CN202845849U - 一种自动制孔的压紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动制孔的压紧装置，采用两个固定套对称安装，套管的一端分别位于固定套安装孔内，限位开关通过安装环固定在套管内中间部位，压力弹簧固定在套管另一端端面上，心轴穿过套管和压力弹簧，压力弹簧另一端通过心轴上的挡片与限位螺母固定；心轴通过固定螺母与压力头固连。采用弹簧结构，通过限位开关控制弹簧的最大压缩量；针对飞机小尺寸蒙皮、壁板类部件的压紧，压紧力与压紧行程易于控制，可保证叠层材料间紧密贴合，压紧安全可靠，限位开关的设置防止压紧力过大影响产品外形精度，压力头部有橡胶保护垫起到缓冲作用；压紧装置结构简单可靠，体积小重量轻，成本低，更易于与自动钻孔设备集成工作。

Description

一种自动制孔的压紧装置

技术领域

本实用新型属机械设计与制造技术领域，涉及一种压紧装置，具体地说，涉及一种用于飞机小尺寸蒙皮、壁板类部件部件的自动制孔的压紧装置。

背景技术

在航空制造领域中，自动制孔技术作为飞机装配生产的一项重要工作，直接影响产品的连接质量及可靠性。自动制孔技术主要应用对象为叠层材料，所谓叠层材料，即多层材料的堆叠，如蒙皮、长桁、肋间常常需要堆叠在一起后制通孔后进行铆接。由于钻孔过程中，不同层材料间产生粗糙的毛刺，即杂乱的螺旋碎屑，因此在末端执行器钻孔前，需要压紧装置与被加工部件接触并施加一定的压紧力，消除叠层材料层与层间的间隙，防止毛刺进入。

在专利CN 101417348A中公开的“钻孔末端执行器”，和在专利CN102303261A及102513580A中描述的“一种自动钻铆末端执行器压力脚的自适应微调装置”及“能减小飞机装配制孔时夹层毛刺的装置及方法”中提出的几种末端执行器压紧装置，在实际应用中工作稳定可靠，带有独立的进给控制机构，适用于大型飞机蒙皮、壁板类部件的压紧，但针对飞机小尺寸蒙皮、壁板类部件则存在以下不足:1）结构复杂，体积和重量均较大，不便于挂载到小型末端执行器上；2）由于某些小尺寸蒙皮、壁板类部件曲率较大，如前缘襟翼、整流罩等，导致压紧时压力作用面较小，局部压强较大，加之法矢偏差易造成部件局部变形，压力卸载后部件回弹造成层叠材料孔轴线不同心，影响制孔质量。

实用新型内容

为避免现有技术存在的不足,克服其结构复杂，体积重量较大，对于曲率较大的零部件压力作用面较小，影响制孔质量。本实用新型提出一种适用于飞机小尺寸蒙皮、壁板类部件的自动制孔的压紧装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:包括固定套、套管、心轴、压力弹簧、限位螺母、压力头、限位开关、安装环，

固定套对称安装在动力头缸体外壁上；两根套管的一端分别位于固定套安装孔内，与固定套安装孔配合连接，限位开关位于套管内中间部位通过安装环固定；压力弹簧固定在套管的另一端端面上，心轴穿过套管和压力弹簧，压力弹簧另一端通过套在心轴上的挡片与限位螺母固定；心轴通过固定螺母与压力头固连。

所述固定套为半圆环形，两端各有一带孔凸耳，半圆环外侧中间部位有突出的方形柱体，柱体设有安装孔，靠近安装孔底部的孔壁上有引线孔。

所述套管为空心圆管结构，末端呈圆孔状，圆孔的直径小于套管内径，靠近末端的套管壁上设有压力平衡孔。

所述压力头为圆锥形凸台，凸台中心有导孔，凸台两侧连接段端部有螺孔，连接段与凸台间设有加强肋，橡胶垫片与压力头下端面胶接。

有益效果

本实用新型自动制孔的压紧装置，采用简单的弹簧结构，通过限位开关控制弹簧的最大压缩量；针对飞机小尺寸蒙皮、壁板类部件的压紧，与采用气缸或导轨丝杠及压力传感器结构的大型压力脚相比，结构简单可靠，压紧力与压紧行程均易于控制，可保证叠层材料间紧密贴合。压紧安全可靠，限位开关的设置防止压紧力过大影响产品外形精度，压力头装有橡胶保护垫，使压力头可在小范围内自动调节，压紧时起到缓冲作用，避免刚性压力脚压紧过程中对工件造成的压伤、划伤；压紧装置具有体积小重量轻，成本低，更易与自动钻孔设备集成，适用于压紧力不超过15kg的工作环境。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型一种自动制孔的压紧装置作进一步详细说明。

图1为本实用新型自动制孔的压紧装置示意图。

图2为本实用新型自动制孔的压紧装置的局部剖视图。

图3为自动制孔的压紧装置配合动力头与连接座的组合示意图。

图4为工作状态示意图。

图中:

1.固定套 2.套管 3.心轴 4.压力弹簧 5.挡片 6.限位螺母7.固定螺母 8.橡胶垫片 9.压力头 10.导孔 11.限位螺钉 12.连接螺栓13.限位开关 14.安装环 15.引线孔 16.安装孔 17.压力平衡孔 18.螺钉孔19.加强肋 20.连接座 21.动力头 22.工件 23.多关节式机械臂。

具体实施方式

本实施例是一种自动制孔的压紧装置，用于飞机小尺寸蒙皮、壁板类部件的自动制孔的压紧。

参阅图1、图2，本实用新型自动制孔的压紧装置由固定组件、连接及导向组件、直接作用组件和限位组件四部分组成；包括固定套1、套管2、心轴3、压力弹簧4、挡片5、限位螺母6、固定螺母7、橡胶垫片8、压力头9、导孔10、限位螺钉11、连接螺栓12、限位开关13、安装环14、引线孔15、安装孔16、压力平衡孔17、螺钉孔18、加强肋19；

