同心气压/液压动力进给设备制造技术

一种动力进给设备，用来将推力施加到电机驱动工具（３４）的输出轴（５２）上，以驱动输出轴朝向工件线性移动以及远离工件线性移动，而不会相输出轴施加离轴的力，这种力会导致输出轴偏离与工件外表面完美垂直对准的状态。该设备包括牢固固定到夹具或其他与工件相关的类似安装结构上的第一管状元件（１８）。提供了第二管状元件（２０），用来沿第一管状元件线性滑动。间隔开的环状流体腔（５０、７２）与相关的流体端口（２２、２８）形成在设备中，允许压力流体用于伸出工具的输出轴以及缩回工具的输出轴。工具本身支撑在第二管状元件上，并因此与第二管状元件一起线性移动。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气压/液压动力工具，并尤其涉及一种压力流体驱动的动力进给设备，用来以围绕输出轴平均且同心地分配推力的方式而同心地向工具的输出轴施加推力。
技术介绍
在飞机组装工作中，经常需要将一个手钻型扩孔器(reamer)夹紧或以其他方式附着到翼梁或工件的其他区域，以便该扩孔器能够自动操作。这个步骤包括将一个安装到某种类型托架上的气压/液压缸结合进来，而该托架又连接到进行机加工操作，无论是钻孔、切割或扩孔的动力工具上。如此，气压/液压缸从动力工具横向偏移。所产生的问题是要保持安装到工具输出轴上的旋转的加工元件垂直于气压缸。但不同的是，输出轴必须保持与气压缸平行并与工件的表面正交。通常，在试图保持工具的输出轴与缸完全平行并与工件表面正交的方面，在工具上安装导轨或一些其他形式的导引结构。由于通常使用较大的托架轴承或导轨，这些常规问题在大型工具中变得不成问题。但是，对于较小的工具，由高推力负载和固定到工具输出轴上的部件(如刀具)和提供推力的缸之间的距离而产生的力矩导致刀具扭动，从而推动刀具，而使之偏离与工件表面平行的对准方式。在扩孔操作中，这会导致刀具超出针对正在工件中形成的孔的预定孔公差。目前用来对准动力工具并支撑动力工具的导轨系统需要精确的公差，要保持这个公差非常困难。迄今为止，保持工具相对于气压/液压缸成正确角度的这个问题需要使用较大的套筒和/或导轨，正使得整个组件变得非常难于操纵和装配，并且需要很大的空间。因此，非常希望能够提供某种形式的设备，该设备可以用来支撑工具，并随着工具的输出轴朝向工件导引，围绕工具的输出轴均匀地(即同心地)提供推力。这就消除了对庞大笨重的导轨系统和/或托架的需求，并将确保作用在输出轴上的推力均匀地围绕输出轴施加，并从而也均匀地围绕安装到输出轴上的加工元件施加。这种设备还将提供一个紧凑的装置，来支撑工具及其加工元件。
技术实现思路
本专利技术旨在一种动力进给设备，用来以相对于工件线性运动的方式进给一个安装到电机驱动的动力工具的输出轴上的加工元件。本专利技术使得推力能够围绕输出轴的四周均匀施加，并由此围绕加工元件均匀施加，从而保证了随着推力的施加，加工元件保持于工件表面平行。在一个优选形式中，该设备包括一个第一管状元件，该第一管状元件适于固定到一个与工件相关联的从属结构上，如夹具、托架或其他类似结构。提供了一个第二管状元件，该第二管状元件相对于第一管状元件可滑动地移动。第二管状元件在其上支撑工具，并允许工具的输出轴通过其延伸而进入第一管状元件中。第一管状元件包括围绕输出轴同心布置的第一环状流体腔。第二管状元件类似地包括与输出轴同心地形成的第二环状流体腔。第一管状元件在一端还包括一个钻孔，用来使工具的输出轴能够从其中穿过，并朝向工件延伸且/或延伸到工件中。在工作中，当压力流体注入到第一环状流体腔时，这导致第二管状元件相对于第一管状元件线性滑动地移动。这使得工具的输出轴从缩回位置线性移动到伸出位置，在该伸出位置，安装到输出轴上的加工元件可以用来在工件上执行机加工操作，例如，如扩孔操作。当加工元件要缩回时，压力流体从第一环状流体腔中去除，并注入到第二环状流体腔中。这使得第二管状元件沿相反的方向滑动地移动，使得输出轴回缩，从而将加工元件从工件上退回。在优选实施例中，第一管状元件还包括偏压元件，如螺旋弹簧，用来在退回输出轴时起到辅助作用。偏压元件设置在一个偏压元件保持管内，该保持管相对于第一管状套筒固定地设置，并与第一管状套筒同心，使得它能够接纳输出轴。因此，本专利技术的动力进给设备允许气压或液压推力围绕动力工具的输出轴均匀地并同心地施加。这使得输出轴以平顺、线性运动的方式得以驱动，而不会产生任何趋于作用在加工元件上而迫使加工元件偏离与加工表面完美平行对准的状态的外力。优选的是，本专利技术的动力进给设备还形成了一个非常紧凑的组件，这个组件可以轻易固定到与工件相关的夹具或其他支撑结构上。