CN106180813A - 飞机薄板沉头孔切削装置 - Google Patents

Abstract

一种飞机薄板沉头孔切削装置，包括：上基座、下基座、下基座驱动机构、螺纹套管、滑杆以及沉头孔切削刀具。通过下基座驱动杆机构驱动下基座向上运动，使薄板材被夹紧固定，之后将三棱杆夹持于动力装置上，在动力装置的作用下，带动下圆柱杆旋转，从而使沉头孔切削刀具转动，导杆可以插装于预加工孔及通孔中实现定位，通过向下沿轴向施加压力，使滑杆沿插孔向下滑动，从而实现沉头孔切削刀具的轴向进给，完成沉头孔的钻削，不但提高了沉头孔的加工精度，避免螺钉类紧固件安装后外观不平整的情况发生，同时提高了沉头孔加工的效率。

Description

飞机薄板沉头孔切削装置

技术领域

本发明涉及一种飞机薄板沉头孔切削装置。

背景技术

飞机上有平滑性要求的区域通常在薄壁上切削出沉头孔后安装平头螺钉。若板材厚度小于所安装平头螺钉的工艺头厚度时，该类型板材认定为薄型板材。在这类薄型板材上切削出沉头孔后，其孔直径将会大于螺钉杆的直径。目前先尚未有专门的工装设备针对此类工艺进行加工处理，多为工作者利用通用工具凭借经验进行加工处理，该种工作方式工作效率较为低下，且往往因切削后孔径不规则变大导致加工后紧固件安装要求不符合或者误差偏大，出现螺钉类紧固件安装后外观不平整，气动平滑性降低最终导致工件报废或者返工，对后续相关附属部件的安装产生干涉和磨损进而影响航空器飞行安全。

发明内容

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种提高薄板沉头孔加工的工作效率和精度的飞机薄板沉头孔切削装置。

本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种飞机薄板沉头孔切削装置，包括：

上基座，用于夹持薄板材的上表面；

下基座，其通过轴杆竖直滑动插装于上基座下端，用于夹持薄板材的下表面；

下基座驱动机构，安装于上基座上，用于驱动下基座相对上基座上下运动；

螺纹套管，竖直旋合于上基座上的螺纹孔Ⅰ中；

滑杆，沿轴向滑动插装于螺纹套管的插孔内，其头端设置有三棱杆，其下端与插孔）之间设置有弹簧Ⅲ；以及

沉头孔切削刀具，位于薄板材的上端，其通过下圆柱杆与滑杆同轴连接，其下端设置有外径小于薄板材上的预加工孔内径的导杆；

所述下基座上设置有内径大于导杆外径的通孔，所述通孔与导杆相同轴，当上基座与下基座将薄板材夹紧且弹簧Ⅲ处于自由状态时，导杆位于预加工孔的正上方。

上述下基座驱动机构包括通过铆钉水平固定于上基座上的下端把手、铰接安装于上基座上且位于下端把手上方的上端把手、设置于上端把手与下端把手之间的弹簧Ⅰ、沿竖直方向滑动插装于上基座中且固定于轴杆上端的齿条、套装于轴杆上的弹簧Ⅱ以及设置于上端把手头端的扇形齿轮，所述扇形齿轮与齿条相啮合，所述弹簧Ⅱ的上端与上基座的底部相接触，其下端与下基座的底部相接触，所述上端把手下端设置有与下端把手外形尺寸相配的U形凹槽。

还包括通过销轴Ⅰ水平转动安装于下基座上的转盘，所述转盘上以销轴Ⅰ的轴线为中心环绕间隔设置有若干孔径不同的配合孔，所述配合孔的孔心与销轴Ⅰ轴心之间的距离等于通孔的孔心与销轴Ⅰ轴心之间的距离。

