[發明專利]一種螺旋銑執行器

有效

• 申請號: 202110343999.X
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113084535B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 柯映林;李文波;柯臻錚
• 申請（專利權）人: 杭州艾美依航空制造裝備有限公司
• 主分類號: B23Q1/01
• 分類號: B23Q1/01;B23Q3/08;B23Q5/36;B23Q5/40;B23Q11/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明公開了一種螺旋銑執行器，其特征在于，包括：底座和刀具；進給機構，置于底座上，用于帶動刀具做進給運動；擺動機構，置于進給機構上，用于帶動刀具做圓弧擺動；偏心調節機構，用于控制刀具的徑向偏置距離，包括內偏心套筒、通過滑動連接件與內偏心套筒連接的內軸筒和置于內偏心套筒外的外偏心套筒、與外偏心套筒固定的外軸筒；所述內偏心套筒和外偏心套筒的內、外輪廓的軸線均采用偏置設計；轉軸驅動機構，用于帶動刀具做旋轉運動，包括主軸套筒、電主軸、驅動外軸筒旋轉的外偏心驅動組件和驅動內軸筒旋轉的內偏心驅動組件。

技術領域

本發明涉及飛機數字化裝配自動化制孔領域，特別是涉及一種螺旋銑執行器。

背景技術

伴隨新時期航空制造領域的迅速發展，碳纖維復合材料(CFRP)與金屬合金材料疊層結構在飛機制造過程中應用占比越來越大，為了克服傳統鉆削產生的質量缺陷，螺旋銑作為一種新的制孔技術應運而生。相較于傳統鉆削，它具有切削軸向力小、排屑方便、切削溫度低等優點，可以有效解決CFRP分層、毛刺和撕裂以及合金材料出口毛刺等制孔缺陷問題，因此得到了航空制造領域的高度重視。

螺旋銑孔技術是一種“以銑代鉆”的斷續切削制孔技術，其刀具中心軌跡是螺旋線，即刀具采用螺旋進給的方式來實現切削運動。在制孔過程中，螺旋銑刀具中心偏離加工孔軸線指定距離，刀具繞自身軸線的自轉，同時刀具繞加工孔中心線公轉并沿孔軸線作軸向進給運動，即刀具的實際運動是刀具自傳、刀具公轉和刀具沿孔軸線直線進給運動的三種運動的合成運動。

同傳統鉆削制孔相比，螺旋銑孔技術加工過程產生的軸向切削力小，能有效抑制CFRP分層等缺陷的產生，減小薄壁件制孔加工變形；且螺旋銑孔屬于斷續切削，刀具與孔之間有較大的間隙，有利于切削熱量的散失，可有效降低切削溫度，減少切削熱對于材料的熱損傷，提高刀具使用壽命；由于螺旋銑孔過程中產生的金屬切屑是碎屑狀，不同于鉆削過程中產生的連續帶狀切屑，可以有效避免由金屬切屑造成的CFRP孔壁劃傷；同時螺旋銑孔可實現由一種刀具加工不同直徑的孔，可有效減少刀具庫存量和更換刀具的時間簡化了傳統鉆孔所需的鉆－擴－鉸制孔工藝流程，從而有效提高了生產效率，減少了加工成本。

在自動化螺旋銑系統中，螺旋銑執行器通過安裝于制孔專用機床上，實現末端執行器的準確定位與位姿的可靠調整，以確保系統制孔的孔位精度與法向精度。螺旋銑執行器主要用于實現機翼上CFRP與合金疊層材料連接孔的加工，通過螺旋銑孔工藝來進行疊層制孔，以滿足制孔的孔徑精度及孔壁質量要求。

公開號為CN102794491B的說明書公開了一種自動化螺旋銑孔裝置及其方法，裝置包括底座、主軸滑座、外偏心套筒、內偏心套筒、力矩電機、圓光柵、電主軸、壓腳、工業相機、直線光柵、四個激光距離傳感器、伺服電機、滾珠絲杠副、同步帶等；其中，內、外偏心套筒的內、外輪廓的軸線采用偏置設計，內偏心套筒安裝在外偏心套筒內部，外偏心套筒的內輪廓軸線與內偏心套筒的外輪廓軸線重合。該發明采用一個伺服電機帶動系列帶輪進行帶輪傳動，在達到指定偏置距離后通過人工液壓鎖緊，屬于半自動化的工作方式。

公開號為CN111390251A的說明書公開了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。該發明主要針對銑孔，特別是先偏心后傾角銑孔和先傾角后偏心銑孔的加工。

發明內容

本發明的目的在于提供一種螺旋銑執行器，克服了傳統制孔方法中容易導致復合材料加工分層和刀具損耗大的工藝缺陷和不足，實現了柔性自動化鉆孔、螺旋銑孔和锪橢圓窩功能。

一種螺旋銑執行器，包括：

底座和刀具；

進給機構，置于底座上，用于帶動刀具做進給運動；