CN107900683A - 飞机紧固孔加工设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种飞机紧固孔加工设备，具有孔加工精度高的特点，将立柱设计有主副两个，并通过链轮传动机构传动连接，从而可实现同步升降横梁，能够保证主轴在加工时具有足够高的稳定性，提高了加工精度；具有孔加工效率高的特点，在同一主轴箱上设置有交错排列的多根钻孔主轴和铰孔主轴，能够同时加工多个孔，能够同时实现钻孔和铰孔作业，孔加工好后可即时利用激光检测孔加工精度是否达标。

Description

飞机紧固孔加工设备
技术领域
本发明属于飞机零部件生产设备，具体地说，是涉及一种飞机紧固孔加工设备。
背景技术
孔的加工方法复杂多样，飞机上紧固孔的加工方法一般是钻孔，适用于安装螺钉的贯穿孔以及部分铆钉安装孔。钻孔前，首先要根据紧固孔的类型和尺寸选择合适的钻头，以保证孔的尺寸在允许范围内。在钻孔过程中，首先要保证孔的垂直度，其次要保证孔壁的光洁度，否则都会影响紧固孔的安装质量。对于一些需要紧配合安装的高强度连接孔，在加工时还需要进行铰孔，在初步完成钻孔后就要进行铰孔，以保证孔壁的光洁度以及公差要求。飞机紧固孔加工设备一般为钻孔机床，主要包括立柱、横梁、安装于横梁上的主轴箱、安装于转轴箱转矩输出端的主轴，在主轴下方设置有工作台，工作台安装有待钻孔零件夹具，立柱安装有用于带动横梁纵向运动的纵向丝杆传动机构，主轴箱安装有工作电机。钻孔过程中，将待加工紧固孔的零件固定在夹具上，调整其孔加工位至主轴的正下方，纵向丝杆传动机构带动主轴箱向下做进给运动，主轴转动，主轴上的刀具转动并进给，实现钻孔或铰孔，在该过程中，冷却***需要向加工部喷出冷却液降温。
上述钻孔机床存在以下缺陷：
1)主轴箱仅安装有一根主轴，以至于每次仅能加工一个孔，以至于加工效率低下；
2)由于为单立柱结构，以至于在带动横梁上下运动时，容易受到外界或自身振动的影响，主轴箱出现微小晃动，影响加工精度；
3)初钻孔和铰孔是分开进行的，在初步完成钻孔后，需要停机并将主轴上的钻头更换为铰刀，然后再铰孔，以至于孔加工效率低下；
4)在铰孔完毕后，需要停机并利用激光检测仪对成孔进行检测，以至于紧固孔加工效率低下。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种飞机紧固孔加工设备。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种飞机紧固孔加工设备，包括
两个安装于同一底座上的立柱，分别为主立柱和副立柱，两个所述立柱均安装有丝杆传动机构，所述主立柱的顶部安装有纵向进给电机，所述纵向进给电机与所述主立柱的丝杆连接，所述主立柱的丝杆与所述副立柱的丝杆通过链轮传动机构连接；
横梁，其水平安装，且左右两部分别与两个所述立柱的丝杆传动机构的传动螺母固定连接，两个所述立柱均设置有用于防止所述横梁侧翻的纵向限位导轨；
主轴箱，其为固定安装于所述横梁中部的圆柱形结构，所述主轴箱的顶部设置有与主轴电机连接的转矩输入端，所述主轴箱底部的同一环线上依次等距离设置有高压喷气嘴、激光检测头和若干转矩输出端，所述主轴箱的若干转矩输出端交错安装有用于安装钻头的钻孔主轴和用于安装铰刀的铰孔主轴；
电动转台，其水平安装于所述底座上并位于所述主轴箱的正下方，所述电动转台的顶面设置有若干处夹具安装槽。
作为本专利选择的一种技术方案，所述丝杆传动机构包括丝杆、套在丝杆上并与所述横梁固定连接的传动螺母，所述丝杆通过轴承座安装于立柱上，所述主立柱上的丝杆上端与所述纵向进给电机的转矩输出端连接。
作为本专利选择的一种技术方案，所述链轮传动机构包括两个链轮和将两个链轮连接在一起的链条，两个所述链轮分别安装于两个所述立柱上的丝杆上。
作为本专利选择的一种技术方案，两个所述立柱之间固定安装有传动防护罩，两个所述立柱之间的链条置于所述传动防护罩内。
作为本专利选择的一种技术方案，所述链条有两根或两根以上，所述链轮环向设置有两个或两个以上的凸齿环，所述链条一一对应套接于所述链轮的凸齿环。
作为本专利选择的一种技术方案，所述横梁与所述主轴箱之间焊接有用于加固的三角形加强筋。
作为本专利选择的一种技术方案，所述主轴箱与所述电动转台之间设置有与冷却***连接的冷却液喷出机构，所述冷却液喷出机构的喷口倾斜向下并朝向所述电动转台。
