CN104440158B - 飞机蒙皮镜像铣削顶撑方法及装备 - Google Patents

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Abstract

一种飞机蒙皮镜像铣削顶撑方法及装备，其特征是所述的装备主要包括正面推头、背面顶撑、润滑装置等。该装置针对飞机蒙皮镜像铣削加工模式，采用正面推头背面顶撑的方法，从反面对蒙皮零件进行支撑。其中正面推头采用恒定压力作用下的推杆与零件保持接触，背面顶撑采用刚性顶杆支撑，推杆和顶杆的前端均为具有一定摩擦系数和耐磨性能的万向滚珠结构，在使用中正面推头和背面顶撑均与零件呈滚动接触，避免推头和顶撑装置对零件表面的划伤，同时配合顶撑头润滑装置，将润滑液喷至顶撑滚珠与零件接触位置，可有效解决镜面蒙皮划伤问题，此外背部刚性支撑与加工刀具呈镜像布局可保证零件加工部位的局部高刚性，配合推头多点压力接触零件可有效防止颤振，保证零件的加工质量。

Description

飞机蒙皮镜像铣削顶撑方法及装备
技术领域
本发明涉及一种机械加工技术，尤其是一种薄壁零件镜像铣削顶撑方法及装备，具体地说是一种飞机蒙皮镜像铣削顶撑方法及装备。
背景技术
飞机蒙皮类零件的传统加工方法是利用化学铣削的方式，但只能处理单曲率的蒙皮，且零件加工过程复杂，环境不友好，不利于可持续发展。目前最新的加工方式是采用蒙皮镜像铣削的方式进行加工，相比普通的展开铣削加工，蒙皮镜像铣削采用立式夹持框架从周边对被加工蒙皮进行固定，并通过随动支承头对工件被加工部位进行支承。支承头和刀具位于被加工工件两侧，成镜像布局。支承头可在计算机控制下保持与工件曲面接触并随刀具运动，其位置和姿态与刀具位置姿态时刻成镜像关系，从而实现对工件加工部位的刚度支承，保证加工顺利进行。
但此项技术目前还不成熟，由于蒙皮类零件厚度相对较薄，一般为2-8mm，在加工时仅凭背部顶撑与刀具形成的镜像夹持无法消除零件颤振的问题，同时传统的背部顶撑结构由于要兼顾测厚等功能，其特殊结构往往会对蒙皮造成划伤，造成蒙皮无法达到质量要求。
本专利提出一种飞机蒙皮镜像铣削顶撑方法及装备，针对飞机蒙皮镜像铣削加工模式，采用正面推头装置背面顶撑的方法，从反面对蒙皮零件进行支撑。其中正面推头装置采用恒定压力作用下的推杆与零件保持接触，背面顶撑采用刚性顶杆支撑，推杆和顶杆的前端均为具有一定摩擦系数和耐磨性能的万向滚珠结构，在使用中正面推头装置和背面顶撑均与零件呈滚动接触，避免推头和顶撑装置对零件表面的划伤，同时配合顶撑头润滑装置，将润滑液喷至顶撑滚珠与零件接触位置，可有效解决镜面蒙皮划伤问题，此外背部刚性支撑与加工刀具呈镜像布局可保证零件加工部位的局部高刚性，配合推头多点压力接触零件可有效防止颤振，保证零件的加工质量。
发明内容
本发明的目的针对目前蒙皮镜像铣削系统中缺少有效防止颤振和表面划伤的顶撑方法和装备，发明一种飞机蒙皮镜像铣削顶撑方法，同时提供一套对应的顶撑装备。
本发明的技术方案之一是：
一种飞机蒙皮镜像铣削顶撑方法，其特征是它包括以下步骤：
首先：将正面推头装置与背面顶撑装置分别位于加工零件两侧，正面推头装置安装于蒙皮镜像铣削系统铣削加工主轴套上，背面顶撑装置安装于背面顶撑装置用主轴上；
其次，在加工零件时，将背面顶撑装置按已有顶撑移动程序缓慢向零件靠近，直至其内部压力传感器得到正确压力数值，即顶撑头已处于实际顶撑状态，记录此时背面顶撑装置的位置，并计算出当前顶撑点的实际位置，在与理论位置进行比较后对正面推头装置移动程序及铣削加工程序做出相应调整；
