專利名稱：螺旋銑孔單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及銑孔單元，具體涉及螺旋銑孔單元。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在我國正處于制造技術(shù)快速發(fā)展的時期，切削加工作為制造技術(shù)的主要基礎(chǔ)工 藝，隨著制造技術(shù)的發(fā)展，取得了很大進步，進入了以發(fā)展高速切削、開發(fā)新的切削工藝和 加工方法、提供成套技術(shù)為特征的發(fā)展新階段。航空航天是制造業(yè)最為重要的組成部分之 一，是高新技術(shù)最為富集的產(chǎn)業(yè)。在航空制造中，大量零部件都需要進行裝配，需要加工成 千上萬的孔，對此類航空裝配孔要實現(xiàn)高效、高精度、高質(zhì)量加工，需要一種新型技術(shù)來代 替?zhèn)鹘y(tǒng)鉆孔技術(shù)。PCT申請PCT/SE94/00085公開了一種制孔的手動工具。該專利包括一個可以繞 其自身的軸線和一個主軸線旋轉(zhuǎn)的刀具夾具，一個用于沿位于該點表面的垂直方向上調(diào)節(jié) 該刀具夾具的轉(zhuǎn)動軸線部件，一個相對于工件的軸向進給部件，一個用于調(diào)節(jié)刀具夾具的 主軸線和旋轉(zhuǎn)軸線之間的徑向距離的部件。盡管上述專利內(nèi)容總結(jié)了一些原理，但是這種已公開的手動工具不能提供一種切 實可行的使用性方案而且它遠不能滿足航空領(lǐng)域中對孔加工質(zhì)量的要求。因為它的明顯 缺陷在于定位靠手動，這樣嚴重影響到孔的位置精度，而且手持，不能提供太大的剛度，這 也會影響到孔的同軸度和表面質(zhì)量。對于該手動工具的一個基本要求就是質(zhì)量輕和便于使 用，而該專利并沒有提供一種結(jié)構(gòu)緊湊且質(zhì)量輕的設(shè)計方案。天津大學(xué)申請的2009103060 . 8 “自動螺旋銑孔單元”，同樣是利用了螺旋銑孔 工藝來解決航空難加工材料的制孔問題，相對于PCT/SE94/00085具有自動化的特點。但是 它沒有給出氣動馬達進氣與排氣的合理通道，而且結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)公轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電機位于單元前 端，增加了單元的軸向尺寸，且不利于單元后端供氣系統(tǒng)以及控制電路的鋪設(shè)。且刀具偏移 定位靠旋轉(zhuǎn)電機的電磁剎車力矩，固定不可靠，且制造單元所需零部件成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種精度高、調(diào)節(jié)方便并且尺寸小 的螺旋銑孔單元。本發(fā)明的螺旋銑孔單元，它包括兩端通過軸承連接在軸承座上的機身主體，在所 述的機身主體內(nèi)開有其縱截面為長方形的第一通孔，在所述的第一通孔內(nèi)裝有馬達滑座， 在所述的馬達滑座內(nèi)部開有第二通孔并且其外壁為長方形，直線電機固定在機身主體內(nèi)并 且其螺母的軸線沿垂直于馬達滑座的軸線方向設(shè)置，直線電機的螺母與馬達滑座外壁固連 以帶動馬達滑座在上下方向上移動，氣動馬達通過固定法蘭固定在馬達滑座前端，在所述 的氣動馬達的輸出軸上連接有刀具，所述的馬達滑座通過軸線定位裝置在其軸線方向與第 一通孔固定設(shè)置，在機身主體右端面上連接有第一齒輪，所述的第一齒輪通過與其嚙合配 合的并且安裝在步進電機的輸出軸上的第二齒輪與步進電機相連。
