CN117984105B - 一种航空材料铣削钻孔加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铣削钻孔设备技术领域，具体的说是一种航空材料铣削钻孔加工设备，包括工作台，工作台上表面沿竖直方向转动连接有转动盘，转动盘的侧壁固定安装有多组固定座；工作台侧壁固定连接有固定安装杆，固定安装杆外壁固定安装有加工组件，加工组件的一侧固定连接有驱动组件；驱动组件包括弯折推杆，弯折推杆的底部固定连接有横杆，横杆远离弯折推杆一端固定连接有清理弧形头，清理弧形头的内壁固定连接有配合软质凸起；通过驱动组件的设置既能够控制铣削刀具的稳定运动，同时还能够在铣削刀具工作完成后利用铣削刀具的惯性在转动过程中对铣削刀具进行清理润滑，避免金属屑的附着，进一步还能够对铣削刀具进行保护。

Description

一种航空材料铣削钻孔加工设备

技术领域

本发明涉及铣削钻孔设备技术领域，具体的说是一种航空材料铣削钻孔加工设备。

背景技术

航空材料是研制生产航空产品的物质保障，也是使航空产品达到人们期望的性能、使用寿命与可靠性的技术基础。由于航空材料的基础地位，以及其对航空产品贡献率的不断提高，航空材料与航空发动机、信息技术成为并列的三大航空关键技术之一，也是对航空产品发展有重要影响的六项技术之一航空材料种类繁多，常见的包括：铝合金、钛合金、复合材料、镍基合金等。

授权专利号为CN209140306U的专利公开了一种航空材料铣削钻孔加工设备，通过升降四个伸缩轴，使得两个限位板卡合固定铝合金材料，从而铝合金材料能在装置上稳定的进行铣削钻孔工作，有效的提高了装置的工作一体性和工作稳定性，通过两个挡板防止废屑从装置左右两侧溅出装置，从而降低了废屑对环境的污染和对人身安全的威胁。

航空飞机中有许多零件采用钛合金材料制造，其中飞机起落架零部件多采用此材料，钛合金，由于钛合金具有出色的强度和刚度，在进行钻孔时会产生较为细碎的金属屑，上述仅能通过伸缩轴使得钻孔过程中更加稳定，但是在生产过程中，较多的碎屑会堆积在孔周围堆积，铣削钻孔刀在进入时可能会带入碎屑导致影响到孔的精度；实际的钻孔的过程中由于钛合金具较为坚硬，铣削钻孔刀具在工作会快速的升温，钻孔产生的金属屑处于高温状态，在铣削钻孔刀具工作过程中可能会附着到刀具外壁，定期的人工清理增加工作人员劳动量，且需要将生产设备停止作业时才能进行清理，影响生产效率。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种航空材料铣削钻孔加工设备，能够对钻孔周围金属屑进行清理的同时，还能够利用铣削刀具回收过程转动惯性与清理弧形头配合进行清理润滑方便快捷，避免金属屑的附着，还能够对铣削刀具进行保护。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种航空材料铣削钻孔加工设备，包括工作台，工作台上表面沿竖直方向转动连接有转动盘，转动盘的侧壁固定安装有多组固定座；

工作台侧壁固定连接有固定安装杆，固定安装杆外壁固定安装有加工组件，加工组件的一侧固定连接有驱动组件；

驱动组件包括弯折推杆，弯折推杆的底部固定连接有横杆，横杆远离弯折推杆一端固定连接有清理弧形头，清理弧形头的内壁固定连接有配合软质凸起；

加工组件包括安装盒，安装盒螺纹固定连接在固定安装杆的外壁，安装盒的靠近转动盘的一侧设置有电机，电机的输出端安装有铣削刀具，清理弧形头置于铣削刀具的一侧，且清理弧形头与铣削刀具配合设置。