第三，通过向正面推头装置内注入恒定压力的气体，使推头压杆伸出，并根据已调整的正面推头装置移动程序，将正面推头装置缓慢移动到位，此时各推头压杆与蒙皮接触，此时加工刀具位于主轴套中心孔中，正面推头装置安装在主轴套上，加工刀具与蒙皮表面保持一段安全距离，正面推头装置上的推头压杆依靠注入的气体施以恒定压力顶压蒙皮，防止加工中蒙皮发生颤振，同时推头压杆在蒙皮表面的凸起和凹陷作用下能自由伸缩，在凸起或凹陷的阶差小于推头压杆上的万向滚珠半径时，能保证正面推头装置在蒙皮表面的通行能力；
第四，在背面顶撑装置上安装润滑装置，通过润滑装置弹簧拉力将其卡在背面顶撑装置的顶杆上相应的凹槽中，通过橡胶管将润滑液从顶撑基座输送到润滑装置，同时四个万向喷口对准顶杆上安装的顶撑滚珠喷射润滑液，实现顶撑滚珠与蒙皮接触区域降温润滑，将背面顶撑装置对蒙皮的损伤降为最低；
第五，在正面推头装置与背面顶撑装置均移动到位后，根据已调整的铣削加工程序，将刀具从主轴套的中心孔伸出，进行铣削加工，在加工时保持正面推头装置和加工刀具与背面顶撑装置处于镜像随动运动，推头压杆和顶撑顶杆前端以万向滚珠与零件接触，配合润滑液的使用，保证正面推头装置和背面顶撑装置在零件两侧平滑的运动且对零件无损伤。
所述的通过背面顶撑装置内部压力传感器得到预设压力数值，获得实际顶撑位置并调整各类程序时是在顶撑靠近蒙皮过程中，当未接触到蒙皮时，顶撑滚珠基座10靠基座弹簧13支撑，当接触蒙皮时会将滚珠弹簧13压缩，使滚珠基座10底部与顶撑基座上的压力传感器9接触，此时继续缓慢靠近零件，直至压力传感器9达到预设数值，表面顶撑已牢牢顶住蒙皮，此时记录下顶撑头的实际位置，并与理论位置进行比较，通过计算可以调整正面推头装置移动程序和加工程序，保证按照零件的实际位置进行加工.
所述的通过注入气体使压杆伸出，并可根据零件表面凸凹自适应伸缩是通过推头基座密封圈4将基座卡盘5和基座1间形成了封闭区域，在卡盘端通入恒定压力的气体，通过密封区域到达每个压杆2后端，在气压的作用下压杆2从正面推头装置基座伸出，并且在外力作用下可以伸缩，当一个推头滚珠在蒙皮表面行进中遇到凸凹结构时，凸凹结构会迫使对应的推头压杆2伸缩，保证正面推头装置的运动能力。
所述的推头压杆和顶撑顶杆前端以万向滚珠与零件接触，保证推头和顶撑在零件两侧平滑的运动且对零件无损伤是由于万向滚珠采用表面覆盖具有一定摩擦系数和耐磨性能的聚四氟乙烯材料，并且内部为高刚性结构，使得其在受压情况下仍能实现自由滚动，能将正面推头装置、背面顶撑装置与蒙皮零件接触部位的滑动转化为滚动，既保证了运动的平稳又有效减少对零件表面的损伤，配合润滑液的使用可以将正面推头装置和背面顶撑装置对蒙皮的损伤降为最低，满足镜面蒙皮的加工要求。
本发明的技术方案之二是：
一种飞机蒙皮镜像铣削顶撑装备，其特征是它包括：
一正面推头装置A，该正面推头装置A用于在加工中推压飞机蒙皮零件，保证加工区域不发生颤振，并通过销定位和三爪式机械锁紧安装在推头卡盘上，推头卡盘通过螺栓连接在机床铣削主轴套上；
一背面顶撑装置B，它被用于在加工中从背面顶住飞机蒙皮零件，保证飞机蒙皮零件加工部位的局部高刚性，提高零件的加工质量，它被安装在背面顶撑装置用主轴头上，通过锥面结构及主轴内部拉杆锁紧在所述的主轴头上；
所述的飞机蒙皮镜像铣削顶撑装备还包括润滑装置C，该润滑装置C被安装在背面顶撑装置上并通过自身弹簧拉力作用卡在顶撑顶杆周向凹槽中实现定位，润滑装置被用于对背面顶撑装置中的顶撑头与飞机蒙皮零件的接触位置进行降温和润滑，以减少顶撑对蒙皮零件的划伤。
