專(zhuān)利名稱(chēng)：用于加工工件尤其是實(shí)心原材料塊制造的航空零件的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于加工工件尤其是實(shí)心原材料塊制造的航空零件的裝置。
背景技術(shù)：
本質(zhì)上來(lái)講，本實(shí)用新型可應(yīng)用于需要進(jìn)行如下加工的任何給定工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)， 例如，需要鉆孔或類(lèi)似開(kāi)口或沿加工工件或類(lèi)似制造物件所提供的橫向表面或壁的 連接線(xiàn)進(jìn)行切割。
具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型特別應(yīng)用于航空構(gòu)造的部門(mén)，這些部門(mén)需要在工件的內(nèi) 腔中布置各種形狀和大小的排水和/或連通孔，這些工件用加固的構(gòu)件或肋并靠近 對(duì)應(yīng)底壁的位置加工得到。
在航空部門(mén)和諸如鐵路運(yùn)輸?shù)墓I(yè)部門(mén)中，典型的情況是牽涉到明顯復(fù)雜性的 中空結(jié)構(gòu)，通常帶有一個(gè)或多個(gè)底壁和多個(gè)橫向的加固構(gòu)件，由于濕度、溫度和其 它因素的變化，容易在中空空間內(nèi)形成冷凝，因此必須從結(jié)構(gòu)中排水。
因此，所述類(lèi)型的結(jié)構(gòu)需要裝備有多個(gè)鄰近于對(duì)應(yīng)底壁鉆透加固構(gòu)件的排水孔。
然而，由于毗鄰表面之間的傾角所提供的空間原則上受到限制，所以在這些構(gòu) 件連接到底壁上的加固壁或肋中布置孔有著明顯的困難。
通常地，允許在加固構(gòu)件之間進(jìn)行排水和連通的孔和/或開(kāi)口由裝配工手工地 鉆出，他們能直接地和無(wú)困難地到達(dá)靠近底壁的區(qū)域。
盡管目前采用的靠近上述結(jié)構(gòu)底壁形成排水孔的方法是合用的，但本申請(qǐng)人發(fā) 現(xiàn)如此的加工程序并不是沒(méi)有缺點(diǎn)，在許多方面的確還可改進(jìn)，主要方面是加工孔 所需的時(shí)間、相關(guān)的加工成本，以及進(jìn)行該工作所需的精度水平等。
事實(shí)上，如果孔必須以高的精度一個(gè)接一個(gè)地鉆出的話(huà)，那么詳細(xì)設(shè)計(jì)裝配工 鉆出所述排水孔的實(shí)踐細(xì)節(jié)涉及到時(shí)間和資源方面很大的花費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的各種問(wèn)題。
尤其是，本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種裝置，其靠近對(duì)應(yīng)底壁加工出通過(guò) 工件或復(fù)雜結(jié)構(gòu)的加固構(gòu)件和/或肋的排水孔，而無(wú)需裝配工進(jìn)行任何手工的操作。
本實(shí)用新型另一 目的是提供一種裝置，其可將上述排水孔加工到規(guī)定的尺寸和 參數(shù)。
本實(shí)用新型還有另一 目的是降低加工上述類(lèi)型工件中排水孔所帶來(lái)的成本。 上述目的基本上在根據(jù)本實(shí)用新型的如下的裝置中得到實(shí)現(xiàn)，即一種用于加工 工件、尤其是加工由原材料實(shí)心塊制造的航空零件的裝置，所述工件具有底壁和至 少一個(gè)橫向于所述底壁的加固壁，所述裝置包括工具頭，所述工具頭裝備有至少
一個(gè)傳動(dòng)部件，所述傳動(dòng)部件可圍繞對(duì)應(yīng)的縱向軸線(xiàn)被轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)，所述傳動(dòng)部件 具有可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到機(jī)器驅(qū)動(dòng)器的第一部分和位于與所述第一部分相對(duì)的所述傳 動(dòng)部件一端的第二部分；至少一個(gè)工具，所述工具可圍繞其縱向軸線(xiàn)與所述傳動(dòng)部 件同步轉(zhuǎn)動(dòng)，所述工具可操作地連接到所述傳動(dòng)部件的所述第二部分并能刺穿所述 橫向加固壁，其中，所述工具的所述縱向軸線(xiàn)橫向于所述傳動(dòng)部件的所述縱向軸線(xiàn) 延伸，以使所述橫向加固壁能夠鄰近于所述底壁被刺穿。


現(xiàn)將借助于附圖，根據(jù)實(shí)例詳細(xì)描述本實(shí)用新型，附圖中
圖1示出根據(jù)本實(shí)用新型的用于加工工件的裝置的第一實(shí)施例，視圖為前視 圖，局部為截面圖，并顯示為接近工件的步驟過(guò)程中；
圖2示出圖1裝置的另一前視圖，局部為截面圖，并顯示為接合工件的步驟過(guò) 程中；
