CN104589118B - 薄壁件镜像加工的多点阻尼支撑装置 - Google Patents

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Abstract

一种薄壁件镜像加工的多点阻尼支撑装置。为了克服现有支撑装置存在的结构复杂，弹簧的减震性能难以满足大尺寸薄壁工件镜像加工同步需求的不足，本发明包括伺服驱动机构、支撑头、压杆、本体，本体由顶块和安装板固定安装组成，本体上有若干个呈阵列布置的贯通孔，顶块的贯通孔内安装有轴承；支撑头、压杆、万向节、顶紧气缸依次固定连接，压杆位于轴承内，且轴向移动；支撑头的前端凸出于顶块的前端面；顶紧气缸的缸体通过法兰固定安装在安装板上；本体固定安装在伺服驱动机构上。其有益效果是设计合理，在保证支撑刚度的同时，扩大了支撑面积，降低了控制难度，具有主动抑制振动的功能。

Description

薄壁件镜像加工的多点阻尼支撑装置
技术领域
本发明涉及一种薄壁件加工工装，尤其是涉及一种薄壁件镜像加工的多点阻尼支撑装置。
背景技术
大型薄壁工件其尺寸大，易变形，特别是当其结构复杂，形状精度要求高时，加工制造难度更大。例如：大型薄壁件的外形多数与飞行器的气动性能有关，周边轮廓与其他零部件有复杂的配合关系，装配难度也非常大。在大型薄壁件加工中，镜像加工以其高效、绿色无污染的特点逐渐取代了传统的机械加工和化学加工方法。镜像加工采用立式夹持框架从周边对被加工工件进行固定，并通过随动支撑头对工件的被加工部位进行支撑。支撑头和刀具分别位于被加工工件两侧，成镜像布局。
2014年8月27日公开的中国发明专利申请《用于镜像加工设备的多点柔性滚动支撑头》(申请号CN201410219875)，该装置包括基座、若干弹性支撑杆和若干柔性滚动部件，其中：若干弹性支撑杆的底部设置于基座上且呈圆周阵列布置，各个弹性支撑杆的顶部分别与一个柔性滚动部件相连。弹性支撑杆包括：阶梯轴、弹簧和固定轴承，其中：固定轴承固定于基座，阶梯轴的一端设置于固定轴承处，另一端与柔性滚动部件固定，中部套接弹簧。当薄壁工件加工一侧的刀具开始加工时，基座跟随刀具以相同的速度和方向移动，使各个弹性支撑杆的中心与刀具镜像对称，减小薄壁工件的加工振动，其增大了支撑有效面积，能有效的降低工件震颤，实现薄壁构件的精确加工。但是，该多点柔性滚动支撑头的结构复杂，弹簧减震性能难以满足大尺寸高精度薄壁工件镜像加工的同步需求。
发明内容
为了克服现有薄壁工件镜像加工中支撑装置存在的结构复杂，弹簧的减震性能难以满足大尺寸高精度薄壁工件镜像加工同步需求的不足，本发明提供一种薄壁件镜像加工的多点阻尼支撑装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：薄壁件镜像加工的多点阻尼支撑装置包括伺服系统驱动机构、支撑头、压杆、本体，本体由顶块和安装板固定安装组成，本体上有若干个呈阵列布置的贯通孔，顶块的贯通孔内安装有轴承，轴承为直线轴承。支撑头、压杆、万向节、顶紧气缸依次固定连接，压杆位于轴承内，且轴向移动；支撑头的前端凸出于顶块的前端面；顶紧气缸的缸体通过法兰固定安装在安装板上。本体固定安装在伺服驱动机构上。
顶紧气缸为恒压气缸。本体上的贯通孔数量为4个或4个以上，贯通孔呈矩形阵列布置。
本发明的有益效果是，设计合理，在保证支撑刚度的同时，扩大了支撑面积，降低了控制难度，具有主动抑制振动的功能。
