[发明专利]一种便携式三坐标铣床及其加工方法

说明书

技术领域

本申请涉及飞机零部件的机械加工制造设备领域，特别是一种便携式三坐标铣床。

背景技术

Boring737MAX-IF内襟翼部件是由内主襟翼、内后襟翼2个主要部分构成，长3.6米，宽1.5米，单架份产品零组件数量为718项。该产品的装配特点具有互换要求高，外形要求控制严，施工空间狭窄、内部结构较为复杂等特点。内主襟翼下翼面中部281mmx307mm的区域内有四个需要精加工的安装面，在安装面上要精确安装滑轨架，这四个安装面的大小分别为：44mmx85mm、45mmx87mm、100mmx43mm、100mmx43mm，精度要求为：平面度0.12mm，相对基准的轮廓度0.7mm。目前的临时性措施是：试制多种不同厚度的垫片，通过调整内主襟翼和滑轨架间垫片的数量和厚度，来满足安装面的精度要求。这种方法是应急式的临时措施，不是长久之计，原因如下：

①内主襟翼和滑轨是飞机的重要受力件和运动件，在飞机滑跑、起飞、飞行、降落和着陆全过程中一直承受交变载荷，这种交变载荷要求内主襟翼和滑轨的连接面具有很高的抗疲劳性能，加垫的方式不满足抗疲劳性能要求，仅能作为临时代替方案。

②上述方法效率低，满足不了Boring737MAX-IF内襟翼项目生产周期要求。

如果将上述项目中的问题进行类推，那么在所有飞机上，都有一些精度很高的安装面，如果采用加垫调整的方式来满足安装面的精度显然是技术水平低的表现。因此，有必要研制出一种小型的加工机床，对飞机部件上精度要求高的安装面进行直接加工，这样不仅可以满足飞机抗疲劳性能要求，而且满足生产周期要求。

发明内容

本申请提供了一种便携式三坐标铣床及其加工方法，用于飞机装配生产线上对某些重要部件的高精度安装面进行精密加工，以满足安装面的精度要求。

一种便携式三坐标铣床及其加工方法，它含有平板组件、立柱组件、滑台组件、铣切头、集成控制系统，平板组件包含平板、铰链座、预紧组件、X向导轨、X向传动机构，平板是一个中间开口的回字形矩形板，在平板正面上部和下部对应位置安装有两条平行的X向导轨，在下部其中一根X向导轨下方安装有X向传动机构；在平板的反面，下部对角安装一对平行且同轴的铰链座，上部沿开口边均匀地设有多个预紧组件，预紧组件含有球头式定位件、可调节压紧件，球头式定位件顶住工件的内表面，可调节压紧件压紧工件的外表面，通过一顶一压，用于将便携式三坐标铣床固定在待加工工件表面，实现工件的定位和预紧；立柱组件，包括立柱、安装在立柱右侧面的两条平行的Y向导轨，和安装在两条Y向导轨中间的Y向传动机构，立柱上下两端分别安装在所述平板组件上的两条X向导轨上，并可在X向传动机构的带动下沿着X向导轨滑动；滑台组件含有底座、Z向导向座、Z向传动机构、Z向导向杆，底座安装在立柱组件的Y向导轨上，底座带有燕尾槽母头，Z向导向座带有燕尾槽公头，两者通过燕尾槽进行精密配合。Z向导向座上设有Z向传动机构和Z向导向杆，通过Z向导向座的导向孔对铣切头进行Z向导向；铣切头安装在Z向传动机构上；Z向传动机构含有手动旋钮、一对90°相交斜齿轮、丝杠螺母，Z向传动机构通过手动控制旋钮的角度来精确控制斜齿轮啮合带动丝杠螺母运动，从而实现铣切头在Z向的精确进给与后退。集成控制系统通过控制X向传动机构和Y向传动机构带动铣切头到达需要铣切的X、Y坐标位置，手动控制Z向传动机构实现铣切头Z向切削运动。

铣切头含有主轴、刀具、测量装置、锁紧装置、冷却装置、导屑装置，主轴是一个带有ER筒夹的高精密圆柱形铣切气马达，刀具为带高精密尾杆的盘型铣刀，将刀具的尾杆插入ER筒夹中，通过旋转ER筒夹实现刀具的定心和夹紧，测量装置对主轴的Z向运动进行精确的测量，锁紧装置对主轴的Z向运动进行锁紧，防止主轴在加工时的窜动，冷却装置对工作中高速旋转的刀具进行冷却，导屑装置对铣切中产生的金属屑进行导流；锁紧装置包括一个带开口的圆环形筒夹、可调节手柄和螺栓，圆环形筒夹安装在Z向导向座的端面上，圆环形筒夹的内圆柱孔与主轴的外圆柱配合形成滑动副，螺栓连接圆环形筒夹开口的两端，通过调节手柄的旋向，实现对主轴的夹紧与松开；测量装置含有带支脚的精密尺、带顶针的数显读数头；精密尺与读数头通过移动副连接，精密尺通过其支脚安装在主轴的外圆柱面上，读数头通过其顶针安装在Z向导向座的端面上；冷却装置含有分气接头、冷却气管和冷却气嘴，按分气接头→冷却气管→冷却气嘴依次相连，构成铣床冷却系统；导屑装置是一个带安装法兰的圆筒型漏斗结构，一端通过法兰安装在主轴的端面上，另一端通过圆筒套在刀具上。