圖3示出圖1裝置的另一前視圖，局部為截面圖，并顯示為伴隨接合工件步驟 的補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)過(guò)程中；
圖4示出圖1至3裝置的前視圖，局部為截面圖，并顯示為側(cè)向地平移而加工 排水孔的步驟過(guò)程中；
圖5是如圖1至4的裝置的示意側(cè)視圖6示出根據(jù)本實(shí)用新型的用于加工工件的裝置的第二實(shí)施例，視圖為前視 圖，局部為截面圖，并顯示為接近工件的步驟過(guò)程中；
圖7示出圖6裝置的另一前視圖，局部為截面圖，并顯示為接合工件的步驟過(guò) 程中；圖8示出圖6和7裝置的另一前視圖，局部為截面圖，并顯示為伴隨接合工件 步驟的補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)過(guò)程中；
圖9示出圖6至8裝置的前視圖，局部為截面圖，并顯示為側(cè)向地平移而加工 排水孔的步驟過(guò)程中；
圖10是如圖6至9的裝置的示意側(cè)視圖11示出配裝到如圖1至IO裝置的工具的另一替代實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
參照附圖，附圖標(biāo)記1整體表示用于加工工件的裝置，尤其是，用于加工實(shí)心 原材料塊制成的航空零件的裝置。
事實(shí)上，附圖中所示裝置l設(shè)計(jì)用于復(fù)雜特性的工件2和/或結(jié)構(gòu)，例如，飛 機(jī)的部件或列車(chē)的部件，它們具有一個(gè)或多個(gè)底壁3和至少一個(gè)橫向加固壁4。
在航空部件的情形中，具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)直接從高質(zhì)量原材料實(shí)心塊切割材料來(lái) 加工工件2，該工件2呈裝備有多個(gè)橫向加固壁和/或肋4的中空結(jié)構(gòu)。通常地， 在如此中空結(jié)構(gòu)組裝之后，常會(huì)發(fā)生冷凝水，冷凝水趨于形成在內(nèi)部，因此必須予 以排水。為此目的，在鄰近對(duì)應(yīng)底壁3的位置處，鉆出成組的孔5貫穿橫向加固壁 4，這樣，冷凝水可朝向預(yù)定的排水點(diǎn)流出。
為了加工上述排水孔5，裝置1包括工具頭6，工具頭包括至少一個(gè)傳動(dòng)部件 7，傳動(dòng)部件7由第一部分7a和第二部分7b組成，第一部分7a借助于連接器8可 轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到加工工具(未示出)的驅(qū)動(dòng)器上，該加工工具最好是熟悉類(lèi)型的數(shù)控多 軸單元，第二部分7b位于離第一部分7a的頭的相對(duì)端處。傳動(dòng)部件7可圍繞對(duì)應(yīng) 的縱向軸線(xiàn)X轉(zhuǎn)動(dòng)，并被加工工具驅(qū)動(dòng)，加工工具在第一部分7a內(nèi)誘發(fā)運(yùn)動(dòng)，其 后在第二部分7b內(nèi)同樣地誘發(fā)運(yùn)動(dòng)。
圖1至5示出根據(jù)本實(shí)用新型裝置1的第一實(shí)施例，其中，傳動(dòng)部件7的第二 部分7b也能相對(duì)于第一部分7a軸向地運(yùn)動(dòng)。具體來(lái)說(shuō)，傳動(dòng)部件7的第一和第二 部分7a和7b彼此可滑動(dòng)地配合，并能夠在第一位置和第二位置之間運(yùn)動(dòng)，在第一 位置中，工具頭6沿縱向方向完全延伸，而在第二位置中，工具頭6沿該同一方向 完全縮回。
傳動(dòng)部件7的第一部分7a在遠(yuǎn)離連接器8的一端7c處具有軸向孔9，該軸向 孔可滑動(dòng)地容納軸IO，該軸與第二部分7b相關(guān)聯(lián)并平行于縱向軸線(xiàn)X延伸?？? 和軸10的形狀應(yīng)能使第一部分7a的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到第二部分7b。工具頭6包括第一部分6a和第二部分6b，它們操作地與傳動(dòng)部件7的對(duì)應(yīng)部 分7a和7b相連，以支承傳動(dòng)部件7自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。尤其是，每個(gè)支承部分6a和6b 在對(duì)應(yīng)的軸承7d和7e中承載著傳動(dòng)部件7的對(duì)應(yīng)部分7a和7b，軸承7d和7e允 許該傳動(dòng)部件7在支承部分6a和6b內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
第一支承部分6a可借助于固定附件11緊固到加工工具的對(duì)應(yīng)安裝件(未示出) 上，并可轉(zhuǎn)動(dòng)地偶聯(lián)到傳動(dòng)部件7的第一部分7a，而第二支承部分6b可操作地偶 聯(lián)到第一支承部分6a，使它既能轉(zhuǎn)動(dòng)地承載傳動(dòng)部件7的第二部分7b又能相對(duì)于 該第一支承部分6a軸向地滑動(dòng)。