所述的正面推头装置A包括推头基座1、压杆2、压杆万向滚珠结构3和推头基座密封圈4，推头卡盘5通过螺栓连接的方式与铣削主轴套相连，推头基座1通过定位销与推头卡盘5定位，推头卡盘5上的至少三个夹持结构与推头基座1上的卡槽卡接从而将两者锁紧，推头基座密封圈4安装在推头基座1和推头卡盘5之间，在推头基座密封圈4的作用下使推头基座与推头卡盘贴合面形成封闭区域；压杆万向滚珠结构3通过螺纹连接安装在压杆2从推头基座上的安装孔穿出的一端上，高压气体进入所述的封闭区域，压杆在气体压力的作用下从安装孔中顶出带动压杆万向滚珠结构3中的万向滚珠顶紧在飞机蒙皮表面。
所述的万向滚珠结构由滚珠基座3a、万向滚珠3b和滚珠端盖3c组成，万向滚珠3b活动安装在滚珠基座3a中，滚珠基座3a通过滚珠端盖3c定位在压杆(2)的穿出端上。
所述的背面顶撑装置B包括顶撑基座6、顶撑基座密封圈7、顶杆8、压力传感器9、顶撑滚珠基座10、顶撑万向滚珠11、顶撑滚珠端盖12和顶撑滚珠基座弹簧13；其中顶撑基座6依靠其尾部锥面定位在顶撑用主轴上，并通过顶撑用主轴内部的拉杆锁定在顶撑用主轴上；压力传感器9安装在顶撑基座6中心的传感器安装台上并伸入顶杆8的中心孔中，并将其信号线从顶撑基座6内部穿过通向顶撑用主轴，顶杆8通过螺纹与顶撑基座6相连接，顶撑滚珠基座弹簧13安放于顶杆8中对应弹簧孔中，顶撑滚珠基座10同样放入顶杆中心孔中，下端与弹簧相接触，顶撑万向滚珠11位于顶撑滚珠基座10上，并通过顶撑滚珠端盖12将顶撑滚珠基座10、顶撑万向滚珠11和顶撑滚珠基座弹簧13约束在顶杆8的中心孔中，在实际顶撑过程中蒙皮零件作用顶撑万向滚珠11压缩顶撑滚珠基座弹簧13使顶撑滚珠基座10与压力传感器9接触，压力传感器9输出控制信号给顶撑用主轴，直到接触压力达到设定值完成背面顶撑工作。
所述的润滑装置C包括输入导管14、喷头I15、喷头I上夹片16、喷头I下夹片17、喷头II18、喷头II上夹片19、喷头II下夹片20、喷头间导管21、喷头间弹簧22、喷头螺栓23、喷头螺栓垫圈24和装夹橡胶垫25；其中输入导管14一端连接到顶撑基座6的润滑液口处，一端与喷头I15相连，喷头II18被喷头II上夹片19和下夹片20相夹，配合喷头螺栓23和其垫圈24进行锁紧，构成喷头II部分，喷头I15及喷头II部分被喷头I上夹片16和下夹片17相夹，同样使用喷头螺栓23锁紧，喷头间导管21和喷头间弹簧22两端分别连接喷头I15和喷头II18，在喷头间弹簧22的作用下，喷头II部分可沿喷头I上下夹片中的导轨滑动，实现润滑装置的卡紧安装。
本发明的有益效果是：
1.将正面推头装置和背面顶撑呈镜像分布与零件的两侧，刚性顶撑结构与加工刀具时刻保持相对随动，保证零件加工部位的局部高刚性。
2.正面推头装置采用恒定压力推杆的方式始终与零件呈多点压力接触，配合刚性顶撑可有效防止颤振。
3.推杆和顶杆前端均为具有一定摩擦系数和耐磨性能的万向滚珠，可有效避免推头和顶撑装置对零件表面的划伤。且顶撑端设有润滑装置，可对顶撑端滚珠进行润滑，将对零件的损伤降到最低，可实现镜面蒙皮零件的有效顶撑。
4.设备结构简单，成本较低，易于安装和维护。
附图说明
图1为本发明的飞机蒙皮镜像铣削顶撑总体立体分解结构示意图，图中：A为正面推头装置，B为背面顶撑装置，C为润滑装置(可选件)，呈镜像分布于零件两侧。
图2为本发明的正面推头装置立体分解结构示意图，图中：1为推头基座，2为压杆，3为万向滚珠结构，4为推头基座密封圈，5为推头卡盘，3a为推头万向滚珠基座，3b为万向滚珠，3c为万向滚珠端盖，箭头所示为推头各部件安装方法示意。
图3为本发明的推头卡盘和正面推头装置的连接过程示意图，图中：5为推头卡盘，I状态为通过推头两定位销与卡盘进行定位，II状态为将推头端面与卡盘贴合并通过推头密封圈与卡盘间形成封闭区域，III状态为卡盘卡爪旋转将推头锁紧固定。