具体的，安装盒一侧固定连接有安装架，安装架的一端固定连接有电控推杆，电控推杆的伸缩端固定连接有双面错位齿条，安装架侧壁开设有收纳槽，收纳槽内转动连接有外齿环，外齿环与双面错位齿条齿啮合设置。

具体的，收纳槽侧壁滑动贯穿有螺纹杆，外齿环内壁设置有与螺纹杆相适配的螺纹，螺纹杆贯穿外齿环，螺纹杆远离收纳槽内壁的一端与弯折推杆固定连接。

具体的，安装盒远离转动盘的一侧固定连接有保护外罩，保护外罩靠近双面错位齿条的一侧固定连接有固定架，固定架中部转动连接有传动轴，传动轴靠近双面错位齿条的一端固定连接有转动齿轮，转动齿轮与双面错位齿条啮合设置。

具体的，保护外罩内滑动连接有支撑主轴，支撑主轴的下半段呈圆柱形，支撑主轴的上半段呈半圆形，且支撑主轴的上半段侧壁固定设置有侧齿条，支撑主轴滑动贯穿安装盒，支撑主轴置于安装盒外部的一端与电机固定连接。

具体的，传动轴置于保护外罩内的一端固定连接有直齿轮，直齿轮与支撑主轴啮合设置。

具体的，保护外罩的顶部固定连接有上气囊，安装盒内部底部固定连接有缓冲囊，上气囊与缓冲囊通过连接管贯通设置，缓冲囊底部贯通连接有多根气管，气管的进气端为硬质材料，气管的出气端为软质材料，支撑主轴的下半段外壁套设有外环形伸缩气囊，支撑主轴的外壁固定连接有压环，外环形伸缩气囊的一端与压环固定连接，外环形伸缩气囊远离压环的一端与缓冲囊接触，且外环形伸缩气囊与缓冲囊通过单向阀贯通连接。

具体的，多个气管通过支撑环固定，支撑环内壁开设有内安装槽，内安装槽内转动连接有横轴，横轴的底部固定连接有推板，横轴的两端均固定连接有弧形连接架，相邻的两个弧形连接架通过滑动外套滑动套接，推板的两侧壁均固定连接有调节杆，调节杆与气管出口端固定连接。

具体的，推板远离支撑环中部的一侧固定连接有推架，横杆外壁固定连接有拉动架，拉动架与推架通过弹力带连接。

本发明的有益效果：

(1)本发明通过驱动组件的设置既能够控制铣削刀具的稳定运动，同时还能够在铣削刀具工作完成后利用铣削刀具的惯性在转动过程中对铣削刀具进行清理润滑，避免金属屑的附着，同时还能够对铣削刀具进行保护。

(2)本发明通过气管的设置，在进行零件钻孔的过程中气管的出气端能够在转动指向钻孔的方向，将孔周围的金属屑吹落，避免金属屑堆积在孔的周围，减少金属屑附着在铣削刀具的表面，在钻孔完成后，铣削刀具回收过程中气管的出气端会转向刀具，对刀具进行清理降温，避免铣削刀具在持续加工做出中长时间处于过热状态。

(3)本发明外环形伸缩气囊内的气体通过单向阀进入到缓冲囊内，缓冲囊在气体快速进入的过程中会膨胀，气体会持续通过气管喷出吹向钻孔的周围，能够有效的将孔周围的金属屑吹落，避免金属屑的堆积，影响到钻孔作业，通过缓冲囊能够使得气管吹起的时间更长。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的一种航空材料铣削钻孔加工设备整体结构示意图；

