CN203956584U - 薄壁件铣削加工支撑减震装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种薄壁件铣削加工支撑减震装置，其属于机械加工领域。由于在对薄壁件铣削加工时零件让刀以及震动现象严重，会导致被加工零件的形状精度和表面质量严重降低。通过吸盘将前支撑导杆与被加工零件固定，在铣削加工前用激光位移传感器对被加工零件表面进行扫描，检查前支撑导杆所支撑的被加工零件是否在正确的位置，若不在正确位置，则旋转后支撑导杆进行调节，直到被加工零件在正确的位置为止。对被加工零件铣削加工时后支撑导杆阻止被加工零件发生让刀现象，而前支撑导杆的阻尼装置会吸收被加工零件震动的绝大部分能量，同时前支撑导杆外的强力弹簧将发生震动移位的被加工零件迅速推到正确位置，保证加工的精度。

Description

薄壁件铣削加工支撑减震装置

技术领域：

本实用新型涉及一种薄壁件铣削加工支撑减震装置，其属于机械工程领域。

背景技术：

薄壁件的铣削加工是航空制造业中经常遇到的问题，薄壁件相对刚度较低，工艺性差，铣削过程受切削力的作用容易产生变形和振动，因此不易保证其加工精度。

大量的实际工作证明，随着零件壁厚的降低，零件的刚性减低，加工变形增大，容易发生切削振颤，影响零件的加工质量和加工效率,所以控制加工变形是保证薄壁零件数控加工质量的关键。对刚性很差的大型薄壁工件来说，切削力和夹紧力引起的工件接触弹性变形在加工误差中起主要作用，夹紧力和切削力引起工件的刚体位移对加工误差影响不大。

对于薄壁件的加工，目前实际生产中常用的方法是在一次走刀后，再进行几次无进给切削，但这种方法加工效率较低。采用高速切削可以较好解决薄壁件的加工问题，但需要配置高速切削机床，一次性投资较大。

在众多的加工变形控制措施中，如进给量局部调整、刀具路径修正、改进装夹方案和改进毛坯的结构工艺性等，其中改进装夹方案是其中的重要一项。

在实际生产中，通过合理设计夹具，改善工件的装夹状况，减少工件的加工变形是经常采用的方法之一。

机床夹具是机械加工系统的一个起定位和约束工件作用的子系统。因薄壁零件刚性差，加工时夹、压引起的弹性变形将影响表面的尺寸精度和形状、位置精度，所以夹紧力是引起零件变形不可忽视的一个重要因素。如果夹紧力与支承力的作用点选择不当，还会引起附加应力。在加工中，夹紧力还与切削力间力的波动效应产生耦合作用，引起加工残余应力和工件内部残余应力的重新分布，影响工件的变形。

目前有用有限元对薄壁件加工变形预测的研究，根据零件所受夹具的固定条件和切削加工的模拟，预测零件的最终尺寸是否满足要求。在薄壁件装夹后其受到的夹具的作用力有可能过于集中，而且在切削加工过程中其受到的动态切削力以及温度、相变等诸多因素综合作用的影响，其过程往往有限元软件很难进行较准确模拟，变形结果的准确预测较为困难。

针对以往薄壁件夹具的种种缺陷，真空吸盘支撑装置由于其不会对薄壁件产生过于集中和复杂不均匀预紧力，其在薄壁件加工中有着越来越多的应用，但是其目前并未有一个很好的减震措施，往往零件的表面加工质量难以达到要求。

实用新型内容：

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供一种薄壁件铣削加工支撑减震装置，其通过支撑导杆和摩擦阻尼实现支撑和减震的效果。

本实用新型采用如下技术方案：一种薄壁件铣削加工支撑减震装置，其包括底座；安装于底座上的前支撑导杆、后支撑导杆、设有阻尼装置内孔的阻尼装置、设有支撑装置内螺纹孔的支撑装置；以及套设于前支撑导杆上的强力弹簧和螺母，所述底座上形成有用来收容阻尼装置的阻尼装置固定槽以及用来收容支撑装置的支撑装置固定槽，所述阻尼装置固定槽和支撑装置固定槽在横向方向上相对应设置，所述阻尼装置固定槽的侧壁上形成有若干排不同高度的阻尼装置固定螺纹孔，所述支撑装置固定槽的侧壁上形成有若干排不同高度的支撑装置固定螺纹孔，所述前支撑导杆包括位于其前末端的吸盘、形成于其后末端的前支撑导杆尾部螺纹以及位于吸盘和前支撑导杆尾部螺纹之间的抽真空孔，所述前支撑导杆穿设于所述阻尼装置内孔中后且前支撑导杆尾部螺纹位于所述阻尼装置的后方，所述螺母旋紧于前支撑导杆尾部螺纹上，所述强力弹簧位于所述阻尼装置和螺母之间，所述后支撑导杆旋入安装于支撑装置内螺纹孔中，且所述后支撑导杆的前末端与螺母相接触。

