[發明專利]一種傾角偏心一體精密銑孔裝置及銑孔方法

有效

• 申請號: 202010307811.1
• 申請日: 2020-04-17
• 公開（公告）號: CN111390251B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 陳濤;肖輝;王昌紅;王勇勝;宋立星
• 申請（專利權）人: 哈爾濱創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領域，該裝置具體包括：進給機構、壓腳機構、主軸定位機構、前支座機構、傾角偏心一體機構、后支座機構、滑環機構。本發明結合偏心螺旋銑和傾角螺旋銑的各自優點，將偏心與傾角設計成一體機構，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。本發明解決了碳纖維增強復合材料/鈦合金疊層材料制孔時碳纖維增強復合材料易出現分層和毛刺、鈦合金出現飛邊、以及碳纖維增強復合材料/鈦合金疊層材料加工參數難以匹配導致的制孔精度不一致等問題，有效提高了碳纖維增強復合材料/鈦合金疊層材料的制孔精度和加工效率。

技術領域

本發明涉及銑削制孔加工技術領域，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

碳纖維增強復合材料(CFRP)與鈦合金構成的疊層材料，綜合了碳纖維增強復合材料(CFRP)及鈦合金的輕質和高強度等優異特性，在航空制造業得到廣泛應用。飛機裝配是飛機制造過程中的重要環節，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系。對于碳纖維增強復合材料(CFRP)/鈦合金疊層材料，碳纖維增強復合材料(CFRP)易出現分層和撕裂缺陷，鈦合金強度高且熱導率低，二者材料性能的差異導致碳纖維增強復合材料(CFRP)/鈦合金疊層材料制孔質量難以保證，因此限制了碳纖維增強復合材料(CFRP)/鈦合金疊層材料在航空制造業的推廣與應用。

為了達到碳纖維增強復合材料(CFRP)/鈦合金疊層材料制孔的精度要求，傳統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，經濟效益差。螺旋銑孔是近年來針對鈦合金、碳纖維增強復合材料(CFRP)等典型難加工材料制孔加工的興起的新技術。因其切削力小、制孔質量高以及加工效率高，已成為碳纖維增強復合材料(CFRP)/鈦合金疊層材料一體化制孔的關鍵技術。

螺旋銑孔設備的研發促進了螺旋銑孔技術的發展與應用。目前公開的螺旋銑裝置相比傳統機床加工改善了螺旋銑加工環境，使操作更加便捷。但因碳纖維增強復合材料(CFRP)/鈦合金疊層材料工藝參數匹配困難、加工質量要求高、加工孔深度等問題，現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新的加工工藝或裝置以實現碳纖維增強復合材料(CFRP)/鈦合金疊層材料高精度、高效率、高質量的一體化制孔加工。

發明內容

本發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材料毛刺和分層，導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。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種傾角偏心一體精密銑孔裝置，包括傾角偏心一體機構，所述傾角偏心一體機構包括力矩電機、外偏心筒、前擋塊、前向心支撐環、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、后傾角偏心筒、電機固定軸和角度檢測傳感器；所述電主軸設置在前向心支撐環和后向心支撐環的環內，所述前向心支撐環安裝在前傾角偏心筒內，所述后向心支撐環安裝在后傾角偏心筒內，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部后端，所述力矩電機的內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，裝置各機構原點復位；

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