图2为本发明驱动组件立体结构示意图；

图3为本发明固定安装杆立体结构示意图；

图4为本发明图3中A处放大图；

图5为本发明支撑主轴和上气囊位置图；

图6为本发明图5中B处放大图；

图7为本发明支撑主轴与直齿轮连接图；

图8为本发明横杆和清理弧形头连接图；

图9为本发明支撑环立体结构示意图；

图10为本发明清理弧形头立体结构示意图。

图中：1、工作台；11、转动盘；12、固定座；2、加工组件；21、保护外罩；22、安装盒；24、上气囊；241、连接管；26、外环形伸缩气囊；27、缓冲囊；28、气管；29、支撑环；291、内安装槽；292、推板；293、调节杆；294、弧形连接架；295、滑动外套；296、推架；297、弹力带；3、驱动组件；31、安装架；32、电控推杆；33、双面错位齿条；34、外齿环；341、螺纹杆；35、弯折推杆；36、横杆；37、清理弧形头；371、配合软质凸起；39、拉动架；4、转动齿轮；41、传动轴；42、直齿轮；43、固定架；6、电机；61、铣削刀具；62、支撑主轴；621、侧齿条；63、压环；7、固定安装杆。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-图10所示，本发明的一种航空材料铣削钻孔加工设备，包括工作台1，工作台1上表面沿竖直方向转动连接有转动盘11，转动盘11的侧壁固定安装有多组固定座12；

工作台1侧壁固定连接有固定安装杆7，固定安装杆7外壁固定安装有加工组件2，加工组件2的一侧固定连接有驱动组件3；

驱动组件3包括弯折推杆35，弯折推杆35的底部固定连接有横杆36，横杆36远离弯折推杆35一端固定连接有清理弧形头37，清理弧形头37的内壁固定连接有配合软质凸起371。

在对航空钛合金起落架零部件进行钻孔时，首先将待加工零件固定在固定座12上，然后通过转动盘11的间歇转动带动零件运动到预设位置，转动盘11上设置有多组固定座12，能够循环对零件进行加工，同时零件在转动过程中通过多组铣削刀具61能够对零件不同位置进行钻孔作业，提高钻孔效率。

固定安装杆7起到支撑的作用，通过加工组件2的设置能够在加工过程中对零件进行钻孔，同时还能够在钻孔过程中对钻孔周围的金属屑进行清理，避免金属屑聚集在孔的周围影响到钻孔的精度，通过驱动组件3的设置能够控制铣削刀具61的推进和收回，能够循环对工件进行钻孔作业，保证钻孔效率，在对一个工件钻孔完成后，通过横杆36推动清理弧形头37向靠近铣削刀具61方向移动，此时铣削刀具61缓慢转动过程中与清理弧形头37接触进行清理，通过配合软质凸起371能够保证清理的更加的赶紧彻底，配合软质凸起371表面涂有油脂，还能够对铣削刀具61进行润滑降温。

具体的，加工组件2包括安装盒22，安装盒22螺纹固定连接在固定安装杆7的外壁，安装盒22的靠近转动盘11的一侧设置有电机6，电机6的输出端安装有铣削刀具61，清理弧形头37置于铣削刀具61的一侧，且清理弧形头37与铣削刀具61配合设置。

电机6开启带动铣削刀具61进行缓慢提到预设转速，当铣削刀具61向靠近工件方向运动加工时，此时的清理弧形头37会先向远离铣削刀具61和方向运动，能够避免对铣削刀具61进行干扰，当加工完成后，铣削刀具61回到初始位置后，电机6关闭铣削刀具61由于惯性依然在转动，当清理弧形头37与铣削刀具61接触时，清理弧形头37已经处于较为缓慢的转动状态，通过清理弧形头37对铣削刀具61外壁附着的金属屑进行清理。

具体的，安装盒22一侧固定连接有安装架31，安装架31的一端固定连接有电控推杆32，电控推杆32的伸缩端固定连接有双面错位齿条33，安装架31侧壁开设有收纳槽，收纳槽内转动连接有外齿环34，外齿环34与双面错位齿条33齿啮合设置；

收纳槽侧壁滑动贯穿有螺纹杆341，外齿环34内壁设置有与螺纹杆341相适配的螺纹，螺纹杆341贯穿外齿环34，螺纹杆341远离收纳槽内壁的一端与弯折推杆35固定连接。

