专利名称：一种用于钻孔末端执行器的吸屑和冷却连接件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于钻孔末端执行器的吸屑和冷却连接件。
背景技术：
孔加工在航空制造中占有重要地位，有文献报道在一条机翼的装配线上每年约要 钻削加工4000万个孔。传统的人工钴孔，工作量大，过程枯燥，钴孔的效率低，孔 的精度和质量难以保证一致性，批量化生产人力和物力成本高。随着机器人的位置精 度，负载能力的提高以及位置和刚度补偿技术的发展，使得机器人可作为高效的移动 平台，再配合钻孔末端执行器，就可以构成柔性钻削系统，提高了生产率，并且体现 出了精益系统的理念。末端执行器是钴削机器人系统中直接与工件接触，执行钴孔任 务的关键部分。由于工件的形式不同，再加上钴头的不断磨损，这就需要末端执行器 能实时改变切削速度和进给量，使得钴头处于最佳的工作状态。
钴孔时将产生切屑和切削热，在非密闭的切削环境中，切屑污染操作环境，影响 已加工表面质量，过大的旋转还会引起切屑的飞溅伤人，而粉尘状切屑还会危害到操 作者的健康；切削热对刀具不利，加速刀具的磨损，影响钻孔的质量和成本。目前切
屑还需要不同程度的人工清除，这与机械加工装备的自动化和数控化发展方向矛盾。 冷却装置虽然在自动化装备中基本已成为标准配置，伹其工作状态多暴露于环境中， 冷却介质受到切削热的作用，可能会产生有害气体或小液滴，这会对环境造成污染， 同时对操作者的健康不利。 发明 内 容
为了解决钻孔过程中的冷却位置可调及切屑和冷却介质的回收，本发明提供一种 用于钴孔末端执行器的吸屑和冷却连接件。
本发明的一种用于钴孔末端执行器的吸屑和冷却连接件，该吸屑和冷却连接件安
装在钻孔末端执行器的支承单元(1A)的前板上。该吸屑和冷却连接件由压头管壳(1)、 A喷嘴(2)、 B喷嘴(3)和压脚(4)组成，且A喷嘴(2)和B喷嘴(3) 的结构相同；A喷嘴(2)、 B喷嘴(3)分别安装在压头管壳(l)前端上部的A螺 纹孔(11)、 B螺纹孔(12)内，压头管壳(1)的后端(14)安装在压脚(4)的 沉头孔(44)内；
压头管売(1)的前端(13)上部设有A螺纹孔(11)、 B螺纹孔(12)，压头 管売(1)的前端(13)下部设有回收接口 (17)，该回收接口 (17)通过工业软管 与外部的回收装置连接；压头管壳(1)的后端(14)设有轴承孔(19)，轴承孔(19) 内安装有固体自润滑轴承，压头管壳(1)的后端(14)端面上设有螺纹孔(18)， 该螺纹孔(18)用于连接一端盖，该端盖用于压紧该固体自润滑轴承；压头管壳(1) 的外部设有凸缘(15)，凸缘(15)上设有A半圆孔(16)，凸缘(15)的后端面 与压脚(4)的沉头孔(44)的端面(46)接触；
A喷嘴(2)为一体成型件，A喷嘴(2)从上至下分布为上接口端(21)、 A收 缩段(23A)、 A凸台(23)、 B凸台(24)、退刀槽(24A)、螺纹段(25)、 B收縮 段(25A)和下接口端(22);在B收缩段(25A)上设有A喷射孔(26)、 B喷射 孔(27)和C喷射孔(28)，且A喷射孔(26)、 B喷射孔(27)和C喷射孔(28) 在同一水平线上；在上接口端(21)处设有A锥形孔(21A);在下接口端(22)处 设有B锥形孔(22A);
压脚(4)上设有A连接臂(41)、 B连接臂(42)，在压脚头(43)上设有腰 形孔(48)，腰形孔(48)的边缘上设有B半圆孔(45)，腰形孔(48)的中心开 有沉头孔(44)，沉头孔(44)的端面(46)上设有D螺纹孔(47)。
