[发明专利]一种便携式螺旋铣孔单元

说明书

本发明提供一种便携式螺旋铣孔单元。包括刀具、输出轴、外套筒、套筒外壳和传动机构，刀具连接在输出轴的输出侧，输出轴连接在外套筒内，外套筒的输入侧连接第一传动机构和第三传动机构，输出轴的输入端连接第二传动机构，第二传动机构用于带动输出轴旋转，完成刀具的转动，外套筒通过滑动轴承安装在套筒外壳内，其能够在第三传动机构的作用下相对于套筒外壳转动，完成刀具绕外套筒外圆柱面轴线的转动；在第一传动机构的作用下外套筒沿轴线方向前后移动，完成刀具的进给运动。本发明外套筒即可旋转、前后移动，同时实现了公转运动与轴线进给运动，与传统的直线导轨加滚动轴承结构相比结构紧凑，重量轻、体积小、可便携，适合复杂小空间工况作业。

技术领域

本发明涉及航空航天飞行器装配中的制孔加工技术领域，尤其涉及一种便携式螺旋铣孔单元。

背景技术

航空航天飞行器中大量采用包含复合材料、铝合金、钛合金、高强钢等难加工材料，以及两种以上材料组成的不同形式的叠层结构。飞行器结构件装配过程中存在大量的制孔加工需求。为了解决上述问题，现有技术提供一种新的制孔方法，即使用特制立铣刀进行螺旋铣孔，其原理为刀具自身高速旋转的同时沿螺旋轨迹进给，最终在工件上铣削出一个直径大于刀具自身的圆孔。针对复合材料、钛合金等新型材料的制孔，由于螺旋铣孔轴向切削力较钻孔小，因此表现出优于传统钻孔的特点，螺旋铣孔被应用到飞行器装配中，代替传统钻孔加工一些高质量要求的螺栓孔和铆钉孔，且应用范围不断扩大。螺旋铣孔加工时，刀具需要沿着螺旋轨迹进给，现有的制孔设备通常不具有此功能，为此需要研发专用的螺旋铣孔加工设备。而目前的螺旋铣孔装置存在的问题在于：(1)螺旋铣孔装置整体尺寸较大，重量重，不适合在空间复杂工况下进行螺旋铣孔加工；(2)螺旋铣孔装置结构复杂，成本高，不适合成批量制造。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种便携式螺旋铣孔单元。本发明采用的技术手段如下：

一种便携式螺旋铣孔单元，包括：刀具、输出轴、外套筒、套筒外壳和若干用于提供动力的传动机构，所述输出轴可更换地套装在外套筒输出段内孔，所述输出轴和外套筒均存在预设的偏心量，所述刀具连接在输出轴的输出侧，所述输出轴可拆卸地连接在外套筒内，所述外套筒通过滑动轴承安装在套筒外壳内，所述外套筒的输入侧连接有第一传动机构和第三传动机构，所述输出轴的输入端连接有第二传动机构，所述第三传动机构用于带动外套筒相对于套筒外壳转动，完成刀具绕外套筒外圆柱面轴线的转动，所述第一传动机构用于带动外套筒相对于套筒外壳的轴线方向前后移动，完成刀具的进给运动，所述第二传动机构用于带动输出轴旋转，完成刀具的转动。

进一步地，所述的外套筒输出段为偏心结构，即其外圆柱面轴线与外套筒输出段内孔轴线具有一定的偏心量e₀，中段和输入段为同轴心结构，即其外圆柱面轴线与所述外套筒中段及输入段的内孔轴线同心，所述输出轴包括主轴和具有偏心结构的内套筒，即输出轴外圆柱面轴线与内孔轴线具有一定的偏心量e_n，主轴通过主轴轴承套装在内套筒的内孔中。

进一步地，所述第一传动机构、第二传动机构和第三传动机构均通过连接件连接在套筒外壳上。

进一步地，所述第一传动机构包括第一马达和丝杠，所述的第一马达水平安装在套筒外壳上，其输出端通过丝杠联轴器与丝杠连接，所述的丝杠一端安装在丝杠支撑座的安装孔中，另一端套装在丝杠螺母内，所述的丝杠支撑座水平安装在套筒外壳上，所述的丝杠螺母安装在平动板上；

所述第二传动机构包括第二马达和传动轴，所述第二马达的输出端与传动轴的输入端相连，所述传动轴的输出端与主轴的输入端相连；

所述第三传动机构包括第三马达和第一同步齿形带，所述的外套筒输入端安装第三同步齿形带轮，所述的第三同步齿形带轮通过第一同步齿形带与安装在第三马达输出端的第四同步齿形带轮连接；

所述外套筒输入段的外侧通过公转轴承与平动板相连。