为了限定沉头孔切削刀具的进给量，还包括套装于下圆柱杆上且沿下圆柱杆轴向位置上下调节的钻孔深度限位装置，当薄板材处于夹紧状态时，所述钻孔深度限位装置的下端与薄板材的上端面相接触。

为了便于操作，还包括上端把手锁止机构，当按压上端把手直至上基座与下基座将薄板材夹紧，上端把手锁止机构将上端把手相对下端把手的位置锁死固定。

为了防止下基座掉落，上述齿条的上端固定有外径大于齿条外径的挡片，所述上基座上端设置有与挡片相配的凹槽，当下基座位于最下端时，所述挡片嵌入凹槽中。

上述下端把手外侧套装有橡胶套。

为了使转盘调整到位后可以锁止固定，上述转盘下端中心位置设置有内棘轮，锁止销的一端通过销轴Ⅱ铰接安装于下基座上，其另一端插装于内棘轮的棘齿中，弹簧片一端通过销轴Ⅲ铰接安装于下基座上，其另一端与锁止销相接触。

上述钻孔深度限位装置包括设置于螺纹套管下端的外螺纹、套装于下圆柱杆上的上调整套管及下调整套管、设置于上调整套管及下调整套管之间的弹簧Ⅳ、设置于下调整套管下端的排屑孔、设置于上调整套管下端的卡齿Ⅰ以及设置于下调整套管上端的卡齿Ⅱ，所述下调整套管内设置有螺纹孔Ⅱ，下调整套管通过螺纹孔Ⅱ旋合于外螺纹上，所述下圆柱杆下端设置有外径大于螺纹孔Ⅱ内径的凸台，所述外螺纹沿轴向设置有滑槽，所述上调整套管上水平设置有销孔，卡销穿过销孔后滑动插装于滑槽中，螺母位于上调整套管上端且旋合于外螺纹上。

上述上端把手锁止机构包括横向插装固定于上基座中呈U字形的弹簧杆、转动安装于上基座上且与扇形齿轮同轴固定的棘轮，通过销钉转动安装于下端把手上的拨片、设置于拨片头端的扇形孔Ⅰ以及设置于上基座上的扇形孔Ⅱ，所述扇形孔Ⅰ与扇形孔Ⅱ呈十字交叉布置，所述弹簧杆两个夹臂分别为长臂和短臂，所述长臂依次插装于扇形孔Ⅱ、棘轮的棘槽及扇形孔Ⅰ中，所述拨片上竖直设置有拨杆。

本发明的有益效果是：通过下基座驱动杆机构驱动下基座向上运动，使薄板材被夹紧固定，之后将三棱杆夹持于动力装置上，在动力装置的作用下，带动下圆柱杆旋转，从而使沉头孔切削刀具转动，导杆可以插装于预加工孔及通孔中实现定位，通过向下沿轴向施加压力，使滑杆沿插孔向下滑动，从而实现沉头孔切削刀具的轴向进给，完成沉头孔的钻削，不但提高了沉头孔的加工精度，避免螺钉类紧固件安装后外观不平整的情况发生，同时提高了沉头孔加工的效率。

