一种自动钻铆机的法向自适应压脚机构的制作方法

本发明涉及飞机加工装配领域，尤其涉及一种自动钻铆机的法向自适应压脚机构。

背景技术：

飞机装配是飞机制造的主要环节，而铆接技术是飞机装配中普遍使用的一项机械连接技术，铆接的质量和效率直接影响着飞机装配、飞机制造的质量和效率。传统的铆接产品质量受工人个体因素的影响比较大，因此难以确保稳定且高质高效的连接。近年来，随着装配技术的发展，自动钻铆机逐渐替代了传统的人工铆接，铆接质量和效率都有了大幅提升，因此发展自动钻铆技术，使用自动钻铆设备进行自动化钻铆是一种必然的趋势。

自动钻铆机的整个铆接过程包括制孔和插钉铆接，需要设计专用压脚单元来配合完成自动铆接过程。自动钻铆机工作时，设备运动至构件理论点位处，由于构件理论外形与实际外形存在差异，设备需调整构件表面法向，调整完毕后气缸推出压脚压紧构件，消除构件间隙，增强设备刚性，从而保证制孔和铆接质量。因此对自动钻铆机来说，压脚单元的设计非常重要。

公开号为CN103170570A的中国专利文献公开了一种数字化机械自动压铆系统，在安装座上设伺服电机和转动丝杆，与转动丝杆相配的丝母位于套筒内并与套筒固定连接；套筒上端设有套筒上端环盖和中心套，中心套内设有顶杆，顶杆下端顶靠在套筒上端环盖上，顶杆上端连接有压铆头，在套筒上部外侧设有气缸，与气缸相配的活塞外端头依次设有活塞上端环盖和旋转电机，旋转电机的外壳与活塞相对固定，旋转电机外壳内有定子，与定子相配的转子固定连接在旋转电机上端内盖上，旋转电机上端内盖与旋转电机上端外盖固接，旋转电机上端外盖与旋转电机的外壳之间设有轴承，在旋转电机上端外盖上方通过上盖和上端盖连接有两个压脚，所述的压铆头夹持在压脚之间。

公开号为CN105728630A的中国专利文献公开了一种自动钻铆机的压脚单元，该压脚单元包括压脚主体，安装在进给组件上完成压紧动作；在压脚主体设计一个突出的压脚头，稳固的通过小面积的施压来固定需要铆接的部位。在压脚主体上安装激光测距组件，通过激光测距传感器，确定铆接曲面法失，反馈控制作业。

上述两个技术方案中，均存在的问题是，压脚头与压脚的连接为刚性，在铆接过程中没法保证压脚头与构件之间的完美贴合和消除压脚头与构件间的间隙，对铆接质量具有不好的影响。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种自动钻铆机的法向自适应压脚机构，通过压脚头与压脚底座的柔性安装，实现压脚头与构件表面贴合时进行自适应微量调整，从而与构件表面完全贴合。

本发明的技术方案如下：

一种自动钻铆机的法向自适应压脚机构，包括压脚头和压脚底座，所述压脚头通过至少一对穿过压脚头的连接杆与压脚底座连接，所述连接杆两端分别设有第一锁紧件和第二锁紧件，所述压脚头与第一锁紧件之间或压脚底座与第二锁紧件之间至少一处设有弹性件。

在上述技术方案中，通过连接杆将压脚头限位在压脚底座上，同时通过连接杆上的锁紧件将弹性件压缩在压脚头或压脚底座上，实现压脚头与压脚底座的柔性连接，由于弹性件的弹力作用，压脚头可相对连接杆进行小距离移动。当压脚机构被动力推动压紧构件时，压脚头与构件表面贴合，受到构件的反作用力。由于压脚头与压脚底座柔性装配，压脚头自适应进行微量调整，从而与构件表面完全贴合，消除构件之间间隙，提高构件刚度，有利于减少构件在制孔和铆接过程中的变形。同时通过连接杆一端的弹性件，保证压脚头与压脚底座安装紧密的同时使压脚头具有微量旋转自由度。

在本发明进一步的技术方案中，所述的连接杆为弹性螺栓；所述弹性螺栓的头部作为压脚底座端的第二锁紧件，压脚头端用防松螺母作为第一锁紧件。

弹性螺栓的螺杆柔性大，能改善螺栓受力状况，提高疲劳性能，使压脚机构在重复的撞击力作用下具有更长的寿命。防松螺母具有优越的抗振性能，同时耐磨损和抗剪切能力强，重复使用性能好。用防松螺母适当拧紧弹性件，即保证压脚头与压脚底座安装紧密，又使压脚头具有微量旋转自由度。弹性螺栓与防松螺母的配合使用不仅增加压脚机构的使用寿命，还能增强压脚头与压脚底座之间连接的柔性。

此外，压脚头分为半球形安装体和圆柱形压体；所述压体固定连接在安装体的平面上；所述的压脚底座设有与半球形安装体配合的碗状凹面，使得压脚头与压脚底座接触面为球形接触面。

安装体用于连接底座，压体用于接触并压紧构件。半球形与碗状凹面的设计可以节省空间，同时碗状凹面对半球形安装体具有约束作用，使压脚头与压脚底座的连接在不影响压脚头的自适应调整的情况下更加稳定。优选的，将圆柱形压体焊接在半球形安装体的平面上方，实现固定连接。优选的，所述的圆柱形压体和半球形安装体也可为一体铸造件。优选的，圆柱形压体位于安装体平面的几何中心，使压脚头在贴合构件的时候更加稳定。

作为优选，所述的弹性件为按一正一反顺序安装的环状弹片。

作为优选，所述的弹性件为弹簧。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：压脚头与压脚底座采用柔性装配,压脚头能够自适应调整,更紧密的贴紧构件；同时压脚头安装更加简便。

附图说明

图1为本发明一种自动钻铆机的法向自适应压脚机构的主剖视图；

图2为本发明一种自动钻铆机的法向自适应压脚机构的压脚头正视图。

其中：1、压脚底座；2、压脚头；3、弹性螺栓；4、环状弹片；5、防松螺母；6、安装体；7、压体；8、安装孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明本发明一种自动钻铆机的法向自适应压脚机构作进一步详细说明。

如图1、图2所示，一种自动钻铆机的法向自适应压脚机构，包括压脚头2和压脚底座1，压脚头2与压脚底座1通过四根弹性螺栓3进行连接，弹性螺栓3穿过压脚头2的安装孔8和压脚底座1，且在弹性螺栓3的末端各设有三个环状弹片。

压脚头2分为半球形安装体6和圆柱形压体7，圆柱形压体7和半球形安装体6为一体铸造件，圆柱形压体7位于半球形安装体6的几何中心位置；压脚底座1设有与半球形安装体6配合的碗状凹面，使得压脚头2与压脚底座1接触面为球形接触面，由于弹性螺栓3直径小于压脚头2上的安装孔8，故压脚头2安装在压脚底座1上时具有三个方向的旋转自由度，将环状弹片4按一正一反顺序安装在弹性螺栓3末端后，用防松螺母5适当拧紧环状弹片4，既保证压脚头2与压脚底座1安装紧密，又使压脚头2具有微量旋转自由度。

当压脚机构被气缸推动压紧构件时，压脚头2与构件表面贴合，受到构件的反作用力。由于压脚头2与压脚底座1柔性装配，压脚头2自适应进行微量调整，从而与构件表面完全贴合，消除构件之间间隙，提高构件刚度，有利于减少构件在制孔和铆接过程中的变形。

以上所述仅为本发明的较佳实施举例，并不用于限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。