一种螺旋铣孔装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种螺旋铣孔装置，它包括自转系统、公转系统、进给系统和偏心量调节系统。自转系统中电主轴通过其输出轴上安装的弹簧夹头，驱动铣刀旋转。公转系统中公转电机通过小同步带轮、同步带和大同步带轮驱动内套筒相对于外套筒轴线公转。进给系统中进给电机驱动进给丝杠使进给螺母运动实现进给。偏心量调节系统中偏心量调节机构控制偏移滑块的运动，固定消隙螺母、活动消隙螺母消除偏心量调节系统的反向间隙，从而实现偏心量的高精度调节，安装在内套筒上的抱紧机构实现在偏心量调整完毕后将偏移滑块抱紧在内套筒上。本发明可应用于航空航天领域难加工材料的一体化、高质量、高效率制孔。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及螺旋铣孔装置领域，可应用于航空航天领域中难加工材料的一体化、 高质量、高效率制孔。 一种螺旋统孔装置
【背景技术】
[0002] 目前我国正处于制造技术快速发展的时期，切削加工是制造技术的主要基础工 艺。航空航天作为制造业重要的组成部分，历来为高新技术最富集的产业。在航空制造中， 装配制孔是飞机、大型飞行器制造装配的关键环节，制孔效率直接制约飞机总装周期，而制 孔质量也将直接影响连接结构件的抗疲劳性能。传统的钻削加工过程是一个连续的切削过 程，对于导热较差的钛合金而言，钻削热量能迅速导致刀具的磨损失效。其次，由于刀具直 径与制孔直径相同，高温屑离孔壁太近会造成孔划伤。再次，传统钻削的轴向力很大，对于 碳纤增强复合材料来说容易导致分层、撕裂、劈裂、毛刺等致命性缺陷。此外，对于航空领域 大量复杂孔系的装配制孔，采用传统的钻削方式需要大量的换刀操作，这直接影响装配制 孔的生产效率。针对上述问题，目前螺旋铣削制孔技术，因具有切削力小、加工精度好、制孔 效率高等优势，得到了国内外航空制造业及各大研究院所的高度重视。
[0003] 在专利CN200910068518. 8及专利CN201110088154. 7中所示结构中径向偏移机构 均米用双偏心结构。径向偏移机构通过蜗轮蜗杆驱动内外轮廓偏心的内套筒相对内外轮廓 偏心的外套筒旋转调节刀具相对外套筒外轮廓轴心偏心量。在上述结构中由于蜗轮蜗杆间 无消隙结构，所以蜗杆反向旋动时，由于蜗轮蜗杆的配合间隙，增大了偏心量调节误差。
[0004] 专利CN201210150627. 6所示结构中其偏移机构采用由外楔块、内楔块、直线电机 构成的楔形结构调节偏心量；该结构通过直线电机驱动外楔块沿第一方向在与之配合的 中央通孔壁上移动，外楔块通过与内楔块配合的楔面迫使内楔块沿第二运动方向移动且 无反向间隙。该结构调节偏心量后，并无抱紧机构将偏移滑块抱紧，因此在螺旋铣孔装置 工作过程中，当内楔块运动到结构重力方向指向外楔块楔槽内时，内楔块会沿着楔形面向 楔槽内滑动，导致偏心量改变，增大了偏心量调节误差，使结构的工作稳定性差。在专利 CN200910068518. 8及专利CN201110088154. 7中所示径向偏移机构均采用蜗轮蜗杆驱动的 双偏心结构。由于内套筒的抱紧力靠涡轮蜗杆间作用力提供且涡轮蜗杆间接触为线接触， 所以涡轮蜗杆接触面压强大，变形量大，导致偏心量误差大，影响结构的工作稳定性。
[0005] 在专利CN200910068518. 8及专利CN201110088154. 7中所示结构中径向偏移机构 采用的双偏心结构靠改变内套筒相对外套筒相对旋转角度调节偏心量，由于旋转角度与偏 心量是非完全线性关系使偏心量调节困难。专利CN201210157184. 3所示结构中孔径调整 装置采用直线调节偏心量结构，文中偏移量即指偏心量，在滑块一端安装差动螺钉，在滑块 另一端与底板的空隙间安装弹簧，通过旋动差动螺钉驱动滑块移动改变偏心量，利用弹簧 为滑块提供回程和消隙功能；调距完成后通过紧定螺钉与燕尾槽结构将滑块抱紧。但该结 构在偏心量增大时，受滑块压动偏移平衡位置距离增大，导致弹簧回复力增大，差动螺钉旋 动时所受滑块传递的弹簧回复力增大，导致结构调节偏心量困难。
