[发明专利]一种手工制孔辅助工具及手工制孔方法

说明书

本发明属于飞机装配和维护技术领域，具体涉及一种手工制孔辅助工具及手工制孔方法，辅助工具包括钻套结构和支撑结构；钻套结构包括外壳和钻套本体，钻套本体可拆卸的设置于外壳的内部，钻套本体的的轴心处设置有钻孔；支撑结构包括四个支撑单元和与钻套结构底部契合的指示灯，指示灯固定连接于钻套结构的底部，四个支撑单元在钻套结构的底部呈正方形分布。本技术方案结构小巧、便携式，能够适用不同曲面，可通过提供可靠的压紧力以保证制孔时制孔刀具平稳，且针对不同孔径可以快速更换钻套本体，应用范围广。

技术领域

本发明属于飞机装配和维护技术领域，具体涉及一种手工制孔辅助工具及手工制孔方法。

背景技术

制孔工作是飞机部件装配阶段的最主要工作，机体内部、表面均存在大量的连接孔。制孔过程分为划线、制初孔、扩孔、铰孔等过程，随着零件制造精度的提升，目前大部分装配用的初孔均在零件阶段制出，装配阶段制孔的主要工作为扩孔和铰孔。连接件的制孔质量直接影响连接件的疲劳性能，制孔质量主要包括孔径误差和垂直度误差，孔径误差主要由刀具磨损和制孔时刀具抖动造成，垂直度误差主要由制孔时刀具摆放不垂直造成。

目前用于辅助制孔的工具主要是制孔钻杯，钻杯整体呈圆柱体，中间安装钻套，用于保证刀具与钻杯同轴，底部与结构接触部分为一个圆环。该类工具在制平面孔时能够在一定程度上保证制孔的垂直度，但制曲面结构时无法固定，在平面结构上使用时受人为因素影响，可能导致钻杯底部未与结构完全接触而操作者无法发现并及时纠正，故保证垂直度的效果不佳，且此类钻杯无法消除制孔时刀具抖动的问题。

目前国内外都在研究机器人制孔技术，通过机器视觉系统找曲面法矢，利用机器人制孔技术能够较好的解决大部分制孔问题。但是对于复杂的飞机结构而言，机器人制孔无法满足全覆盖，且数字化制孔系统要想达到一定规模，实现高效生产，成本较高。故现阶段飞机部件装配仍以手工制孔为主，如何利用简洁有效的装置来提升手工制孔质量成了当务之急。

发明内容

为解决手工制孔过程中针对曲面结构垂直度无法保证的问题和制孔时刀具抖动导致孔径无法保证的问题，本发明提供一种手工制孔辅助工具及手工制孔方法，所述辅助工具作为一种结构小巧，便携式简单工具，能够适用不同曲面，同时可通过提供可靠的压紧力以保证制孔时制孔刀具平稳，且针对不同孔径可以快速更换钻套本体，应用范围广。

本发明具体通过通过以下技术方案实现：

一种手工制孔辅助工具，其特征在于：包括钻套结构和支撑结构；所述钻套结构包括外壳和钻套本体，外壳的顶部敞口设置，外壳的底部设置有与外壳同轴的穿孔；钻套本体可拆卸的设置于外壳的内部，且钻套本体的的外壁与外壳的内壁紧密贴合；钻套本体的的轴心处设置有钻孔，钻孔用于限制制孔时制孔刀具位置（如垂直度、因抖动导致的径向偏移），可根据不同的钻孔尺寸，生产出若干信号的钻套本体，进一步的，可根据待制孔的尺寸选择相应型号的钻套本体，一具多用，在不提高成本的条件下，具有较大的通用性；所述支撑结构包括四个支撑单元和与钻套结构底部契合的指示灯，指示灯固定连接于钻套结构的底部，四个支撑单元在钻套结构的底部呈正方形分布；支撑单元包括支撑脚、连接垫片和传感器；支撑脚的一端通过连接垫片与指示灯固定连接，支撑脚的另一端设置半圆球形结构，半圆球形结构可是本技术方案适应呈曲面结构的制孔结构；传感器嵌设于连接垫片的轴心处，并与指示灯电性连接，用于测量支撑脚与制孔结构（即需要制孔的工件表面）之间的压力N，当四个支撑单元的传感器均受到一定的压力时，指示灯亮，表示可以制孔。具体的，其原理为：支撑单元与制孔结构之间的摩擦力，其中μ为半圆球形结构与制孔结构之间的摩擦系数，当制孔刀具抖动且径向力 时，刀具不会发生径向位移，当四个支撑脚均受到一定压力时，摩擦力也增大。通过专门的实验可得到制孔刀具制孔时抖动的径向力，通过计算分析可获得支撑单元与制孔结构之间的摩擦力，通过计算结果设置压力值大小可消除抖动的影响。因为四个支撑脚均要求受力，故可消除因操作问题导致的工具底部未与结构完全贴合的问题。同时，工具底部采用四个支撑脚的结构，可以消除连续圆环结构在曲面上使用时无法固定的问题。