图4为本发明的正面推头装置的压杆伸缩过程示意图，图中G为恒压气体，P为飞机蒙皮零件截面，实心箭头表示推头运动方向，空心大箭头表示气体注入，空心小箭头表示压杆在伸缩运动。
图5为本发明的背面顶撑装置立体分解结构示意图，图中6为顶撑基座，6a为基座润滑液出口螺纹塞，7为顶撑基座密封圈，8为顶杆，9为压力传感器，10为滚珠基座，11为万向滚珠，12为滚珠端盖。
图6为本发明的背面顶撑装置工作过程示意图，其中空心箭头所示为顶撑运动方向，上图所示顶撑滚珠刚接触零件，继续前进，在弹簧的支撑下滚珠基座相对后，底端和压力传感器贴合，并将顶撑头的法向力作用于压力传感器。
图7为本发明的润滑装置的立体分解结构示意图，图中15为喷头I，16为喷头I上夹片，17为喷头I下夹片，18为喷头II，19为喷头II上夹片，20为喷头II下夹片，21为喷头间导管，22为喷头间弹簧，23为螺栓，24为螺栓垫圈，25为装夹橡胶垫，23在锁紧喷头II部分是需垫24，在外力及弹簧22的作用下，喷头I、II部分可按实心箭头方向运动，空心箭头表示安装过程，虚线椭圆示意为万向喷口可旋转的范围。
图8为本发明的实际加工过程示意图，图中P为零件，G为恒压气体，R为润滑液，推头与顶撑分别位于零件的两侧，在加工中与零件呈滚动点接触，I状态对应不需要进行润滑的情况，顶撑润滑液口塞住，II状态对应于需要润滑情况，通过润滑装置将润滑液通过喷嘴喷射在顶撑接触区域周围，图中虚线箭头为润滑液输入示意，粗虚线为润滑液喷射流，零件背面的虚线区域内为当前位置润滑区域。
具体实施方式
下面是结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例一。
如图1-8所示。
一种飞机蒙皮镜像铣削顶撑方法，它包括以下步骤：
1、将正面推头装置与背面顶撑装置分别位于加工零件两侧，正面推头装置安装于蒙皮镜像铣削系统铣削加工主轴上，背面顶撑装置安装于背面顶撑用主轴上。
其中正面推头装置如图2所示，主要包括推头基座1、压杆2、压杆万向滚珠结构3、推头基座密封圈4和推头卡盘5几个部件，其中推头卡盘5通过螺栓连接的方式与铣削主轴套相连，推头基座1通过定位销与推头卡盘定位，并通过卡盘三个夹持装置将基座卡住锁紧，如图3所示，在推头密封圈4的作用下使推头与卡盘贴合面形成封闭区域，压杆2从推头基座的一端穿入，压杆万向滚珠结构3通过螺纹连接安装在压杆前端，其中万向滚珠结构还包括滚珠基座3a、万向滚珠3b、滚珠端盖3c。推头用于在加工中推压飞机蒙皮零件(以下简称零件)，保证加工区域不发生颤振。
背面顶撑装置如图5所示，主要包括顶撑基座6、顶撑基座密封圈7、顶杆8、压力传感器9、顶撑滚珠基座10、顶撑万向滚珠11、顶撑滚珠端盖12和顶撑滚珠基座弹簧13。其中顶撑基座6依靠其尾部锥面定位，通过顶撑用主轴内部拉杆锁定，压力传感器9安装在顶撑基座6中心传感器安装台上，并将其信号线从顶撑基座6内部穿过通向顶撑用主轴，顶杆8通过螺纹与顶撑基座6相连接，顶撑滚珠基座弹簧13安放于顶杆8中心对应弹簧孔中，顶撑滚珠基座10同样放入顶杆中心孔中，下端与弹簧相接触，顶撑万向滚珠11位于其基座10上，并通过顶撑滚珠端盖12将10、11、13约束在顶杆8中心孔中。顶撑装置用于从零件背面顶住零件，保证零件加工部位的局部高刚性，提高零件的加工质量。
2、在加工零件时，如图6所示，将背面顶撑装置按已有顶撑移动程序缓慢向零件靠近，当顶撑未接触到零件时，顶撑滚珠基座10靠基座弹簧13支撑，基座10的底部未与压力传感器9贴合，当顶撑接触到零件时，在零件的作用下会将滚珠弹簧13压缩，使滚珠基座10底部与顶撑基座上的压力传感器9接触，此时继续缓慢前进直至压力传感器得到预设压力数值，此预设值可通过前期使用标定，表面顶撑已牢牢顶住零件，此时顶撑头已处于实际顶撑状态，记录此时顶撑装置的位置，并计算出当前顶撑点的实际位置，在与理论位置进行比较后对正面推头装置移动程序及铣削加工程序做出相应调整，主要包括进刀点位置及进刀方向调整。