附图说明

图1为本发明的立体结构爆炸图；

图2为本发明的立体结构示意图；

图3为本发明的螺纹套管部位结构示意图；

图4为本发明的把手部位结构示意图；

图5为本发明的上调整套管和下调整套管部位结构示意图；

图6为本发明的转盘的仰视结构示意图；

图中，1.上基座 2.挡片 3.凹槽 4.弹簧杆 401.长臂 402.短臂 5.上端把手 6.扇形齿轮 7.U形凹槽 8.下端把手 9.弹簧Ⅰ 10.拨片 11.销钉 12.棘轮 13.铆钉 14.齿条 15.弹簧Ⅱ 16.轴杆 17.下基座 18.通孔 19.转盘 20.配合孔 21.销轴Ⅰ 22.薄板材 23.滑杆24.三棱杆 25.螺纹套管 26.外螺纹 27.弹簧Ⅲ 28.插孔 29.螺纹孔Ⅰ 30.螺母 31.下圆柱杆 32.凸台 33.上调整套管 34.卡销 35.弹簧Ⅳ 36.下调整套管 37.排屑孔 38.沉头孔切削刀具 39.导杆 40.预加工孔 41.拨杆 42.扇形孔Ⅰ 43.橡胶套 44.滑槽 45.扇形孔Ⅱ 46.销孔 47.螺纹孔Ⅱ 48.卡齿Ⅰ 49.卡齿Ⅱ 50.内棘轮 51.锁止销 52.销轴Ⅱ 53.弹簧片 54.销轴Ⅲ。

具体实施方式

下面结合附图1至附图6对本发明做进一步说明。

一种飞机薄板沉头孔切削装置，包括：上基座1，用于夹持薄板材22的上表面；下基座17，其通过轴杆16竖直滑动插装于上基座1下端，用于夹持薄板材22的下表面；下基座驱动机构，安装于上基座1上，用于驱动下基座17相对上基座1上下运动；螺纹套管25，竖直旋合于上基座17上的螺纹孔Ⅰ 29中；滑杆23，沿轴向滑动插装于螺纹套管25的插孔28内，其头端设置有三棱杆24，其下端与插孔28之间设置有弹簧Ⅲ 27；以及沉头孔切削刀具38，位于薄板材22的上端，其通过下圆柱杆31与滑杆23同轴连接，其下端设置有外径小于薄板材22上的预加工孔40内径的导杆39；下基座17上设置有内径大于导杆39外径的通孔18，通孔18与导杆39相同轴，当上基座1与下基座17将薄板材22夹紧且弹簧Ⅲ 27处于自由状态时，导杆39位于预加工孔40的正上方。使用时，通过下基座驱动杆机构驱动下基座17向上运动，使薄板材22被夹紧固定，之后将三棱杆24夹持于动力装置上，在动力装置的作用下，带动下圆柱杆31旋转，从而使沉头孔切削刀具38转动，导杆39可以插装于预加工孔40及通孔18中实现定位，通过向下沿轴向施加压力，使滑杆23沿插孔28向下滑动，从而实现沉头孔切削刀具38的轴向进给，完成沉头孔的钻削，不但提高了沉头孔的加工精度，避免螺钉类紧固件安装后外观不平整的情况发生，同时提高了沉头孔加工的效率。

