CN114310367A - 一种大长径比薄壁壳体减振工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大长径比薄壁壳体减振工装，一种大长径比薄壁壳体减振工装，包括左右两组柔性夹持组件、左右两组微调装置、左右两组减振组件以及移动组件；所述移动组件固定在机床工作台导轨上，移动组件的两侧分别通过减振组件安装柔性夹持组件，柔性夹持组件与减振组件之间安装微调装置；通过所述移动组件同时移动左右两侧减振组件距机床中轴线的位置，使柔性夹持组件接近薄壁壳体，通过两侧微调装置使柔性夹持组件夹紧所述薄壁壳体且两侧对薄壁壳体施加的夹紧力相同。本发明所述减振工装能够有效增强大长径比薄壁壳体整体结构刚性，减小切削加工振动，避免振动对工件和刀具的影响，改善大长径比薄壁壳体切削加工性能，保证外挂件加工精度，提高加工质量和切削效率。

Description

一种大长径比薄壁壳体减振工装

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种大长径比(长径比大于等于8)薄壁(壁厚小于等于2mm)壳体减振工装。

背景技术

固体火箭发动机燃烧室壳体具有大长径比、薄壁、复杂外部零件等结构特点，整体结构刚性差，材料硬度高(采用低合金超高强度钢，属超硬难切削材料)，在加工中心进行外挂件数控铣削加工时，受切削力、切削热、重力、振动等因素等因素的影响，极易发生切削变形和振动。切削振动不仅会破坏刀具与工件间的正常运动轨迹，恶化工件表面的加工质量，缩短刀具使用寿命，严重时，还可导致切削加工无法进行，是影响加工质量和切削效率的关键因素。目前，固体火箭发动机燃烧室壳体外挂件铣削加工过程中主要通过调整降低工艺切削参数(如降低机床主轴转速n、减少切削量等)的方法来减少壳体加工振动。面对固体火箭发动机高可靠性、高质量、高效率的要求，降低壳体整体数控加工过程中的振动影响是迫在眉睫的事情。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种大长径比薄壁壳体减振工装，以增强大长径比薄壁壳体整体结构刚性，减小切削加工振动，避免振动对工件和刀具的影响，改善大长径比薄壁壳体切削加工性能，保证外挂件加工精度，提高加工质量和切削效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大长径比薄壁壳体减振工装，包括左右两组柔性夹持组件、左右两组微调装置、左右两组减振组件以及移动组件；

所述移动组件固定在机床工作台导轨上，移动组件的两侧分别通过减振组件安装柔性夹持组件，柔性夹持组件与减振组件之间安装微调装置；通过所述移动组件同时移动左右两侧减振组件距机床中轴线的位置，使柔性夹持组件接近薄壁壳体，通过两侧微调装置使柔性夹持组件夹紧所述薄壁壳体且两侧对薄壁壳体施加的夹紧力相同。

优选的，所述的微调装置包括镜像检测块、安装块、旋钮、弹簧、推轴、轴套、垫片、螺纹套，百分表；

所述推轴包括轴径段以及端部安装面，所述端部安装面用于与柔性夹持组件固连；所述轴径段与轴套间隙配合连接，推轴轴径段上开设螺纹孔，与轴套上开设的腰型槽相匹配，使用时拧入螺杆，对轴套进行径向定位；推轴的轴径段与轴套中间放置弹簧；螺纹套固定在减振组件上，旋钮与螺纹套通过螺纹连接，轴套外端面与垫片固连，所述轴套安装在所述螺纹套内，通过旋钮的旋转与所述垫片接触改变轴套在螺纹套内的轴向位置；所述镜像检测块与推轴固连；所述百分表通过安装块固装在减振组件上，安装块上安装调整百分表位置的旋钮，通过调整使百分表压紧镜像检测块，当旋转与螺纹套连接的旋钮时，通过读取百分表读数计算减振工装夹紧力。

优选的，所述柔性夹持组件包括滚轮、销轴、浮动块；

所述浮动块为弧形结构，弧形结构两端通过销轴安装滚轮，销轴与浮动块及滚轮间均为间隙配合，销轴的一端通过阶梯轴定位，另一端使用卡簧卡紧；弧形结构的中部通过销轴与推轴的端部安装面连接，销轴与浮动块及推轴间均为间隙配合，销轴同样一端通过阶梯轴定位，另一端使用卡簧卡紧。

