CN104690577B - 用于薄壁件栅格加工的带刚柔支撑的吸附支撑头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于薄壁件栅格加工的带刚柔支撑的吸附支撑头，它包括基座，在基座的右端面和侧面有用于连接负压泵的通气孔，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辅球头支撑杆，在基座右端面外圆周上固连有橡胶吸盘。本发明既有柔性支撑和橡胶吸盘以减小薄壁件的颤振，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薄壁件刚度，提高了加工精度。

Description

用于薄壁件栅格加工的带刚柔支撑的吸附支撑头
技术领域
本发明涉及吸附支撑头，特别是用于薄壁件栅格加工的吸附支撑头。
背景技术
目前，航空制造业中经常需要在薄壁件上加工出菱形栅格，但由于薄壁件相对刚度较低，在加工过程中受铣削力的影响易产生变形和颤振，不易保证薄壁件的加工精度。薄壁件栅格加工常用的方法是化铣和靠模铣削，但化铣精度低、污染大，而靠模铣削效率低、通用性差。
后来发展了薄壁件镜像加工技术。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，真空吸盘支撑装置由于不会对薄壁件产生集中力和不均匀预紧力，其已越来越多的用于薄壁件的加工。中国专利申请号201410245753.9公开了一种薄壁件铣削加工支撑减震装置及其工作过程。该发明通过真空吸盘将前支撑导杆与被加工薄壁件固定，通过旋转后支撑导杆顶推前支撑导杆对薄壁件进行定位。但这种技术方案中前后两支撑杆之间会发生碰撞导致加工精度下降，且仅通过柔性的橡胶吸盘并不能对薄壁件进行精确定位和抑制颤振。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种可以精确定位、有效抑振、提高刚度，实现对薄壁件的精确加工的用于薄壁件栅格加工的带刚柔支撑的吸附支撑头。
本发明的用于薄壁件栅格加工的带刚柔支撑的吸附支撑头，它包括基座，在所述的基座的右端面和侧面有用于连接负压泵的通气孔，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辅球头支撑杆，所述的螺纹连接件与圆周阶梯通孔的内螺纹相连接，左弹簧压紧在螺纹连接件与辅球头支撑杆的挡肩之间，右弹簧压紧在辅球头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辅球头支撑杆的挡肩两端，辅球头支撑杆的球头端设置在基座右端面外，主球头支撑杆的左侧螺纹端通过螺母固连在中心阶梯通孔的右侧，且主球头支撑杆的球头端设置在基座右端面外,在所述的基座右端面外圆周上固连有橡胶吸盘。
本发明既有柔性支撑和橡胶吸盘以减小薄壁件的颤振，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薄壁件刚度，提高了加工精度。
附图说明
图1为本发明的用于薄壁件栅格加工的带刚柔支撑的吸附支撑头的立体图；
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辅球头支撑杆，3主球头支撑杆，4橡胶吸盘，5无头内六角螺钉，6左弹簧，7右弹簧，8螺母，9柔性球头支撑杆，10通气孔，11圆周阶梯通孔，12圆周阶梯通孔的内螺纹，13中心阶梯通孔，14中心阶梯通孔的内螺纹，15圆周阶梯通孔孔肩，16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薄壁件栅格加工的带刚柔支撑的吸附支撑头,它包括基座1，在所述的基座的右端面和侧面有用于连接负压泵的通气孔10，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11，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13，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5、左弹簧6以及杆上套有右弹簧7的辅球头支撑杆2，所述的螺纹连接件5与圆周阶梯通孔的内螺纹12相连接，左弹簧6压紧在螺纹连接件5与辅球头支撑杆2的挡肩之间，右弹簧7压紧在辅球头支撑杆2的挡肩和圆周阶梯通孔孔肩15之间，左弹簧6和右弹簧7完全相同并对称地布置于辅球头支撑杆2的挡肩两端。辅球头支撑杆2的球头端设置在基座右端面外，主球头支撑杆3的左侧螺纹端通过螺母8固连在中心阶梯通孔13右侧，且主球头支撑杆3的球头端设置在基座右端面外。在所述的基座右端面外圆周上固连有橡胶吸盘4，如图所示可以通过设置在基座右端的凹槽固连橡胶吸盘4。
优选的所述的基座1为圆柱形，在基座1的外圆柱面上开有圆弧槽16以减轻支撑头重量。圆周阶梯通孔的内螺纹12与螺纹连接件5相连,螺纹连接件5可以采用无头内六角螺钉5等，通过旋转无头内六角螺钉5以调整辅球头支撑杆2的位置，本发明的支撑头在时，中心阶梯通孔的内螺纹14用于和支撑机构连接。辅球头支撑杆2、左弹簧6和右弹簧7组成柔性球头支撑杆9。所述辅球头支撑杆2的球头部位用于柔性支撑薄壁件。无头内六角螺钉5与辅球头支撑杆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，辅球头支撑杆2两端并联的弹簧使得弹簧支撑刚度加倍。
本实施例优选的辅球头支撑杆2的数量为六个，各个辅球头支撑杆2之间的角度间隔为60°。
采用本装置的工作过程为：
当在薄壁件上铣削菱形栅格时，预先调节无头内六角螺钉5使圆周方向的辅球头支撑杆2比中心主球头支撑杆3高出一定距离。薄壁件压缩圆周方向的辅球头支撑杆2直到薄壁件接触到中心主球头支撑杆3。辅球头支撑杆2对薄壁件进行柔性支撑，主球头支撑杆3对薄壁件进行刚性支撑。接着打开与通气孔10相连接的负压泵，使得薄壁件被橡胶吸盘4牢牢吸住。在薄壁件另一侧的加工机构在被支撑和吸住的区域进行栅格加工，当该区域加工完毕，吸附支撑头和加工头移向相邻区域进行栅格加工，以此反复进行直到加工结束。本发明既有柔性支撑和橡胶吸盘以减小薄壁件的颤振，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薄壁件刚度，提高了加工精度。
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.用于薄壁件栅格加工的带刚柔支撑的吸附支撑头，它包括基座，在所述的基座的右端面和侧面有用于连接负压泵的通气孔，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辅球头支撑杆，所述的螺纹连接件与圆周阶梯通孔的内螺纹相连接，左弹簧压紧在螺纹连接件与辅球头支撑杆的挡肩之间，右弹簧压紧在辅球头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辅球头支撑杆的挡肩两端，辅球头支撑杆的球头端设置在基座右端面外，主球头支撑杆的左侧螺纹端通过螺母固连在中心阶梯通孔的右侧，且主球头支撑杆的球头端设置在基座右端面外,在所述的基座右端面外圆周上固连有橡胶吸盘，辅球头支撑杆比主球头支撑杆高出一定距离。
2.根据权利要求1所述的用于薄壁件栅格加工的带刚柔支撑的吸附支撑头，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所述的用于薄壁件栅格加工的带刚柔支撑的吸附支撑头，其特征在于：所述的辅球头支撑杆的数量为六个，各个辅球头支撑杆之间的角度间隔为60°。
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