下基座驱动机构可以为如下结构，其包括通过铆钉13水平固定于上基座1上的下端把手8、铰接安装于上基座1上且位于下端把手8上方的上端把手5、设置于上端把手5与下端把手8之间的弹簧Ⅰ 9、沿竖直方向滑动插装于上基座1中且固定于轴杆16上端的齿条14、套装于轴杆16上的弹簧Ⅱ 15以及设置于上端把手5头端的扇形齿轮6，扇形齿轮6与齿条14相啮合，弹簧Ⅱ 15的上端与上基座1的底部相接触，其下端与下基座17的底部相接触，上端把手5下端设置有与下端把手8外形尺寸相配的U形凹槽7。使用时握持下端把手8并向下压动上端把手5使弹簧Ⅰ 9压缩，扇形齿轮6转动并驱动齿条14向上移动，从而实现驱动下基座17相对上基座1上移的目的。当薄板材22上的预加工孔40加工完沉头孔后，松开上端把手5，弹簧Ⅰ 9驱动上端把手5向上复位，从而下基座17向下移动，实现薄板材由夹持状态变为自由状态。下端把手8外侧可以套装有橡胶套43。橡胶套43不但可以提高下端把手8的握持的舒适度，还可以提高握持的摩擦力，进一步提高了操作的可靠性。为了实现当薄板材22夹紧后，松开上端把手5的握持力，以提高操作的便利性，还包括上端把手锁止机构，当按压上端把手5直至上基座1与下基座17将薄板材22夹紧，上端把手锁止机构将上端把手5相对下端把手8的位置锁死固定。上端把手锁止机构可以为如下结构，其包括横向插装固定于上基座1中呈U字形的弹簧杆4、转动安装于上基座1上的且与扇形齿轮6同轴固定棘轮12，通过销钉11转动安装于下端把手8上的拨片10、设置于拨片10头端的扇形孔Ⅰ 42以及设置于上基座1上的扇形孔Ⅱ 45，扇形孔Ⅰ 42与扇形孔Ⅱ 45呈十字交叉布置，弹簧杆4两个夹臂分别为长臂401和短臂402，长臂401依次插装于扇形孔Ⅱ 45、棘轮12的棘槽及扇形孔Ⅰ 42中，拨片10上竖直设置有拨杆41。当向下按压上端把手5时，棘轮12随之转动，弹簧杆4的长臂401沿扇形孔Ⅱ 45及扇形孔Ⅰ 42摆动，实现其在棘轮12的棘槽不断跳动，始终保持插入在棘轮12的棘槽中。当松开对上端把手5施加的压力后，由于长臂401卡在棘槽内，棘轮12不能反向转动，从而扇形齿轮6也不能反向转动，从而上端把手5实现了位置的锁定。当需要接触锁定时，用手扳动拨杆41，使拨片10绕着销钉11转动，拨片10上的扇形孔Ⅰ 42推动长臂401从棘轮12的棘槽中脱离，之后上端把手5即可在弹簧Ⅰ 9的作用下复位，而下基座17可以在弹簧Ⅱ 15的弹力下向下移动实现复位。

进一步的，齿条14的上端固定有外径大于齿条14外径的挡片2，上基座1上端设置有与挡片2相配的凹槽3，当下基座17位于最下端时，挡片2嵌入凹槽3中，挡片2起到限位作用，有效防止下基座17的掉落，提高了使用的安全性。

还包括通过销轴Ⅰ 21水平转动安装于下基座17上的转盘19，转盘19上以销轴Ⅰ 21的轴线为中心环绕间隔设置有若干孔径不同的配合孔20，配合孔20的孔心与销轴Ⅰ 21轴心之间的距离等于通孔18的孔心与销轴Ⅰ 21轴心之间的距离。由于配合孔20的孔径各不相同，因此通过转动转盘19，使相应规格的配合孔20转动到与通孔18及导杆39相同轴，满足了本飞机薄板沉头孔切削装置的适用的广泛性。转盘19下端中心位置可以设置有内棘轮50，锁止销51的一端通过销轴Ⅱ 52铰接安装于下基座17上，其另一端插装于内棘轮50的棘齿中，弹簧片53一端通过销轴Ⅲ 54铰接安装于下基座17上，其另一端与锁止销51相接触。由于在弹簧片53作用力下，锁止销51始终插入内棘轮50的棘槽中，当转盘19转动是，锁止销51以销轴Ⅱ 52为支点不断跳动，当转盘19转动到位后，锁止销51插入内棘轮50的棘槽内实现转盘19的锁止，防止在钻孔加工时，转盘19误转动。

