一种压紧限位钻削装置的制作方法

1.本实用新型属于数控加工的技术领域，具体涉及一种压紧限位钻削装置。


背景技术：

2.紧固件的连接是飞机装配制造中的重要部分，主要包含铆接和螺栓链接，其中分布有大量的埋头紧固件。埋头紧固件的使用需要对飞机蒙皮类零件进行钻孔和锪窝加工，特别是对锪窝加工的窝深尺寸精度要求较高，但是在钻孔或者锪窝等轴向数控加工过程中，零件受切削力作用会产生让刀变形，对于蒙皮等厚度较薄的零件，受切削力作用产生的让刀变形较大，直接影响锪窝的尺寸精度，难以满足制造要求。
3.目前，为解决零件锪窝加工让刀变形导致的尺寸偏差问题，主要通过针对零件设计专用工装的方式进行解决，一方面设计制造专用工装的成本高、加工周期长；另一方面受工装加工尺寸精度和零件外形尺寸精度的影响，专用工装的定位面也无法与零件完全贴合，导致加工过程中仍然存在锪窝深度偏差大的问题，特别是远离压板压紧位置，让刀变形导致的尺寸偏差大于锪窝深度公差要求，造成零件加工不合格。
4.因此，针对结构件轴向数控加工方式存在的让刀变形导致尺寸偏差大的问题，本实用新型提供一种压紧限位钻削装置，用于结构件数控加工过程实现钻削深度尺寸控制。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种压紧限位钻削装置，通过压紧执行模块减少零件让刀变形导致的加工尺寸偏差大的问题，进而实现结构件在数控加工过程中钻削深度尺寸可控，具有较好的实用性。
6.本实用新型主要通过以下技术方案实现：
7.一种压紧限位钻削装置，包括刀杆组件模块和压紧执行模块；所述刀杆组件模块包括刀杆、装夹柄、刀柄、蝶形弹簧，所述压紧执行模块包括压紧环、壳体、座环、弹簧；所述刀杆的一端设置有刀具，且另一端滑动套设有装夹柄，所述刀杆与装夹柄之间设置有蝶形弹簧，所述装夹柄通过刀柄与机床主轴连接；所述刀杆靠近刀具的一端外侧转动套设有座环，所述座环的底部外侧螺纹套设有壳体，所述压紧环套设在刀具外侧，且顶端滑动伸入壳体并通过弹簧与座环连接。
8.所述压紧执行模块与刀杆组件模块可相对转动，实现在压紧执行模块受力之后，刀杆在机床主轴的驱动下转动，而压紧执行模块停止转动并受力产生轴向位移。
9.本实用新型在使用过程中，机床主轴带动压紧限位钻削装置进给加工，首先，压紧环接触加工零件上表面后受力先压缩弹簧，避免刚性接触以减少振动；然后，向下进给过程中，压紧执行模块对零件施加压力，使零件发生弹性变形；继续进给后压紧执行模块受力大于蝶形弹簧的预紧力，刀杆组件模块除装夹柄以外的部分向上移动，从而限制钻削深度，本实用新型通过对零件施加预压紧力的方式减少零件让刀变形导致的加工尺寸偏差，实现飞机结构件钻削或者锪窝等轴向加工过程深度控制。
10.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述刀杆上设置有销孔，所述装夹柄上对应设置有导向槽，导向销的一端穿过导向槽并与刀杆上的销孔连接，所述导向销与导向槽滑动连接。
11.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述刀杆靠近装夹柄的一侧套设有限位环，所述限位环与装夹柄之间设置有蝶形弹簧，所述限位环通过定位销与刀杆连接。
12.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述刀杆的一端外侧套设安装有定位凸台，所述定位凸台与限位环之间从上至下依次设置有推力轴承、径向轴承；所述座环的内部从上至下依次设置有上槽腔、中间槽腔、下槽腔，所述上槽腔与推力轴承配合安装，所述中间槽腔与径向轴承配合安装，所述下槽腔对应定位凸台设置。
13.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述壳体的内部从上至下依次设置有上腔、内腔、下腔，所述内腔的外围设置有上腔端面；所述上腔与座环的一端外侧螺纹连接，所述压紧环较小直径的一端穿过下腔并与内腔滑动连接，所述压紧环较小直径的一端端面与上腔端面限位安装，且与座环之间设置有弹簧。
14.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述刀杆组件模块还包括紧固件，所述刀杆的一端通过紧固件使用夹簧形式夹紧安装刀具。
15.本实用新型的使用方法如下：