优选的，所述滚轮用于与大长径比薄壁壳体接触，选用尼龙材料，壳体左右两侧夹持滚轮直径相同；两组不同直径系列的柔性夹持组件分别用于夹持直径范围Φ150～Φ300、Φ300～Φ450的薄壁壳体。

优选的，所述移动组件包括左右两侧立板、左右梯形螺纹丝杠、成对双联角接触球轴承、深沟球轴承、固定座、压板、防转座、固定把手、把手、线轨；

固定座通过压板及六方螺杆、螺母固定于所述机床工作台导轨上；固定座上安装桥板，桥板上安装线轨，所述线轨包括导轨和滑块，滑块与减振座垫块连接；成对双联角接触球轴承内圈与左右梯形螺纹丝杠右侧通过过盈配合连接；左右梯形螺纹丝杠右侧安装螺母，用于成对双联角接触球轴承右侧进行定位；右侧立板与成对双联角接触球轴承外圈通过过盈配合连接；深沟球轴承内圈与左右梯形螺纹丝杠左侧通过过盈配合连接；轴承座与深沟球轴承外圈通过过盈配合连接，并与所述桥板通过螺钉连接；左右两侧立板分别安装在固定座两侧；防转座与立板连接；所述固定把手与所述防转座连接；把手与所述左右梯形螺纹丝杠通过键连接，用于移动减振组件距机床中轴线的位置。

优选的，还包括挡板，所述挡板分别与中间护罩、两翼护罩及减振座垫块连接；所述中间护罩安装于左右梯形螺纹丝杠上方，用于保护左右梯形螺纹丝杠；所述两翼护罩安装于挡板表面，用于保护挡板及防尘。

优选的，还包括防尘盖板、防屑板；所述防尘盖板与右侧立板连接；所述旋转油封使用外力均匀敲入所述防尘盖板中；防屑板与所述轴承座连接；左侧立板上安装用于机械润滑的黄油嘴。

优选的，所述的减振组件包括减振座、减振座垫块、梯形螺纹套；左右两侧的减振组件中的梯形螺纹套的旋向相反；

减振座垫块与梯形螺纹套连接；两侧的梯形螺纹套与左右梯形螺纹丝杠螺纹连接；减振座垫块与减振座之间螺接；减振座上方开设螺纹孔，使用时拧入螺杆，与轴套上开设的腰型槽相匹配，对轴套进行径向定位；螺纹套固定于减振座上。

优选的，所述减振工装需与机床四爪卡盘、尾顶配合使用，使用时减振工装的左右两组柔性夹持组件的中心需与所述机床四爪卡盘、尾顶处于同一轴线上。

优选的，至少三个减振工装为一组，使用时至少夹持壳体的前、中、后部。

本发明具有以下优点：本发明公开了一种大长径比薄壁壳体减振工装，能有有效增强大长径比薄壁壳体整体结构刚性，减小切削加工振动，避免振动对工件和刀具的影响，改善大长径比薄壁壳体切削加工性能，保证外挂件加工精度，提高加工质量和切削效率。

附图说明

图1为本发明实施例中一种大长径比薄壁壳体减振工装的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种大长径比薄壁壳体减振工装的剖视图；

图3为本发明实施例中一种大长径比薄壁壳体减振工装尼龙夹持组件的结构示意图；

图4为本发明实施例中大长径比薄壁壳体减振工装及机床四爪卡盘、尾顶与固体火箭发动机燃烧室壳体配合的结构示意图；

图5为本发明实施例中大长径比薄壁壳体减振工装及机床四爪卡盘、尾顶与固体火箭发动机燃烧室壳体配合的俯视图。

1.D22销轴、2.镜像检测块A、3.表架、4.安装块A、5.立板2、6.挡板、7.安装块B、8.镜像检测块B、9.减振座A、10.减振座垫块A、11.右旋梯形螺纹套、12.轴承座、13.挡屑板、14.桥板、15.压板、16.固定座、17.立板1、18.防尘盖板、19.M8×1.5螺母、20.防转座、21.30°左右梯形螺纹丝杠、22.左旋梯形螺纹套、23.减振座垫块B、24.减振座B、25.螺纹套、26.垫片、27.轴套、28.推轴、29.滚轮A、30.D20销轴、31.浮动块A、32.滚轮B、33.D20轴用卡簧、34.浮动块B。