还可以包括套装于下圆柱杆31上且沿下圆柱杆31轴向位置上下调节的钻孔深度限位装置，当薄板材22处于夹紧状态时，钻孔深度限位装置的下端与薄板材22的上端面相接触。通过钻孔深度限位装置，可以针对不同规格的沉头孔的孔深便于调节。钻孔深度限位装置可以为如下结构，其包括设置于螺纹套管25下端的外螺纹26、套装于下圆柱杆31上的上调整套管33及下调整套管36、设置于上调整套管33及下调整套管36之间的弹簧Ⅳ 35、设置于下调整套管36下端的排屑孔37、设置于上调整套管33下端的卡齿Ⅰ 48以及设置于下调整套管36上端的卡齿Ⅱ 49，下调整套管36内设置有螺纹孔Ⅱ 47，下调整套管36通过螺纹孔Ⅱ 47旋合于外螺纹26上，下圆柱杆31下端设置有外径大于螺纹孔Ⅱ 47内径的凸台32，外螺纹26沿轴向设置有滑槽44，上调整套管33上水平设置有销孔46，卡销34穿过销孔46后滑动插装于滑槽44中，螺母30位于上调整套管33上端且旋合于外螺纹26上。当需要调整时，松开螺母30，弹簧Ⅳ 35推动上调整套管33通过卡销34沿滑槽44向上滑动，实现卡齿Ⅰ 48与卡齿Ⅱ 49相互脱离，此时可以旋转下调整套管36，实现下调整套管36沿轴向位置的调节，调节到位后，旋转螺母30，使上调整套管33向下移动，最终直至卡齿Ⅰ 48与卡齿Ⅱ 49相互啮合，由于上调整套管33中的卡销34插入到滑槽44内，因此上调整套管33无法转动，而下调整套管36由于通过卡齿Ⅱ 49与上调整套管33下端的卡齿Ⅰ 48相啮合，因此下调整套管36也无法转动，实现了其调整到位后的锁止固定。此时当下基座17向上移动实现薄板材22夹紧时，下调整套管36的下端与薄板材22的上端相接触，此时滑杆23相对插孔28向下滑动直至沉头孔切削刀具38相对下调整套管36的伸出量即为钻沉头孔的深度，实现了对加工沉头孔深度的调节，沉头孔切削刀具38工作时产生的金属屑可以通过排屑孔37排出。

Claims (10)

1.一种飞机薄板沉头孔切削装置，其特征在于，包括：

上基座（1），用于夹持薄板材（22）的上表面；

下基座（17），其通过轴杆（16）竖直滑动插装于上基座（1）下端，用于夹持薄板材（22）的下表面；

下基座驱动机构，安装于上基座（1）上，用于驱动下基座（17）相对上基座（1）上下运动；

螺纹套管（25），竖直旋合于上基座（17）上的螺纹孔Ⅰ（29）中；

滑杆（23），沿轴向滑动插装于螺纹套管（25）的插孔（28）内，其头端设置有三棱杆（24），其下端与插孔（28）之间设置有弹簧Ⅲ（27）；以及

沉头孔切削刀具（38），位于薄板材（22）的上端，其通过下圆柱杆（31）与滑杆（23）同轴连接，其下端设置有外径小于薄板材（22）上的预加工孔（40）内径的导杆（39）；

所述下基座（17）上设置有内径大于导杆（39）外径的通孔（18），所述通孔（18）与导杆（39）相同轴，当上基座（1）与下基座（17）将薄板材（22）夹紧且弹簧Ⅲ（27）处于自由状态时，导杆（39）位于预加工孔（40）的正上方。

2.根据权利要求1所述的飞机薄板沉头孔切削装置，其特征在于：所述下基座驱动机构包括通过铆钉（13）水平固定于上基座（1）上的下端把手（8）、铰接安装于上基座（1）上且位于下端把手（8）上方的上端把手（5）、设置于上端把手（5）与下端把手（8）之间的弹簧Ⅰ（9）、沿竖直方向滑动插装于上基座（1）中且固定于轴杆（16）上端的齿条（14）、套装于轴杆（16）上的弹簧Ⅱ（15）以及设置于上端把手（5）头端的扇形齿轮（6），所述扇形齿轮（6）与齿条（14）相啮合，所述弹簧Ⅱ（15）的上端与上基座（1）的底部相接触，其下端与下基座（17）的底部相接触，所述上端把手（5）下端设置有与下端把手（8）外形尺寸相配的U形凹槽（7）。

