[发明专利]螺旋铣孔装置

说明书

技术领域

本发明属于铣削加工技术领域，特别是涉及一种螺旋铣孔装置。

背景技术

随着支线飞机的批量生产以及大型客机研制工作的推进，大厚度复合材料-钛合金组合结构的一体化大批量制孔已经成为制约国内飞机制造装配生产效率与质量提高的重要因素。传统钻孔技术需要先预钻孔初加工，而后扩孔或铰孔，产生的毛刺也需要去除，制孔效率较低。此外，钻孔是一个连续切削的过程，局部散热条件差，在加工高硬度材料如钛合金时，会产生大量切削热，加剧刀具磨损，进而影响刀具寿命及加工精度。上述缺点使得传统钻孔技术无法满足现代化飞机制造的制孔要求，迫切需要采用新型制孔技术代替传统钻孔技术，消除制孔缺陷引起的应力集中，实现低应力、低缺陷制孔加工。作为一种新型孔加工方式，螺旋铣孔工艺具有切削过程平稳、刀具承受切削力小和一次加工即可满足精度要求的优点。该技术已成为国内外机械制造领域研究的热点和难点之一。

目前在飞机制造工程中，需要加工大量的不同规格的孔。螺旋铣孔主要应用于加工较大孔径的孔，孔径范围通常在6～20mm。根据孔径单位分为英制孔径和公制孔径，英制孔径主要是8/32in、10/32in、12/32in、14/32in等；公制孔径为6mm至20mm中一些整数孔径。

发明内容

本发明的目的在于克服传统钻孔技术的缺点，基于“以铣代钻”的原理，提供一种制孔效率高、表面质量好、所需工具少，加工成本低的螺旋铣孔装备单元。

为了达到上述目的，本发明的螺旋铣孔装置包括：

机座；

主轴系统，其固定到所述机座，所述主轴系统包括电主轴及固定到电主轴的自由端的铣刀，所述电主轴驱动所述铣刀自转；

调偏机构，其包括外筒和内筒，所述内筒环绕所述电主轴，所述外筒环绕所述内筒，所述外筒的外圆与内圆偏心设置，所述内筒的外圆与内圆偏心设置，所述调偏机构还包括用于周向调整并固定所述外筒和所述内筒的螺头锥销；

公转系统，其包括驱动电机、安装在所述驱动电机上的小齿轮以及安装在所述外筒上并与所述小齿轮啮合的大齿轮，所述驱动电机驱动所述小齿轮来带动所述大齿轮，以实现所述主轴系统的公转，其中所述铣刀的自转的轴线与所述主轴系统的公转的轴线之间存在偏心距；以及

防缠线机构，其包括十字滑块联轴器、带轴法兰盘、固定心轴、后盖和后盖套筒，所述带轴法兰盘固定到所述电主轴的与所述自由端相对的末端，所述十字滑块联轴器的两端分别固连带轴法兰盘的上轴端与固定心轴，所述固定心轴的方轴端插入后盖的方孔，并通过所述后盖套筒固定到所述机座。

其中，所述外筒的外圆圆心与内圆圆心之间的距离等于所述内筒的外圆圆心与内圆圆心之间的距离。

其中，所述外筒的内圆与所述内筒的外圆之间为间隙配合。

其中，所述调偏机构的内筒的外壁上沿周向设有一系列位置不同的锥销孔，所述锥销孔对应不同的所述铣刀的自转的轴线与所述主轴系统的公转的轴线之间的偏心距，所述螺头锥销通过安装在所述外筒上的销盖板上的螺纹孔并旋入所述内筒上的对应的锥销孔，以固定所述外筒与所述内筒。

本发明的有益效果：

1.针对飞机制孔的实际情况，本发明可安装于机械手上，组成柔性自动制孔系统，通过CNC实现制孔自动化，完成孔中心的快速精确定位与轴向铣削进给，适用于快速制备大量成系列规格孔结构的工作场合；

2.可用同一把铣刀加工不同规格的孔，节约了刀具库存及换刀时间，可提高制孔效率、降低加工成本；

3.螺旋铣孔过程属于非连续切削，散热及排屑困难较传统钻孔技术大为减轻，由于切削力较低，刀具磨损也得以改善，对于航空制造中加工大厚度复合材料-钛合金尤具意义；

4。非连续切削及低切削力有效避免了毛刺的产生，并降低了孔的表面粗糙度，可以做到一次加工合格，相对传统钻孔技术节省了大量后续工序。

附图说明

图1是根据本发明的螺旋铣孔装置的结构示意图；

图2是图1中螺旋铣孔装置的横截面示意图；

图3是根据本发明的手动调偏机构的原理示意图；

图4是根据本发明的手动调偏机构的结构示意图；

图5是根据本发明的防缠线机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细阐述根据本发明的优选实施例的螺旋铣孔装置。