本發(fā)明的突出優(yōu)點是本裝置單元內(nèi)部各部件系統(tǒng)位置合理、加工和使用過程中可靠性和精度高，組裝 單元樣機便利。本裝置采用直線電機運用于刀具偏移系統(tǒng)，精度高，定位準確，且在加工過 程中直線電機斷電自鎖，不會受到其他電磁干擾，且固定可靠。本裝置刀具切削主運動采用 氣動馬達，氣動馬達可以運用電動閥控制以及公轉(zhuǎn)系統(tǒng)運用的步進電機均為電信號控制， 易于實現(xiàn)整個單元樣機的智能控制，該單元可以嵌入到大飛機裝配中心的自動鉆鉚系統(tǒng)， 組成柔性化、智能化航空裝配系統(tǒng)，也可以與機械手配合使用，能夠精確定位，調(diào)節(jié)方便，集 成控制。采用本單元能明顯提高孔的工藝的效率，只需要一把刀具就可以加工不同直徑高 質(zhì)量的孔，減少了換刀時間，不需要再進行精加工，這樣大大提高了效率。而且它是便攜式 的，在同樣的精度條件下，大大降低了對大型，高精度機床的依賴，同時可以和機械手聯(lián)合， 能夠完成飛機整部件裝配整體裝配中高精度制孔的工作，提高制孔效率30 % 40 % ；同時 相對于傳統(tǒng)的打孔技術(shù)，螺旋銑孔顯著的提高了孔質(zhì)量和強度。螺旋銑孔屬于斷續(xù)間歇的 切削，較低的銑削力使得所加工的孔無毛刺。散熱快，切削溫度低。刀具直徑比孔小，切屑 很好的得到排除，極大地降低孔表面的粗糙度，在加工復(fù)合型材料的情況下，消除了以往傳 統(tǒng)打孔由于刀尖鈍化導(dǎo)致的脫層、剝離，孔表面質(zhì)量低的情況。


圖1是本發(fā)明的螺旋銑孔單元的主視剖視圖；圖2是圖1所示的單元的側(cè)視圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體的實施例，并參照附圖，對本發(fā)明做進一步的說明如圖所示的本發(fā)明的螺旋銑孔單元，它包括兩端通過軸承2連接在軸承座1上的 機身主體4，在所述的機身主體4內(nèi)開有其縱截面為長方形第一通孔，在所述的第一通孔內(nèi) 裝有馬達滑座10，在所述的馬達滑座10內(nèi)部開有第二通孔并且其外壁為長方形，直線電機 6固定在機身主體內(nèi)并且其螺母的軸線沿垂直于馬達滑座的軸線方向設(shè)置，直線電機的螺 母與馬達滑座外壁固連以帶動馬達滑座在上下方向上移動，氣動馬達12通過固定法蘭11 固定在馬達滑座左端，在所述的氣動馬達的輸出軸上連接有刀具13，所述的馬達滑座10通 過軸線定位裝置在其軸線方向與第一通孔固定設(shè)置，在機身主體右端面上連接有與第二齒 輪7嚙合配合的第一齒輪5，第二齒輪7安裝在步進電機8的輸出軸上。所述的軸線定位裝置用于馬達滑座在左右方向上的定位，軸線定位裝置可以包括 設(shè)置在馬達滑座左側(cè)外壁上的定位塊，在所述的第一通孔內(nèi)設(shè)置有階梯結(jié)構(gòu)，定位塊靠在 階梯結(jié)構(gòu)上相接觸配合設(shè)置，在機身主體的第一通孔的右端連接有端蓋環(huán)9，所述的在馬達 滑座的右端面與端蓋環(huán)9相接觸配合。直線電機的螺母優(yōu)選的通過長方形第一通孔的長邊側(cè)與馬達滑座外壁固連，這樣 由于馬達滑座為長方形可以充分利用馬達滑座長邊側(cè)的大壁厚提供直線電機的安裝空間， 可以減少單元徑向尺寸。本裝置的工作原理如下刀具13在繞著刀具中心線自轉(zhuǎn)的同時又在繞著機身主體4軸線公轉(zhuǎn)，這樣用螺旋銑的加工工藝來實現(xiàn)孔的加工。刀具的自轉(zhuǎn)由氣動馬達12或電 主軸來實現(xiàn)的。徑向偏移是通過直線電機6驅(qū)動馬達滑座10和機身主體4相對位置實現(xiàn) 的。公轉(zhuǎn)是通過軸承2支撐整個機身主體4在步進電機8通過齒輪5、7嚙合驅(qū)動實現(xiàn)的。