[发明专利]一种便携式半自动制孔设备及制孔方法

说明书

本发明公开一种便携式半自动制孔设备及制孔方法，其中一种便携式半自动制孔设备包括：主轴单元，包括主轴电机、主轴传动装置以及钻孔主轴，所述主轴电机通过所述主轴传动装置驱使所述钻孔主轴转动，所述钻孔主轴的一端设有钻头连接部；进给单元，包括进给动力装置，所述进给动力装置设有进给输出部，所述进给输出部与所述主轴单元连接，所述进给动力装置用于驱使所述主轴单元以使所述钻孔主轴在其轴线方向移动；控制单元，所述控制单元用于控制、监测所述主轴电机和所述进给动力装置的运行参数，所述控制单元包括控制装置和人机交互装置；钻体框架，用于安装所述主轴单元和所述进给单元。

技术领域

本发明涉及加工设备领域，尤其涉及一种便携式半自动制孔设备及制孔方法。

背景技术

纤维增强复合材料由于其轻质高强、抗腐蚀、抗疲劳、可设计性强等诸多优点，被广泛地应用在航空航天、汽车等领域中制造零部件，例如波音787、空客A350WXB等先进飞机上，都大量的使用了纤维增强复合材料，以提高飞机的整体性能。然而，为了保证能够承受巨大、复杂、多变的载荷，在连接与支撑部分仍采用金属零件，这样在整体装配中就存在了大量复合材料与金属(钛合金、铝合金等)的叠层结构。由于工件形状复杂，传统的分体加工，即分别加工金属和复合材料，然后进行装配，易导致各组成零件间孔的位置精度和同轴度难以保证，特别是对复合材料，强迫装配极易引发材料的损伤，极大地降低工件的服役性能。因此为了保证加工精度和工件的服役性能，叠层构件通常采用一体化制孔。但由于金属与复合材料之间巨大的加工差异，特别是在钛合金与复合材料中，钛合金需要低转速、高进给速度加工参数，复合材料需要高转速、低进给速度的加工参数，使得对钛/复合材料叠层结构进行制孔存在极大的挑战。同时，金属钻削过程易产生长切屑缠刀，对材料孔壁和入口造成严重的刮擦，降低加工质量。而且，加工过程中存在很多狭小复杂空间，数字化机床不可达，需要便携式的制孔设备来完成一体化制孔。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术上述不足，提供一种便携式半自动制孔设备及制孔方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种便携式半自动制孔设备，包括：主轴单元，包括主轴电机、主轴传动装置以及钻孔主轴，所述主轴电机通过所述主轴传动装置驱使所述钻孔主轴转动，所述钻孔主轴的一端设有钻头连接部；进给单元，包括进给动力装置，所述进给动力装置设有进给输出部，所述进给输出部与所述主轴单元连接，所述进给动力装置用于驱使所述主轴单元以使所述钻孔主轴在其轴线方向移动；控制单元，所述控制单元用于控制、监测所述主轴电机和所述进给动力装置的运行参数，所述控制单元包括控制装置和人机交互装置；钻体框架，用于安装所述主轴单元和所述进给单元。

优选地，所述主轴传动装置包括安装于所述钻体框架的花键螺母、与所述花键螺母的转动部分连接的花键同步轮、安装于所述主轴电机的输出轴的主轴同步轮和与所述花键同步轮/主轴同步轮匹配的第一同步带，所述钻孔主轴的外周设有与所述花键螺母匹配的花键槽，所述钻孔主轴能够在所述进给单元的驱使下基于所述花键螺母在其轴向移动。

优选地，所述进给动力装置包括进给电机、进给丝杠、进给螺母和用于安装所述进给丝杠的丝杠座，所述进给输出部包括进给输出板、安装于所述进给输出板的主轴尾端轴承，所述进给输出板与所述进给螺母连接，所述钻孔主轴区别于设有所述钻头连接部的一端枢接于所述主轴尾端轴承。

优选地，所述进给丝杠设有两根，相应地所述进给螺母设有两个，所述进给输出部与两个所述进给螺母连接，所述进给动力装置还包括安装于所述进给丝杠的丝杠同步轮、安装于所述进给电机的输出轴的进给同步轮和与所述丝杠同步轮/进给同步轮匹配的第二同步带。

优选地，所述钻孔主轴还设有低频振动部件。

优选地，还包括钻头套，所述钻头套包括一具有上端开口和下端开口的钻套容腔，所述钻头能够穿出所述下端开口，所述钻套容腔还设有抽吸开口，所述抽吸开口用于匹配抽吸装置。