[发明专利]一种航空叠层材料阶梯组合制孔装置

说明书

一种航空叠层材料阶梯组合制孔装置，包括压紧组件和钻孔组件，钻孔组件包括支架、转动设置在支架上的双头钻具组件以及设置在支架上用于驱动双头钻具组件转动的驱动组件；压紧组件包括压板、设置在压板上的压头，压板上设置有导柱，支架上设置有导孔，导柱穿过支架后与一固定螺母连接，弹簧套装在导柱上，且上端与支架接触，下端与压板接触。本申请不仅实现了阶梯组合制孔的目的，同时，制孔时采用压头将钻孔部位进行压紧，使得叠层材料的层间间隙更小，能够有效的减小叠层材料的材料层在钻具的压力下发生弯曲变形，克服层间界面分离，增大层间贴合程度，进而达到减少层间毛刺的目的，提高制孔质量。

技术领域

本申请涉及一种制孔装置，具体所涉及一种航空叠层材料阶梯组合制孔装置。

背景技术

随着航空航天工业的不断发展，许多产品对材料提出了高强度轻量化的要求。碳纤维复合材料+铝合金的叠层就完全具有质量轻、强度大、耐磨性高、抗疲劳性能好、耐高温好等优点，因此碳纤维复合材料+铝合金的叠层正被广泛应用于航空航天，而航空航天技术中制孔是重要的一环。

《检测与质量》2019年底9期中，论文题目为：飞机叠层材料精密制孔工艺研究一文中，提出了叠层材料装配组件制备过程中的优化方案以及阶梯组合制孔的技术方案，叠层材料精密制孔工艺路线是通过使用大直径钻具的方式先对碳纤维层进行钻孔(初孔)，然后使用小直径钻具对合金层进行钻进，最后使用大直径钻头进行扩孔和铰孔(终孔)，进而实现碳纤维-合金叠层材料的钻孔，利用小直径钻具在合金层上钻孔，改善了合金排削状态，以及减少钻终孔时的合金层切削量，进而提高钻孔的质量。

但是，在实际操作时，需要使用两种钻头来进行钻孔，需要频繁的更换钻具，操作不便，效率较低；同时，在钻进的时候，容易产生层间毛刺，容易造成叠层材料应力集中，降低了叠层材料的质量。

发明内容

本申请的目的在于提供一种航空叠层材料阶梯组合制孔装置，能够高效的实现阶梯组合式制孔，提高钻孔效率，同时还能够减少层间毛刺，保证叠层材料的质量。

为解决上述技术问题，本申请所采用的技术方案是：

一种航空叠层材料阶梯组合制孔装置，包括压紧组件和钻孔组件，其中，钻孔组件包括支架、转动设置在支架上的双头钻具组件以及设置在支架上用于驱动双头钻具组件转动的驱动组件；压紧组件包括压板、设置在压板上的压头，压板上设置有导柱，支架上设置有导孔，导柱穿过支架后与一固定螺母连接，弹簧套装在导柱上，且上端与支架接触，下端与压板接触，压板及压头上设置有供双头钻具组件中钻头通行的圆孔，双头钻具组件中钻头直径不同。

其中，压头端部与叠层材料接触一面设置有硬质橡胶垫。

进一步优化，支架包括左侧支架和右侧支架，压板上的导柱有两组，每一组均有两个导柱，其中一组导柱与左侧支架配合，另一组与右侧支架配合；左侧支架和右侧支架形成安装区域，双头钻具组件设置在安装区域内，且通过转轴与左侧支架及右侧支架转动连接在一起，所述驱动组件安装在右侧支架上并与右侧支架上的转轴连接。

其中，双头钻具组件包括安装筒、第一钻具和第二钻具，安装筒两端部均设置有伸缩杆，第一、二钻具分别设置在安装筒的两端并与伸缩杆连接，所述转轴设置在安装筒两侧，安装筒通过所述转轴与左侧支架及右侧支架连接。

其中，安装筒侧面设置有通风孔。

进一步优化，支架还包括连接支架，左侧支架与右侧支架通过连接支架连接成一整体式结构。

其中，驱动组件包括齿轮、齿条和第一伸缩杆，右侧支架上设置有支撑板，第一伸缩杆设置在支撑板上，右侧支架上设置有导向方孔，齿条两端分别设置有第一连接部和第二连接部，第一连接部与第一伸缩杆连接，第二连接部与导向方孔滑动配合，齿轮设置有右侧支架上的转轴上，齿轮与齿条相互啮合。

进一步优化，右侧支架上设置有连接板，连接板上设置有安装孔，所述连接板用于与六自由度机械臂连接。