[发明专利]一种螺旋铣执行器

说明书

本发明公开了一种螺旋铣执行器，其特征在于，包括：底座和刀具；进给机构，置于底座上，用于带动刀具做进给运动；摆动机构，置于进给机构上，用于带动刀具做圆弧摆动；偏心调节机构，用于控制刀具的径向偏置距离，包括内偏心套筒、通过滑动连接件与内偏心套筒连接的内轴筒和置于内偏心套筒外的外偏心套筒、与外偏心套筒固定的外轴筒；所述内偏心套筒和外偏心套筒的内、外轮廓的轴线均采用偏置设计；转轴驱动机构，用于带动刀具做旋转运动，包括主轴套筒、电主轴、驱动外轴筒旋转的外偏心驱动组件和驱动内轴筒旋转的内偏心驱动组件。

技术领域

本发明涉及飞机数字化装配自动化制孔领域，特别是涉及一种螺旋铣执行器。

背景技术

伴随新时期航空制造领域的迅速发展，碳纤维复合材料(CFRP)与金属合金材料叠层结构在飞机制造过程中应用占比越来越大，为了克服传统钻削产生的质量缺陷，螺旋铣作为一种新的制孔技术应运而生。相较于传统钻削，它具有切削轴向力小、排屑方便、切削温度低等优点，可以有效解决CFRP分层、毛刺和撕裂以及合金材料出口毛刺等制孔缺陷问题，因此得到了航空制造领域的高度重视。

螺旋铣孔技术是一种“以铣代钻”的断续切削制孔技术，其刀具中心轨迹是螺旋线，即刀具采用螺旋进给的方式来实现切削运动。在制孔过程中，螺旋铣刀具中心偏离加工孔轴线指定距离，刀具绕自身轴线的自转，同时刀具绕加工孔中心线公转并沿孔轴线作轴向进给运动，即刀具的实际运动是刀具自传、刀具公转和刀具沿孔轴线直线进给运动的三种运动的合成运动。

同传统钻削制孔相比，螺旋铣孔技术加工过程产生的轴向切削力小，能有效抑制CFRP分层等缺陷的产生，减小薄壁件制孔加工变形；且螺旋铣孔属于断续切削，刀具与孔之间有较大的间隙，有利于切削热量的散失，可有效降低切削温度，减少切削热对于材料的热损伤，提高刀具使用寿命；由于螺旋铣孔过程中产生的金属切屑是碎屑状，不同于钻削过程中产生的连续带状切屑，可以有效避免由金属切屑造成的CFRP孔壁划伤；同时螺旋铣孔可实现由一种刀具加工不同直径的孔，可有效减少刀具库存量和更换刀具的时间简化了传统钻孔所需的钻－扩－铰制孔工艺流程，从而有效提高了生产效率，减少了加工成本。

在自动化螺旋铣系统中，螺旋铣执行器通过安装于制孔专用机床上，实现末端执行器的准确定位与位姿的可靠调整，以确保系统制孔的孔位精度与法向精度。螺旋铣执行器主要用于实现机翼上CFRP与合金叠层材料连接孔的加工，通过螺旋铣孔工艺来进行叠层制孔，以满足制孔的孔径精度及孔壁质量要求。

公开号为CN102794491B的说明书公开了一种自动化螺旋铣孔装置及其方法，装置包括底座、主轴滑座、外偏心套筒、内偏心套筒、力矩电机、圆光栅、电主轴、压脚、工业相机、直线光栅、四个激光距离传感器、伺服电机、滚珠丝杠副、同步带等；其中，内、外偏心套筒的内、外轮廓的轴线采用偏置设计，内偏心套筒安装在外偏心套筒内部，外偏心套筒的内轮廓轴线与内偏心套筒的外轮廓轴线重合。该发明采用一个伺服电机带动系列带轮进行带轮传动，在达到指定偏置距离后通过人工液压锁紧，属于半自动化的工作方式。

公开号为CN111390251A的说明书公开了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。该发明主要针对铣孔，特别是先偏心后倾角铣孔和先倾角后偏心铣孔的加工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种螺旋铣执行器，克服了传统制孔方法中容易导致复合材料加工分层和刀具损耗大的工艺缺陷和不足，实现了柔性自动化钻孔、螺旋铣孔和锪椭圆窝功能。

一种螺旋铣执行器，包括：

底座和刀具；

进给机构，置于底座上，用于带动刀具做进给运动；