本实施例中压紧装置的组合安装，固定端为上，压力作用端为下，自上而下安装；

固定套1为半圆环形，两端各有一凸耳，每个凸耳上有一螺栓孔，半圆环外侧中间部位有突出的方形柱体，中间有圆柱形安装孔16，靠近孔底处的孔壁上有引线孔15；固定套1对称安装在动力头缸体外壁上；压力弹簧4固定在套管2的另一端端面上，心轴3穿过套管2和压力弹簧4，压力弹簧4另一端通过套在心轴3上的挡片5与限位螺母6固定；心轴3通过固定螺母7与压力头9固连。安装时，两个固定套1对称安装在动力头缸体外壁上，通过两组连接螺栓12固定。

套管2为空心圆管结构，末端呈圆孔状，圆孔的直径小于套管内径，靠近末端的套管2壁上设置有压力平衡孔。两根套管2的一端分别位于固定套1安装孔内，且与固定套1安装孔配合连接，限位开关13位于套管2内中间部位通过安装环14固定；安装时两个套管2分别插入固定套1的安装孔16中，两个套管2安装部位的深度相同，通过限位螺钉11压紧限位，防止套管2在安装孔16中沿轴向滑动。

在套管2中，限位开关13为圆柱形触发式开关，触发点在开关下端，上端接有输入输出导线，穿过引线孔15同控制系统相连。安装环14为橡胶圆环，其外径比套管2的内径大2mm，安装时卡在限位开关13顶部的圆柱形凸台上随后一同压入到套管2的内壁上，用于提供摩擦力将限位开关13固定在套管2的内壁上。其固定位置由压紧行程即心轴3的上端面与限位开关13的下端触发点的距离决定，此处设定为10mm。在套管2外壁下端靠近底面处设有压力平衡孔17，直径在1.5～2mm左右，能保持套管2内外的气压平衡，便于心轴3在套管2中顺利滑动，同时也起到注油孔的作用。

心轴3为圆柱体，上端部有一台阶段，用于导向滑动及限位；下部有螺纹段。安装时，心轴3的下端以间隙配合方式从套管2的上端插入套管2中，润滑后可在其中自由滑动。压力弹簧4一端固定在套管2的下端面上，另一端通过套在心轴3上的挡片5与限位螺母6固定，并根据实际需要使用限位螺母6调节压力弹簧预紧力的大小。

压力头9为圆锥形凸台结构，凸台中心有导孔10，用于引孔和排屑，导入端带有倒角，便于钻头插入。凸台两侧连接段端部有螺钉孔18，连接段与凸台间设有加强肋19以提高压力头的刚度。安装时心轴3的下端与螺母7和螺钉孔18连接、调整位置并锁紧。橡胶垫片8与压力头9下端面胶接在一起，用于缓冲保护工件，磨损后可快速更换。

参照附图3，以SFB型风动式自进给动力头为例，安装时，自动制孔的压紧装置套在动力头21的气缸外壁上，其间需加垫片调节，使压力脚轴线与动力头21的主轴轴线重合。压力脚的上端面紧贴连接座20的下端面，限制了压力脚在压紧过程中相对于动力头21的径向滑动。

参见图4，本实施例的工作步骤为:

步骤1:采用MOTOMAN公司MH50型六坐标机械臂23挂载SFB型风动式动力头21作为自动钻孔平台，将自动制孔的压紧装置固定安装在动力头21上。系统启动后，压力脚随六坐标机械臂23末端运动至指定钻孔位置，使钻头对准待加工件22上某一待钻孔点，并且使压力脚的橡胶垫片8距离工件表面2~3cm左右；

步骤2:六坐标机械臂23带动压力脚沿待钻孔的法矢方向下降，压力脚首先与工件22表面接触，随着继续下压，压紧力逐渐增大，直至心轴3触碰限位开关13，到达预定压紧力后向控制系统发出脉冲信号使六坐标机械臂23停止下压；

步骤3:动力头21的主轴开始工作，钻头从压力头9中的导孔10中伸出，钻削工件22后退回至原位。

步骤4:六坐标机械臂23带动压力脚抬起，返回至原位，制孔结束。

Claims (4)

1.一种自动制孔的压紧装置，其特征在于:包括固定套、套管、心轴、压力弹簧、限位螺母、压力头、限位开关、安装环，

固定套对称安装在动力头缸体外壁上；两根套管的一端分别位于固定套安装孔内，与固定套安装孔配合连接，限位开关位于套管内中间部位通过安装环固定；压力弹簧固定在套管的另一端端面上，心轴穿过套管和压力弹簧，压力弹簧另一端通过套在心轴上的挡片与限位螺母固定；心轴通过固定螺母与压力头固连。

2.根据权利要求1所述的自动制孔的压紧装置，其特征在于:所述固定套为半圆环形，两端各有一带孔凸耳，半圆环外侧中间部位有突出的方形柱体，柱体设有安装孔，靠近安装孔底部的孔壁上有引线孔。

3.根据权利要求1所述的自动制孔的压紧装置，其特征在于:所述套管为空心圆管结构，末端呈圆孔状，圆孔的直径小于套管内径，靠近末端的套管壁上设有压力平衡孔。

4.根据权利要求1所述的自动制孔的压紧装置，其特征在于:所述压力头为圆锥形凸台，凸台中心有导孔，凸台两侧连接段端部有螺孔，连接段与凸台间设有加强肋，橡胶垫片与压力头下端面胶接。

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