本专利技术的其他应用领域将从下面提供的详细描述中变得清楚。应理解到这些详细描述的特定示例在表示本专利技术的优选实施例的同时仅用于举例说明的目的，而不用来限制本专利技术的范围。附图说明从详细的描述和附图中可以更充分理解本专利技术，图中图1是根据本专利技术优选实施例的动力进给设备的透视图，也示出了用来相对于工件支撑设备的支撑结构；图2是沿着图1中的剖面线2-2截取的图1的设备的简化的横截面侧视图，示出输出轴处于缩回位置的设备，并省略了图1所示的安装结构；以及图3是示出输出轴处于伸出位置的图2的设备的视图。具体实施例方式下面优选实施例的描述实质上仅仅是示例性的，而决不用来限制本专利技术、其用途或应用。参照图1，示出了根据本专利技术优选实施例的动力进给设备10。该设备10被示为由一个导引轴组件12支撑，而该导引轴组件12固定到设备10上。该设备10由卡具16相对于工件14固定。如更详细描述的，设备10可以按不同的方式固定到工件14上，在这些方式中，有些并不需要卡具16。设备10通常包括第一管状元件18和与第一管状元件18同心设置的第二管状元件20。第一管状元件18包括与流体管线24相连接的端口22。流体管线24与压力流体源26连通，从而允许压力流体供给到第一管状元件18的内部区域中。第二管状元件20包括与流体管线30连通的流体端口28，该流体管线30也与压力流体源26连通。可以使用适当的阀32来引导来自压力流体源26的流体进入流体端口22或流体端口28内。另外，为两个流体端口22和28可以采用单独的压力流体源。第二管状元件20适于固定地支撑工具34。在一个优选形式中，工具包括具有电机的钻。然而，将理解到具有输出轴的其他形式的工具，或是电动、液动、或是气动的，显然都可以由设备10承载。在普通操作中，当压力流体经流体管线24供给到流体端口22中时，这导致第二管状元件20在第一管状元件18上向下线性移动。随后，电机34的输出轴沿图1附图中的向下方向被驱动到工件14内。通常，输出轴在其端部连接有一个加工元件，如扩孔器。再者，将理解到各种金属加工装置可以与本设备10一起使用，下面的描述不应仅局限于扩孔器。设备10的主要优点在于压力流体所产生的推力围绕输出轴均匀并同心地施加，使得输出轴保持与工件14的上表面完美垂直。这与先前研制的系统相反，在先前研制的系统中，采用一个偏离工具的一侧定位的缸，并且该系统在推动过程中赋予了一个迫使电机的输出轴偏离与工件14的表面垂直布置的力。尽管导引轴组件12不是本设备10的一部分，但是仍提供了对它功能的简要说明。导引轴组件12包括一个直接安装到电机34上的导引托架12a，导引托架12a又安装到一个防转动轴12b上，而该防转动轴12b又安装到一个导引托架12c上。导引托架12c牢固固定到第一管状元件18的外表面36a上。在电机34工作时，部件12a、12b和12c共同有助于防止电机34相对于第一管状元件18转动，同时仍允许第二管状元件20在第一管状元件18上向下线性移动。与第一管状元件18一体形成的接头(nosepiece)18a提供了一个装置，该装置用来使第一管状元件18可以经卡具16牢固固定到工件14上。另外，接头18a可以固定到与工件14相关的夹具或其他装置上。从而，将理解到可采用各种其他方案，以相对于工件固定地支撑设备10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力进给设备，用于将安装到动力工具输出轴上的加工元件以相对于工件线性移动的方式进给，从而将施加到所述输出轴上的推力围绕所述输出轴均匀并同心地分配，所述设备包括：第一管状元件，该第一管状元件适于连接到与所述工件相关联的从属结构上， 所述第一管状元件具有第一流体端口；第二管状元件，该第二管状元件适于相对于所述第一管状元件滑动地移动，所述第二管状元件适于相对于所述第一管状元件同心地支撑所述电机的所述输出轴；所述各管状元件的表面在它们之间限定了一个第一流体腔 ，该第一流体腔围绕所述输出轴同心地布置；以及其中，将来自流体源的流体压力引入到所述流体腔中作用以推动所述第二管状元件，并从而推动所述输出轴相对于所述第一管状元件线性移动到伸出位置处，并将推力围绕所述输出轴均匀并同心地分配。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔M斯特潘，罗杰A盖奇，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]