【发明内容】
[0006] 针对上述专利提出的结构中存在的偏心量调节误差大、无抱紧装置、径向偏移装 置刚度不佳且径向偏移装置会随偏心量越大越难调节的技术问题，本发明提供一种调节精 度高、工作稳定性好、调节方便的螺旋铣孔装置。
[0007] 本发明采用的技术手段如下：
[0008] -种螺旋铣孔装置，其特征在于，包括带动刀具运动的自转系统、公转系统、进给 系统和偏心量调节系统；
[0009] 自转系统通过偏移滑块安装在公转系统内；
[0010] 公转系统固定安装在进给系统上；
[0011] 所述自转系统包括铣刀、弹簧夹头和电主轴，所述铣刀通过所述弹簧夹头固定连 接在所述电主轴的输出轴上，所述电主轴输出轴驱动所述弹簧夹头夹持的所述铣刀转动实 现自转；
[0012] 所述公转系统包括公转驱动机构、内套筒后端盖、外套筒后端盖、向心轴承、外套 筒、内套筒、外套筒前端盖和内套筒前端盖，所述外套筒固定连接在所述进给滑台的上端， 所述外套筒的两端分别固定连接有所述外套筒前端盖和所述外套筒后端盖；所述内套筒的 两端分别固定连接有所述内套筒前端盖和所述内套筒后端盖，所述内套筒前端盖通过向心 轴承I与所述外套筒的内壁活动连接，所述内套筒后端盖通过向心轴承II与所述外套筒的 内壁活动连接，所述公转驱动机构与固定连接在所述内套筒后端盖的中心处的轴I固定连 接；所述内套筒前端盖、所述内套筒后端盖和所述内套筒整体通过所述向心轴承I和所述 向心轴承II绕所述外套筒的轴线旋转；
[0013] 所述公转驱动机构包括公转电机、小同步带轮、同步带、大同步带轮和导电滑环， 所述公转电机固定连接在所述进给滑台，所述电机的输出轴上设有所述小同步带轮，所述 小同步带轮通过所述同步带与所述大同步带轮活动连接，所述大同步带轮与固定连接在所 述内套筒后端盖的中心处的轴I固定连接，所述轴I上套接有所述导电滑环，所述导电滑 环位于所述外套筒后端盖和所述大同步带轮之间，并固定连接在所述外套筒后端盖上，所 述公转电机驱动所述小同步带轮带动所述同步带和所述大同步带轮转动，所述大同步带轮 驱动所述内套筒以所述外套筒的轴心为轴旋转；
[0014] 所述进给系统包括轴承座单元一、进给系统底座、轴承座单元二、进给螺母、进给 滑台、进给丝杠和进给驱动机构；所述轴承座单元一和所述轴承座单元二分别固定连接在 所述进给系统底座的两端，所述丝杠通过所述轴承座单元一和所述轴承座单元二与所述进 给系统底座活动连接，所述进给驱动机构的输出轴与所述丝杠固定连接，所述进给滑台的 下端通过所述进给螺母与所述丝杠活动连接；
[0015] 所述进给驱动机构包括进给电机、支撑筒和联轴器，所述进给电机通过支撑筒固 定连接在所述轴承座单元二，所述进给电机的输出轴通过所述联轴器与所述丝杠固定连 接，所述进给电机通过所述联轴器驱动所述进给丝杠转动，所述进给丝杠驱动与其配合的 所述进给螺母在轴向移动，由于所述进给滑台与所述进给螺母固定相连，所述进给滑台会 与所述进给螺母一起在轴向运动；
[0016] 所述偏心量调节系统包括所述偏移滑块、调节所述偏移滑块径向偏移的偏心量调 节机构和所述偏移滑块的抱紧机构；所述抱紧机构固定连接在所述内套筒的侧壁内，所述 抱紧机构在所述偏移滑块的径向偏移调整完毕后将所述偏移滑块抱紧在所述内套筒上；所 述偏移滑块的下端设有滑轨，所述内套筒的内壁上设有与所述滑轨相配合的滑道，所述滑 道与所述内套筒的轴线垂直，所述内套筒的内壁上还设有孔I和孔II，所述孔I的轴线和 所述孔II的轴线的连线与所述内套筒的轴线垂直，所述偏移滑块上端还设有与所述滑道平 行的抱紧凹槽，与所述孔I相配合的孔III和与所述孔II相配合的孔IV ;
