Переносной фрезерный станок для нарезки ремонтных отверстий и накладок в композиционных материалах

 

Сущность изобретения: станок содержит корпус-опору с жестко установленной в нем осевой неподвижной втулкой, внутри которой на резьбе размещена подвижная втулка с центральным поворотным валом. Суппорт станка жестко связан с нижним торцом центрального поворотного вала, верхний торец которого имеет средства его вертикального перемещения. Подвижная втулка имеет средства ее поворота относительно неподвижной втулки. В направляющих суппорта установлена каретка с возможностью продольного перемещения. Каретка несет двигатель с полым шпинделем в виде шестерни-вала, несущим цанговый зажим для пальчиковой фрезы, выполненный с возможностью его установки с обоих концов шпинделя. Средство фиксации корпуса-опоры относительно заготовки выполнено в виде шарнирных опор с присосками, установленных с возможностью их перемещения относительно корпуса. 2 з. п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к обработке полимерных композиционных материалов резанием и преимущественно может быть использовано при ремонте авиационных конструкций, выполненных из композиционных материалов.

Известен переносной фрезерный станок [1] для обработки деталей кольцевой формы, с помощью которого получают канавки, фаски на поверхности кольцевых деталей типа трубы. С помощью станка нельзя вырезать круглые отверстия и ремонтные накладки, обрабатывать плоские детали.

Известен переносной фрезерный станок [2] для вырезки отверстий в металлических подкрепленных панелях, с помощью которого нельзя обрабатывать композиционные панели, так как для крепления станка на панели необходимо использовать металлические подкрепляющие элементы - стрингеры и лонжероны. Кроме того, с помощью этого станка нельзя получать отверстия со скосом кромок.

Известен переносной станок для обработки обшивок с замкнутым контуром [3] , содержащий корпус-опору, внутри которого установлен с возможностью вращения полный вал с жестко закрепленной траверсой. На траверсе с одного конца шарнирно закреплен рычаг с фрезерной головкой и контактным роликом, а с другого конца - шарнирно закреплен силовой цилиндр.

Станок требует для закрепления по месту работы выполнения в обшивке специального технологического отверстия, что не всегда возможно и снижает прочность конструкции, а также не позволяет получать ремонтные накладки. Станок вырезает отверстия в обшивке по копиру, поэтому для выполнения отверстий различных форм и размеров требуется большой набор заранее изготовленных копиров. Кроме того, станок не позволяет выполнять отверстия со скосом кромок.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению следует считать переносной фрезерный станок [4] для вырезки отверстий, содержащий корпус, устанавливаемый на заготовку, средства фиксирования корпуса. По оси корпуса жестко установлена втулка, в которой размещен поворотный вал. Верхняя часть вала связана с приводом его вращения. К нижней части жестко монтирована траверса с направляющими.

В направляющих с возможностью перемещения по ним установлена каретка, несущая фрезерную головку с фрезой, привод ее вращения. Каретка установлена с возможностью перемещения вдоль оси центрального вала.

Это устройство не позволяет выполнять отверстия со скошенными кромками как с прямым скосом кромок, так и с обратным скосом (изнутри отверстия).

На фиг. 1 изображен переносной фрезерный станок для вырезки ремонтных отверстий и накладок в композиционных материалах, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - блок, сечение Б-Б на фиг 1; на фиг. 4 - вырезка ремонтного отверстия с прямыми кромками; на фиг. 5 - вырезка небольшого отверстия со скошенными кромками; на фиг. 6 - вариант получения максимального диаметра отверстия со скошенными кромками; на фиг. 7 - вырезка ремонтной накладки с скошенными кромками.

Переносной фрезерный станок содержит корпус-опору 1, по оси которого жестко установлена неподвижная втулка 2. Внутри последней по резьбовому соединению установлена подвижная втулка 3 с рукояткой 4 для ее вращения и вертикального перемещения относительно неподвижной втулки.

