本发明专利技术属于加工设备领域，提出了一种便携式高精度自动进给钻削装备，包括主轴模块、进给模块、钻体固定模块、控制模块和承重框架。其中主轴模块包括主轴电机、主轴皮带轮传动装置、花键主轴以及专用钻头，用于驱使钻头的旋转切削运动；进给模块包括动力单元和定位单元，用于驱使钻头的高精度进给运动；钻体固定模块用于自动进给钻和工件材料的快速、稳定装夹；控制模块用于钻削参数、进给距离和启停的控制。该发明专利技术通过两台独立的电机同时实现主轴旋转运动和进给运动，并且可以在钻削过程中实现钻削参数的改变，很好的匹配了不同材料的特性；制孔设备可以快速、稳定装夹，保证制孔效率和制孔精度的稳定性，智能化程度高。智能化程度高。智能化程度高。
【技术实现步骤摘要】
一种便携式高精度自动进给钻削装备
[0001]本专利技术涉及加工设备领域，尤其涉及一种便携式高精度自动进给钻削装备。
技术介绍
[0002]轻质高强的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)以及耐交变载荷的金属材料(如钛合金、铝合金等)是航空航天高端装备减重增效的优选。为保障CFRP及叠层结构的高可靠装配、高性能服役，须高效率加工数以万计的高精度、高表面质量连接孔。由于其制孔环节多在装配现场进行，空间限制，传统数控机床、工业机械臂等加工可达性差、难以适用；不得已采用手工加工方式，钻孔进给轴向力需要依赖工人经验进行控制，难以保证制孔精度的稳定，并且当制孔孔径过大或钻削钛合金等高强度材料时，轴向力过大使得工人无法进行手动进给操作。因此，需要开发适用于狭小空间的便携式高精度制孔设备。
[0003]国外对便携式自动制孔设备的研究工作开展较早，目前市场上已有多家公司的自动进给钻产品，如法国APEX公司的Jeremy Dean Watford等人专利技术了“Feed Oscillation Via Variable Pitch Gears”，专利号为ZL 14/990,042，该专利技术采用气动马达驱动模式，通过齿轮传动将动力输出到主轴，实现固定的旋转速度与进给速度，整个机构采用纯机械方式驱动，可靠性较高，但其传动比固定，无法在钻削过程中改变加工参数。法国赛提科技公司的塞巴斯蒂安
·
佩雷拉专利技术了“具有自对准主轴的具自动或受控进给速度的钻孔装置”，专利号为ZL201710628905.7，设备采用双电机驱动模式，主电机和副电机分别独立控制钻机的旋转运动和进给运动，其齿轮组结构紧凑，零部件精度要求较高，主轴结构采用特殊工艺加工，使得价格极其昂贵，同时在一刀制孔的精度稳定性也很难达到要求，严重限制其广泛应用。大连理工大学的王福吉等人专利技术了“一种便携式半自动制孔设备及制孔方法”，专利号为ZL 202010441887.3，设备采用双电机驱动模式，两电机分别控制设备的旋转运动和进给运动，可实现无级变速和改变工艺参数，且可加装轴向低频振动辅助模块，实现难加工金属材料的断屑功能，但是其采用的双滚珠丝杠推动花键主轴实现进给的方式，体积大且运动精度不易保证，难以满足狭小空间、高精度制孔需求。
[0004]综上所述，为满足航空航天装配现场狭小空间高精度制孔对装备小型化和精度稳定性的要求，需要开发具有更为紧凑化、可靠结构及高精度的便携式自动进给钻削装备。
技术实现思路
[0005]本专利技术为克服现有技术的不足，提出了一种便携式高精度自动进给钻削装备。该便携式高精度自动进给钻包括：主轴模块1、进给模块2、钻体固定模块3和控制模块4。通过主轴电机101和进给电机201分别控制主轴旋转运动和进给运动，通过控制PLC触摸屏401上的相关按键，设置钻削复合材料和金属材料的钻削参数以及进给距离，实现对叠层材料的变参数加工。
[0006]本专利技术的技术方案如下：一种便携式高精度自动进给钻削装备，包括主轴模块1、进给模块2、钻体固定模块3、控制模块4和承重框架；
[0007]承重框架为壳体501，壳体501为两个相对侧通透的中空结构，防护罩502固定在一通透侧，用于包裹主轴电机101和进给电机201；导轨底面平台5013位于壳体501内；
[0008]主轴模块1包括主轴电机101、主轴皮带轮传动装置、花键主轴106和专用钻头107；主轴电机101固定在电机底座108上，电机底座108固定在壳体501上；主轴皮带轮传动装置包括主轴同步带轮102、主轴同步带103、花键同步带轮104、滚珠花键螺母105；主轴同步带轮102安装于主轴电机101的输出轴，通过主轴同步带103将动力传递给花键同步带轮104；滚珠花键螺母105分为外层定子与内层转子，外层定子固定于壳体501内，内层转子与花键同步带轮104连接，接收花键同步带轮104传递的动力；内层转子设有滚珠槽道，花键主轴106穿过滚珠槽道，滚珠槽道中的钢球将动力传递到花键主轴106上，实现花键主轴106旋转；花键主轴106前端螺纹连接专用钻头107，实现旋转切削运动；
[0009]进给模块2包括动力单元和定位单元；
