[发明专利]一种用于金属壳体结构的高精度快速制孔装备及制孔方法

说明书

本发明公开了一种用于金属壳体结构的高精度快速制孔装备及制孔方法，制孔装备包括底座、立柱、滑座、钻孔执行装置、滑枕、回转工作台、自动换刀装置、控制柜及操控台、安装踏台、工装夹具等；立柱相对于底座可沿X轴水平方向运动，滑座相对于立柱可沿Y轴竖直方向运动，钻铣执行装置的滑枕相对于滑座可沿Z轴水平方向运动，滑枕上固定连接有回转装置，回转装置上安装有钻铣部件，钻铣部件可绕A轴旋转摆动；钻铣部件包括主轴，主轴可沿W轴做进给运动；回转工作台可绕C轴旋转。本发明通过各部件的X、Y、Z、A、C、W等多轴运动自由度的相互配合，可对锥型和圆柱型金属壳体工件的端面和侧壁进行高精度自动钻孔和铣孔操作，极大提高工作效率。

技术领域

本发明属于数控加工装备及工艺方法领域，具体涉及一种适用于金属壳体结构的高精度快速制孔的数字化装备及其制孔工艺方法。

背景技术

航天器中某类舱段产品具有工艺复杂、任务量大、经济价值高等特点，同时其内部空间狭小、结构复杂、需装配的支架种类多、数量大。现有产品部段装配对人员的依赖性大，内部零件的定位主要依靠手工划线，安装孔的加工主要采用人工手持气动风枪制孔的方式。

基于以上加工现状，产品制孔方式主要存在着以下问题：

(1)制孔精度低、质量一致性差：人工定位、手工划线，与操作者技能水平、使用工具、现场环境和工作状态等方面密切相关；

(2)制孔效率低、生产周期长：手工划线、制孔和装配，装配效率低、生产周期长；

(3)制造成本高、劳动强度大：现有制孔方式需大量使用高水平技能人员，人工成本高，制孔数量多，劳动强度大。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于金属壳体结构的高精度快速制孔装备及制孔方法，目的旨在解决手工制孔过程中制孔效率低、质量一致性差、工人劳动强度大等问题，提高航天产品装配制孔过程的数字化水平。

本发明的技术方案为：一种用于金属壳体结构的高精度快速制孔装备，包括底座，在底座上设置有立柱，立柱相对于底座可沿X轴水平方向运动；在所述立柱的第一侧面上设置有滑座，滑座相对于立柱可沿Y轴竖直方向运动；在所述滑座上设置有钻铣执行装置。

进一步的，所述钻铣执行装置包括滑枕，滑枕相对于滑座可沿Z轴水平方向运动，滑枕上固定连接有回转装置，回转装置上安装有钻铣部件，钻铣部件可绕A轴旋转摆动；所述钻铣部件包括主轴，主轴上安装有刀具，主轴可沿W轴做进给运动。

进一步的，在所述立柱的第二侧面上安装有自动换刀装置，所述自动换刀装置包括基座，基座上固定连接有气缸，气缸的活塞杆连接有平移滑台，平移滑台可沿V轴水平方向运动，平移滑台上设置有刀库刀夹，刀库刀夹上安装有多把刀具。

进一步的，所述基座和立柱旁变还设置有回转工作台，回转工作台上通过工装夹具安装有工件，所述回转工作台可绕C轴旋转做回转运动。

进一步的，所述回转工作台的绕C轴回转运动是通过采用零背隙齿轮驱动固定在回转工作台下方的外齿圈而实现的。

进一步的，所述回转装置的绕A轴旋转摆动是通过采用蜗轮蜗杆的箱体结构来实现的。

进一步的，所述立柱的X轴运动、滑座的Y轴运动、滑枕的Z轴运动均是通过丝杠的旋转带动丝杠螺母做直线运动来实现的。

进一步的，所述工装夹具包括过渡工装板、轴向导杆、轴向固定压杆、锁紧螺母等。

进一步的，所述快速制孔装备还包括控制柜及操控台、安装踏台。

一种用于金属壳体结构的快速制孔方法，采用上述快速制孔装备，包括如下步骤：

a.一键回零，使主轴中心和回转工作台中心线重合；