[0017] 所述抱紧机构包括抱紧螺杆、抱紧轴承端盖、抱紧轴承、轴承套、圆螺母II和抱紧 块，所述抱紧螺杆通过所述抱紧轴承和所述轴承套与所述内套筒的侧壁连接，所述轴承套 的内壁与所述抱紧轴承的外圈固定连接，所述轴承套的前端连接有所述抱紧轴承端盖，所 述轴承套和所述抱紧轴承端盖整体固定连接在所述内套筒的侧壁内，所述轴承套的下端还 设有限位凸台，所述抱紧螺杆上套接有轴向固定所述抱紧轴承的所述圆螺母II，所述圆螺 母II与所述限位凸台相配合将所述抱紧轴承轴向固定在所述抱紧螺杆上，所述抱紧螺杆的 下端设有可沿所述抱紧凹槽长度方向滑动的所述抱紧块，所述抱紧螺杆的上端设有旋动所 述抱紧螺杆用的孔；
[0018] 所述偏心量调节机构包括调节圆柱头、径向偏移联轴器、偏移轴承端盖、偏移轴承 套一、圆螺母I、偏移轴承一、调节螺杆、固定消隙螺母、活动消隙螺母、弹簧垫圈I、旋紧螺 母、偏移轴承二、弹簧垫圈II和偏移轴承套二，所述调节螺杆穿过所述孔I，所述孔II，所述 孔III和所述孔IV，所述调节螺杆通过所述偏移轴承一和所述偏移轴承套一与所述孔I的内 壁连接，所述偏移轴承套一的内壁与所述移轴承一的外圈固定连接，所述偏移轴承套一的 前端连接有所述偏移轴承端盖，所述偏移轴承套一和所述偏移轴承端盖整体固定连接在所 述孔I内，所述调节螺杆位于所述孔I内的一段上还套接有轴向固定所述偏移轴承一的所 述圆螺母I，所述调节螺杆延伸到所述偏移轴承套一外的一段通过所述径向偏移联轴器与 所述调节圆柱头固定连接；所述调节螺杆通过所述固定消隙螺母与所述孔III的内壁连接， 所述固定消隙螺母固定连接在所述孔III内；
[0019] 所述调节螺杆通过所述偏移轴承二和所述偏移轴承套二与所述孔II的内壁连接， 所述偏移轴承套二的内壁与所述偏移轴承二的外圈固定连接，所述偏移轴承套二固定连接 在所述孔II内，所述调节螺杆位于所述孔II内的一段还套接有轴向固定所述偏移轴承二的 所述弹簧垫圈II ;所述调节螺杆通过所述活动消隙螺母与所述孔IV的内壁连接，所述调节 螺杆位于所述孔IV内的一端上还套接有轴向固定所述活动消隙螺母的所述弹簧垫圈I和 所述旋紧螺母，所述弹簧垫圈I位于所述活动消隙螺母和所述旋紧螺母之间；所述固定消 隙螺母和所述活动消隙螺母与所述调节螺杆螺纹配合，旋转所述旋紧螺母驱使所述活动消 隙螺母沿所述调节螺杆轴线方向微移来调节所述固定消隙螺母与所述活动消隙螺母间距， 使所述固定消隙螺母与所述调节螺杆上螺纹牙某一方向面保持贴紧的同时，所述活动消隙 螺母与所述调节螺杆上螺纹牙的另一方向面保持贴紧，保证在所述调节螺杆无论正反向旋 动时所述固定消隙螺母、所述活动消隙螺母始终与所述调节螺杆上相对应的螺纹牙面保持 贴紧，消除了所述偏移滑块径向运动的反向间隙，当所述调节圆柱头旋动驱动所述调节螺 杆转动，所述偏移滑块在所述固定消隙螺母和所述活动消隙螺母的驱动下移动，所述调节 圆柱头旋动带动所述调节螺杆转动，所述调节螺杆驱动所述偏移滑块径向移动。
[0020] 进一步地，所述抱紧螺杆的下端设有外螺纹，所述抱紧块上设有与所述外螺纹相 匹配的螺纹孔，所述抱紧螺杆旋动控制所述抱紧块沿所述抱紧螺杆的轴向上下移动。所述 抱紧块与所述抱紧螺杆之间为螺纹连接，所述抱紧螺杆旋动时，所述抱紧块沿着所述抱紧 螺杆的轴心线向下移动压紧所述抱紧凹槽。
[0021] 进一步地，垂直于所述抱紧凹槽长度方向的截面的形状为倒置的梯形。
[0022] 进一步地，所述弹簧垫圈I为碟形弹簧垫圈。
[0023] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0024] 1.调节精度高
[0025] 在专利CN200910068518. 8及专利CN201110088154. 7所示的径向偏移机构采用双 偏心结构调节偏心量，通过蜗轮蜗杆调节内、外套筒的相对旋转角度以改变刀具偏心量，但 由于其蜗轮蜗杆间无消隙结构，所以在蜗杆反向旋动时存在反向间隙，增大了偏心量调节 误差。