3、在顶撑头到达顶撑位置后，向推头装置内注入恒定压力的气体，如图4中G所示，由于推头基座密封圈4将基座卡盘5和基座1间形成了封闭区域，输入的恒定压力气体可通过密封区域到达每个压杆后端，在气压的作用下压杆从推头伸出，然后根据已调整的推头移动程序，将推头缓慢移动到位，此时推头各压杆均与零件接触，加工刀具位于推头中心孔中，并与零件间保持一段安全距离。
4、在推头移动到位后，根据已调整的铣削加工程序，将刀具从推头中心孔伸出，进行铣削加工，如图8所示，P为零件，在加工时保持正面推头装置和加工刀具与背面顶撑处于镜像随动运动，即刀具与顶撑同轴反向，并保持一定距离进行随动运动，同时推头也与刀具同轴。推头压杆和顶撑顶杆前端均以万向滚珠与零件接触，保证推头和顶撑在零件两侧平滑的运动且对零件无损伤，对于镜面蒙皮等对零件表面质量要求很高的情况，可以加装润滑装置。
5、推头压杆依靠注入的气体施以恒定压力顶压零件，防止加工中零件发生颤振，同时压杆在零件表面的凸起和凹陷作用下可以自由伸缩，如图4所示，P为零件，在凸起或凹陷的阶差小于万向滚珠半径时，在推头前角方向遇到上坡，零件会给压杆一个向后的力，当这个力大于恒定气体作用在压杆上的力时，便可以迫使压杆回缩，推头便可以实现顺利的上坡，同样在下坡时压杆可自动伸出，保持与零件接触，这样一来便可保证推头在零件表面的通行能力。
6、背面顶撑采用刚性结构，并与加工刀具镜像相对，在加工中对零件当前加工位置背部进行支撑，保证加工区域的局部刚性。
7、润滑装置可选装在背面顶撑装置上，如图7所示，主要包括输入导管14、喷头I 15、喷头I上夹片16、喷头I下夹片17、喷头II 18、喷头II上夹片19、喷头II下夹片20、喷头间导管21、喷头间弹簧22、喷头螺栓23、喷头螺栓垫圈24和装夹橡胶垫25。其中输入导管14一端连接到顶撑基座6的润滑液口处，一端与喷头I 15相连，喷头II被喷头II上夹片19和下夹片20相夹，配合喷头螺栓23和其垫圈24进行锁紧，构成喷头II部分，喷头I 15及喷头II部分被喷头I上夹片16和下夹片17相夹，同样使用喷头螺栓23锁紧，喷头间导管21和喷头间弹簧22两端分别连接喷头I 15和喷头II 18，在喷头间弹簧22的作用下，喷头II部分可沿喷头I上下夹片中的导轨滑动，实现润滑装置的卡紧安装。
在使用时，首先将顶撑基座的润滑液螺纹6a塞拧下，将输入导管一端拧入，零一端与喷口I相连，通过润滑装置弹簧拉力将其卡在顶杆相应凹槽中，如图8所示，可通过橡胶管将润滑液从顶撑基座输送到润滑装置，同时四个万向喷口可以任意旋转对准顶撑端滚珠位置喷射润滑液，实现滚珠与零件接触区域降温润滑，将顶撑对零件的损伤降为最低，润滑液的选择可以采用最经济的水或其他介质，既可以降低摩擦温度又可以降低摩擦系数。
8、推头压杆和顶撑顶杆前端以万向滚珠3b/11与零件接触，其中万向滚珠表面覆盖具有一定摩擦系数和耐磨性能的聚四氟乙烯材料，并且内部为高刚性结构，使得其在受一定压力的情况下不发生变形且仍可以实现自由滚动，在使用中，通过万向滚珠可以将推头A、顶撑B与零件接触部位的滑动运动转化为滚动运动，既保证了运动的平稳又有效减少对零件表面的损伤，配合润滑液的使用可以将推头A和顶撑B对零件的损伤降为最低，满足镜面蒙皮的加工要求。
实施例二。
如图1、2、5、7所示。