16.s1：使用压紧限位钻削装置安装刀具，依据加工深度设置安装刀长值，刀长值的设置要求是：在压紧环受力先压缩弹簧停止移动，并且压紧执行模块受力小于蝶形弹簧的预紧力，在蝶形弹簧没有发生位移的状态下，刀尖到压紧环外侧端面的距离等于轴向加工深度。
17.s2：装夹零件，使用压板压紧零件，实现需钻孔或锪窝位置距离直径d的范围内有压板压紧和底面支撑，d=200~300mm。
18.s3：将压紧限位钻削装置及其刀具安装刀机床主轴上，通过工装基准建立坐标系后调用数控程序加工零件。
19.本实用新型的有益效果：
20.本实用新型通过压紧执行模块减少零件让刀变形导致的加工尺寸偏差大的问题，进而实现结构件在数控加工过程中钻削深度尺寸可控，具有较好的实用性。
附图说明
21.图1为本实用新型的整体结构示意图；
22.图2为压紧执行模块的结构示意图；
23.图3为刀杆与限位环的连接结构示意图；
24.图4为刀杆的结构示意图；
25.图5为座环的剖视图；
26.图6为壳体的剖视图。
27.其中：1、机床主轴；2、刀柄；3、装夹柄；4、蝶形弹簧；5、限位环；6、座环；7、壳体；8、压紧环；9、弹簧；10、导向销；11、定位销；12、刀杆；13、推力轴承；14、径向轴承；15、止动环；16、刀具；17、销孔；18、定位凸台；19、紧固件；20、上槽腔；21、中间槽腔、22、下槽腔；23、上腔端面；24、上腔；25、内腔；26、下腔。
具体实施方式
28.实施例1：
29.一种压紧限位钻削装置，如图1-图4所示，包括刀杆组件模块和压紧执行模块；所述刀杆组件模块包括刀杆12、装夹柄3、刀柄2、蝶形弹簧4，所述压紧执行模块包括压紧环8、壳体7、座环6、弹簧9；所述刀杆12的一端设置有刀具16，且另一端滑动套设有装夹柄3，所述刀杆12与装夹柄3之间设置有蝶形弹簧4，所述装夹柄3通过刀柄2与机床主轴1连接；所述刀杆12靠近刀具16的一端外侧转动套设有座环6，所述座环6的底部外侧螺纹套设有壳体7，所述压紧环8套设在刀具16外侧，且顶端滑动伸入壳体7并通过弹簧9与座环6连接。
30.本实用新型在使用过程中，机床主轴1带动压紧限位钻削装置进给加工，首先，压紧环8接触加工零件上表面后受力先压缩弹簧9，避免刚性接触以减少振动；然后，向下进给过程中，压紧执行模块对零件施加压力，使零件发生弹性变形；继续进给后压紧执行模块受力大于蝶形弹簧4的预紧力，刀杆组件模块除装夹柄3以外的部分向上移动，从而限制钻削深度，本实用新型通过对零件施加预压紧力的方式减少零件让刀变形导致的加工尺寸偏差，实现飞机结构件钻削或者锪窝等轴向加工过程深度控制。
31.本实用新型通过压紧执行模块减少零件让刀变形导致的加工尺寸偏差大的问题，进而实现结构件在数控加工过程中钻削深度尺寸可控，具有较好的实用性。
32.实施例2：
33.本实施例是在实施例1的基础上进行优化，如图2、图3所示，所述刀杆12上设置有销孔17，所述装夹柄3上对应设置有导向槽，导向销10的一端穿过导向槽并与刀杆12上的销孔17连接，所述导向销10与导向槽滑动连接。
34.进一步地，如图4所示，所述刀杆组件模块还包括紧固件19，所述刀杆12的一端通过紧固件19使用夹簧形式夹紧安装刀具16。
35.本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。
36.实施例3：
37.本实施例是在实施例1或2的基础上进行优化，如图1-图3所示，所述刀杆12靠近装夹柄3的一侧套设有限位环5，所述限位环5与装夹柄3之间设置有蝶形弹簧4，所述限位环5通过定位销11与刀杆12连接。
38.进一步地，如图3、图4所示，所述刀杆12的一端外侧套设安装有定位凸台18，所述定位凸台18与限位环5之间从上至下依次设置有推力轴承13、径向轴承14；如图5所示，所述座环6的内部从上至下依次设置有上槽腔20、中间槽腔21、下槽腔22，所述上槽腔20与推力轴承13配合安装，所述中间槽腔21与径向轴承14配合安装，所述下槽腔22对应定位凸台18设置。
39.进一步地，如图1、图2、图6所示，所述壳体7的内部从上至下依次设置有上腔24、内腔25、下腔26，所述内腔25的外围设置有上腔端面23；所述上腔24与座环6的一端外侧螺纹连接，所述压紧环8较小直径的一端穿过下腔26并与内腔25滑动连接，所述压紧环8较小直径的一端端面与上腔端面23限位安装，且与座环6之间设置有弹簧9。
