金構(gòu)成的疊層材料，綜合了碳纖維增強復(fù)合材料(CFRP)及鈦合金的輕質(zhì)和高強度等優(yōu)異特性，在航空制造業(yè)得到廣泛應(yīng)用。飛機裝配是飛機制造過程中的重要環(huán)節(jié)，對飛機整體安全性能和使用壽命有顯著影響，而飛機裝配安裝孔的加工又與飛機裝配精度有著直接關(guān)系。對于碳纖維增強復(fù)合材料(CFRP)/鈦合金疊層材料，碳纖維增強復(fù)合材料(CFRP)易出現(xiàn)分層和撕裂缺陷，鈦合金強度高且熱導(dǎo)率低，二者材料性能的差異導(dǎo)致碳纖維增強復(fù)合材料(CFRP)/鈦合金疊層材料制孔質(zhì)量難以保證，因此限制了碳纖維增強復(fù)合材料(CFRP)/鈦合金疊層材料在航空制造業(yè)的推廣與應(yīng)用。

為了達到碳纖維增強復(fù)合材料(CFRP)/鈦合金疊層材料制孔的精度要求，傳統(tǒng)工藝加工一個孔需要鉆、擴和多次鉸削加工，不僅制孔效率低、自動化程度低、勞動強度大，而且由于需要鉆、擴和多次鉸削加工，制一個孔需要大量的加工刀具，經(jīng)濟效益差。螺旋銑孔是近年來針對鈦合金、碳纖維增強復(fù)合材料(CFRP)等典型難加工材料制孔加工的興起的新技術(shù)。因其切削力小、制孔質(zhì)量高以及加工效率高，已成為碳纖維增強復(fù)合材料(CFRP)/鈦合金疊層材料一體化制孔的關(guān)鍵技術(shù)。

螺旋銑孔設(shè)備的研發(fā)促進了螺旋銑孔技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。目前公開的螺旋銑裝置相比傳統(tǒng)機床加工改善了螺旋銑加工環(huán)境，使操作更加便捷。但因碳纖維增強復(fù)合材料(CFRP)/鈦合金疊層材料工藝參數(shù)匹配困難、加工質(zhì)量要求高、加工孔深度等問題，現(xiàn)有的裝置仍無法有效的解決上述困難。因此，需要一種更加智能創(chuàng)新的加工工藝或裝置以實現(xiàn)碳纖維增強復(fù)合材料(CFRP)/鈦合金疊層材料高精度、高效率、高質(zhì)量的一體化制孔加工。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對螺旋銑孔裝置在加工疊層材料時較易出現(xiàn)材料毛刺和分層，導(dǎo)致疊層加工的兩種材料的加工孔精度不一致的問題，提供一種傾角偏心一體精密銑孔裝置及銑孔方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種傾角偏心一體精密銑孔裝置，包括傾角偏心一體機構(gòu)，所述傾角偏心一體機構(gòu)包括力矩電機、外偏心筒、前擋塊、前向心支撐環(huán)、前傾角偏心筒、電主軸、滑鍵、固定螺紋套、后擋塊、后向心支撐環(huán)、后傾角偏心筒、電機固定軸和角度檢測傳感器；所述電主軸設(shè)置在前向心支撐環(huán)和后向心支撐環(huán)的環(huán)內(nèi)，所述前向心支撐環(huán)安裝在前傾角偏心筒內(nèi)，所述后向心支撐環(huán)安裝在后傾角偏心筒內(nèi)，所述前擋塊固定在前傾角偏心筒的后端，所述后擋塊固定在后傾角偏心筒的前端，所述前傾角偏心筒安裝在外偏心筒內(nèi)部前端并通過滑鍵與固定螺紋套連接，所述固定螺紋套與外偏心筒螺紋連接，所述后傾角偏心筒安裝在外偏心筒的內(nèi)部后端，所述力矩電機的內(nèi)圈固定在電機固定軸上，所述電機固定軸固定在后傾角偏心筒上，所述力矩電機的外圈固定在外偏心筒上，所述角度檢測傳感器安裝在電機固定軸上。

所述的傾角偏心一體精密銑孔裝置的銑孔方法，步驟如下：

a)開機上電，裝置各機構(gòu)原點復(fù)位；

b)選擇制孔方式：傾角加工、偏心加工、先傾角后偏心加工或先偏心后傾角加工；

c)根據(jù)制孔方式輸入偏心加工或傾角加工參數(shù)：公轉(zhuǎn)速度、電主軸轉(zhuǎn)速和進給速度，輸入制孔數(shù)量，輸入制孔的孔徑和孔深；