CN104668989A - 用于镜像加工的刚柔多点随动支撑头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于镜像加工的刚柔多点随动支撑头，它包括基座，在基座上沿圆周方向均匀的开有多个轴线彼此平行设置的圆周阶梯通孔，在基座中间位置开有与圆周阶梯通孔轴线平行设置的中心阶梯通孔，在多个圆周阶梯通孔和中心阶梯通孔的左侧均设置有内螺纹，在每一个圆周阶梯通孔内从左至右依次安装有螺纹连接件、左弹簧以及杆上套有右弹簧的支撑杆，在支撑杆的右端连接有辅万向滚珠,主撑杆的左侧螺纹端通过螺母固连在中心阶梯通孔的右端，在主撑杆的右端连接有主万向滚珠,辅万向滚珠和主万向滚珠设置在基座右端面外。本发明既有柔性支撑减小薄壁件的颤振，也有刚性支撑对薄壁件进行精确定位。同时多点支撑增大了支撑面积，降低了控制难度。

Description

用于镜像加工的刚柔多点随动支撑头
技术领域
本发明涉及一种薄壁件镜像加工装置，特别是镜像加工的刚柔多点随动支撑头。
背景技术
由于镜像加工高效、经济、环保的特点，这种加工方式已越来越多的应用于薄壁件的加工。镜像加工系统拥有对称布置于薄壁件两侧并同步运动的加工机构和支撑机构。由于薄壁件的弱刚性，在加工过程中会发生变形和颤振，支撑机构就是为了抑制颤振、提高刚度、提高加工精度。
目前，镜像加工支撑装置常采用单点刚性支撑。美国专利文献号US7682112公开了一种薄壁件机械加工的方法和设备，实现对飞机蒙皮的镜像加工。但这种技术方案需要控制支撑点与加工点保持同步运动，控制较复杂，且很难实现加工点与支撑点的完全对正。而且由于是刚性支撑，支撑机构并不能很好的抑制加工过程中的颤振现象。
此外发展了多点柔性支撑装置。中国专利申请号201410219875.0公开了一种用于镜像加工设备的多点柔性滚动支撑头。该发明用三个柔性滚动部件支撑薄壁构件，增大了支撑有效面积，降低控制难度，降低工件震颤，实现对薄壁构件的加工。但这种技术方案采用滚轮支撑，各个方向滚动性能较差；且完全柔性支撑，难以对薄壁件进行精确定位。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种可以实现精确定位，有效抑振，简化控制，实现对薄壁件的精确加工的用于镜像加工的刚柔多点随动支撑头。
本发明的用于镜像加工的刚柔多点随动支撑头，它包括基座，在所述的基座上沿圆周方向均匀的开有多个轴线彼此平行设置的圆周阶梯通孔，在所述的基座中间位置开有与圆周阶梯通孔轴线平行设置的中心阶梯通孔，在所述的多个圆周阶梯通孔和中心阶梯通孔的左侧均设置有内螺纹，在每一个圆周阶梯通孔内从左至右依次安装有螺纹连接件、左弹簧以及杆上套有右弹簧的支撑杆，所述的螺纹连接件与圆周阶梯通孔的内螺纹连接，左弹簧压紧在螺纹连接件与支撑杆的挡肩之间，右弹簧压紧在支撑杆的挡肩和圆周阶梯通孔孔肩之间，左弹簧和右弹簧完全相同并对称地布置于支撑杆的挡肩两端,在所述的支撑杆的右端连接有辅万向滚珠,主撑杆的左侧螺纹端通过螺母固连在所述的中心阶梯通孔的右端，在所述的主撑杆的右端连接有主万向滚珠,辅万向滚珠和主万向滚珠设置在基座右端面外。
本发明既有柔性支撑减小薄壁件的颤振，也有刚性支撑对薄壁件进行精确定位。同时多点支撑增大了支撑面积，降低了控制难度。
附图说明
图1为本发明的用于镜像加工的刚柔多点随动支撑头的立体图；
图2为本发明图1所示的支撑头的左视图；
图3为本发明图1所示的支撑头的右视图；
图4为本发明图3所示的支撑头的A-A剖面图；
图中：1基座，2辅万向滚珠，3主万向滚珠，4无头内六角螺钉，5左弹簧，6右弹簧，7支撑杆，8螺母，9柔性支撑杆，10圆周阶梯通孔，11圆周阶梯通孔的内螺纹，12中心阶梯通孔，13中心阶梯通孔的内螺纹，14圆周阶梯通孔孔肩，15圆弧槽。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例方式仅用于解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