在电控推杆32的伸缩端伸长的过程中推动双面错位齿条33沿安装架31的上表面滑动，双面错位齿条33首先带动外齿环34进行转动，外齿环34在转动的过程中此时螺纹杆341会沿外齿环34与的安装架31内壁滑动，螺纹杆341推动弯折推杆35向远离安装盒22的方向运动。

具体的，安装盒22远离转动盘11的一侧固定连接有保护外罩21，保护外罩21靠近双面错位齿条33的一侧固定连接有固定架43，固定架43中部转动连接有传动轴41，传动轴41靠近双面错位齿条33的一端固定连接有转动齿轮4，转动齿轮4与双面错位齿条33啮合设置。

在双面错位齿条33与转动齿轮4接触并带动转动齿轮4转动的过程中，转动齿轮4在转动过程中带动传动轴41进行转动。

具体的，保护外罩21内滑动连接有支撑主轴62，支撑主轴62的下半段呈圆柱形，支撑主轴62的上半段呈半圆形，且支撑主轴62的上半段侧壁固定设置有侧齿条621，支撑主轴62滑动贯穿安装盒22，支撑主轴62置于安装盒22外部的一端与电机6固定连接；

传动轴41置于保护外罩21内的一端固定连接有直齿轮42，直齿轮42与支撑主轴62啮合设置。

在双面错位齿条33与转动齿轮4接触并带动转动齿轮4转动的过程中，转动齿轮4在转动过程中带动传动轴41进行转动，传动轴41带动置于保护外罩21内的直齿轮42转动的过程中会通过侧齿条621推动支撑主轴62缓慢向下移动，此过程中铣削刀具61缓慢靠近零件进行加工。

具体的，保护外罩21的顶部固定连接有上气囊24，安装盒22内部底部固定连接有缓冲囊27，上气囊24与缓冲囊27通过连接管241贯通设置，缓冲囊27底部贯通连接有多根气管28，气管28的进气端为硬质材料，气管28的出气端为软质材料，支撑主轴62的下半段外壁套设有外环形伸缩气囊26，支撑主轴62的外壁固定连接有压环63，外环形伸缩气囊26的一端与压环63固定连接，外环形伸缩气囊26远离压环63的一端与缓冲囊27接触，且外环形伸缩气囊26与缓冲囊27通过单向阀贯通连接。

支撑主轴62缓慢向下移动，压环63会下压外环形伸缩气囊26 ，外环形伸缩气囊26内的气体通过单向阀进入到缓冲囊27内，缓冲囊27在气体快速进入的过程中会膨胀，气体会持续通过气管28喷出吹向钻孔的周围，能够有效的将孔周围的金属屑吹落，避免金属屑的堆积，影响到钻孔作业，在支撑主轴62向上运动的过程中会挤压上气囊24，上气囊24内的气体通过连接管241后进入到缓冲囊27内，然后通过气管28喷出，此时的气管28指向铣削刀具61，能够对铣削刀具61进行清理的同时还能够对铣削刀具61进行持续降温，避免铣削刀具61在持续加工做出中长时间处于过热状态。

具体的，多个气管28通过支撑环29固定，支撑环29内壁开设有内安装槽291，内安装槽291内转动连接有横轴，横轴的底部固定连接有推板292，横轴的两端均固定连接有弧形连接架294，相邻的两个弧形连接架294通过滑动外套295滑动套接，推板292的两侧壁均固定连接有调节杆293，调节杆293与气管28出口端固定连接；

推板292远离支撑环29中部的一侧固定连接有推架296，横杆36外壁固定连接有拉动架39，拉动架39与推架296通过弹力带297连接。

拉动架39通过弹力带297带动推架296转动，推架296拉动推板292沿横轴轴线方向转动，横轴也随之转动，其中一个横轴在转动的过程中带动两端的弧形连接架294同步转动，此时多个推板292底部通过调节杆293同时推动气管28的出气端转动到吹向钻孔的方向，在对零件进行钻孔的过程中，气体能够吹向零件的表面，将孔周围的金属屑吹落，避免金属屑堆积在孔的周围。

