CN102699403A - 自动螺旋铣孔装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了自动螺旋铣孔装置,它包括电主轴，在电主轴外套有一个连接套，电主轴的一端通过夹具连接有刀具，连接套设置在偏心小套筒的第一内孔内，第一内孔的轴线与小套筒外轮廓的轴线之间为偏置轴线设置，连接套与偏心小套筒之间通过轴承连接，在偏心小套筒外套有与之间隙设置的偏心大套筒，偏心大套筒的第二内孔的轴线与偏心大套筒外轮廓的轴线之间为偏置轴线设置，在偏心小套筒上沿其外壁开有槽，在偏心大套筒的第二内孔上连接有能够插在环槽内并且能够与之滑动配合的限位销，在偏心小套筒上通过十字联轴器连接有第二带轮，在偏心大套筒上通过键连接有第一带轮，在偏心大套筒外套有轴承座套筒。本装置保证装置每次调偏心的可操作性和准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种铣孔装置，尤其涉及一种自动螺旋铣孔装置。
背景技术
航空航天是制造业最为重要的组成部分之一，是高新技术最为富集的产业。现代飞机装配对自动制孔提出了新的要求。首先，由于现代飞机长寿命、隐身、结构互换性等的要求，所以要求装配制孔高质量、高精度;其次，复合材料、钦合金等难加工材料应用比重加大，这提高了制孔的难度;再者，飞机特别是大型飞机对大量不同尺寸孔的要求高效高质量，这也提高了制孔的难度。
PCT申请PCT/SE94/00085公开了一种利用上述加工工艺制孔的手动工具。该专利包括:一个可以绕其自身的轴线和一个主轴线旋转的刀具夹具，一个用于沿位于该点表面的垂直方向上调节该刀具夹具的转动轴线部件，一个相对于工件的轴向进给部件，一个用于调节刀具夹具的主轴线和旋转轴线之间的径向距离的部件。该专利的明显缺陷在于:定位靠手动，这样严重影响到孔的位置精度、同轴度和表面质量，而且该专利并没有提供一种结构紧凑且质量轻的结构。
专利号为US 6663327B2的数控轨道钻切削设备同样使用双偏心原理，但是该机构并没有实现偏心的回零机构和偏移量的精确调节；也没有对电主轴在垂直于其轴线平面的稳定平动提供解决方案，同时其电机布置方式结构不够紧凑。
专利号为200910306026.8的“自动螺旋铣孔单元”同样是利用了螺旋铣孔工艺来解决航空难加工材料的制孔问题，但该机构没有针对加工过程中小套筒转动时驱动装置的绕线问题以及转动平稳性问题提出明确有效的解决方案，也没有解决公转时大小套筒的固联问题。同时使用旋转电机作为公转的驱动装置制造成本很高，且很难解决接线问题。
专利号为201020263681.8“一种改进的自动螺旋铣孔装置”使用的加工原理和工艺基本相同，但是该机构使用了双旋转电机作为公转和偏心系统的驱动，大大增加了装置的制造成本，同时也没有很好的解决旋转电机的接线问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供只需要一把刀具就可以加工不同直径高质量的孔，减少了换刀时间，不需要再进行精加工就能得到高质量的加工孔，大大提高了加工效率的自动螺旋铣孔装置。
