[发明专利]振动辅助钻孔系统及使用方法

说明书

本发明的名称是振动辅助钻孔系统及使用方法。提供了振动辅助钻孔系统。该振动辅助钻探系统包括：具有钻进给轴的钻进给运动系统；具有振荡轴的振荡运动系统；具有钻头的钻主轴；和配置为将钻主轴连接到振荡运动系统的安装系统。钻进给轴基本上平行于振荡轴并与之偏离。

技术领域：

本公开内容一般地涉及钻孔，并且更具体地涉及振动辅助钻孔(VAD)。

背景技术：

对于许多不同类型的结构，钻孔和紧固是装配工艺中要采取的步骤。一些结构由一种以上类型的材料形成。可以进行钻孔通过混合材料堆叠(例如金属层和复合材料层)。钻孔混合材料堆叠可能会不期望地耗费时间，这限制了生产流程和生产速率。

在常规钻孔工艺中，随着钻头旋转，钻头被朝向工件驱动。在常规钻孔中，钻头与工件的材料保持接触。常规钻孔工艺可导致不同大小的碎屑。碎屑可以包括长的盘绕碎屑。在一些说明性实例中，碎屑可缠结在钻头周围。当缠结在钻头周围时，碎屑在钻孔内转动，从工件中拉出材料。

常规钻孔产生摩擦，加热钻头和工件二者。在一些说明性实例中，常规钻孔在工件中产生不期望的热量。

因此，期望具有考虑到以上讨论的至少一些问题以及其他可能的问题的方法和装置。

发明内容

本公开内容的实例提供了振动辅助钻孔系统。该振动辅助钻探系统包括：具有钻进给轴(drill feed axis)的钻进给运动系统、具有振荡轴的振荡运动系统、具有钻头的钻主轴(drill spindle)以及配置为将钻主轴连接到振荡运动系统的安装系统。钻进给轴基本上平行于振荡轴并与之偏离。

本公开内容的另一实例提供了振动辅助钻孔系统。振动辅助钻孔系统包括具有伺服系统和多个线性导轨的钻进给运动系统、具有致动器和振荡轴的振荡运动系统以及具有钻头的钻主轴。钻主轴安装至振荡运动系统。钻进给运动系统具有钻进给轴并且振荡轴与钻进给轴分离。

执行振动辅助钻孔的方法。通过具有钻进给轴的钻进给运动系统将钻主轴朝向材料移动。当钻主轴朝向材料推进时，旋转钻主轴的钻头。通过振荡运动系统将钻主轴朝向和远离所述材料振荡，其中该振荡运动系统具有基本上平行于钻进给轴并与之偏离的振荡轴，并且其中该振荡运动系统将钻主轴连接到钻进给运动系统。

可以在本公开内容的多个实例中独立地实现特征和功能，或者可以在仍其他的实例中组合这些特征和功能，其中可以参考以下描述和附图来查看进一步地细节。

附图说明

在所附的权利要求书中阐述了被认为是说明性实例的特性的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考以下对本公开内容的说明性实例的详细描述，将最好地理解该说明性实例及其优选使用方式、进一步的目的和特征，其中：

图1是其中可以实施说明性实例的制造环境的框图的图解；

图2是根据说明性实例的振动辅助钻孔系统的透视图的图解；

图3是根据说明性实例的振动辅助钻孔系统的侧视图的图解。

图4是根据说明性实例的振动辅助钻孔系统的分解图的图解。

图5是根据说明性实例的在孔中的振动辅助钻孔系统的钻头的横截面图的图解；

图6是根据说明性实例的钻孔碎屑的透视图的图解。

图7是根据说明性实例的执行振动辅助钻孔的方法的流程图的图解；

图8是根据说明性实例的以框图形式的飞机制造和服务方法的图解；和

图9是其中可以实施说明性实例的框图形式的飞机的图解。

具体实施方式