一种飞机蒙皮镜像铣削顶撑装备，它包括：用于在加工中推压飞机蒙皮零件，保证加工区域不发生颤振，并通过销定位和三爪式机械锁紧安装在推头卡盘上的正面推头装置A、用于在加工中从背面顶住飞机蒙皮零件，保证飞机蒙皮零件加工部位的局部高刚性，提高零件的加工质量背面顶撑装置B和用于对背面顶撑装置中的顶撑头与飞机蒙皮零件的接触位置进行降温和润滑，以减少顶撑对蒙皮零件的划伤的润滑装置C，推头卡盘通过螺栓连接在机床铣削主轴套上，背面顶撑装置B被它被安装在背面顶撑装置用主轴头上，通过锥面结构及主轴内部拉杆锁紧在所述的主轴头上，润滑装置C被安装在背面顶撑装置上并通过自身弹簧拉力作用卡在顶撑顶杆周向凹槽中实现定位，如图1所示。
正面推头装置A如图2所示，它包括推头基座1、压杆2、压杆万向滚珠结构3和推头基座密封圈4，推头卡盘5通过螺栓连接的方式与铣削主轴套相连，推头基座1通过定位销与推头卡盘5定位，推头卡盘5上的至少三个夹持结构与推头基座1上的卡槽卡接从而将两者锁紧，推头基座密封圈4安装在推头基座1和推头卡盘5之间，在推头基座密封圈4的作用下使推头基座与推头卡盘贴合面形成封闭区域；压杆万向滚珠结构3通过螺纹连接安装在压杆2从推头基座上的安装孔穿出的一端上，高压气体进入所述的封闭区域，压杆在气体压力的作用下从安装孔中顶出带动压杆万向滚珠结构3中的万向滚珠顶紧在飞机蒙皮表面。万向滚珠结构由滚珠基座3a、万向滚珠3b和滚珠端盖3c组成，万向滚珠3b活动安装在滚珠基座3a中，滚珠基座3a通过滚珠端盖3c定位在压杆(2)的穿出端上。
背面顶撑装置B如图5所示，它包括顶撑基座6、顶撑基座密封圈7、顶杆8、压力传感器9、顶撑滚珠基座10、顶撑万向滚珠11、顶撑滚珠端盖12和顶撑滚珠基座弹簧13；其中顶撑基座6依靠其尾部锥面定位在顶撑用主轴上，并通过顶撑用主轴内部的拉杆锁定在顶撑用主轴上；压力传感器9安装在顶撑基座6中心的传感器安装台上并伸入顶杆8的中心孔中，并将其信号线从顶撑基座6内部穿过通向顶撑用主轴，顶杆8通过螺纹与顶撑基座6相连接，顶撑滚珠基座弹簧13安放于顶杆8中对应弹簧孔中，顶撑滚珠基座10同样放入顶杆中心孔中，下端与弹簧相接触，顶撑万向滚珠11位于顶撑滚珠基座10上，并通过顶撑滚珠端盖12将顶撑滚珠基座10、顶撑万向滚珠11和顶撑滚珠基座弹簧13约束在顶杆8的中心孔中，在实际顶撑过程中蒙皮零件作用顶撑万向滚珠11压缩顶撑滚珠基座弹簧13使顶撑滚珠基座10与压力传感器9接触，压力传感器9输出控制信号给顶撑用主轴，直到接触压力达到设定值完成背面顶撑工作。
选装件润滑装置C如图7所示，它包括输入导管14、喷头I15、喷头I上夹片16、喷头I下夹片17、喷头II18、喷头II上夹片19、喷头II下夹片20、喷头间导管21、喷头间弹簧22、喷头螺栓23、喷头螺栓垫圈24和装夹橡胶垫25；其中输入导管14一端连接到顶撑基座6的润滑液口处，一端与喷头I15相连，喷头II18被喷头II上夹片19和下夹片20相夹，配合喷头螺栓23和其垫圈24进行锁紧，构成喷头II部分，喷头I15及喷头II部分被喷头I上夹片16和下夹片17相夹，同样使用喷头螺栓23锁紧，喷头间导管21和喷头间弹簧22两端分别连接喷头I15和喷头II18，在喷头间弹簧22的作用下，喷头II部分可沿喷头I上下夹片中的导轨滑动，实现润滑装置的卡紧安装。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (9)

1.一种飞机蒙皮镜像铣削顶撑方法，其特征是它包括以下步骤：
首先：将正面推头装置与背面顶撑装置分别位于加工零件两侧，正面推头装置安装于蒙皮镜像铣削系统铣削加工主轴套上，背面顶撑装置安装于背面顶撑装置用主轴上；