本发明的自动螺旋铣孔装置,它包括电主轴，在所述的电主轴外套有一个连接套，所述的电主轴的一端通过夹具连接有刀具，所述的连接套设置在偏心小套筒的第一内孔内，所述的第一内孔的轴线与小套筒外轮廓的轴线之间为偏置轴线设置，所述的连接套与偏心小套筒之间通过轴承连接，在所述的偏心小套筒外套有与之间隙设置的偏心大套筒，所述的偏心大套筒的第二内孔的轴线与偏心大套筒外轮廓的轴线之间为偏置轴线设置，所述的第一内孔、第二内孔以及连接套的轴线彼此之间偏置设置，在所述的偏心小套筒上沿其外壁开有180°环槽，在所述的偏心大套筒的第二内孔上连接有能够插在所述的环槽内并且能够与之滑动配合的限位销，当所述的限位销与180°环槽的左挡壁或右挡壁接触时，刀具中心轴线与偏心大套筒的外轮廓轴线重合，在所述的偏心小套筒上通过十字联轴器连接有第二带轮，在所述的偏心大套筒上通过键连接有第一带轮，所述的第一带轮、第二带轮分别通过同步带与安装在第一、第二电机上的驱动带轮相连，在所述的偏心大套筒外套有轴承座套筒并且两者之间采用轴承连接，在所述的轴承座套筒上固定套有壳体，在壳体底部连接有底板，所述的底板两侧通过导轨和滑块结构与基础板相连，所述的底板能够在驱动装置的驱动下沿连接套的轴线方向移动，在所述的壳体上安装有上、下横梁，在所述的偏心小套筒的端部安装有导向框，所述的导向框能在上、下横梁之间随偏心小套筒平动。
本发明的有益效果是：本装置采用双偏心结构来实现刀具径向偏移量的调整，驱动装置（连接有刀具）安装在一个内孔和外壁不同轴的偏心小套筒内，小套筒安装在一个同样内孔和外壁不同轴的偏心大套筒内，两者共同组成偏心结构。当大套筒和小套筒转速不同时，刀具的轴心相对所要加工孔的轴心距（即偏移量）就会发生变化，达到调整径向偏移量的目的，从而实现一把刀具加工不同直径的孔。
本发明装置为实现电机与小套筒之间的带传动平稳，小套筒带轮和小套筒之间使用十字联轴器传动，这样小套筒带轮可转动的设置在大套筒上，而不用随小套筒一起做径向移动。本装置在壳体部分加装了导向框，以使装有刀具的驱动装置在垂直于轴向的平面内做稳定的平动，解决驱动装置电缆等连接管线的连接与输出问题，省去了滑环的使用，保证了电缆线路的安全可靠性。小套筒外壁开设了180°环槽，大套筒筒壁相应位置配置限位销，实现机构的偏心回零硬限位，保证装置每次调偏心的可操作性和准确性。公转和径向偏移使用伺服电机代替旋转电机作为驱动，电机与套筒之间用同步带传动，此设计在解决线路输出问题的同时，大大降低了制造成本。
附图说明
图1是本发明的自动螺旋铣孔装置的主视剖视图；
图2是图1所示的螺旋铣孔装置的左视图；
图3是图1所示装置的主视图；
图4是图1所示的螺旋铣孔装置中的小套筒的结构示意图；
图5-1是所示的装置中的电主轴连接套的结构示意图；
图5-2是图5-1所示的连接套的左视图；
图6-1是图1所示的装置中的十字联轴器的主示意图；
图6-2是图6-1所示的十字联轴器的左视图；
图7是图1所示的装置中刀具轴线与大套筒内孔轴线偏心最大时的示意图；
图8是图1所示的装置中刀具轴线与大套筒内孔轴线偏心为零时的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作以详细描述。
本发明的自动螺旋铣孔装置,它包括电主轴3，在所述的电主轴3外套有一个连接套4，所述的电主轴3的一端通过夹具2连接有刀具1，所述的连接套4设置在偏心小套筒5的第一内孔内，所述的第一内孔的轴线与小套筒5外轮廓的轴线之间为偏置轴线设置，所述的连接套4与偏心小套筒5之间通过轴承连接，在所述的偏心小套筒5外套有与之间隙设置的偏心大套筒6，所述的偏心大套筒6的第二内孔的轴线与偏心大套筒6外轮廓的轴线之间为偏置轴线设置，所述的第一内孔、第二内孔以及连接套4的轴线彼此之间偏置设置，在所述的偏心小套筒5上沿其外壁开有180°环槽，在所述的偏心大套筒6