本发明的吸屑和冷却连接件有益效果是设计的两个喷嘴(A喷嘴2、 B喷嘴3) 的喷射高度和喷射角度可调，保证冷却位置的最佳。又因这两个喷嘴，可在一次钴孔 加工中实现冷却方式和冷却介质(气冷，如冷空气)的切换，如从气体冷却方式切换 至液体冷却方式，或从一种切削液切换至另一种切削液，这在钴孔加工由不同材料组 成的层压材料时尤其有用。同时通过压头管壳密闭了钴削空间，使得钴削空间为密闭 空间，通过工业软管与回收接口的连接实现了切屑和冷却介质的集中回收，有利于切 屑的再利用和减轻冷却介质对环境的污染。本发明的吸屑和冷却连接件与钴孔末端执 行器配套使用，能够提高工件加工表面质量，同时保护了环境和操作者的健康。
图1是本发明吸屑和冷却连接件的结构图。 图1A是本发明吸屑和冷却连接件的分解图。
图IB是本发明吸屑和冷却连接件与钴孔末端执行器的装配示图。
图2是本发明压头管壳的仰视图。
图2A是本发明压头管売的A—A剖视图。
图3是本发明压脚的结构图。
图4是本发明A喷嘴的结构图。
图4A是本发明A喷嘴的B — B剖视图。
图中l.压头管壳ll.A螺纹孔12.B螺纹孔13.前端
14.后端15.凸缘16.A半圆孔17.回收接口18.C螺纹孔
19.轴承孔IA.支承单元1B.主轴单元ic.进给单元2.A喷嘴
21.上接口端21A.A锥形孔22.下接口端22八.8锥形孔23.A凸台
23A,A收缩段24.B凸台24夂退刀槽25.螺纹段25八.8收缩段
26.A喷射孔27.B喷射孔28.C喷射孔3.B喷嘴4.压脚
41.A连接臂42.B连接臂43.压脚头44.沉头孔45.B半圆孔
46,端面47.D螺纹孔48.腰形孔
具体实施例方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。
参见图1、图1A所示，本发明是一种用于钴孔末端执行器的吸屑和冷却连接件， 由压头管壳l、 A喷嘴2、 B喷嘴3和压脚4组成，且A喷嘴2和B喷嘴3的结构 相同；A喷嘴2、 B喷嘴3分别安装(螺纹连接)在压头管売1前端上部的A螺纹 孔ll、 B螺纹孔12内，压头管壳1的后端14安装在压脚4的沉头孔44内。
本发明设计的新型吸屑和冷却连接件安装在钴孔末端执行器的支承单元1A的前 板上参见图1B所示。所述钴孔末端执行器的结构见本发明人关于申请号 200810227142.6的专利申请内容，图中，1A表示支承单元，1B表示主轴单元， 1C表示进给单元。参见图1A、图2、图2A所示，压头管売1的前端13上部设有A螺纹孔11、 B螺纹孔12， A螺纹孔11内螺纹连接有A喷嘴2， B螺纹孔12内螺纹连接有B 喷嘴3;压头管壳1的前端13下部设有回收接口 17，该回收接口 17通过工业软管 与外部的回收装置连接；压头管壳1的后端14设有轴承孔19，轴承孔19内安装有 固体自润滑轴承，压头管壳1的后端14端面上设有螺纹孔18，该螺纹孔18用于连 接一端盖，该端盖用于压紧该固体自润滑轴承；压头管壳1的外部设有凸缘15，凸 缘15上设有A半圆孔16，凸缘15的后端面与压脚4的沉头孔44的端面46接触。 在本发明中，A半圆孔16与B半圆孔45在形成一个圆时，能够使压头管売l与压 脚4分离。当A半圆孔16与B半圆孔45错开时，贝l跌现压头管売1与压脚4通 过螺钉固接。
本发明设计的压头管壳1，在A螺纹孔11、 B螺纹孔12的下部和回收接口 17 的上部形成一密闭空间，该密闭空间即为加工环境。采用密闭方式进行切削加工，解 决了加工过程中冷却介质在受到切削热的作用下产生的有害气体或小液滴对环境造 成污染，同时对操作者造成的伤害。
参见图1、图1A、图4、图4A所示，A喷嘴2为一体成型件，A喷嘴2从上 至下分布为上接口端21、 A收缩段23A、 A凸台23、 B凸台24、退刀槽24A、螺 纹段25、 B收缩段25A和下接口端22;在B收缩段25A上设有A喷射孔26、 B 喷射孔27和C喷射孔28，且A喷射孔26、 B喷射孔27和C喷射孔28在同一水 平线上;在上接口端21处设有A锥形孔21A;在下接口端22处设有B锥形孔22A。