40.本实用新型的使用方法如下：
41.s1：使用压紧限位钻削装置安装刀具16，依据加工深度设置安装刀长值，刀长值的设置要求是：在压紧环8受力先压缩弹簧9停止移动，并且压紧执行模块受力小于蝶形弹簧4
的预紧力，在蝶形弹簧4没有发生位移的状态下，刀尖到压紧环8外侧端面的距离等于轴向加工深度。
42.s2：装夹零件，使用压板压紧零件，实现需钻孔或锪窝位置距离直径d的范围内有压板压紧和底面支撑，d=200~300mm。
43.s3：将压紧限位钻削装置及其刀具16安装刀机床主轴1上，通过工装基准建立坐标系后调用数控程序加工零件。
44.本实用新型通过压紧执行模块减少零件让刀变形导致的加工尺寸偏差大的问题，进而实现结构件在数控加工过程中钻削深度尺寸可控，具有较好的实用性。
45.本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。
46.实施例4：
47.一种压紧限位钻削装置，如图1-图6所示，包括刀杆组件模块和压紧执行模块，所述压紧执行模块与刀杆组件模块可相对转动，实现在压紧执行模块受力之后，刀杆12在机床主轴1的驱动下转动，而压紧执行模块停止转动并受力产生轴向位移。具体使用过程如下：
48.（1）使用压紧限位钻削装置安装刀具16，依据加工深度设置安装刀长值
49.刀杆组件模块包括装夹柄3、刀杆12、蝶形弹簧4、限位环5、推力轴承13、径向轴承14。
50.如图1所示，所述刀杆组件模块通过装夹柄3和刀柄2连接并安装在机床主轴1上使用。
51.如图1-图4所示，装夹柄3与刀杆12之间通过销孔17、导向销10和导向槽配合的形式进行连接，装夹柄3和限位环5之间安装有蝶形弹簧4。
52.如图3、图4所示，限位环5通过定位销11和销孔17与刀杆12固定连接。
53.限位环5与刀杆12的定位凸台18之间依次安装有径向轴承14、止动环15和推力轴承13，压紧执行模块通过轴承及定位凸台18与刀杆12组件连接，并可相对转动，实现在压紧执行模块受力之后，刀杆12组件在机床主轴1的驱动下转动，而压紧执行模块停止转动并受力产生轴向位移。
54.刀杆12通过紧固件19使用夹簧形式夹紧安装刀具16。
55.如图1所示，所述压紧执行模块由压紧环8、壳体7、座环6、弹簧9组成。
56.如图5所示，座环6具有上槽腔20、中间槽腔21、下槽腔22以及外圆面上螺纹结构，其中下槽腔22结构端面与定位凸台18端面配合定位，上槽腔20的圆柱面与推力轴承13外径配合安装，中间槽腔21的圆柱面与径向轴承14外径配合安装，安装过程中实现在刀杆12组件不转动的情况下座环6可自由转动，从而带动压紧执行模块的其他零件。
57.如图1、图2、图6所示，壳体7具有上腔24、内腔25和下腔26结构，上腔24内径表面具有螺纹结构，与座环6外圆面上螺纹结构连接安装，压紧环8端面与上腔端面23配合安装，压紧环8小径结构部分穿过内腔25并可自由上下移动。在壳体7上腔24内部，压紧环8端面与座环6端面之间安装弹簧9。
58.安装刀具16时使用激光测刀仪检测刀长，刀长值的设置要求是，在压紧环8受力先压缩弹簧9停止移动，并且压紧执行模块受力小于蝶形弹簧4的预紧力，蝶形弹簧4没有发生位移的状态下，刀尖到压紧环8外侧端面的距离等于轴向加工深度。
59.（2）装夹零件，使用压板压紧零件
60.通过零件装夹过程，实现零件定位后需钻孔或锪窝位置距离直径d的范围内有压板压紧和底面支撑，保证加工位置有足够的变形抗力，一般d=200~300mm。
61.（3）将压紧限位钻削装置及其刀具16安装刀机床主轴1上，通过工装基准建立坐标系后调用数控程序加工零件。
62.刀杆组件模块通过装夹柄3和刀柄2连接并安装在机床主轴1上使用。
63.在使用过程中，机床主轴1带动压紧限位钻削装置进给加工，首先，压紧环8接触加工零件上表面后受力先压缩弹簧9，避免刚性接触以减少振动；然后，向下进给过程中，压紧执行模块对零件施加压力，使零件发生弹性变形；继续进给后压紧执行模块受力大于蝶形弹簧4的预紧力，刀杆12组件除装夹柄3以外的部分向上位置，从而限制钻削深度，通过对零件施加预压紧力的方式减少零件让刀变形导致的加工尺寸偏差，实现飞机结构件钻削或者锪窝等轴向加工过程深度控制。
64.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。