主軸的前端是刀具。刀具通過ER夾頭方式被固定在氣動馬達上。連接方式氣動馬達12和馬達滑座10的連接是靠固定法蘭11實現(xiàn)的，固定法蘭 11 一部分加緊氣動馬達12的夾持部分，另一部分靠螺母緊固在馬達滑座10上；馬達滑座 10靠自身的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)在機身主體4內(nèi)的向左的軸向定位，而右端靠端蓋環(huán)9固定，在上下 方向馬達滑座10與機身主體4可以相對滑移，實現(xiàn)刀具的徑向進給；直線電機6固定在機 身主體4內(nèi)，其螺母部分與馬達滑座10固連，實現(xiàn)自動化進給，且在加工中可以靠直線電機 6實現(xiàn)自鎖；機身主體4靠軸承2安裝在軸承座1內(nèi)，第一齒輪5可以靠鍵連接與機身主體 4連接，步進電機8固結(jié)在軸承座1的基體上，靠第一齒輪5和第二齒輪7的外嚙合傳遞動 力，實現(xiàn)機身主體4的轉(zhuǎn)動，即刀具13繞機身主體4的公轉(zhuǎn)運動?？刂品绞綒鈩玉R達的轉(zhuǎn)速控制是靠電動閥實現(xiàn)的，電動閥的閥芯開度可以連續(xù) 變化，達到實現(xiàn)氣動馬達無級調(diào)速。偏移機構(gòu)直線電機的控制是由驅(qū)動器來實現(xiàn)的，定位精 度高，直線電機的絲杠螺母結(jié)構(gòu)為自鎖結(jié)構(gòu)為刀具加工時提供了可靠的固定。公轉(zhuǎn)是由步 進電機實現(xiàn)的精度控制高。
權(quán)利要求
1.螺旋銑孔單元，其特征在于它包括兩端通過軸承連接在軸承座上的機身主體，在 所述的機身主體內(nèi)開有其縱截面為長方形的第一通孔，在所述的第一通孔內(nèi)裝有馬達滑 座，在所述的馬達滑座內(nèi)部開有第二通孔并且其外壁為長方形，直線電機固定在機身主體 內(nèi)并且其螺母的軸線沿垂直于馬達滑座的軸線方向設(shè)置，直線電機的螺母與馬達滑座外壁 固連以帶動馬達滑座在上下方向上移動，氣動馬達通過固定法蘭固定在馬達滑座前端，在 所述的氣動馬達的輸出軸上連接有刀具，所述的馬達滑座通過軸線定位裝置在其軸線方向 與第一通孔固定設(shè)置，在機身主體右端面上連接有第一齒輪，所述的第一齒輪通過與其嚙 合配合的并且安裝在步進電機的輸出軸上的第二齒輪與步進電機相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋銑孔單元，其特征在于直線電機的螺母通過長方形第 一通孔的長邊側(cè)與馬達滑座外壁固連。
全文摘要
本發(fā)明公開了螺旋銑孔單元，它包括機身主體，在機身主體內(nèi)開有第一通孔，在第一通孔內(nèi)裝有馬達滑座，在馬達滑座內(nèi)部開有第二通孔，直線電機固定在機身主體內(nèi)，直線電機的螺母與馬達滑座外壁固連，氣動馬達固定在馬達滑座前端，在氣動馬達的輸出軸上連接有刀具，馬達滑座在其軸線方向與第一通孔固定設(shè)置，在機身主體右端面上連接有第一齒輪，第一齒輪通過與其嚙合配合的并且安裝在步進電機的輸出軸上的第二齒輪與步進電機相連。本裝置采用直線電機運用于刀具偏移系統(tǒng)，精度高，定位準確。本裝置刀具切削主運動采用氣動馬達，氣動馬達可以運用電動閥控制以及公轉(zhuǎn)系統(tǒng)運用的步進電機均為電信號控制，易于實現(xiàn)整個單元樣機的智能控制。
文檔編號B23C9/00GK102049555SQ20111000847
公開日2011年5月11日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者孫曉太, 王海艷, 王 琦, 秦旭達, 陸翠 申請人:天津大學(xué)