有利地是，第二支承部分6b借助于導(dǎo)向桿6c(在圖1至4中僅示出其中一個(gè)) 配合第一支承部分6a，所述導(dǎo)向桿6c剛性地連接到第二支承部分6b并在由第一 支承部分6a所提供的插座6d內(nèi)滑動(dòng)，該插座6d平行于傳動(dòng)部件7的縱向軸線(xiàn)X 延伸。桿6c確保兩個(gè)支承部分6a和6b保持同軸對(duì)齊，因此，彼此保持無(wú)故障的 滑動(dòng)連接。此外，第二支承部分6b部分地容納在第一支承部分6a內(nèi)，因此，在兩 者之間形成伸縮型的偶聯(lián)。尤其是，靠近軸10的由第二支承部分6b的后端13所 具有的一個(gè)周緣的徑向表面12齊胸地接觸第一支承部分6a的內(nèi)表面14，最好與 諸如0形環(huán)那樣插入的密封裝置15相連接。
仍參照?qǐng)D1至4中所示的第一實(shí)施例，工具頭6裝備有彈性返回裝置16，其 插入和操作在傳動(dòng)部件7的第一部分7a和第二部分7b之間。
尤其是，彈性返回裝置16包括至少一個(gè)螺旋彈簧17，或較佳地包括多個(gè)圍繞 和平行于縱向軸線(xiàn)X延伸的螺旋彈簧，它們插入在第一支承部分6a和第二支承部 分6b之間，用來(lái)偏置傳動(dòng)部件7的第二部分7b朝向第一位置，SP,工具頭6縱向 地完全伸出的那個(gè)位置。
每個(gè)彈簧17具有第一端17a和第二端17b，第一端17a坐落在由第一支承部 分6a提供的外殼18內(nèi)，而第二端17b與第一端17a相對(duì)，坐落在由第二支承部分 6b提供的外殼19內(nèi)。
或者，彈性返回裝置16可實(shí)施為含有空氣的相應(yīng)氣體彈簧，例如，直接插入 在第一支承部分6a和第二支承部分6b之間，或容納在對(duì)應(yīng)氣動(dòng)壓桿(未示出)內(nèi)， 就像螺旋彈簧17那樣，介于兩個(gè)支承部分6a和6b之間。通過(guò)改變氣體壓力來(lái)確 定氣體彈簧提供的阻力。
傳動(dòng)部件7的第二部分7b終止在錐齒輪20上，該錐齒輪20與附連在工具22 上的另一錐齒輪21嚙合，所述工具22較佳地是銑刀23。工具22設(shè)計(jì)成在至少一個(gè)橫向加固肋4中加工開(kāi)口，其起作為排水孔5的作用。
由于由兩個(gè)錐齒輪20和21形成了錐齒輪傳動(dòng)，這兩個(gè)錐齒輪相應(yīng)地與傳動(dòng)部 件7和工具22相關(guān)聯(lián)，所以，只要傳動(dòng)部件7在轉(zhuǎn)動(dòng)，該工具就將圍繞對(duì)應(yīng)的縱 向軸線(xiàn)Y被轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)。
有利地是，工具22的縱向軸線(xiàn)Y橫向于傳動(dòng)部件7的縱向軸線(xiàn)X延伸。因此， 工具22能到達(dá)靠近底壁3定位的橫向加固肋4的區(qū)域，排水孔5因此可緊鄰底壁 3布置。
在一優(yōu)選方案中，工具22的縱向軸線(xiàn)Y和傳動(dòng)部件7的縱向軸線(xiàn)X彼此設(shè)置
成一鈍角。
具體來(lái)說(shuō)，特別地參照?qǐng)Dl，該圖顯示沿著兩個(gè)縱向軸線(xiàn)X和Y畫(huà)出的兩個(gè) 從原點(diǎn)"0"延伸出來(lái)的半直線(xiàn)x和y，原點(diǎn)"0"與兩個(gè)軸線(xiàn)的交點(diǎn)相一致，一 條直線(xiàn)朝向工具頭6，而另一條直線(xiàn)朝向工具22，這兩條直線(xiàn)x和y和因此由軸線(xiàn) X和Y所形成的角度大于90。其結(jié)果，工具22的軸線(xiàn)將既相對(duì)于底壁3又相對(duì)于 工件2的橫向加固肋4傾斜地延伸。
工具頭6利用連接到電子控制單元(未示出)的驅(qū)動(dòng)裝置(同樣未示出)相對(duì)于工 件2運(yùn)動(dòng)。尤其是，工具頭6能相對(duì)于笛卡爾坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)，因此，能朝向和遠(yuǎn)離工 件2的底壁3平移，或平行于底壁所占據(jù)的平面平移，以使工具22(具體來(lái)說(shuō)，銑 刀23)可被操縱到要求的位置內(nèi)。
有利地是，該裝置1包括能探測(cè)工件2所具有的底壁3位置的裝置24，當(dāng)工 具頭6接近切割位置時(shí)，該裝置將開(kāi)始操作。具體來(lái)說(shuō)，探測(cè)裝置24與工具頭6 這樣地相關(guān)聯(lián)它確保工具22可定位在離工件2的底壁3某一預(yù)定距離處，由此， 保證排水孔5布置在要求位置的對(duì)應(yīng)加固肋4內(nèi)。
在一優(yōu)選方案中，探測(cè)裝置24包括至少一個(gè)探頭元件25，其與遠(yuǎn)離傳動(dòng)部件 7的第一部分7a的工具頭6相關(guān)聯(lián)并從其中突出出來(lái)。較佳地是，該探測(cè)裝置24 包括兩個(gè)如此的探頭元件25，它們最好是相同的，且與最遠(yuǎn)離第一支承部分6a的 端部處的第二支承部分6b相關(guān)聯(lián)并彼此平行地布置，每個(gè)各在工具22的一側(cè)上。