101.百分表、102.旋钮、103.旋钮、104.深沟球轴承、105.卡簧、106.黄油嘴、107.线轨(含导轨及滑块)、108.M24T型螺母、109.M24×15外六方螺杆、110.成对双联角接触球轴承、111.把手、112.固定把手、113.旋转油封、114.弹簧、115.D22轴用卡簧、116.两翼护罩、117.中间护罩。

201.固体火箭发动机燃烧室壳体、301.尾顶、302.四爪卡盘、303.机床工作台、401.尼龙夹持组件A、402.尼龙夹持组件B。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一种大长径比薄壁壳体减振工装，以提高大长径比薄壁壳体的整体结构刚性，减小加工时的振动，消除振动对零件和刀具的影响，改善其加工性能。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明所述一种大长径比薄壁壳体减振工装，其各零部件装配如图1、图2、图3所示。一种大长径比薄壁壳体减振工装，包括减振装置及移动组件，所述减振装置包括柔性夹持组件、微调装置、减振组件；包括D22销轴1、镜像检测块A2、表架3、安装块A4、安装块B7、镜像检测块B8、减振座A9、减振座B24、螺纹套25、垫片26、轴套27、推轴28、滚轮A29、D20销轴30、浮动块A31、滚轮B32、D20销轴33、浮动块B34、百分表101、旋钮102、旋钮103、弹簧114、D22轴用卡簧115；左旋梯形螺纹套22、减振垫块23、减振座垫块A10、右旋梯形螺纹套11；所述移动组件包括立板25、挡板6、轴承座12、挡屑板13、桥板14、压板15、固定座16、立板117、防尘盖板18、M8×1.5螺母19、防转座20、30°左右梯形螺纹丝杠21、、深沟球轴承104、卡簧105、黄油嘴106、线轨(含导轨及滑块)107、M24T型螺母108、M24×15外六方螺杆109、成对双联角接触轴承110、把手111、固定把手112、旋转油封113、两翼护罩116、中间护罩117。

其中，减振装置：滚轮A29、滚轮B32及浮动块A31、浮动块B34D20销孔直径均为Φ20+0.021 0，D20销轴30、D20销轴33轴径为Φ20-0.007-0.020，滚轮A29、滚轮B32分别与浮动块A31、浮动块B34通过D20销轴30、D20销轴30连接，间隙配合，一端使用D20轴用卡簧33卡紧，保证尼龙夹持组件A401、尼龙夹持组件B402夹紧壳体时，所述滚轮A29、所述滚轮B32能够自由滚动。

滚轮A29、滚轮B32为易损件，材料为白色尼龙，其外径分别为Φ70±0.05、Φ60±0.05，分别用于夹持Φ150～Φ300、Φ300～Φ450的薄壁壳体。

浮动块A31、浮动块B34及推轴28、D22销孔直径均为Φ22+0.021 0，D22销轴1轴径为Φ22-0.007-0.020，浮动块A31、浮动块B34分别与推轴28通过D22销轴1连接，间隙配合，一端使用阶梯轴定位，一端使用D22轴用卡簧115卡紧。

推轴28轴径Φ40-0.009-0.025段与轴套27孔径Φ40+0.025 0段间隙配合连接，推轴28上开设螺纹孔，与轴套27上开设的腰型槽相匹配，使用时拧入螺杆，对轴套27进行径向定位；推轴28与轴套27中间放置所述外径Φ47，线径Φ3.5，长度23的弹簧114，用于增加薄壁壳体阻尼。

轴套27与垫片26通过螺钉连接；减振座A9、减振座B24上方开设螺纹孔，使用时拧入螺杆，与轴套27上开设的腰型槽相匹配，对轴套27进行径向定位；螺纹套25通过螺钉固定于减振座A9、减振座B24上，旋钮103与螺纹套25通过螺纹连接。

百分表101套筒与表架3安装孔通过过盈配合固定在一起；表架3通过螺钉固定于安装块A4、安装块B7上；安装块A4、安装块B7分别与减振座A9、减振座B通过螺钉连接；旋钮102分别与安装块A4、安装块B7通过螺钉连接；径向检测块2通过螺钉固定于推轴28上。