如附图所示的本发明的用于镜像加工的刚柔多点随动支撑头,它包括基座1，在所述的基座上沿圆周方向均匀的开有多个轴线彼此平行设置的圆周阶梯通孔10，在所述的基座中间位置开有与圆周阶梯通孔轴线平行设置的中心阶梯通孔12，在所述的多个圆周阶梯通孔和中心阶梯通孔的左侧均设置有内螺纹，在每一个圆周阶梯通孔内从左至右依次安装有螺纹连接件4、左弹簧5以及杆上套有右弹簧6的支撑杆7，所述的螺纹连接件4与圆周阶梯通孔的内螺纹11连接，左弹簧5压紧在螺纹连接件4与支撑杆7的挡肩之间，右弹簧6压紧在支撑杆7的挡肩和圆周阶梯通孔孔肩14之间，左弹簧5和右弹簧6完全相同并对称地布置于支撑杆7的挡肩两端。在所述的支撑杆7的右端连接有辅万向滚珠2。主撑杆的左侧螺纹端通过螺母8固连在所述的中心阶梯通孔12的右端，在所述的主撑杆的右端连接有主万向滚珠3。辅万向滚珠2和主万向滚珠3设置在基座右端面外。
优选的所述的基座为圆柱形，在基座1的外圆柱面上开有圆弧槽15以减轻支撑头重量。圆周阶梯通孔的内螺纹11与螺纹连接件4相连接,可以通过旋转螺纹连接件4以调整辅万向滚珠2的位置，在安装使用过程中，中心阶梯通孔的内螺纹13用于和支撑执行机构连接。
支撑杆7、左弹簧5、右弹簧6组成柔性支撑杆9。所述支撑杆7的细轴有螺纹用于和辅万向滚珠2相连接。螺纹连接件4可以采用无头内六角螺钉4，通过旋转无头内六角螺钉4压缩弹簧可以调整辅万向滚珠2的位置，无头内六角螺钉4与辅万向滚珠2的位移比为2:1。可以通过换用不同刚度的弹簧实现不同的柔性支撑刚度。支撑杆7两端并联的弹簧使得弹簧支撑刚度加倍。
本实施例优选的支撑杆的数量为六个，各个支撑杆之间的角度间隔为60°。
所述的辅万向滚珠2和主万向滚珠3市场有售，这样的结构最大限度的减少了摩擦力，在较重的载荷作用下也可轻松的向各个方向移动。
采用本装置的工作过程为：
当对薄壁件镜像加工时，预先调节无头内六角螺钉4使圆周方向的辅万向滚珠2比中心主万向滚珠3高出一定距离。薄壁件压缩圆周方向的辅万向滚珠2直到薄壁件接触到中心主万向滚珠3。辅万向滚珠2对薄壁件进行柔性支撑，主万向滚珠3对薄壁件进行刚性支撑。支撑头跟随薄壁件另一侧加工机构的刀具以相同的速度和方向移动。本发明既有柔性支撑减小薄壁件的颤振，也有刚性支撑对薄壁件进行精确定位。同时多点支撑增大了支撑面积，降低了控制难度。
值得注意的是，尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了详细描述，但本发明并不仅仅局限于上述的具体实施方式，上述的实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的相关技术人员受本发明的启示，在不脱离本发明宗旨和权利要求保护范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.用于镜像加工的刚柔多点随动支撑头，它包括基座，其特征在于：在所述的基座上沿圆周方向均匀的开有多个轴线彼此平行设置的圆周阶梯通孔，在所述的基座中间位置开有与圆周阶梯通孔轴线平行设置的中心阶梯通孔，在所述的多个圆周阶梯通孔和中心阶梯通孔的左侧均设置有内螺纹，在每一个圆周阶梯通孔内从左至右依次安装有螺纹连接件、左弹簧以及杆上套有右弹簧的支撑杆，所述的螺纹连接件与圆周阶梯通孔的内螺纹连接，左弹簧压紧在螺纹连接件与支撑杆的挡肩之间，右弹簧压紧在支撑杆的挡肩和圆周阶梯通孔孔肩之间，左弹簧和右弹簧完全相同并对称地布置于支撑杆的挡肩两端,在所述的支撑杆的右端连接有辅万向滚珠,主撑杆的左侧螺纹端通过螺母固连在所述的中心阶梯通孔的右端，在所述的主撑杆的右端连接有主万向滚珠,辅万向滚珠和主万向滚珠设置在基座右端面外。
2.根据权利要求1所述的用于镜像加工的刚柔多点随动支撑头，其特征在于：所述的基座为圆柱形，在基座的外圆柱面上开有圆弧槽。
3.根据权利要求1或2所述的用于镜像加工的刚柔多点随动支撑头，其特征在于：所述的支撑杆的数量为六个，各个支撑杆之间的角度间隔为60°。
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