每個(gè)探頭元件25具有至少一個(gè)定位邊緣26，其設(shè)計(jì)成直接擱置在工件2的底 壁3上，因此工具22保持處于離壁3規(guī)定的距離處。換句話(huà)說(shuō)，每個(gè)探頭元件25 起作工件2的底壁3和工具頭6(因此工具22)之間定位件的功能。
參照?qǐng)D1至5所示裝置的第一實(shí)施例，每個(gè)探頭元件25基本上是板狀的外貌， 具有大致正方形的輪廓，借助于對(duì)應(yīng)的螺紋緊固件元件27固定到工具頭6。螺紋緊固件元件27還用作為調(diào)整每個(gè)探頭元件25相對(duì)于工具頭6位置的裝置，因此， 起作距離選擇的裝置，該距離是工具22(因此排水孔5)與工件2的底壁3分開(kāi)的距 離。
每個(gè)探頭元件25和工具頭6之間的連接類(lèi)型應(yīng)使單一的元件25可與不同規(guī)格 的其它元件25互換，其目的在于，克服排水孔5加工的高度調(diào)整上可能的尺寸限 制。
在迄今所述的第一實(shí)施例的情形中，當(dāng)準(zhǔn)備對(duì)工件2提供工具22以在離底壁 3給定距離處加工一個(gè)或多個(gè)排水孔5時(shí)，工具頭6沿著平行于縱向軸線(xiàn)X的方向 (圖1)朝向底壁3前進(jìn)。在工具22朝向底壁3運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的某一給定點(diǎn)處，探頭元 件25將用擱置在該底壁3表面上的定位邊緣26進(jìn)入與工件2的底壁3接觸的狀態(tài) (圖2)。
一旦完成與工件2的底壁3的接觸，工具頭6沿同樣的接近方向進(jìn)一步前進(jìn)通 過(guò)一短距離(圖3)。因此，由于底壁3對(duì)抗前進(jìn)工具頭6的運(yùn)動(dòng)，所以，在該工具 頭內(nèi)誘發(fā)出縮回的運(yùn)動(dòng)。 一旦工具頭6的運(yùn)動(dòng)停止，就將螺旋彈簧16壓縮到一定 程度。在此情形中，工具頭6的特殊結(jié)構(gòu)保證可靠地識(shí)別工件2的底壁3所占據(jù)的 位置，這對(duì)每個(gè)排水孔5的加工提供了參考位置，從而不會(huì)損壞壁3的表面。
此后，使工具22圍繞其縱向軸線(xiàn)Y轉(zhuǎn)動(dòng)，而工具頭6橫貫工件2的底壁3朝 向其中進(jìn)行鉆孔的橫向加固肋4平移(圖4)。
由于探頭元件25可調(diào)整位置，所以，有利地是，當(dāng)被工具頭6接合時(shí)，工具 22可距離與定位邊緣26相一致的平面，因此，距離一與工件2底壁3相一致的平 面，從而形成3mm或大約3mm的間隙。
為了確保探頭元件25穩(wěn)定地坐定在工件2的底壁3具有的表面上，工具頭6 能夠收縮某一距離，該距離大于借助于上述調(diào)整所獲得的工具22和探頭元件25 的定位邊緣26之間間隙的距離。在一優(yōu)選實(shí)施例中，工具頭6能夠收縮至少10mm。
為了確保探頭元件25和工件2的底壁3之間有合適穩(wěn)定的互相作用， 一旦這 些元件彼此接觸(圖2)，工具頭6就進(jìn)一步前進(jìn)(圖3)，直到達(dá)到大約5mm的收縮。 這將保證工件2的底壁3可靠地定位，因此工具22相對(duì)于壁正確地定位。
作為對(duì)圖1至5所示和如上所述第一方案的一種替代方案，可根據(jù)圖6至10 所示的第二方案來(lái)實(shí)施裝置1。
在此實(shí)例中，傳動(dòng)部件7包括單一軸7f，其具有第一部分7a和第二部分7b， 第一部分7a借助于偶聯(lián)器8可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到上述加工工具的驅(qū)動(dòng)器上，而第二部分7b剛性地與遠(yuǎn)離連接器的第一部分7a的端部相關(guān)聯(lián)。 軸7f與上述第一實(shí)施例相同的方式轉(zhuǎn)動(dòng)。
與上述第一實(shí)施例相比，傳動(dòng)部件7的兩個(gè)部分7a和7b構(gòu)造成一個(gè)部分，一 個(gè)相對(duì)于另一個(gè)沒(méi)有軸向運(yùn)動(dòng)的自由度。因此，工具頭6具有單一的和不變的縱向 尺寸。
為保持與傳動(dòng)部件7的結(jié)構(gòu)相一致，工具頭6具有單一的殼體結(jié)構(gòu)28，該結(jié) 構(gòu)的內(nèi)部承載著具有轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的軸7f，最好借助于對(duì)應(yīng)的軸承7g進(jìn)行支承。殼 體結(jié)構(gòu)28借助于固定的附件11固定到加工工具的對(duì)應(yīng)安裝件(未示出)上。