移动组件：右旋梯形螺纹套11、左旋梯形螺纹套22分别与30°左右梯形螺纹丝杠21通过螺纹连接；减振座垫块A10、减振座垫块B23分别与右旋梯形螺纹套11、左旋梯形螺纹套22通过螺钉连接；线轨(含导轨及滑块)107滑块分别与减振座垫块A10、减振座垫块B23通过螺钉连接，桥板14与所述线轨(含导轨及滑块)107底部通过螺钉连接；固定座16与桥板14通过螺钉连接。

成对双联角接触球轴承110与30°左右梯形螺纹丝杠21通过过盈配合连接；立板117与成对双联角接触球轴承110通过过盈配合连接；防尘盖板18与立板117通过螺钉连接；旋转油封113使用外力均匀敲入所述防尘盖板18中；8×1.5螺母19与30°左右梯形螺纹丝杠21通过螺纹连接，用于上联角接触球轴承左侧定位及压紧；防转座20与立板117通过螺钉连接；固定把手112与防转座20通过螺钉连接；把手111与30°左右梯形螺纹丝杠21通过键连接，用于移动减振装置距机床中轴线的位置。

深沟球轴承104与30°左右梯形螺纹丝杠21通过过盈配合连接，左端使用所述卡簧105卡紧；轴承座12与深沟球轴承104通过过盈配合连接，与桥板14通过螺钉连接；防屑板13与轴承座12通过螺钉连接；立板25与固定座16通过螺钉连接；所述黄油嘴106通过螺纹固定于所述立板25上。

挡板6分别与所述两翼护罩116、所述中间护罩117及所述减振座垫块A10、所述减振座垫块B23通过螺钉连接。

进一步，减振工装固定座16通过压板15及M24×15外六方螺杆109、M24T型螺母108固定于机床工作台303导轨上。

进一步，本发明所述减振工装三个为一组，分别用于夹持薄壁壳体前、中、后部，如图5所示。

进一步，本发明所述减振工装需与机床四爪卡盘302、尾顶301配合使用，如图4、图5所示，使用时三组减振工装尼龙夹持组件A401、尼龙夹持组件B402的中心需与所述机床四爪卡盘302、所述尾顶301处于同一轴线上。

进一步，本发明所述减振工装使用时，需先调整左右旋钮102，使其压紧镜像检测块2，并处于合适位置。

进一步，将固体火箭发动机燃烧室壳体201采用一夹一顶的方式装夹于机床工作台上。

进一步，分别旋转三组减振工装把手111，将尼龙夹持组件A401(尼龙夹持组件B402)滚轮A29(滚轮B32)调整至将要接触壳体外圆面，并调整固定把手112位置，锁紧把手111。

进一步，微调旋钮103，使尼龙夹持组件A401(尼龙夹持组件B402)滚轮A29(滚轮B32)，压紧壳体，并保持三组减振工装百分表读数变化一致。

进一步，开启机床，加工壳体待加工部位。

综上所述，通过上述实施例中的一种大长径比薄壁壳体减振工装对待加工固体火箭发动机壳体进行支撑，能够使薄壁壳体的结构刚性大大增强，改善其切削加工性能，不会产生振刀现象，固体火箭发动机燃烧室壳体外观件一次加工合格率大幅提高，外挂件表面质量良好，侧壁无振刀纹。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所述的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (10)

1.一种大长径比薄壁壳体减振工装，其特征在于包括左右两组柔性夹持组件、左右两组微调装置、左右两组减振组件以及移动组件；

所述移动组件固定在机床工作台导轨上，移动组件的两侧分别通过减振组件安装柔性夹持组件，柔性夹持组件与减振组件之间安装微调装置；通过所述移动组件同时移动左右两侧减振组件距机床中轴线的位置，使柔性夹持组件接近薄壁壳体，通过两侧微调装置使柔性夹持组件夹紧所述薄壁壳体且两侧对薄壁壳体施加的夹紧力相同。

