空间飞行器用管路端面切削设备及其使用方法与流程

本发明涉及航天机械加工制造领域，具体地，涉及一种空间飞行器用管路端面切削设备及其使用方法。

背景技术：

1、管路端面切削设备主要用于管路在焊接前的端面加工，对管路端面的平整度和管端的垂直度要求极高，在空间飞行器的管路配制中占有相当重要的地位。

2、现有公开号为cn206825006u的中国专利，其公开了一种端面加工装置，包括缸体和置于缸体内的传动轴及刀头，以及相邻所述刀头的夹持组件，所述传动轴延伸出缸体的一端上设置有卡槽，卡槽内有用于限制刀头轴向进给量的挡环，刀头与夹持组件之间有径向设置在缸体上、用于定位待加工管件的档板。

3、现有的管路端面切削设备的加工方式是：人工将待加工管路对应规格的夹具安装在切削设备上，再人工旋钮螺杆实现夹具相对移动来装夹管路，然后手扶设备同时进给使刀片靠近管路，对管路端面进行切削加工，加工完成后，人工旋钮螺杆松开夹具再取走端面加工完成的管路，之后取下夹具、再装上下一个待加工管路对应的夹具，并按照上述工序进行如此往复加工工作，采用上述方式，存在以下缺陷：

4、1、现有的管路切削设备内部结构不够稳定且工作部件磨损较快，使用寿命短，往往出现主轴窜动严重导致管路端面切削质量不佳的情况，无法满足航天产品高精度的需求；

5、2、加工不同规格的管路需要更换不同规格的夹具，通用性差，造成生产成本高，操作人员劳动强度大，无法满足高频率使用的需求；

6、3、手扶设备进行加工，没有固定设施，存在操作安全隐患，且不具备管路弯制成各种形状后的加工调整需求；

7、4、人工反复旋钮螺杆对管路进行装夹，装夹效率低下，且装夹稳定性容易受技能人员水平高低的影响，在加工过程中经常出现管路装夹不紧的现象，装夹不稳定会最终影响管路端面质量。

8、因此，发明人认为需要提供一种空间飞行器用管路端面切削设备及其使用方法，结构紧凑，操作简易，切削可靠，并且适用于各种规格的管路，从而能够提高切削精度，保证管端垂直度和端面跳动度，降低操作人员的劳动强度，提高生产效率。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种空间飞行器用管路端面切削设备及其使用方法。

2、根据本发明提供的一种空间飞行器用管路端面切削设备及其使用方法,包括：切削模块系统、变径夹具系统、旋转调节支座、气动控制系统、管路以及电机，所述切削模块系统安装在所述旋转调节支座上，所述旋转调节支座用于调整所述切削模块系统的操作角度；

3、所述变径夹具系统设置在所述切削模块系统的前端内腔内，所述变径夹具系统包括多块锁紧滑块，多块所述锁紧滑块配合夹紧所述管路，所述气动控制系统与所述变径夹具系统传动连接，多块所述锁紧滑块能够同步收缩或扩张；

4、所述电机设置在所述切削模块系统的后端，且所述电机与所述切削模块系统传动连接，所述切削模块系统包括刀具，所述刀具能够沿其轴线前后移动，所述刀具用于加工所述管路端面。

5、优选地，所述切削模块系统包括：外壳体、前端轴、外传动件、内传动件、末端轴、连接件、滑动环以及带内螺纹圆柱销，所述外壳体通过所述连接件与所述电机连接；

6、所述前端轴、所述滑动环以及所述末端轴均设置在所述外壳体内部，所述刀具通过螺纹连接在所述前端轴上，所述末端轴穿过所述滑动环与所述前端轴通过螺纹连接，所述电机驱动所述末端轴与所述前端轴同步旋转；

7、所述内传动件和所述外传动件依次套设安装在所述外壳体外圆上，所述带内螺纹圆柱销依次穿过所述内传动件、所述外壳体及所述滑动环，所述内传动件与所述外传动件传动连接，所述外传动件通过所述带内螺纹圆柱销带动所述滑动环推动所述前端轴轴向进给。

8、优选地，所述前端轴、所述末端轴的外侧分别套设有轴套，且所述轴套与所述外壳体过盈配合，所述轴套与所述外壳体过盈配合量为0.02至0.03mm，所述前端轴、所述末端轴与所述轴套的配合间隙为0.01mm至0.03mm，所述滑动环与所述前端轴、所述末端轴的轴向配合间隙为0.05至0.08mm，所述带内螺纹圆柱销与所述内传动件、所述滑动环的配合间隙为0.01至0.02mm，所述外传动件上设置有刻度。

9、优选地，所述外传动件和所述内传动件设置有左旋细牙梯形螺纹，所述刀具包括锁牙式平底四刃立铣刀头，所述前端轴与所述末端轴采用孔轴配合、端键传动，所述轴套采用自润滑石墨铜套，所述滑动环采用铝青铜材料，所述外壳体上设置有排屑和观察窗口。