[0026] 本发明中偏心量调节系统通过在结构安装过程中旋转活动消隙螺母，调节固定消 隙螺母与活动消隙螺母间距，使固定消隙螺母与调节螺杆上螺纹牙某一方向面保持贴紧的 同时，活动消隙螺母与调节螺杆上螺纹牙的另一方向面保持贴紧，保证在调节螺杆无论正 反向旋动时固定消隙螺母、活动消隙螺母始终与调节螺杆上相对应的螺纹牙面保持贴紧， 减小了偏移滑块径向运动的反向间隙，提高了结构偏心量调节精度。
[0027] 2.工作稳定性好
[0028] 专利CN201210150627. 6所示偏移机构采用由外楔块、内楔块、直线电机构成的楔 形结构调节偏心量；该结构通过直线电机驱动外楔块沿第一方向在与之配合的中央通孔壁 上移动，外楔块通过与内楔块配合的楔面迫使内楔块沿第二方向移动改变偏心量。该结构 调节偏心量后，并无抱紧机构将偏移滑块抱紧，当内楔块运动到结构重力方向指向外楔块 楔槽内时，内楔块会沿着楔形面向楔槽内滑动导致偏心量改变，使径向偏移误差增大，结构 工作稳定性差。在专利CN200910068518. 8及专利CN201110088154. 7中所示径向偏移机构 均采用蜗轮蜗杆驱动的双偏心结构。由于内套筒的抱紧力靠涡轮蜗杆间作用力提供且涡轮 蜗杆间接触为线接触，所以涡轮蜗杆接触面压强大，变形量大，导致偏心量误差大，降低了 结构的工作稳定性。
[0029] 本专利中偏心量调节系统通过旋动抱紧螺杆使抱紧块向下移动通过抱紧块两斜 面对偏移滑块上凹槽压紧，使偏移滑块相对内套筒无法移动。相比双偏心结构，该结构作用 面积大，偏移滑块所受压强小，变形量小；相较一般抱紧结构如锁紧螺钉，锁紧螺钉作用面 积远远小于本抱紧机构作用面积，且作用力集中不利于摩擦面的均匀贴合，本抱紧机构的 摩擦力作用面更大，压力分布更均匀，使偏移滑块与上下摩擦面贴合更均匀，偏移滑块移动 所需克服摩擦力更大，结构抱紧功能更佳，工作稳定性更好。
[0030] 3.调节方便
[0031] 在专利CN200910068518. 8及专利CN201110088154. 7中所示径向偏移机构采用的 双偏心结构靠调节内套筒相对外套筒相对旋转角度调节偏心量，由于偏心量与旋转角度是 非完全线性关系使偏心量调节困难。专利CN201210157184. 3所示孔径调整装置采用直线 调节偏心量结构，通过调节差动螺钉旋动驱动滑块移动，利用弹簧为滑块提供回程和消隙 功能并通过紧定螺钉与燕尾槽结构将滑块抱紧。但该结构在偏心量增大时，受滑块压动偏 移平衡位置距离增大，导致弹簧回复力增大，调节螺钉旋动时所受滑块传递的弹簧回复力 增大，导致结构调节偏心量困难。
[0032] 本专利中偏心量调节系统采用直线调节结构来调节偏移滑块的偏心量，通过旋动 偏移螺杆驱动安装有固定消隙螺母及活动消隙螺母的偏移滑块在径向移动，偏心量与偏移 螺杆旋转角度是完全线性的，相比双偏心结构调节方便。相比专利CN201210157184. 3所示 孔径调整装置中差动螺钉所受力随偏心量增加而增大，本专利在偏心量调节系统调节过程 中，由于驱动偏移滑块运动所需克服摩擦力小，且驱动偏移滑块运动的固定消隙螺母及活 动消隙螺母受力大小由偏移螺杆扭矩决定，所以偏移滑块受力大小与偏心量大小无关，只 与调节过程中径向方向所受摩擦力相关。由于偏移滑块在调节过程中径向方向所受摩擦力 小，所以旋动偏移螺杆所需的扭矩小，偏移螺杆、固定消隙螺母、活动消隙螺母、偏移滑块受 力小，本发明偏心量调节系统受力小，调节方便。
[0033] 基于上述理由本发明可在孔加工方面等领域广泛推广。
【专利附图】
【附图说明】
[0034] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0035] 图1是本发明实施例中螺旋铣孔装置的结构示意图。
[0036] 图2是图1中A-A剖视图。
[0037] 图3是图1中B-B剖视图。
[0038] 图4是图1中I部局部放大示意图。
