[发明专利]复合材料部件内腔侧壁根部装配孔的加工装置及加工方法

摘要

本发明公开了一种复合材料部件内腔侧壁根部装配孔的加工装置及加工方法，所述的加工装置为六自由度悬臂加工装置，包括X向直线运动部件、Y向直线运动部件、Z向直线调整部件、X’轴悬臂制孔单元、Y’轴旋转调整部件和Z轴旋转调整部件。本发明采用气动马达作为回转主轴动力源具有体积小、转速高的优点，适于狭小空间复合材料的钻孔加工。本发明的磨削制孔方式可降低X’轴向力，有助于减小悬臂结构的变形，从而提高钻孔加工精度。本发明提出的六自由度悬臂加工装置和装配孔的加工方法实现了半封闭结构形式的深腔装配孔的单个工位一次对刀一体化加工，能够保证多层壁板不同孔径的装配孔的同轴度和尺寸精度。

主权项

1.复合材料部件内腔侧壁根部装配孔的加工装置，所述的加工装置为六自由度悬臂加工装置，包括X向直线运动部件(7)、Y向直线运动部件(6)、Z向直线调整部件(8)、X’轴悬臂制孔单元(9)、Y’轴旋转调整部件(10)和Z轴旋转调整部件(11)；所述的Y向直线运动部件(6)固定在无人机装配桁架(5)上，X向直线运动部件(7)连接在Y向直线运动部件(6)的滑块上，Z轴旋转调整部件(11)连接在X向直线运动部件(7)的滑块上，Z向直线调整部件(8)连接在Z轴旋转调整部件(11)下方，Y’轴旋转调整部件(10)连接在Z向直线调整部件(8)末端，X’轴悬臂制孔单元(9)连接在Y’轴旋转调整部件(10)末端；所述的X向直线运动部件(7)的行程为L_X，Y向直线运动部件(6)的行程为L_Y，Z向直线调整部件(8)和Z轴旋转调整部件(11)的总长度为L_Z，Y’轴旋转调整部件(10)的长度为L_Y’，X’轴悬臂制孔单元(9)的长度为L_X’；所述的X向直线运动部件(7)、Y向直线运动部件(6)和Z向直线调整部件(8)由电机或手动调节装置提供动力，用于调整X’轴悬臂制孔单元(9)在半封闭空间(1)内的位置；所述的Y’轴旋转调整部件(10)和Z轴旋转调整部件(11)用于调整X’轴悬臂制孔单元(9)的指向，由电机或手动调节装置提供动力；所述的X’轴悬臂制孔单元(9)采用定悬臂内置回转轴结构，由气动马达(96)或电动马达(96)提供动力，输出到X’轴悬臂制孔单元(9)的内置回转主轴(92)上；所述的X’轴悬臂制孔单元(9)包括轴承(91)、回转主轴(92)、X’轴定悬臂(93)、前端盖(94)、后端盖(95)和马达(96)；所述的回转主轴(92)通过轴承(91)固定在X’轴定悬臂(93)的腔内，前端盖(94)和后端盖(95)分别固定在X’轴定悬臂(93)的两端，回转主轴(92)轴向载荷通过轴承(91)传递到前端盖(94)和后端盖(95)上，马达(96)固定在后端盖(95)上，马达(96)的输出轴连接在回转主轴(92)上，马达(96)只起到传递扭矩作用而不承受回转主轴(92)的轴向载荷；其特征在于：所述的X’轴悬臂制孔单元(9)的长度L_X’与多层壁板总厚度D满足如下关系式，其中L不小于阶梯孔的最大孔径；L_X'‑D>L所述的X向直线运动部件(7)的行程L_X、Y向直线运动部件(6)的行程L_Y、Z向直线调整部件(8)和Z轴旋转调整部件(11)的总长度L_Z、Y’轴旋转调整部件(10)的长度L_Y’、X’轴悬臂制孔单元(9)的长度L_X’满足如下关系式，从而保证在X向直线运动部件(7)、Y向直线运动部件(6)、Z向直线调整部件(8)和Y’轴旋转调整部件(10)、Z轴旋转调整部件(11)运动到极限位置时都不与半封闭空间(1)的边界发生干涉，并且留有余地，其中半封闭空间(1)的长和宽分别为L₂、L₃，装配孔与机翼连接段部件内腔侧壁的最短距离为L₅，装配孔与外开敞区的距离为L₁；L_X'<L_X<L₃L_Y+2L_Y'>L₂‑2L₅。