作为本专利选择的一种技术方案，所述冷却液喷出机构包括环形主喷管，所述环形主喷管设置有一根进液管和若干喷液管，所述喷液管倾斜朝向所述电动转台并环向等距离排列，所述进液管与冷却***的供液口连通。
作为本专利选择的一种技术方案，每根所述喷液管均设置有电磁阀。
作为本专利选择的一种技术方案，所述夹具安装槽为直槽且外端延伸至所述电动转台的边缘部，所述主轴箱的若干转矩输出端所在环线正投影于所述夹具安装槽上。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
孔加工精度高，将立柱设计有主副两个，并通过链轮传动机构传动连接，从而可实现同步升降横梁，能够保证主轴在加工时具有足够高的稳定性，提高了加工精度；孔加工效率高，在同一主轴箱上设置有交错排列的多根钻孔主轴和铰孔主轴，能够同时加工多个孔，能够同时实现钻孔和铰孔作业，孔加工好后可即时利用激光检测孔加工精度是否达标。
附图说明
图1为本发明所述飞机紧固孔加工设备的结构示意图；
图2为本发明所述主轴箱的仰视结构示意图；
图3为本发明所述电动转台的俯视结构示意图；
图4为本发明所述冷却液喷出机构的结构示意图；
上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：
1-底座，2-主立柱，3-副立柱，4-电动转台，5-冷却液喷出机构，6-主轴箱，7-加强筋，8-纵向限位导轨，9-横梁，10-丝杆，11-纵向进给电机，12-轴承座，13-传动防护罩，14-链条，15-主轴电机，16-链轮，17-钻孔主轴，18-铰孔主轴，19-高压喷气嘴，20-激光检测头，21-夹具安装槽，51-环形主喷管，52-进液管，53-喷液管，54-电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
结合图1、图2、图3和图4所示，本发明包括以下结构：
两个安装于同一底座1上的立柱，分别为主立柱2和副立柱3，两个立柱均安装有丝杆传动机构，主立柱2的顶部安装有纵向进给电机11，纵向进给电机11与主立柱2的丝杆10连接，主立柱2的丝杆与副立柱3的丝杆通过链轮传动机构连接；
横梁9，其水平安装，且左右两部分别与两个立柱的丝杆传动机构的传动螺母固定连接，两个立柱均设置有用于防止横梁9侧翻的纵向限位导轨8；
主轴箱6，其为固定安装于横梁9中部的圆柱形结构，主轴箱6的顶部设置有与主轴电机15连接的转矩输入端，主轴箱6底部的同一环线上依次等距离设置有高压喷气嘴19、激光检测头20和若干转矩输出端，主轴箱6的若干转矩输出端交错安装有用于安装钻头的钻孔主轴17和用于安装铰刀的铰孔主轴18；
电动转台4，其水平安装于底座1上并位于主轴箱6的正下方，电动转台4的顶面设置有若干处夹具安装槽21，电动转台4为现有技术，这里不对其结构多做说明，将其增加在本专利中，能够与所设计的主轴箱6配套，实现多孔加工，实现钻孔和铰孔同时进行。电动转台4可采用步进电机驱动，以实现电动转台4上各工位相对于各主轴的精确稳定定位。
作为本专利选择的一种技术方案，丝杆传动机构包括丝杆、套在丝杆上并与横梁9固定连接的传动螺母，丝杆通过轴承座12安装于立柱上，主立柱2上的丝杆上端与纵向进给电机11的转矩输出端连接。
作为本专利选择的一种技术方案，链轮传动机构包括两个链轮16和将两个链轮连接在一起的链条14，两个链轮16分别安装于两个立柱上的丝杆上。
作为本专利选择的一种技术方案，两个立柱之间固定安装有传动防护罩13，两个立柱之间的链条14置于传动防护罩13内，以保持设备清洁。
作为本专利选择的一种技术方案，链条有两根或两根以上，链轮环向设置有两个或两个以上的凸齿环，链条一一对应套接于链轮的凸齿环，该设计能够大大提高链轮传动机构的强度。
作为本专利选择的一种技术方案，横梁9与主轴箱6之间焊接有用于加固的三角形加强筋7，从而使得主轴箱6与横梁9较好的形成一个不会相对晃动的整体。
作为本专利选择的一种技术方案，主轴箱6与电动转台4之间设置有与冷却***连接的冷却液喷出机构5，冷却液喷出机构5的喷口倾斜向下并朝向电动转台4，冷却液喷出机构5包括环形主喷管51，环形主喷管51设置有一根进液管52和若干喷液管53，喷液管53倾斜朝向电动转台4并环向等距离排列，进液管52与冷却***的供液口连通，每根喷液管53均设置有电磁阀54。此处设计的冷却液喷出机构5是为了较好的匹配孔加工的冷却作业，能够同时为电动转台4上的其中一个或多个工位提供冷却液，以实现冷却。