[0039] 图5是本发明实施例中偏心量调节机构的结构示意图。
[0040] 其中，自转系统1 :101铣刀，102弹簧夹头，103电主轴；
[0041] 公转系统2 :201公转电机，202小同步带轮，203同步带，204大同步带轮，205内套 筒后端盖，206导电滑环，207外套筒后端盖，208向心轴承II，209外套筒，210内套筒，211 外套筒前端盖，212内套筒前端盖，213向心轴承I，214轴I ;
[0042] 进给系统3 :301轴承座单元一，302进给系统底座，303轴承座单元二，304支撑 筒，305进给电机，306进给螺母，307进给滑台，308进给丝杠，309联轴器；
[0043] 偏心量调节系统4 :401偏移滑块，402抱紧螺杆，403抱紧轴承端盖，404抱紧轴 承，405轴承套，406圆螺母II，407抱紧块，408调节圆柱头，409径向偏移联轴器，410偏移 轴承端盖，411偏移轴承套一，412圆螺母I，413偏移轴承一，414调节螺杆，415固定消隙 螺母，416活动消隙螺母，417弹簧垫圈I，418旋紧螺母，419偏移轴承二，420弹簧垫圈II， 421 偏移轴承套二，422 孔 I，423 孔 II，424 孔III，425 孔IV。
【具体实施方式】
[0044] 如图1-图5所示，一种螺旋铣孔装置，包括带动刀具运动的自转系统1、公转系统 2、进给系统3和偏心量调节系统4 ;
[0045] 所述自转系统1通过所述偏移滑块401与所述内套筒210活动连接，所述自转系 统1包括铣刀101、弹簧夹头102和电主轴103,所述铣刀101通过所述弹簧夹头102固定 连接在所述电主轴103的输出轴上。
[0046] 所述公转系统2包括公转电机201、小同步带轮202、同步带203、大同步带轮204、 内套筒后端盖205、导电滑环206、外套筒后端盖207、向心轴承208、外套筒209、内套筒 210、外套筒前端盖211和内套筒前端盖212,所述外套筒209固定连接在所述进给滑台307 的上端，所述外套筒209的两端分别固定连接有所述外套筒前端盖211和所述外套筒后端 盖207 ;所述内套筒210的两端分别固定连接有所述内套筒前端盖212和所述内套筒后端 盖205,所述内套筒前端盖212通过向心轴承I 213与所述外套筒209的内壁活动连接，所 述内套筒后端盖205通过向心轴承II 208与所述外套筒209的内壁活动连接，所述公转电 机201固定连接在所述进给滑台307,所述电机201的输出轴上设有所述小同步带轮202， 所述小同步带轮202通过所述同步带203与所述大同步带轮204活动连接，所述大同步带 轮204与固定连接在所述内套筒后端盖205的中心处的轴I 214固定连接，所述轴I 214 上套接有所述导电滑环206,所述导电滑环206位于所述外套筒后端盖207和所述大同步带 轮204之间，并固定连接在所述外套筒后端盖207上；所述内套筒前端盖212、所述内套筒 后端盖205和所述内套筒210整体通过所述向心轴承I 213和所述向心轴承II 208沿所述 外套筒209的轴线旋转；
[0047] 所述进给系统3包括轴承座单元一 301、进给系统底座302、轴承座单元二303、支 撑筒304、进给电机305、进给螺母306、进给滑台307、进给丝杠308和联轴器309 ;所述轴承 座单元一 301和所述轴承座单元二303分别固定连接在所述进给系统底座302的两端，所 述丝杠308通过所述轴承座单元一 301和所述轴承座单元二303与所述进给系统底座302 活动连接，所述进给电机305通过支撑筒304固定连接在所述轴承座单元二303,所述进给 电机305的输出轴通过所述联轴器309与所述丝杠308固定连接，所述进给滑台307的下 端通过所述进给螺母306与所述丝杠308活动连接；