工作原理：在对航空钛合金起落架零部件进行钻孔时，首先将待加工零件固定在固定座12上，然后通过转动盘11的间歇转动带动零件运动到预设位置，转动盘11上设置有多组固定座12，能够循环对零件进行加工，同时零件在转动过程中通过多组铣削刀具61能够对零件不同位置进行钻孔作业，提高钻孔效率。

当转动盘11转动到预设位置时，此时的多个工位的电控推杆32同时工作，电机6开启带动铣削刀具61进行缓慢提到预设转速，在电控推杆32的伸缩端伸长的过程中推动双面错位齿条33沿安装架31的上表面滑动，双面错位齿条33首先带动外齿环34进行转动，外齿环34在转动的过程中此时螺纹杆341会沿外齿环34与的安装架31内壁滑动，螺纹杆341推动弯折推杆35向远离安装盒22的方向运动，通过弯折推杆35通过横杆36带动清理弧形头37向远离支撑主轴62的方向移动，通过清理弧形头37能够在铣削刀具61使用后进行清理，同时还能够在铣削刀具61不使用时对其进行保护，在铣削刀具61需要进行钻孔作业的过程中还能够及时的移动到预设位置，保证铣削刀具61能够安全作业。

在横杆36移动的过程中带动拉动架39同步移动，拉动架39通过弹力带297带动推架296转动，推架296拉动推板292沿横轴轴线方向转动，横轴也随之转动，其中一个横轴在转动的过程中带动两端的弧形连接架294同步转动，此时多个推板292底部通过调节杆293同时推动气管28的出气端转动到吹向钻孔的方向，在对零件进行钻孔的过程中，气体能够吹向零件的表面，将孔周围的金属屑吹落，避免金属屑堆积在孔的周围，减少金属屑附着在铣削刀具61的表面，转动盘11呈竖直状态设置，部分金属屑会落在铣削刀具61表面，在转动的过程中一部分金属屑会掉落到工作台1上预设位置，部分在气管28气体吹出的过程能够更加快速的吹落，避免金属屑长时间附着在铣削刀具61的上表面，同时还有利于保障钻孔的精密度。

在双面错位齿条33与转动齿轮4接触并带动转动齿轮4转动的过程中，转动齿轮4在转动过程中带动传动轴41进行转动，传动轴41带动置于保护外罩21内的直齿轮42转动的过程中会通过侧齿条621推动支撑主轴62缓慢向下移动，此过程中铣削刀具61缓慢靠近零件进行加工，同时压环63会下压外环形伸缩气囊26 ，外环形伸缩气囊26内的气体通过单向阀进入到缓冲囊27内，缓冲囊27在气体快速进入的过程中会膨胀，气体会持续通过气管28喷出吹向钻孔的周围，能够有效的将孔周围的金属屑吹落，避免金属屑的堆积，影响到钻孔作业。

在钻孔完成后，支撑主轴62先将铣削刀具61带回初始位置后，横杆36会将清理弧形头37推向铣削刀具61，电机6在关闭后铣削刀具61会缓慢减速，铣削刀具61转速减缓后清理弧形头37与铣削刀具61外壁接触对铣削刀具61的外壁进行接触清理，配合软质凸起371的设置能够使得铣削刀具61清理更加干净彻底；

在支撑主轴62向上运动的过程中会挤压上气囊24，上气囊24内的气体通过连接管241后进入到缓冲囊27内，然后通过气管28喷出，此时的气管28指向铣削刀具61，能够对铣削刀具61进行清理的同时还能够对铣削刀具61进行持续降温，避免铣削刀具61在持续加工做出中长时间处于过热状态。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种航空材料铣削钻孔加工设备，包括工作台（1），其特征在于：工作台（1）上表面沿竖直方向转动连接有转动盘（11），转动盘（11）的侧壁固定安装有多组固定座（12）；