在本发明中，上接口端21通过一气管与外部冷却源连接，实现将加工用的冷却 介质(如冷空气、切削液)经A喷嘴2输入至压头管売1的密闭空间中。
A喷嘴2的螺纹段25连接在压头管売1的A螺纹孔11上，且B收缩段25A 伸入至压头管壳1的密闭空间内。
同理，B喷嘴3与A喷嘴2与压头管売1的连接关系相同，则外部冷却源经B 喷嘴3输入至压头管壳1的密闭空间中。
参见图1、图1A、图1B、图3所示，压脚4上设有A连接臂41、 B连接臂 42，在压脚头43上设有腰形孔48，腰形孔48的边缘上设有B半圆孔45，腰形孔 48的中心开有沉头孔44，沉头孔44的端面46上设有D螺纹孔47。压脚4的A 连接臂41、 B连接臂42分别与支承单元1A的前板连接。
权利要求
1、一种用于钻孔末端执行器的吸屑和冷却连接件，该吸屑和冷却连接件安装在钻孔末端执行器的支承单元(1A)的前板上，其特征在于该吸屑和冷却连接件由压头管壳(1)、A喷嘴(2)、B喷嘴(3)和压脚(4)组成，且A喷嘴(2)和B喷嘴(3)的结构相同；A喷嘴(2)、B喷嘴(3)分别安装在压头管壳(1)前端上部的A螺纹孔(11)、B螺纹孔(12)内，压头管壳(1)的后端(14)安装在压脚(4)的沉头孔(44)内；压头管壳(1)的前端(13)上部设有A螺纹孔(11)、B螺纹孔(12)，压头管壳(1)的前端(13)下部设有回收接口(17)，该回收接口(17)通过工业软管与外部的回收装置连接；压头管壳(1)的后端(14)设有轴承孔(19)，轴承孔(19)内安装有固体自润滑轴承，压头管壳(1)的后端(14)端面上设有螺纹孔(18)，该螺纹孔(18)用于连接一端盖，该端盖用于压紧该固体自润滑轴承；压头管壳(1)的外部设有凸缘(15)，凸缘(15)上设有A半圆孔(16)，凸缘(15)的后端面与压脚(4)的沉头孔(44)的端面(46)接触；A喷嘴(2)为一体成型件，A喷嘴(2)从上至下分布为上接口端(21)、A收缩段(23A)、A凸台(23)、B凸台(24)、退刀槽(24A)、螺纹段(25)、B收缩段(25A)和下接口端(22)；在B收缩段(25A)上设有A喷射孔(26)、B喷射孔(27)和C喷射孔(28)，且A喷射孔(26)、B喷射孔(27)和C喷射孔(28)在同一水平线上；在上接口端(21)处设有A锥形孔(21A)；在下接口端(22)处设有B锥形孔(22A)；压脚(4)上设有A连接臂(41)、B连接臂(42)，在压脚头(43)上设有腰形孔(48)，腰形孔(48)的边缘上设有B半圆孔(45)，腰形孔(48)的中心开有沉头孔(44)，沉头孔(44)的端面(46)上设有D螺纹孔(47)。
2、 根据权利要求1所述的用于钴孔末端执行器的吸屑和冷却连接件，其特征在于 当A半圆孔(16)与B半圆孔(45)在形成一个圆时，能够使压头管壳(1)与 压脚(4)分离。
3、 根据权利要求1所述的用于钴孔末端执行器的吸屑和冷却连接件，其特征在于 当A半圆孔(16)与B半圆孔(45)错开时，则实现压头管壳(1)与压脚(4) 通过螺钉固接。
全文摘要
本发明公开了一种用于钻孔末端执行器的吸屑和冷却连接件，该连接件安装在钻孔末端执行器的支承单元的前板上。本发明吸屑和冷却连接件由压头管壳、A喷嘴、B喷嘴和压脚组成，且A喷嘴和B喷嘴的结构相同；A喷嘴、B喷嘴分别安装在压头管壳前端上部的A螺纹孔、B螺纹孔内，压头管壳的后端安装在压脚的沉头孔内。本发明吸屑和冷却连接件上设计的两个喷嘴，可在一次钻孔加工中实现冷却方式和冷却介质的切换，如从气体冷却方式切换至液体冷却方式，或从一种切削液切换至另一种切削液，这在加工由不同材料组成的层压材料时尤其有用。
文档编号B23B47/00GK101444851SQ20081024738
公开日2009年6月3日 申请日期2008年12月29日 优先权日2008年12月29日
发明者宗光华, 强 战, 杰 梁, 毕树生 申请人:北京航空航天大学