[0048] 所述偏心量调节系统4包括偏移滑块401、调节所述偏移滑块401径向偏移的偏 心量调节机构和所述偏移滑块401的抱紧机构；所述抱紧机构在所述偏移滑块401的径向 偏移调整完毕后将所述偏移滑块401抱紧在所述内套筒210上；所述偏移滑块401的下端 设有滑轨，所述内套筒210的内壁上设有与所述滑轨相配合的滑道，所述滑道与所述内套 筒210的轴线垂直，所述内套筒210的内壁上还设有孔I 422和孔II 423,所述孔I 422的 轴线和所述孔II 423的轴线的连线与所述内套筒210的轴线垂直，所述偏移滑块401上端 还设有与所述滑道平行的抱紧凹槽，垂直于所述抱紧凹槽长度方向的截面的形状为倒置的 梯形与所述孔I 422相配合的孔III 424和与所述孔II 423相配合的孔IV 425 ;所述抱紧机 构包括抱紧螺杆402、抱紧轴承端盖403、抱紧轴承404、轴承套405、圆螺母II 406和抱紧块 407,所述抱紧螺杆402通过所述抱紧轴承404和所述轴承套405与所述内套筒210的侧壁 连接，所述轴承套405的内壁与所述抱紧轴承404的外圈固定连接，所述轴承套405的前端 连接有所述抱紧轴承端盖403，所述轴承套405和所述抱紧轴承端盖403整体固定连接在所 述内套筒210的侧壁内，所述轴承套405的下端还设有限位凸台，所述抱紧螺杆402上套接 有轴向固定所述抱紧轴承404的所述圆螺母II 406,所述圆螺母II 406与所述限位凸台相配 合将所述抱紧轴承404轴向固定在所述抱紧螺杆402上，所述抱紧螺杆402的下端设有可 沿所述抱紧凹槽长度方向滑动的所述抱紧块407,所述抱紧螺杆402的上端设有旋动所述 抱紧螺杆402用的孔，所述抱紧螺杆402的下端设有外螺纹，所述抱紧块407上设有与所述 外螺纹相匹配的螺纹孔。所述抱紧块407与所述抱紧螺杆402之间为螺纹连接，所述抱紧 螺杆402旋动时，所述抱紧块407沿着所述抱紧螺杆402的轴心线向下移动压紧所述抱紧 凹槽；所述偏心量调节机构包括调节圆柱头408、径向偏移联轴器409、偏移轴承端盖410、 偏移轴承套一411、圆螺母I 412、偏移轴承一413、调节螺杆414、固定消隙螺母415、活动消 隙螺母416、弹簧垫圈I 417、旋紧螺母418、偏移轴承二419、弹簧垫圈II 420和偏移轴承套 二421，所述弹簧垫圈I 417为碟形弹簧垫圈，所述调节螺杆414穿过所述孔I 422,所述孔 II 423,所述孔III 424和所述孔IV 425,所述调节螺杆414通过所述偏移轴承一 413和所述 偏移轴承套一 411与所述孔I 422的内壁连接，所述偏移轴承套一 411的内壁与所述移轴 承一 413的外圈固定连接，所述偏移轴承套一 411的前端连接有所述偏移轴承端盖410,所 述偏移轴承套一 411和所述偏移轴承端盖410整体固定连接在所述孔I 422内，所述调节 螺杆414位于所述孔I 422内的一段上还套接有轴向固定所述偏移轴承一 413的所述圆螺 母I 412,所述调节螺杆414延伸到所述偏移轴承套一411外的一段通过所述径向偏移联轴 器409与所述调节圆柱头408固定连接；所述调节螺杆414通过所述固定消隙螺母415与 所述孔III424的内壁连接，所述固定消隙螺母415固定连接在所述孔III424内；所述调节螺 杆414通过所述偏移轴承二419和所述偏移轴承套二421与所述孔II 423的内壁连接，所 述偏移轴承套二421的内壁与所述偏移轴承二419的外圈固定连接，所述偏移轴承套二421 固定连接在所述孔II 423内，所述调节螺杆414位于所述孔II 423内的一段还套接有轴向 固定所述偏移轴承二419的所述弹簧垫圈II 420 ;所述调节螺杆414通过所述活动消隙螺 母416与所述孔IV 425的内壁连接，所述调节螺杆414位于所述孔IV 425内的一端上还套 接有轴向固定所述活动消隙螺母416的所述弹簧垫圈I 417和所述旋紧螺母418,所述弹 簧垫圈I 417位于所述活动消隙螺母416和所述旋紧螺母418之间；固定消隙螺母415和 活动消隙螺母416与调节螺杆414螺纹配合，通过旋紧螺母418调节活动消隙螺母416与 固定消隙螺母415间的距离消除螺纹反向运动间隙，当调节圆柱头408旋动驱动调节螺杆 414转动，偏移滑块401在固定消隙螺母415和活动消隙螺母416的驱动下移动。