作为本专利选择的一种技术方案，夹具安装槽21为直槽且外端延伸至电动转台4的边缘部，主轴箱6的若干转矩输出端所在环线正投影于夹具安装槽21上。
本发明的工作原理如下：
将钻头和铰刀安装于各自对应的主轴上，根据待加工孔的孔径大小选择刀具；
根据待打孔的飞机零件结构选择对应的专用夹具，并依次环向安装于电动转台4上，在夹好零件后，保证各零件的待加工孔位位于同一环线上，且该环线位于各主轴所在环线的正下方；
启动纵向进给电机11，通过链轮传动机构保证了两个立柱的丝杆同步转动，确保横梁9及其上的主轴箱6在竖直方向上稳定的移动；
第一组钻孔作业，最初由于没有初加工好的孔，因此没有铰孔作业，此时铰孔位没有零件，仅对多个零件同时进行钻孔；
第二组钻孔/铰孔作业，当初孔完成后，主轴箱6向上抬起，电动转台4转动，使得各初孔正好位于各铰刀的正下方，而新的未加工初孔的零件移动至各钻头的正下方，主轴箱6向下移动，此时同时实现多个钻孔作业和多个铰孔作业；
第三组钻孔/铰孔/吹铁屑作业，电动转台4转动，新的初孔移至铰孔位，新的未加工初孔的零件移动至钻孔位，铰孔作业后的成孔移至高压喷气嘴19的正下方并清除铁屑和冷却液；
第四组钻孔/铰孔/吹铁屑/激光检测作业，电动转台4转动，新的初孔移至铰孔位，新的未加工初孔的零件移动至钻孔位，铰孔作业后的成孔移至高压喷气嘴19的正下方并清除铁屑和冷却液，激光检测头20探测清除铁屑后的成孔，检测是否符合标准，并保存数据。
在孔加工过程中，冷却***需要持续工作，通过其冷却液喷出机构5同时向各工作位喷出冷却液，以实现降温。
按照上述实施方式，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种飞机紧固孔加工设备，其特征在于：包括
两个安装于同一底座上的立柱，分别为主立柱和副立柱，两个所述立柱均安装有丝杆传动机构，所述主立柱的顶部安装有纵向进给电机，所述纵向进给电机与所述主立柱的丝杆连接，所述主立柱的丝杆与所述副立柱的丝杆通过链轮传动机构连接；
横梁，其水平安装，且左右两部分别与两个所述立柱的丝杆传动机构的传动螺母固定连接，两个所述立柱均设置有用于防止所述横梁侧翻的纵向限位导轨；
主轴箱，其为固定安装于所述横梁中部的圆柱形结构，所述主轴箱的顶部设置有与主轴电机连接的转矩输入端，所述主轴箱底部的同一环线上依次等距离设置有高压喷气嘴、激光检测头和若干转矩输出端，所述主轴箱的若干转矩输出端交错安装有用于安装钻头的钻孔主轴和用于安装铰刀的铰孔主轴；
电动转台，其水平安装于所述底座上并位于所述主轴箱的正下方，所述电动转台的顶面设置有若干处夹具安装槽。
2.根据权利要求1所述的飞机紧固孔加工设备，其特征在于：所述丝杆传动机构包括丝杆、套在丝杆上并与所述横梁固定连接的传动螺母，所述丝杆通过轴承座安装于立柱上，所述主立柱上的丝杆上端与所述纵向进给电机的转矩输出端连接。
3.根据权利要求1或2所述的飞机紧固孔加工设备，其特征在于：所述链轮传动机构包括两个链轮和将两个链轮连接在一起的链条，两个所述链轮分别安装于两个所述立柱上的丝杆上。
4.根据权利要求3所述的飞机紧固孔加工设备，其特征在于：两个所述立柱之间固定安装有传动防护罩，两个所述立柱之间的链条置于所述传动防护罩内。
5.根据权利要求3所述的飞机紧固孔加工设备，其特征在于：所述链条有两根或两根以上，所述链轮环向设置有两个或两个以上的凸齿环，所述链条一一对应套接于所述链轮的凸齿环。
6.根据权利要求1所述的飞机紧固孔加工设备，其特征在于：所述横梁与所述主轴箱之间焊接有用于加固的三角形加强筋。
7.根据权利要求1所述的飞机紧固孔加工设备，其特征在于：所述主轴箱与所述电动转台之间设置有与冷却***连接的冷却液喷出机构，所述冷却液喷出机构的喷口倾斜向下并朝向所述电动转台。
8.根据权利要求7所述的飞机紧固孔加工设备，其特征在于：所述冷却液喷出机构包括环形主喷管，所述环形主喷管设置有一根进液管和若干喷液管，所述喷液管倾斜朝向所述电动转台并环向等距离排列，所述进液管与冷却***的供液口连通。
9.根据权利要求8所述的飞机紧固孔加工设备，其特征在于：每根所述喷液管均设置有电磁阀。
10.根据权利要求1所述的飞机紧固孔加工设备，其特征在于：所述夹具安装槽为直槽且外端延伸至所述电动转台的边缘部，所述主轴箱的若干转矩输出端所在环线正投影于所述夹具安装槽上。
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