工作台（1）侧壁固定连接有固定安装杆（7），固定安装杆（7）外壁固定安装有加工组件（2），加工组件（2）的一侧固定连接有驱动组件（3）；

驱动组件（3）包括弯折推杆（35），弯折推杆（35）的底部固定连接有横杆（36），横杆（36）远离弯折推杆（35）一端固定连接有清理弧形头（37），清理弧形头（37）的内壁固定连接有配合软质凸起（371）；

加工组件（2）包括安装盒（22），安装盒（22）螺纹固定连接在固定安装杆（7）的外壁，安装盒（22）的靠近转动盘（11）的一侧设置有电机（6），电机（6）的输出端安装有铣削刀具（61），清理弧形头（37）置于铣削刀具（61）的一侧，且清理弧形头（37）与铣削刀具（61）配合设置；

安装盒（22）一侧固定连接有安装架（31），安装架（31）的一端固定连接有电控推杆（32），电控推杆（32）的伸缩端固定连接有双面错位齿条（33），安装架（31）侧壁开设有收纳槽，收纳槽内转动连接有外齿环（34），外齿环（34）与双面错位齿条（33）齿啮合设置；

收纳槽侧壁滑动贯穿有螺纹杆（341），外齿环（34）内壁设置有与螺纹杆（341）相适配的螺纹，螺纹杆（341）贯穿外齿环（34），螺纹杆（341）远离收纳槽内壁的一端与弯折推杆（35）固定连接；

安装盒（22）远离转动盘（11）的一侧固定连接有保护外罩（21），保护外罩（21）靠近双面错位齿条（33）的一侧固定连接有固定架（43），固定架（43）中部转动连接有传动轴（41），传动轴（41）靠近双面错位齿条（33）的一端固定连接有转动齿轮（4），转动齿轮（4）与双面错位齿条（33）啮合设置；

保护外罩（21）的顶部固定连接有上气囊（24），安装盒（22）内部底部固定连接有缓冲囊（27），上气囊（24）与缓冲囊（27）通过连接管（241）贯通设置，缓冲囊（27）底部贯通连接有多根气管（28），气管（28）的进气端为硬质材料，气管（28）的出气端为软质材料，支撑主轴（62）的下半段外壁套设有外环形伸缩气囊（26），支撑主轴（62）的外壁固定连接有压环（63），外环形伸缩气囊（26）的一端与压环（63）固定连接，外环形伸缩气囊（26）远离压环（63）的一端与缓冲囊（27）接触，且外环形伸缩气囊（26）与缓冲囊（27）通过单向阀贯通连接；

多个气管（28）通过支撑环（29）固定，支撑环（29）内壁开设有内安装槽（291），内安装槽（291）内转动连接有横轴，横轴的底部固定连接有推板（292），横轴的两端均固定连接有弧形连接架（294），相邻的两个弧形连接架（294）通过滑动外套（295）滑动套接，推板（292）的两侧壁均固定连接有调节杆（293），调节杆（293）与气管（28）出口端固定连接；

推板（292）远离支撑环（29）中部的一侧固定连接有推架（296），横杆（36）外壁固定连接有拉动架（39），拉动架（39）与推架（296）通过弹力带（297）连接。

2.根据权利要求1所述的一种航空材料铣削钻孔加工设备，其特征在于：保护外罩（21）内滑动连接有支撑主轴（62），支撑主轴（62）的下半段呈圆柱形，支撑主轴（62）的上半段呈半圆形，且支撑主轴（62）的上半段侧壁固定设置有侧齿条（621），支撑主轴（62）滑动贯穿安装盒（22），支撑主轴（62）置于安装盒（22）外部的一端与电机（6）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种航空材料铣削钻孔加工设备，其特征在于：传动轴（41）置于保护外罩（21）内的一端固定连接有直齿轮（42），直齿轮（42）与支撑主轴（62）啮合设置。