10、优选地，所述变径夹具系统包括：齿条、滑动齿轮、短销子、中销子、短轴套、盖板、长销子以及长轴套；

11、所述中销子以过盈配合的方式穿过所述锁紧滑块，所述中销子两端与所述短轴套间隙配合，所述短销子以过盈配合的方式穿过所述锁紧滑块，所述短销子一端与所述短轴套间隙配合，所述中销子两端的短轴套分别与所述滑动齿轮上的腰形孔、所述盖板上的腰形孔间隙配合，所述短销子一端的短轴套与所述滑动齿轮上的腰形孔间隙配合，所述盖板通过螺纹将所述推杆、所述齿条、所述滑动齿轮、所述锁紧滑块、所述中销子、所述短销子、所述短轴套、所述长轴套封闭固定于所述切削模块系统前端内腔，所述滑动齿轮圆周与四个所述长轴套滑动接触；

12、所述齿条与所述滑动齿轮啮合传动，所述中销子和所述短销子上的短轴套能够沿着所述滑动齿轮上的腰形孔和盖板上的腰形孔移动，能够实现六件锁紧滑块同步收缩。

13、优选地，所述盖板与所述锁紧滑块之间存在间隙，所述管路的被夹持段的轴线与所述刀具的轴线同轴，所述管路被所述锁紧滑块夹紧的长度为15mm。

14、优选地，所述气动控制系统包括：手滑阀、调压阀、换向阀、调速节流阀、气缸以及推杆；所述手滑阀、所述调压阀、所述换向阀、所述调速节流阀以及所述气缸依次设置，所述推杆安装在所述气缸上，所述气缸与所述推杆传动连接，通过所述推杆的伸缩推动所述齿条带动所述滑动齿轮旋转。

15、优选地，所述旋转调节支座包括：轴承座、轴承杆、转接板以及向心关节轴承，所述切削模块系统固定安装在所述转接板上，所述转接板安装在所述轴承杆上，所述轴承杆与所述向心关节轴承的内孔配合安装设置在所述轴承座内，所述轴承座内设置有调节垫圈、弹性调节螺钉，所述轴承杆的底部设置有顶块和旋转杆。

16、优选地，所述轴承杆以所述向心关节轴承中心为原点在全角为34°的倒锥形区域内能够任意旋转角度并被锁紧固定。

17、根据本发明提供的一种空间飞行器用管路端面切削设备的使用方法，应用于上述的空间飞行器用管路端面切削设备，包括以下步骤：

18、步骤s1：打开所述气动控制系统的气动手滑阀，在所述气动控制系统的调压阀上调节所需压力，再通过所述气动控制系统的调速节流阀调节所述气动控制系统的推杆的伸缩速度；

19、步骤s2：根据所述管路的弯制形态通过所述旋转调节支座调整所述切削模块系统至合适的操作角度并锁紧固定；

20、步骤s3：将所述管路放入所述变径夹具系统内，扳动所述气动控制系统的换向阀开关驱动推杆推动所述变径夹具系统的齿条带动滑动齿轮旋转，使得所述变径夹具系统内的锁紧滑块同时移动收缩，夹紧所述管路；

21、步骤s4：所述电机驱动所述切削模块系统的末端轴与前端轴同步旋转，再旋转所述切削模块系统的外传动件使得前端轴在轴向进给，用所述刀具加工所述管路端面，直到所述管路端面满足要求；

22、步骤s5：扳动所述换向阀开关，驱动所述变径夹具系统松开，取出加工完成的管路。

23、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

24、1、本发明通过采用切削模块系统，结构紧凑，操作简易，切削可靠，传动部件采用细牙梯形螺纹，保证了传动稳定顺畅，轴套采用自润滑石墨铜套，保证高频率使用下的寿命，前端轴与末端轴采用孔轴配合、端键传动的形式保证精度和扭矩传递，通过两轴组合后精磨外圆保证同轴度，有利于提高切削精度，保证了管端垂直度和端面跳动度。

25、2、本发明通过采用变径夹具系统，通用性强，无需加工某种规格的管路就要替换其相对应规格的夹具，降低了操作人员的劳动强度，有助于提高生产效率，同时减少了大量不同规格夹具的使用，降低了生产成本。

26、3、本发明通过采用旋转调节支座，支座稳定性高，多功能可旋转、调节、锁紧、固定，不仅大大降低了管路切削过程中的操作安全隐患，而且满足管路弯制成各种形态后加工时为避免与工作台面干涉的调整需求，有助于保证切削模块系统加工的稳定性。

27、4、本发明通过采用气动控制系统，使用了高效稳定的气动装夹方案，替代了传统的人工旋钮螺杆来装夹管路，大大提高了管路装夹效率，且管路的夹紧力更为稳定并可调节，同时消除了不同操作人员技能水平高低对导管装夹效果的影响，有助于保证管路端面的切削质量和管端的形位公差。