2.根据权利要求1所述的减振工装，其特征在于：所述的微调装置包括镜像检测块、安装块、旋钮、弹簧、推轴、轴套、垫片、螺纹套，百分表；

所述推轴包括轴径段以及端部安装面，所述端部安装面用于与柔性夹持组件固连；所述轴径段与轴套间隙配合连接，推轴轴径段上开设螺纹孔，与轴套上开设的腰型槽相匹配，使用时拧入螺杆，对轴套进行径向定位；推轴的轴径段与轴套中间放置弹簧；螺纹套固定在减振组件上，旋钮与螺纹套通过螺纹连接，轴套外端面与垫片固连，所述轴套安装在所述螺纹套内，通过旋钮的旋转与所述垫片接触改变轴套在螺纹套内的轴向位置；所述镜像检测块与推轴固连；所述百分表通过安装块固装在减振组件上，安装块上安装调整百分表位置的旋钮，通过调整使百分表压紧镜像检测块，当旋转与螺纹套连接的旋钮时，通过读取百分表读数计算减振工装夹紧力。

3.根据权利要求2所述的减振工装，其特征在于：所述柔性夹持组件包括滚轮、销轴、浮动块；

所述浮动块为弧形结构，弧形结构两端通过销轴安装滚轮，销轴与浮动块及滚轮间均为间隙配合，销轴的一端通过阶梯轴定位，另一端使用卡簧卡紧；弧形结构的中部通过销轴与推轴的端部安装面连接，销轴与浮动块及推轴间均为间隙配合，销轴同样一端通过阶梯轴定位，另一端使用卡簧卡紧。

4.根据权利要求3所述的减振工装，其特征在于：所述滚轮用于与大长径比薄壁壳体接触，选用尼龙材料，壳体左右两侧夹持滚轮直径相同；两组不同直径系列的柔性夹持组件分别用于夹持直径范围Φ150～Φ300、Φ300～Φ450的薄壁壳体。

5.根据权利要求1所述的减振工装，其特征在于：所述移动组件包括左右两侧立板、左右梯形螺纹丝杠、成对双联角接触球轴承、深沟球轴承、固定座、压板、防转座、固定把手、把手、线轨；

固定座通过压板及六方螺杆、螺母固定于所述机床工作台导轨上；固定座上安装桥板，桥板上安装线轨，所述线轨包括导轨和滑块，滑块与减振座垫块连接；成对双联角接触球轴承内圈与左右梯形螺纹丝杠右侧通过过盈配合连接；左右梯形螺纹丝杠右侧安装螺母，用于成对双联角接触球轴承右侧进行定位；右侧立板与成对双联角接触球轴承外圈通过过盈配合连接；深沟球轴承内圈与左右梯形螺纹丝杠左侧通过过盈配合连接；轴承座与深沟球轴承外圈通过过盈配合连接，并与所述桥板通过螺钉连接；左右两侧立板分别安装在固定座两侧；防转座与立板连接；所述固定把手与所述防转座连接；把手与所述左右梯形螺纹丝杠通过键连接，用于移动减振组件距机床中轴线的位置。

6.根据权利要求5所述的减振工装，其特征在于：还包括挡板，所述挡板分别与中间护罩、两翼护罩及减振座垫块连接；所述中间护罩安装于左右梯形螺纹丝杠上方，用于保护左右梯形螺纹丝杠；所述两翼护罩安装于挡板表面，用于保护挡板及防尘。

7.根据权利要求5或6所述的减振工装，其特征在于：还包括防尘盖板、防屑板；所述防尘盖板与右侧立板连接；所述旋转油封使用外力均匀敲入所述防尘盖板中；防屑板与所述轴承座连接；左侧立板上安装用于机械润滑的黄油嘴。

8.根据权利要求5所述的减振工装，其特征在于：所述的减振组件包括减振座、减振座垫块、梯形螺纹套；左右两侧的减振组件中的梯形螺纹套的旋向相反；

减振座垫块与梯形螺纹套连接；两侧的梯形螺纹套与左右梯形螺纹丝杠螺纹连接；减振座垫块与减振座之间螺接；减振座上方开设螺纹孔，使用时拧入螺杆，与轴套上开设的腰型槽相匹配，对轴套进行径向定位；螺纹套固定于减振座上。

9.根据权利要求1所述的减振工装，其特征在于：所述减振工装需与机床四爪卡盘、尾顶配合使用，使用时减振工装的左右两组柔性夹持组件的中心需与所述机床四爪卡盘、尾顶处于同一轴线上。

10.根据权利要求1或9所述的减振工装，其特征在于：至少三个减振工装为一组，使用时至少夹持壳体的前、中、后部。

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