[0049] 本发明的工作原理如下：
[0050] 所述自转系统1中所述电主轴103输出轴驱动所述弹簧夹头102夹持的所述铣刀 101转动实现自转。
[0051] 所述公转系统2中所述公转电机201驱动所述小同步带轮202带动所述同步带 203和所述大同步带轮204转动，所述大同步带轮204固定在所述内套筒后端盖205的中心 处的所述轴I 214上，所述内套筒前端盖212通过向心轴承I 213与所述外套筒209的内 壁活动连接，所述内套筒后端盖205通过向心轴承II 208与所述外套筒209的内壁活动连 接，所以所述大同步带轮204转动带动所述内套筒转动，而同时外套筒固定。
[0052] 所述进给系统3中所述进给电机305通过所述联轴器309驱动所述进给丝杠308 转动，所述进给丝杠308驱动与其配合的所述进给螺母306在轴向移动，由于所述进给滑台 307与所述进给螺母306固定相连，所述进给滑台307会与所述进给螺母306 -起在轴向运 动。
[0053] 所述偏心量调节系统4中所述调节圆柱头408旋动带动所述调节螺杆414转动， 从而驱动在所述调节螺杆414上的所述固定消隙螺母415、所述活动消隙螺母416在径向移 动。由于所述固定消隙螺母415、所述活动消隙螺母416相对所述偏移滑块401固定，所述 偏移滑块401会随所述固定消隙螺母415和所述活动消隙螺母416在径向一起运动，偏移 距离e按公式e = (D-d)/2确定（d为所述铣刀101直径，D为待加工孔直径）；在所述活动 消隙螺母416两侧分别安装有所述碟形弹簧垫圈和所述旋紧螺母418,从而调节所述活动 消隙螺母416相对所述固定消隙螺母415的距离达到双螺母消隙效果以保证径向偏移距离 的控制精度。所述抱紧螺杆402旋动控制所述抱紧块407沿所述抱紧螺杆402的轴向上下 移动，所述抱紧块407向下移动将所述偏移滑块401抱紧，确保所述偏移滑块401在径向上 固定。
[0054] 以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种螺旋铣孔装置，其特征在于，包括带动刀具运动的自转系统（1)、公转系统（2)、 进给系统（3)和偏心量调节系统（4); 自转系统（1)通过偏移滑块（401)安装在公转系统（2)内； 公转系统（2)固定安装在进给系统（3)上； 所述偏心量调节系统（4)包括所述偏移滑块（401)、调节所述偏移滑块（401)径向偏移 的偏心量调节机构和所述偏移滑块（401)的抱紧机构；所述抱紧机构固定连接在所述内套 筒（210)的侧壁内； 所述偏移滑块（401)的下端设有滑轨，所述内套筒（210)的内壁上设有与所述滑轨相 配合的滑道，所述滑道与所述内套筒（210)的轴线垂直，所述内套筒（210)的内壁上还设有 孔I (422)和孔II (423)，所述孔I (422)的轴线和所述孔II (423)的轴线的连线与所述内 套筒（210)的轴线垂直； 所述偏移滑块（401)上端还设有与所述滑道平行的抱紧凹槽，与所述孔I (422)相配 合的孔III (424)和与所述孔II (423)相配合的孔IV (425); 所述抱紧机构包括抱紧螺杆（402)、抱紧轴承端盖（403)、抱紧轴承（404)、轴承套 (405)、圆螺母II (406)和抱紧块（407)，所述抱紧螺杆（402)通过所述抱紧轴承（404)和所 述轴承套（405)与所述内套筒（210)的侧壁连接，所述轴承套（405)的内壁与所述抱紧轴 