以與上述第一實(shí)施例相同的方式，傳動(dòng)部件7的第二部分7b終止在錐齒輪20 上，該錐齒輪20與附連在工具22上的另一錐齒輪21嚙合，所述工具22較佳地是 銑刀23，工具22設(shè)計(jì)成刺穿至少一個(gè)橫向加固肋4，因此，加工出對(duì)應(yīng)的排水孔 5。利用由兩個(gè)錐齒輪20和21形成的如此錐齒輪傳動(dòng)，這兩個(gè)錐齒輪對(duì)應(yīng)地與傳 動(dòng)部件7和工具22相關(guān)聯(lián)，就如所述第一實(shí)施例那樣，只要傳動(dòng)部件7在轉(zhuǎn)動(dòng)， 該工具就將圍繞橫向于軸的縱向軸線(xiàn)X的對(duì)應(yīng)縱向軸線(xiàn)Y轉(zhuǎn)動(dòng)地被驅(qū)動(dòng)。
在圖6至10所示的第二實(shí)施例的情形中，探測(cè)工件2的底壁3的裝置24包括 至少一個(gè)探頭元件25，其圍繞對(duì)應(yīng)的樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Z直接鉸接到工具頭6上。較佳地， 如此的探測(cè)裝置24包括兩個(gè)探頭元件25，它們與具有連接器8的端部相對(duì)地從工 具頭6的端部突出出來(lái)，并在工具22的任一側(cè)上基本上彼此平行地布置。
每個(gè)探頭元件25在重合于相應(yīng)樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Z的某一點(diǎn)處鉸接到工具頭6，并設(shè) 計(jì)成與碰撞元件29互相作用，該碰撞元件29位于遠(yuǎn)離工具頭6的探頭元件25的 一側(cè)，當(dāng)工具頭處于提升的位置時(shí)，工具頭上的該探頭元件25開(kāi)始擱置。每個(gè)探 頭元件25因此圍繞對(duì)應(yīng)的樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Z在第一位置和第二位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)，在第一位 置時(shí)，探頭元件擱置在對(duì)應(yīng)的碰撞元件29，而在第二位置時(shí)，由于定位邊緣26接 合工件2的底壁3，探頭元件遠(yuǎn)離該碰撞元件29。
觀(guān)察圖6至9，從外形中觀(guān)看，可見(jiàn)每個(gè)探頭元件25呈大致倒置"L"形的輪 廓。具體來(lái)說(shuō)，每個(gè)探頭元件25具有第一部分25a和第二部分25b，第一部分的 一端鉸接到工具頭6，而另一端與第二部分25b相連，所述第二部分25b橫向于最 好垂直于第一部分25a延伸。第一部分25a具有碰撞邊緣25c,當(dāng)探頭元件25占 據(jù)第一位置時(shí)，該碰撞邊緣布置成接合碰撞元件29，受力邊緣25d面向與碰撞邊 緣25c相對(duì)的方向。探頭元件的定位邊緣26由遠(yuǎn)離第一部分25a的第二部分25b
的端部提供。如圖6至10所示，探測(cè)裝置24包括容納在工具頭6內(nèi)的用于每個(gè)探頭元件 25的至少一個(gè)傳感器30。每個(gè)傳感器30可操作地與對(duì)應(yīng)的探頭元件25相關(guān)聯(lián)， 并設(shè)計(jì)成在元件25的第二位置被探測(cè)時(shí)作出響應(yīng)，將信號(hào)傳遞到工具頭6的電子 控制單元，以中斷工具頭朝向工件2的運(yùn)動(dòng)。
在一優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)傳感器30包括至少一個(gè)連接到電子控制單元的微動(dòng) 開(kāi)關(guān)31。
由于每個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)31直接安裝在工具頭6的殼體結(jié)構(gòu)28內(nèi)，所以，探測(cè)裝置 還包括用于每個(gè)探頭元件25的傳動(dòng)元件32，其插入和操作在該探頭元件25和對(duì) 應(yīng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)31之間。
具體來(lái)說(shuō)，每個(gè)傳動(dòng)元件32包括第一端32a和第二端32b，第一端32a定位 成與對(duì)應(yīng)探頭元件25的第一部分25a具有的受力邊緣25d互相作用，而第二端32b 定位成在受力邊緣25d作用下發(fā)生位移時(shí)接合對(duì)應(yīng)的微動(dòng)開(kāi)關(guān)31 。
有利地是，每個(gè)傳動(dòng)元件32可調(diào)整其長(zhǎng)度以便于對(duì)組成探測(cè)裝置24的各種部 件的標(biāo)定。