Вал 5 установлен внутри подвижной втулки по скользящей посадке и снабжен рукояткой. Суппорт 6 жестко связан с валом 5. На направляющих суппорта 6 установлена каретка 7. Маховик 8 позволяет перемещать каретку в горизонтальной плоскости. На каретке 7 крепится двигатель 9 с шестеренным редуктором с возможностью его поворота вокруг оси стопора 10 и фиксации в нужном положении. С редуктором двигателя связан полый шпиндель 11, выполненный в виде вала-шестерни и расположенный внутри неподвижной бронзовой втулки 12.

Хвостовик пальчиковой фрезы 13 зажимается в цанговом зажиме 14 с помощью винта 15. Одновременно за счет сил трения цанговый зажим 14 плотно устанавливается в шпинделе 11. Пальчиковая фреза с цанговым зажимом и винтом могут переставляться с другого конца шпинделя. Ток для питания двигателя 9 подается через скользящий контакт 15.

Устройство устанавливается над дефектным участком конструкции на трех вакуумных опорах-присосках 16.

Переносной фрезерный станок работает следующим образом.

Он устанавливается над поврежденным участком композиционной конструкции таким образом, чтобы ось вращения подвижной втулки 3 совпадала с центром поврежденного участка. Корпус-опору 1 укрепляют на поврежденной конструкции в любом пространственном положении с помощью вакуумных опор-присосок 16, которые могут перемещаться относительно корпуса-опоры 1 в вертикальном направлении и имеют сферическое шарнирное соединение, что позволяет устанавливать устройство на криволинейных поверхностях.

Вращением маховика 8 перемещают по направляющим суппорта 6 каретку 7 с двигателем 9, устанавливая необходимый радиус вырезаемого отверстия. Для получения ремонтного отверстия и накладки со скосом кромок двигатель 9 вращают вокруг оси стопора 10, устанавливая по шкале на корпусе двигателя 9 угол скоса кромок и фиксируют стопором 10. После включения двигателя 9 для установки необходимой глубины реза вращением рукоятки 4 перемещают в вертикальном направлении по резьбе подвижную втулку 3 внутри неподвижной втулки 2. При этом перемещается в вертикальном направлении суппорт 6 с кареткой 7, двигателем 9 и фрезой 13. При вращении рукояткой 6 вала 5 вокруг вертикальной оси пальчиковая фреза 13 (вместе с суппортом 6, кареткой 7 и двигателем 9) описывает окружность, вырезая в конструкции ремонтное отверстие или обрабатывая ремонтную накладку заданного радиуса с установленным углом скоса кромок.

При вырезке ремонтного отверстия с прямыми кромками пальчиковую фрезу 13 устанавливают вертикально (фиг. 4). При вырезке отверстия небольшого диаметра со скошенными кромками каретку разворачивают на угол с расположением пальчиковой фрезы внутри отверстия (фиг. 5). Минимальный диаметр отверстия в этом случае ограничивается длиной скошенных кромок (углом скоса) и диаметром пальчиковой фрезы. При получении максимального диаметра отверстия со скошенными кромками каретку разворачивают на определенный угол и переставляют пальчиковую фрезу на другой конец шпинделя (фиг. 6).

Аналогично вырезают ремонтные накладки со скошенными кромками.

Формула изобретения

1. ПЕРЕНОСНОЙ ФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК ДЛЯ ВЫРЕЗКИ РЕМОНТНЫХ ОТВЕРСТИЙ И НАКЛАДОК В КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ, содержащий корпус, жестко установленную по его оси втулку с центральным поворотным валом, верхний торец которого связан с механизмом его поворота, а нижний торец жестко связан с суппортом, в направляющих которого установлена с возможностью продольного перемещения каретка, несущая фрезерную головку с пальчиковой фрезой и ее приводом, средство фиксации корпуса относительно заготовки, отличающийся тем, что фрезерная головка шарнирно установлена на каретке с возможностью ее поворота относительно горизонтальной оси, а выходной вал двигателя выполнен в виде полого шпинделя и снабжен цанговым зажимом пальчиковой фрезы.

2. Станок по п. 1, отличающийся тем, что средство фиксации корпуса относительно заготовки выполнены в виде шарнирных опор с присосками, установленных с возможностью их перемещения относительно корпуса.

3. Станок по п. 1, отличающийся тем, что цанговый зажим пальчиковой фрезы выполнен с возможностью его установки с обеих концов шпинделя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7