[发明专利]一种倾角偏心一体精密铣孔装置及铣孔方法

说明书

一种倾角偏心一体精密铣孔装置及铣孔方法，属于铣削制孔加工技术领域，该装置具体包括：进给机构、压脚机构、主轴定位机构、前支座机构、倾角偏心一体机构、后支座机构、滑环机构。本发明结合偏心螺旋铣和倾角螺旋铣的各自优点，将偏心与倾角设计成一体机构，可满足倾角铣孔、偏心铣孔、先偏心后倾角铣孔和先倾角后偏心铣孔的加工要求。本发明解决了碳纤维增强复合材料/钛合金叠层材料制孔时碳纤维增强复合材料易出现分层和毛刺、钛合金出现飞边、以及碳纤维增强复合材料/钛合金叠层材料加工参数难以匹配导致的制孔精度不一致等问题，有效提高了碳纤维增强复合材料/钛合金叠层材料的制孔精度和加工效率。

技术领域

本发明涉及铣削制孔加工技术领域，具体涉及一种倾角偏心一体精密铣孔装置及铣孔方法。

背景技术

碳纤维增强复合材料(CFRP)与钛合金构成的叠层材料，综合了碳纤维增强复合材料(CFRP)及钛合金的轻质和高强度等优异特性，在航空制造业得到广泛应用。飞机装配是飞机制造过程中的重要环节，对飞机整体安全性能和使用寿命有显著影响，而飞机装配安装孔的加工又与飞机装配精度有着直接关系。对于碳纤维增强复合材料(CFRP)/钛合金叠层材料，碳纤维增强复合材料(CFRP)易出现分层和撕裂缺陷，钛合金强度高且热导率低，二者材料性能的差异导致碳纤维增强复合材料(CFRP)/钛合金叠层材料制孔质量难以保证，因此限制了碳纤维增强复合材料(CFRP)/钛合金叠层材料在航空制造业的推广与应用。

为了达到碳纤维增强复合材料(CFRP)/钛合金叠层材料制孔的精度要求，传统工艺加工一个孔需要钻、扩和多次铰削加工，不仅制孔效率低、自动化程度低、劳动强度大，而且由于需要钻、扩和多次铰削加工，制一个孔需要大量的加工刀具，经济效益差。螺旋铣孔是近年来针对钛合金、碳纤维增强复合材料(CFRP)等典型难加工材料制孔加工的兴起的新技术。因其切削力小、制孔质量高以及加工效率高，已成为碳纤维增强复合材料(CFRP)/钛合金叠层材料一体化制孔的关键技术。

螺旋铣孔设备的研发促进了螺旋铣孔技术的发展与应用。目前公开的螺旋铣装置相比传统机床加工改善了螺旋铣加工环境，使操作更加便捷。但因碳纤维增强复合材料(CFRP)/钛合金叠层材料工艺参数匹配困难、加工质量要求高、加工孔深度等问题，现有的装置仍无法有效的解决上述困难。因此，需要一种更加智能创新的加工工艺或装置以实现碳纤维增强复合材料(CFRP)/钛合金叠层材料高精度、高效率、高质量的一体化制孔加工。

发明内容

本发明的目的是针对螺旋铣孔装置在加工叠层材料时较易出现材料毛刺和分层，导致叠层加工的两种材料的加工孔精度不一致的问题，提供一种倾角偏心一体精密铣孔装置及铣孔方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种倾角偏心一体精密铣孔装置，包括倾角偏心一体机构，所述倾角偏心一体机构包括力矩电机、外偏心筒、前挡块、前向心支撑环、前倾角偏心筒、电主轴、滑键、固定螺纹套、后挡块、后向心支撑环、后倾角偏心筒、电机固定轴和角度检测传感器；所述电主轴设置在前向心支撑环和后向心支撑环的环内，所述前向心支撑环安装在前倾角偏心筒内，所述后向心支撑环安装在后倾角偏心筒内，所述前挡块固定在前倾角偏心筒的后端，所述后挡块固定在后倾角偏心筒的前端，所述前倾角偏心筒安装在外偏心筒内部前端并通过滑键与固定螺纹套连接，所述固定螺纹套与外偏心筒螺纹连接，所述后倾角偏心筒安装在外偏心筒的内部后端，所述力矩电机的内圈固定在电机固定轴上，所述电机固定轴固定在后倾角偏心筒上，所述力矩电机的外圈固定在外偏心筒上，所述角度检测传感器安装在电机固定轴上。

所述的倾角偏心一体精密铣孔装置的铣孔方法，步骤如下：

a)开机上电，装置各机构原点复位；

b)选择制孔方式：倾角加工、偏心加工、先倾角后偏心加工或先偏心后倾角加工；

c)根据制孔方式输入偏心加工或倾角加工参数：公转速度、电主轴转速和进给速度，输入制孔数量，输入制孔的孔径和孔深；