3.根据权利要求1所述的飞机薄板沉头孔切削装置，其特征在于：还包括通过销轴Ⅰ（21）水平转动安装于下基座（17）上的转盘（19），所述转盘（19）上以销轴Ⅰ（21）的轴线为中心环绕间隔设置有若干孔径不同的配合孔（20），所述配合孔（20）的孔心与销轴Ⅰ（21）轴心之间的距离等于通孔（18）的孔心与销轴Ⅰ（21）轴心之间的距离。

4.根据权利要求1或2或3所述的飞机薄板沉头孔切削装置，其特征在于：还包括套装于下圆柱杆（31）上且沿下圆柱杆（31）轴向位置上下调节的钻孔深度限位装置，当薄板材（22）处于夹紧状态时，所述钻孔深度限位装置的下端与薄板材（22）的上端面相接触。

5.根据权利要求2所述的飞机薄板沉头孔切削装置，其特征在于：还包括上端把手锁止机构，当按压上端把手（5）直至上基座（1）与下基座（17）将薄板材（22）夹紧，上端把手锁止机构将上端把手（5）相对下端把手（8）的位置锁死固定。

6.根据权利要求2所述的飞机薄板沉头孔切削装置，其特征在于：所述齿条（14）的上端固定有外径大于齿条（14）外径的挡片（2），所述上基座（1）上端设置有与挡片（2）相配的凹槽（3），当下基座（17）位于最下端时，所述挡片（2）嵌入凹槽（3）中。

7.根据权利要求2所述的飞机薄板沉头孔切削装置，其特征在于：所述下端把手（8）外侧套装有橡胶套（43）。

8.根据权利要求3所述的飞机薄板沉头孔切削装置，其特征在于：所述转盘（19）下端中心位置设置有内棘轮（50），锁止销（51）的一端通过销轴Ⅱ（52）铰接安装于下基座（17）上，其另一端插装于内棘轮（50）的棘齿中，弹簧片（53）一端通过销轴Ⅲ（54）铰接安装于下基座（17）上，其另一端与锁止销（51）相接触。

9.根据权利要求3所述的飞机薄板沉头孔切削装置，其特征在于：所述钻孔深度限位装置包括设置于螺纹套管（25）下端的外螺纹（26）、套装于下圆柱杆（31）上的上调整套管（33）及下调整套管（36）、设置于上调整套管（33）及下调整套管（36）之间的弹簧Ⅳ（35）、设置于下调整套管（36）下端的排屑孔（37）、设置于上调整套管（33）下端的卡齿Ⅰ（48）以及设置于下调整套管（36）上端的卡齿Ⅱ（49），所述下调整套管（36）内设置有螺纹孔Ⅱ（47），下调整套管（36）通过螺纹孔Ⅱ（47）旋合于外螺纹（26）上，所述下圆柱杆（31）下端设置有外径大于螺纹孔Ⅱ（47）内径的凸台（32），所述外螺纹（26）沿轴向设置有滑槽（44），所述上调整套管（33）上水平设置有销孔（46），卡销（34）穿过销孔（46）后滑动插装于滑槽（44）中，螺母（30）位于上调整套管（33）上端且旋合于外螺纹（26）上。

10.根据权利要求5所述的飞机薄板沉头孔切削装置，其特征在于：所述上端把手锁止机构包括横向插装固定于上基座（1）中呈U字形的弹簧杆（4）、转动安装于上基座（1）上且与扇形齿轮（6）同轴固定的棘轮（12），通过销钉（11）转动安装于下端把手（8）上的拨片（10）、设置于拨片（10）头端的扇形孔Ⅰ（42）以及设置于上基座（1）上的扇形孔Ⅱ（45），所述扇形孔Ⅰ（42）与扇形孔Ⅱ（45）呈十字交叉布置，所述弹簧杆（4）两个夹臂分别为长臂（401）和短臂（402），所述长臂（401）依次插装于扇形孔Ⅱ（45）、棘轮（12）的棘槽及扇形孔Ⅰ（42）中，所述拨片（10）上竖直设置有拨杆（41）。