的第二内孔上连接有能够插在所述的环槽内并且能够与之滑动配合的限位销，在所述的偏心小套筒5上通过十字联轴器连接有第二带轮9，在所述的偏心大套筒6上通过键连接有第一带轮8，所述的第一带轮、第二带轮分别通过同步带与安装在第一、第二电机16、17上的驱动带轮相连，在所述的偏心大套筒6外套有轴承座套筒7并且两者之间采用轴承连接，在所述的轴承座套筒7上固定套有壳体12，在壳体12底部连接有底板18，所述的底板18两侧通过导轨15和滑块19结构与基础板相连，所述的底板18能够在驱动装置的驱动下沿连接套4的轴线方向移动，在所述的壳体12上安装有上、下横梁1201，在所述的偏心小套筒5的端部固定安装有导向框11，所述的导向框能在上、下横梁1201之间通过偏心小套筒5的带动作平动。
所述的驱动装置可以包括第三电机20，与所述的第三电机20输出轴相连的丝杠14，在所述的底板上连接有与所述的丝杠螺纹连接的螺母。当然，所述的驱动装置也可以采用气缸-推杆等结构。
采用本装置的自转过程为电主轴开启带动夹具和刀具转动。
公转过程为电机16通过带轮传动带动带轮8转动，从而驱动大套筒6转动，实现机构公转。
本装置在调节刀具中心轴线与所要加工的孔中心的偏移量以前须径向偏心调零，调节时，大套筒6不动，由电机17驱动小套筒5转动，当小套筒5转动碰到大套筒6上的限位销时，刀具1中心轴线与所加工孔的轴线重合，也即刀具1中心轴线与偏心大套筒6的外轮廓轴线重合，此时偏心为零。
调节偏心时，电机17通过同步带传动带动带轮9转动，动力通过十字联轴器10传给偏心小套筒5，使偏心小套筒5与偏心大套筒6相对转动，从而调整偏移量。
进行加工时，若电机17驱动的小套筒5与大套筒6转速相同，则刀具1轴线与大套筒6的外轮廓轴线（即加工孔的轴线）偏移量未发生变化，加工出的孔为圆柱孔。若大小套筒的转速不同，则刀具1轴线与大套筒6的外轮廓轴线偏移量会随刀具1的轴向进给变化，则加工出的孔为锥孔。
Claims (1)
1.自动螺旋铣孔装置,其特征在于：它包括电主轴，在所述的电主轴外套有一个连接套，所述的电主轴的一端通过夹具连接有刀具，所述的连接套设置在偏心小套筒的第一内孔内，所述的第一内孔的轴线与小套筒外轮廓的轴线之间为偏置轴线设置，所述的连接套与偏心小套筒之间通过轴承连接，在所述的偏心小套筒外套有与之间隙设置的偏心大套筒，所述的偏心大套筒的第二内孔的轴线与偏心大套筒外轮廓的轴线之间为偏置轴线设置，所述的第一内孔、第二内孔以及连接套的轴线彼此之间偏置设置，在所述的偏心小套筒上沿其外壁开有180°环槽，在所述的偏心大套筒的第二内孔上连接有能够插在所述的环槽内并且能够与之滑动配合的限位销，当所述的限位销与180°环槽的左挡壁或右挡壁接触时，刀具中心轴线与偏心大套筒的外轮廓轴线重合，在所述的偏心小套筒上通过十字联轴器连接有第二带轮，在所述的偏心大套筒上通过键连接有第一带轮，所述的第一带轮、第二带轮分别通过同步带与安装在第一、第二电机上的驱动带轮相连，在所述的偏心大套筒外套有轴承座套筒并且两者之间采用轴承连接，在所述的轴承座套筒上固定套有壳体，在壳体底部连接有底板，所述的底板两侧通过导轨和滑块结构与基础板相连，所述的底板能够在驱动装置的驱动下沿连接套的轴线方向移动，在所述的壳体上安装有上、下横梁，在所述的偏心小套筒的端部固定安装有导向框，所述的导向框能在上、下横梁之间随偏心小套筒平动。
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