如圖6至10所示，每個(gè)傳動(dòng)元件32延伸通過(guò)外殼33，該外殼基本上平行于 傳動(dòng)部件7的縱向軸線(xiàn)X延伸。容納在每個(gè)外殼33內(nèi)的還有對(duì)應(yīng)的螺旋彈簧34， 其插入和操作在對(duì)應(yīng)元件32和定位在元件32第二端32b處的定位臺(tái)肩35之間。 當(dāng)對(duì)應(yīng)的探頭元件25從第一位置位移到第二位置，提升對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)元件32和操作 對(duì)應(yīng)的微動(dòng)開(kāi)關(guān)31時(shí)，螺旋彈簧33將被壓縮。當(dāng)工具頭6移離工件2的底壁3， 而探頭元件5通過(guò)重力從第二位置樞轉(zhuǎn)到第一位置時(shí)，每個(gè)螺旋彈簧33將幫助對(duì) 應(yīng)的傳動(dòng)元件32返回到其原先的位置。
如圖6至9所示，當(dāng)工具頭6引向工件2底壁3時(shí)，每個(gè)探頭元件25占據(jù)第 一位置，這就是說(shuō)，使對(duì)應(yīng)第一位置25a的碰撞邊緣25c擱置在對(duì)應(yīng)的碰撞元件 29上(圖6)。當(dāng)工具頭6和相關(guān)的工具22變換為朝向工件2的底壁3時(shí)，每個(gè)探 頭元件25進(jìn)入與該底壁3接觸(圖7)，這因此阻止元件25的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。在此情形 中，工具頭6和工具22都繼續(xù)前進(jìn)，而每個(gè)探頭元件25被底壁3強(qiáng)制圍繞對(duì)應(yīng)的 樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Z向上擺動(dòng)。單一探頭元件25生成的角向運(yùn)動(dòng)將實(shí)現(xiàn)從第一位置到第二 位置的變換(圖8)，其中，第一部分25a的受力邊緣25d接合對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)元件32并 提升它朝向相關(guān)的微動(dòng)開(kāi)關(guān)31。每個(gè)傳動(dòng)元件32壓縮對(duì)應(yīng)的螺旋彈簧33，繼續(xù)向 上直到第二端32b操作微動(dòng)開(kāi)關(guān)31為止，據(jù)此微動(dòng)開(kāi)關(guān)31中斷工具頭6朝向工件 2底壁3的運(yùn)動(dòng)。一旦工具頭6的下降運(yùn)動(dòng)停止，工具22就圍繞其縱向軸線(xiàn)Y轉(zhuǎn)動(dòng)，而工具頭 6朝向其中加工孔的橫向加固肋4平移(圖9)。
有利地是，為了簡(jiǎn)化涉及更換工具22和上述第一和第二實(shí)施例中所示裝置1 的其它部件的操作，探頭元件25與工具22相關(guān)聯(lián)而形成借助于合適附件裝置(未 示出，是傳統(tǒng)的實(shí)施例)連接到工具頭6的單一的工具組件。
如圖1至10所示，工具22的銑刀23最好顯現(xiàn)為一本體，本體呈兩個(gè)截頭錐 部分23a，其截面朝向本體中心部分23b加寬(較大的底部)而朝向兩個(gè)相對(duì)端23c 變小(較小的底部)。
銑刀23也可如圖11實(shí)例那樣具有基本上球形幾何形狀的本體，盡管工具的轉(zhuǎn) 動(dòng)軸線(xiàn)Y呈傾斜定向，但本體也能平行于工件2的底壁3切割圓柱形孔。
或者，銑刀23也可具有基本上筒形幾何形狀的本體，的確也可具有即使工具 22圍繞相對(duì)于該底壁傾斜的軸線(xiàn)Y轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行加工也能確保平行于工件2的底壁3 加工圓柱形孔的任何其它類(lèi)型的形狀。
根據(jù)本實(shí)用新型的裝置1合適地克服了開(kāi)端有關(guān)現(xiàn)有技術(shù)所描述的缺點(diǎn)。
首先且最重要的是，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施的裝置允許工具準(zhǔn)確地相對(duì)于工件底 壁定位，而無(wú)需探測(cè)工件位置的復(fù)雜系統(tǒng)。事實(shí)上，本實(shí)用新型各種方案揭示了特 征為機(jī)械的或機(jī)電的工具定位系統(tǒng)，它們?cè)跇?gòu)造和使用中都很簡(jiǎn)單。
由于這些系統(tǒng)的簡(jiǎn)單特性，裝置在各種加工步驟過(guò)程中對(duì)工件所具有的底壁位 置的任何變化提供了高度的適應(yīng)性。尤其是，由于工件所具有底壁的位置用一種裝 置進(jìn)行探測(cè)，該裝置通過(guò)直接接觸探頭元件始終能夠探測(cè)底壁的精確位置，所以， 工件可從加工工位中容易地移去以便經(jīng)受其它類(lèi)型的操作，不會(huì)不利地影響其它排 水孔的以后布置，因?yàn)檫@些排水孔以同樣的精度在進(jìn)行加工。
此外，利用上述的裝置，加工排水孔的操作可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因?yàn)樵撗b置的結(jié) 構(gòu)布置允許銑刀到達(dá)緊靠底壁定位的橫向加固構(gòu)件的區(qū)域。