其次，在加工零件时，将背面顶撑装置按已有顶撑移动程序缓慢向零件靠近，直至背面顶撑装置的内部压力传感器得到正确压力数值，即顶撑头已处于实际顶撑状态，记录此时背面顶撑装置的位置，并计算出当前顶撑点的实际位置，在与理论位置进行比较后对正面推头装置移动程序及铣削加工程序做出相应调整；
第三，通过向正面推头装置内注入恒定压力的气体，使推头压杆伸出，并根据已调整的正面推头装置移动程序，将正面推头装置缓慢移动到位，此时各推头压杆与蒙皮接触，此时加工刀具位于主轴套中心孔中，正面推头装置安装在主轴套上，加工刀具与蒙皮表面保持一段安全距离，正面推头装置上的推头压杆依靠注入的气体施以恒定压力顶压蒙皮，防止加工中蒙皮发生颤振，同时推头压杆在蒙皮表面的凸起和凹陷作用下能自由伸缩，在凸起或凹陷的阶差小于推头压杆上的万向滚珠半径时，能保证正面推头装置在蒙皮表面的通行能力；
第四，在背面顶撑装置上安装润滑装置，通过润滑装置的弹簧拉力将润滑装置卡在背面顶撑装置的顶杆上相应的凹槽中，通过橡胶管将润滑液从顶撑基座输送到润滑装置，同时四个万向喷口对准顶杆上安装的顶撑滚珠喷射润滑液，实现顶撑滚珠与蒙皮接触区域降温润滑，将背面顶撑装置对蒙皮的损伤降为最低；
第五，在正面推头装置与背面顶撑装置均移动到位后，根据已调整的铣削加工程序，将刀具从主轴套的中心孔伸出，进行铣削加工，在加工时保持正面推头装置和加工刀具与背面顶撑装置处于镜像随动运动，推头压杆和顶撑顶杆前端以万向滚珠与零件接触，配合润滑液的使用，保证正面推头装置和背面顶撑装置在零件两侧平滑的运动且对零件无损伤。
2.如权利要求1所述方法，其特征是通过背面顶撑装置内部压力传感器得到预设压力数值，获得实际顶撑位置并调整各类程序时是在顶撑靠近蒙皮过程中，当未接触到蒙皮时，顶撑滚珠基座(10)靠顶撑滚珠基座弹簧(13)支撑，当接触蒙皮时会将顶撑滚珠基座弹簧(13)压缩，使滚珠基座(10)底部与顶撑基座上的压力传感器(9)接触，此时继续缓慢靠近零件，直至压力传感器(9)达到预设数值，表面顶撑已牢牢顶住蒙皮，此时记录下顶撑头的实际位置，并与理论位置进行比较，通过计算可以调整正面推头装置移动程序和加工程序，保证按照零件的实际位置进行加工。
3.如权利要求1所述方法，其特征所述的通过向正面推头装置内注入恒定压力的气体，使推头压杆伸出并根据零件表面凸凹自适应伸缩是通过推头基座密封圈(4)将基座卡盘(5)和基座(1)间形成了封闭区域，在卡盘端通入恒定压力的气体，通过密封区域到达每个推头压杆(2)后端，在气压的作用下推头压杆(2)从正面推头装置基座伸出，并且在外力作用下可以伸缩，当一个推头滚珠在蒙皮表面行进中遇到凸凹结构时，凸凹结构会迫使对应的推头压杆(2)伸缩，保证正面推头装置的运动能力。
4.如权利要求1所述方法，其特征所述的推头压杆和顶撑顶杆前端以万向滚珠与零件接触，保证推头和顶撑在零件两侧平滑的运动且对零件无损伤是由于万向滚珠采用表面覆盖具有一定摩擦系数和耐磨性能的聚四氟乙烯材料，并且内部为高刚性结构，使得万向滚珠在受压情况下仍能实现自由滚动，能将正面推头装置、背面顶撑装置与蒙皮零件接触部位的滑动转化为滚动，既保证了运动的平稳又有效减少对零件表面的损伤，配合润滑液的使用可以将正面推头装置和背面顶撑装置对蒙皮的损伤降为最低，满足镜面蒙皮的加工要求。
5.一种飞机蒙皮镜像铣削顶撑装备，其特征是它包括：
一正面推头装置(A)，该正面推头装置(A)用于在加工中推压飞机蒙皮零件，保证加工区域不发生颤振，并通过销定位和三爪式机械锁紧安装在推头卡盘上，推头卡盘通过螺栓连接在机床铣削主轴套上；
一背面顶撑装置(B)，它被用于在加工中从背面顶住飞机蒙皮零件，保证飞机蒙皮零件加工部位的局部高刚性，提高零件的加工质量，它被安装在背面顶撑装置用主轴头上，通过锥面结构及主轴内部拉杆锁紧在所述的主轴头上；