承（404)的外圈固定连接，所述轴承套（405)的前端连接有所述抱紧轴承端盖（403)，所述 轴承套（405)和所述抱紧轴承端盖（403)整体固定连接在所述内套筒（210)的侧壁内，所 述轴承套（405)的下端还设有限位凸台，所述抱紧螺杆（402)上套接有轴向固定所述抱紧 轴承（404)的所述圆螺母II (406)，所述抱紧螺杆（402)的下端设有与可沿所述抱紧凹槽长 度方向滑动的所述抱紧块（407)，所述抱紧螺杆（402)的上端设有旋动所述抱紧螺杆（402) 用的孔； 所述偏心量调节机构包括调节圆柱头（408)、径向偏移联轴器（409)、偏移轴承端盖 (410)、偏移轴承套一（411)、圆螺母I (412)、偏移轴承一（413)、调节螺杆（414)、固定消隙 螺母（415)、活动消隙螺母（416)、弹簧垫圈I (417)、旋紧螺母（418)、偏移轴承二（419)、 弹簧垫圈II (420)和偏移轴承套二（421)，所述调节螺杆（414)穿过所述孔I (422)，所述 孔II (423)，所述孔III (424)和所述孔IV (425)，所述调节螺杆（414)通过所述偏移轴承一 (413)和所述偏移轴承套一（411)与所述孔I (422)的内壁连接，所述偏移轴承套一（411) 的内壁与所述移轴承一（413)的外圈固定连接，所述偏移轴承套一（411)的前端连接有所 述偏移轴承端盖（410)，所述偏移轴承套一（411)和所述偏移轴承端盖（410)整体固定连接 在所述孔I (422)内，所述调节螺杆（414)位于所述孔I (422)内的一段上还套接有轴向 固定所述偏移轴承一（413)的所述圆螺母I (412)，所述调节螺杆（414)延伸到所述偏移 轴承套一（411)外的一段通过所述径向偏移联轴器（409)与所述调节圆柱头（408)固定连 接；所述调节螺杆（414)通过所述固定消隙螺母（415)与所述孔III (424)的内壁连接，所述 固定消隙螺母（415)固定连接在所述孔III (424)内； 所述调节螺杆（414)通过所述偏移轴承二（419)和所述偏移轴承套二（421)与所述 孔II (423)的内壁连接，所述偏移轴承套二（421)的内壁与所述偏移轴承二（419)的外圈 固定连接，所述偏移轴承套二（421)固定连接在所述孔II (423)内，所述调节螺杆（414) 位于所述孔II (423)内的一段还套接有轴向固定所述偏移轴承二（419)的所述弹簧垫圈 II (420);所述调节螺杆（414)通过所述活动消隙螺母（416)与所述孔IV (425)的内壁连 接，所述调节螺杆（414)位于所述孔IV (425)内的一端上还套接有轴向固定所述活动消隙 螺母（416)的所述弹簧垫圈I (417)和所述旋紧螺母（418)，所述弹簧垫圈I (417)位于所 述活动消隙螺母（416)和所述旋紧螺母（418)之间，所述调节圆柱头（408)旋动带动所述 调节螺杆（414)转动，所述调节螺杆（414)驱动所述偏移滑块（401)径向移动。
2. 根据权利要求1所述的一种螺旋铣孔装置，其特征在于：所述抱紧螺杆（402)的 下端设有外螺纹，所述抱紧块（407)上设有与所述外螺纹相匹配的螺纹孔，所述抱紧螺杆 (402)旋动控制所述抱紧块（407)沿所述抱紧螺杆（402)的轴向上下移动。
3. 根据权利要求1所述的一种螺旋铣孔装置，其特征在于：垂直于所述抱紧凹槽长度 方向的截面的形状为倒置的梯形。
4. 根据权利要求1所述的一种螺旋铣孔装置，其特征在于：所述弹簧垫圈I (417)为 碟形弹簧垫圈。
【文档编号】B23C9/00GK104117719SQ201410334409
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】张生芳, 马付建, 吴頔, 宿崇, 沙智华, 黄文丽 申请人:大连交通大学