因此，可大大地加快加工過(guò)程，同時(shí)確保排水孔的圓柱形構(gòu)造無(wú)缺點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種用于加工工件(2)、尤其是加工由原材料實(shí)心塊制造的航空零件的裝置(1)，所述工件具有底壁(3)和至少一個(gè)橫向于所述底壁(3)的加固壁(4)，所述裝置包括工具頭(6)，所述工具頭裝備有至少一個(gè)傳動(dòng)部件，所述傳動(dòng)部件可圍繞對(duì)應(yīng)的縱向軸線(xiàn)(X)被轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)，所述傳動(dòng)部件具有可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到機(jī)器驅(qū)動(dòng)器的第一部分(7a)和位于與所述第一部分(7a)相對(duì)的所述傳動(dòng)部件一端的第二部分(7b)；至少一個(gè)工具(22)，所述工具可圍繞其縱向軸線(xiàn)(Y)與所述傳動(dòng)部件(7)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，所述工具可操作地連接到所述傳動(dòng)部件(7)的所述第二部分(7b)并能刺穿所述橫向加固壁(4)；其特征在于所述工具(22)的所述縱向軸線(xiàn)(Y)橫向于所述傳動(dòng)部件(7)的所述縱向軸線(xiàn)(X)延伸，以使所述橫向加固壁(4)能夠鄰近于所述底壁(3)被刺穿。
2. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，半直線(xiàn)(x)和半直線(xiàn)(y)之間形成的 夾角是鈍角，所述半直線(xiàn)(x)與所述工具頭(6)的所述軸線(xiàn)相一致且朝向所述工具頭， 而所述半直線(xiàn)(y)與所述至少一個(gè)工具(22)的所述軸線(xiàn)(Y)相一致且朝向所述工具。
3. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，包括用來(lái)探測(cè)所述工件(2)的所述 底壁(3)的探測(cè)裝置(24)，所述探測(cè)裝置與所述工具頭(6)相關(guān)聯(lián)，并在所述工具頭(6) 朝向所述工件接近運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行操作，所述探測(cè)裝置(24)的功能是將所述工具(22) 定位在離所述底壁(3)的預(yù)定距離處。
4. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，探測(cè)裝置(24)包括至少一個(gè)探頭 元件(25)，所述探頭元件與遠(yuǎn)離所述傳動(dòng)部件(7)的所述第一部分(7a)的一端相關(guān)聯(lián) 并在該端處從所述工具頭(6)伸出，并具有至少一個(gè)定位邊緣(26)，所述定位邊緣(26) 設(shè)計(jì)成直接擱置在所述工件(2)的所述底壁(3)上，以將所述工具(22)保持在離所述底 壁(3)的規(guī)定距離處。
5. 如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述探頭元件(25)可沿平行于所 述工具頭(6)的所述縱向軸線(xiàn)的方向進(jìn)行調(diào)整，以允許增加或減小所述工具(22)離所 述工件(2)的所述底壁(3)的距離。
6. 如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述探頭元件(25)可與不同規(guī)格的其它探頭元件(25)互換，以允許增加或減小所述工具(22)離所述工件(2)的所述底 壁(3)的距離。
7. 如權(quán)利要求4至6所述的裝置，其特征在于，所述探頭元件(25)固定到所 述工具頭(6)，使所述工具頭(6)可沿平行于所述傳動(dòng)部件(7)的所述縱向軸線(xiàn)(X)的方 向縮回預(yù)定的距離，所述距離足以確保所述探頭元件(25)穩(wěn)定地坐在所述工件(2) 的所述底壁(3)上。
8. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)部件(7)的所述第一部分 和所述第二部分(7a、 7b)彼此滑動(dòng)地配合，并因此能在所述工具頭(6)縱向地完全伸 出的第一位置和所述工具頭(6)縱向地完全縮回的第二位置之間作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
9. 如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述工具頭(6)裝備有彈性返回裝 置(16)，所述彈性返回裝置較佳地包括至少一個(gè)彈簧(17)，所述彈簧插入和操作在 所述傳動(dòng)部件(7)的所述第一部分和所述第二部分(7a、 7b)之間，以偏置所述第二部 分(7b)朝向完全伸出的所述第一位置。