一润滑装置(C)，该润滑装置(C)被安装在背面顶撑装置上并通过自身弹簧拉力作用卡在顶撑顶杆周向凹槽中实现定位，润滑装置被用于对背面顶撑装置中的顶撑头与飞机蒙皮零件的接触位置进行降温和润滑，以减少顶撑对蒙皮零件的划伤。
6.如权利要求5所述的飞机蒙皮镜像铣削顶撑装备，其特征是所述的正面推头装置 (A)包括推头基座(1)、推头压杆(2)、压杆万向滚珠结构(3)和推头基座密封圈(4)，推头卡盘(5)通过螺栓连接的方式与铣削主轴套相连，推头基座(1)通过定位销与推头卡盘（5）定位，推头卡盘(5)上的至少三个夹持结构与推头基座（1）上的卡槽卡接从而将两者锁紧，推头基座密封圈(4)安装在推头基座(1)和推头卡盘(5)之间，在推头基座密封圈(4)的作用下使推头基座与推头卡盘贴合面形成封闭区域；压杆万向滚珠结构(3)通过螺纹连接安装在推头压杆（2）从推头基座上的安装孔穿出的一端上，气体进入所述的封闭区域，推头压杆在气体压力的作用下从安装孔中顶出带动压杆万向滚珠结构(3)中的万向滚珠顶紧在飞机蒙皮表面。
7.如权利要求6所述的飞机蒙皮镜像铣削顶撑装备，其特征是所述的压杆万向滚珠结构(3)由滚珠基座(3a)、万向滚珠(3b)和滚珠端盖(3c)组成，万向滚珠(3b)活动安装在滚珠基座(3a)中，滚珠基座(3a)通过滚珠端盖(3c)定位在推头压杆（2）的穿出端上。
8.如权利要求5所述的飞机蒙皮镜像铣削顶撑装备，其特征是所述的背面顶撑装置(B)包括顶撑基座(6)、顶撑基座密封圈(7)、顶杆(8)、压力传感器(9)、顶撑滚珠基座(10)、顶撑万向滚珠(11)、顶撑滚珠端盖(12)和顶撑滚珠基座弹簧(13)；其中顶撑基座(6)依靠尾部锥面定位在顶撑用主轴上，并通过顶撑用主轴内部的拉杆锁定在顶撑用主轴上；压力传感器(9)安装在顶撑基座(6)中心的传感器安装台上并伸入顶杆（8）的中心孔中，并将压力传感器(9)的信号线从顶撑基座(6)内部穿过通向顶撑用主轴，顶杆(8)通过螺纹与顶撑基座(6)相连接，顶撑滚珠基座弹簧(13)安放于顶杆(8)中对应弹簧孔中，顶撑滚珠基座(10)同样放入顶杆中心孔中，下端与顶撑滚珠基座弹簧(13)相接触，顶撑万向滚珠(11)位于顶撑滚珠基座(10)上，并通过顶撑滚珠端盖(12)将顶撑滚珠基座(10) 、顶撑万向滚珠(11) 和顶撑滚珠基座弹簧(13)约束在顶杆(8)的中心孔中，当顶撑万向滚珠(11)压缩顶撑滚珠基座弹簧(13)使顶撑滚珠基座(10)与压力传感器（9）接触，压力传感器（9）输出控制信号给顶撑用主轴，直到接触压力达到设定值完成背面顶撑工作。
9.如权利要求5所述的飞机蒙皮镜像铣削顶撑装备，其特征是所述的润滑装置(C)包括输入导管(14)、喷头I(15)、喷头I上夹片(16)、喷头I下夹片(17)、喷头II(18)、喷头II上夹片(19)、喷头II下夹片(20)、喷头间导管(21)、喷头间弹簧(22)、喷头螺栓(23)、喷头螺栓垫圈(24)和装夹橡胶垫(25)；其中输入导管(14)一端连接到顶撑基座(6)的润滑液口处，一端与喷头I(15)相连，喷头II（18）被喷头II上夹片(19)和下夹片(20)相夹，配合喷头螺栓(23)和垫圈(24)进行锁紧，构成喷头II部分，喷头I(15)及喷头II部分被喷头I上夹片(16)和下夹片(17)相夹，同样使用喷头螺栓(23)锁紧，喷头间导管(21)和喷头间弹簧(22)两端分别连接喷头I(15)和喷头II(18)，在喷头间弹簧(22)的作用下，喷头II部分可沿喷头I上下夹片中的导轨滑动，实现润滑装置的卡紧安装。
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