[0010]动力单元包括进给电机201和进给皮带传动装置；进给电机201固定在进给电机底座217上，进给电机底座217固定在壳体501上，位于电机底座108下方；进给皮带传动装置包括进给同步带轮202、进给同步带轮涨紧套203、进给同步带204、滚珠丝杠同步带轮205、滚珠丝杠涨紧套206、滚珠丝杠后端轴承座207、滚珠丝杠后端轴承208、滚珠丝杠209、滚珠丝杠前端轴承座210、滚珠丝杠前端轴承211和滚珠丝杠螺母212；进给同步带轮202通过进给同步带轮涨紧套203安装于进给电机201的输出轴，通过进给同步带204将动力传递给滚珠丝杠同步带轮205；滚珠丝杠209末端通过滚珠丝杠涨紧套206固定于滚珠丝杠同步带轮205上，并通过滚珠丝杠后端轴承座207上的滚珠丝杠后端轴承208支撑，另一端通过滚珠丝杠前端轴承座210上的滚珠丝杠前端轴承211支撑；套装在滚珠丝杠209上的滚珠丝杠螺母212固定于滑台213上，将滚珠丝杠209的旋转运动转换成滑台213的直线运动；
[0011]定位单元包括滑台213、主轴尾端轴承214、滑块215和直线导轨216；滑台213上固定连接滑块215，通过滚珠压紧与直线导轨216配合，滑块215于直线导轨216上移动；滑台213内部中空，安装有一对主轴尾端轴承214，花键主轴106的后端插于主轴尾端轴承214的内圈；
[0012]钻体固定模块3包括钻套301、钻模板302、上模板固定架303、上模板304、下模板305、夹具底板306和下模板固定架307；钻套301整体为中空结构，专用钻头107伸入中空结构；钻套301一端为法兰结构3011，固定于壳体501外，内部设有定位凹槽3012，用于保证钻套301与壳体501之间的位置；钻套301中部开有吸尘口3013，用于及时抽出切屑；钻套301另一端设有旋转卡位结构3014，用于与钻模板302上的卡位螺栓3021配合，固定钻套301承受钻削过程中全部轴向力及扭矩；同时旋转卡位结构3014和卡位螺栓3021配合锁紧钻套301，避免轴向间隙；
[0013]夹具底板306设有矩形通孔，其前后两侧分别固定上模板固定架303和下模板固定架307；上模板固定架303截面为呈“口”形，其上下两端相对面对应开有模板滑槽3031，钻模板302和上模板304置于滑槽3031间移动；上模板固定架303上下两端外表面均开有前螺纹孔3032，用于固定钻模板302、上模板304；下模板固定架307的结构与上模板固定架303类似，其上也开有下模板滑槽3072，下模板305置于下模板滑槽3072间移动，并通过后螺纹孔3071固定下模板305；
[0014]钻模板302上开有成间距的模板孔3022，用于钻套301的轴向定位；模板孔3022周
围设有螺纹孔，用于加装卡位螺栓3021，用于限制钻套本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种便携式高精度自动进给钻削装备，其特征在于，该便携式高精度自动进给钻包括主轴模块(1)、进给模块(2)、钻体固定模块(3)、控制模块(4)和承重框架；承重框架为壳体(501)，壳体(501)为两个相对侧通透的中空结构，防护罩(502)固定在一通透侧，用于包裹主轴电机(101)和进给电机(201)；导轨底面平台(5013)位于壳体(501)内；主轴模块(1)包括主轴电机(101)、主轴皮带轮传动装置、花键主轴(106)和专用钻头(107)；主轴电机(101)固定在电机底座(108)上，电机底座(108)固定在壳体(501)上；主轴皮带轮传动装置包括主轴同步带轮(102)、主轴同步带(103)、花键同步带轮(104)、滚珠花键螺母(105)；主轴同步带轮(102)安装于主轴电机(101)的输出轴，通过主轴同步带(103)将动力传递给花键同步带轮(104)；滚珠花键螺母(105)分为外层定子与内层转子，外层定子固定于壳体(501)内，内部转子与花键同步带轮(104)连接，接收花键同步带轮(104)传递的动力；内层转子设有滚珠槽道，花键主轴(106)穿过滚珠槽道，滚珠槽道中的钢球将动力传递到花键主轴(106)上，实现花键主轴(106)旋转；花键主轴(106)前端螺纹连接专用钻头(107)，实现旋转切削运动；进给模块(2)包括动力单元和定位单元；动力单元包括进给电机(201)和进给皮带传动装置；进给电机(201)固定在进给电机底座(217)上，进给电机底座(217)固定在壳体(501)上，位于电机底座(108)下方；进给皮带传动装置包括进给同步带轮(202)、进给同步带轮涨紧套(203)、进给同步带(204)、滚珠丝杠同步带轮(205)、滚珠丝杠涨紧套(206)、滚珠丝杠后端轴承座(207)、滚珠丝杠后端轴承(208)、滚珠丝杠(209)、滚珠丝杠前端轴承座(210)、滚珠丝杠前端轴承(211)和滚珠丝杠螺母(212)；进给同步带轮(202)通过进给同步带轮涨紧套(203)安装于进给电机(201)的输出轴，通过进给同步带(204)将动力传递给滚珠丝杠同步带轮(205)；滚珠丝杠(209)末端通过滚珠丝杠涨紧套(206)固定于滚珠丝杠同步带轮(205)上，并通过滚珠丝杠后端轴承座(207)上的滚珠丝杠后端轴承(208)支撑，另一端通过滚珠丝杠前端轴承座(210)上的滚珠丝杠前端轴承(211)支撑；套装在滚珠丝杠(209)上的滚珠丝杠螺母(212)固定于滑台(213)上，将滚珠丝杠(209)的旋转运动转换成滑台(213)的直线...
【专利技术属性】
技术研发人员：付饶，刘帅，王福吉，李泳坤，常宇豪，赵猛，张博宇，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。