10. 如權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征在于，所述探頭元件(25)圍繞對(duì)應(yīng) 的樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)(Z)鉸接到所述工具頭(6)，并安裝成與所述碰撞元件(29)相關(guān)聯(lián)，所述 碰撞元件位于所述探頭元件(25)遠(yuǎn)離所述工具頭(6)的一側(cè)上，用來(lái)將所述探頭元件 (25)保持在預(yù)定的位置內(nèi)。
11. 如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述探頭元件(25)圍繞對(duì)應(yīng)的 樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)(Z)在第一位置和第二位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)，在所述第一位置中，所述探頭元件 (25)擱置在所述碰撞元件(29)上，而在所述第二位置中，當(dāng)所述定位邊緣(26)接合所 述工件(2)的所述底壁(3)時(shí)，所述探頭元件(25)距離開(kāi)所述碰撞元件(29)。
12. 如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述探頭元件(25)具有基本上 倒置"L"形的輪廓，所述探頭元件包括第一部分(25a)，所述第一部分(25a)的一端鉸接到所述工具頭(6)，具有碰撞邊 緣(25c)和受力邊緣(25d)，所述碰撞邊緣(25c)布置成在所述探頭元件(25)占據(jù)所述 第一位置時(shí)與所述碰撞元件(29)互相作用，而所述受力邊緣(25d)面向所述碰撞邊緣 (25c)的相對(duì)方向；第二部分(25b)，所述第二部分(25b)橫向于最好垂直于所述第一部分(25a)的與 所述鉸接端相對(duì)的端部延伸，所述第二部分(25b)的遠(yuǎn)離所述第一部分(25a)的端部 具有定位邊緣(26)，所述定位邊緣設(shè)計(jì)成接合所述工件的所述底壁。
13. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述探測(cè)裝置(24)包括至少一個(gè)傳感器(30)，所述傳感器裝入在所述工具頭(6)內(nèi)并可操作地與所述探頭元件(25) 相關(guān)聯(lián)，以探測(cè)所述探頭元件的第二位置，并將信號(hào)傳送到控制所述工具頭(6)操 作的電子控制單元，這樣，觸發(fā)指令以中斷所述工具頭(6)朝向所述工件(2)的運(yùn)動(dòng)。
14. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述傳感器(30)包括至少一個(gè) 微動(dòng)開(kāi)關(guān)(31),所述微動(dòng)開(kāi)關(guān)電氣地連接到所述電子控制單元上。
15. 如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述探測(cè)裝置(24)包括至少一 個(gè)傳動(dòng)元件(32)，所述傳動(dòng)元件插入和操作在所述探頭元件(25)和所述微動(dòng)開(kāi)關(guān)(31) 之間，所述傳動(dòng)元件的第一端(32a)定位成與由所述探頭元件(25)的所述第一部分 (25a)具有的所述受力邊緣(25d)互相作用，而所述傳動(dòng)元件的第二端(32b)定位成在 所述受力邊緣(25d)作用下位移時(shí)接合所述微動(dòng)開(kāi)關(guān)(31)。
專(zhuān)利摘要一種用于加工工件尤其是實(shí)心原材料塊制造的航空零件的裝置，該裝置具有工具頭(6)，工具頭(6)裝備有圍繞對(duì)應(yīng)縱向軸線(xiàn)(X)轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)部件(7)；以及通常為銑刀的工具(22)，該工具連接到傳動(dòng)部件(7)并能刺穿橫向肋(4)。工具(22)的縱向軸線(xiàn)(Y)傾斜于傳動(dòng)部件(7)的軸線(xiàn)(X)延伸，以使加固肋(4)可在緊靠工件(2)的底壁(3)的某點(diǎn)處被刺穿。該裝置還包括探頭機(jī)構(gòu)(24)，該探頭機(jī)構(gòu)與工具頭(6)相關(guān)聯(lián)，并設(shè)計(jì)成在工具(22)朝向加工位置移動(dòng)過(guò)程中接合底壁(3)，這樣，可有效地控制工具頭(6)的位置，并使工具在離底壁的選定距離處工作。
文檔編號(hào)B23Q17/22GK201342505SQ20082020781
公開(kāi)日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2008年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月30日
發(fā)明者M·佛拉里, R·莫賽利, S·佛萊蒂 申請(qǐng)人:Jobs股份公司