附图说明
图1是本发明薄壁件镜像加工的多点阻尼支撑装置结构示意图。
图2是本发明的多点阻尼支撑结构示意图。
图中：1.支撑头，2.顶块，3.压杆，4.安装板，5.顶紧气缸，6.伺服驱动机构，7.滑块，8.滚柱丝杆，9.导轨，10.电机安装座，11.伺服电机，12.轴承，13.万向节，14.本体，15.法兰。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。但是，本领域技术人员应该知晓的是，本发明不限于所列出的具体实施方式，只要符合本发明的精神，都应该包括于本发明的保护范围内。
参见附图1-2。本发明薄壁件镜像加工的多点阻尼支撑装置包括伺服驱动机构6、支撑头1、压杆3、顶紧气缸5、本体14，本体14由顶块2和安装板4固定安装组成，本体14为方体或长方体。本体14上有若干个贯通孔，贯通孔数量为4个或4个以上，贯通孔呈矩形阵列布置。本实施例中支撑头1的数量为6个，可前后移动的压杆3的数量为6个，顶紧气缸5数量为6个，阵列排布为三行两列。
顶块2的贯通孔内安装有轴承12，轴承12选用直线轴承。
支撑头1、压杆3、万向节13、顶紧气缸5依次固定连接，压杆3位于轴承12内，且轴向移动。支撑头1的前端凸出于顶块2的前端面，通常支撑头1前端为球状，也可以选用标准的滚轮。顶紧气缸5的缸体通过法兰15固定安装在安装板4上，顶紧气缸5为恒压气缸，如亚德客MF系列气缸。
如附图1所示，本体14固定安装在伺服驱动机构6上。伺服驱动机构6主要包括滚珠丝杆8、导轨9、伺服电机11等，伺服驱动结构6安装于薄壁工件支撑侧的主轴上，通过主轴随刀具同步移动。
采用本发明薄壁件镜像加工的多点阻尼支撑装置，其支撑装置和刀具分别位于被加工工件的两侧，成镜像布局，工作过程如下：
首先，将支撑装置固定安装在伺服驱动机构6上；
再由顶紧气缸5通过压杆3将支撑头1顶出至凸出于顶块2的前端；
然后，伺服驱动机构6将支撑头1靠近工件外表面，并持续压缩顶紧气缸5至约一半的行程，即可开始薄壁工件的加工。
由于顶紧气缸内恒压气源提供恒定的压力，具有主动抑制振动功能，支撑头在工件表面随内部切削主轴同步运动，增强大型薄壁工件的刚度，减少了薄壁工件的变形。
本发明适用于大型薄壁件的镜像加工，降低了加工难度，降低了对机床控制系统的要求，易于实现，有效降低了加工成本；采用多点支撑，扩大支撑区域，增加工件加工刚度，减少加工变形，保证加工质量；采用顶紧气缸作为阻尼，主动抑制振动，提高加工精度。
应该注意的是上述实施例是示例而非限制本发明，本领域技术人员将能够设计很多替代实施例而不脱离本专利的权利要求范围。

Claims (2)

1.一种薄壁件镜像加工的多点阻尼支撑装置，包括伺服驱动机构、支撑头、压杆、本体，
所述本体由顶块和安装板固定安装组成，本体上有若干个呈阵列布置的贯通孔，顶块的贯通孔内安装有轴承；
支撑头、压杆、万向节、顶紧气缸依次固定连接，压杆位于轴承内，且轴向移动；支撑头的前端凸出于顶块的前端面；顶紧气缸的缸体通过法兰固定安装在安装板上；
所述本体固定安装在所述伺服驱动机构上；
其特征是：所述顶紧气缸为恒压气缸；
所述轴承为直线轴承。
2.根据权利要求1所述薄壁件镜像加工的多点阻尼支撑装置，其特征是：所述本体上的贯通孔数量为4个以上，贯通孔呈矩形阵列布置。
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