进一步地，所述抽真空孔位于阻尼装置的前方。

进一步地，所述阻尼装置固定槽和支撑装置固定槽的个数相同，且所述阻尼装置固定槽和支撑装置固定槽在横向方向上相一一对应排列。

本实用新型具有如下有益效果：

(1).通过支撑导杆能方便调节支撑被加工零件的位置并可靠实现阻挡被加工零件发生让刀现象；

(2).阻尼装置简单，通过摩擦阻尼实现减震的效果明显，通过强力弹簧将发生震动移位的零件迅速推至正确位置；

(3).本实用新型操作简单，使用的设备价格低廉。

附图说明：

图1为本实用新型薄壁件铣削加工支撑减震装置的结构示意图。

图2为薄壁件铣削加工支撑减震装置的底座结构示意图。

图3为阻尼装置的结构示意图。

图4为前支撑导杆的结构示意图。

图5为支撑装置的结构示意图。

图6为本实用新型薄壁件铣削加工支撑减震装置的工作示意图。

其中：

1-阻尼装置内孔，2-吸盘，3-抽真空孔，4-前支撑导杆尾部螺纹，5-支撑装置内螺纹孔，6-阻尼装置固定螺纹孔，7-阻尼装置固定槽，8-支撑装置固定槽，9-支撑装置固定螺纹孔，10-前支撑导杆，11-阻尼装置，12-固定螺栓，13-后支撑导杆，14-支撑装置，15-螺母，16-强力弹簧，17-机床主轴，18-激光位移传感器，19-被加工零件(薄壁件)，20-电脑，21-铣刀。

具体实施方式：

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行详细的说明。

请参照图1至图5所示，本实用新型薄壁件铣削加工支撑减震装置包括底座；安装于底座上的前支撑导杆10、后支撑导杆13、阻尼装置11及支撑装置14，其中底座上形成有一排用来收容阻尼装置11的阻尼装置固定槽7以及一排用来收容支撑装置14的支撑装置固定槽8，其中阻尼装置固定槽7和支撑装置固定槽8的个数相同，且阻尼装置固定槽7和支撑装置固定槽8在横向方向上相一一对应排列。其中在阻尼装置固定槽7的侧壁上形成有阻尼装置固定螺纹孔6，通过在阻尼装置固定螺纹孔6中安装螺栓进而将阻尼装置11固定于阻尼装置固定槽7中，同时在支撑装置固定槽8的侧壁上亦形成有支撑装置固定螺纹孔9，同样的，通过在支撑装置固定螺纹孔9中安装螺栓进而将支撑装置14固定于支撑装置固定槽8中。阻尼装置11包括有形成于其中间位置的阻尼装置内孔1，支撑装置14包括有形成于其中间位置的支撑装置内螺纹孔5。

前支撑导杆10包括位于其前末端的吸盘2、形成于其后末端的前支撑导杆尾部螺纹4以及位于吸盘2和前支撑导杆尾部螺纹4之间的抽真空孔3。

其中前支撑导杆10上位于抽真空孔3后侧的位置安装于阻尼装置内孔1中，且前支撑导杆10的尾端延伸超出阻尼装置内孔1的后方之外，将强力弹簧16自前支撑导杆10的尾部套设于前支撑导杆10上位于阻尼装置11后方的位置上，将螺母15拧紧于前支撑导杆尾部螺纹4上。在前支撑导杆10上安装有强力弹簧16，在被加工零件19以及前支撑导杆10发生震动移位时，强力弹簧16能将前支撑导杆10迅速推至正确位置，进而通过前支撑导杆10将被加工零件19引导至正确位置。

其中阻尼装置11为活塞式，即前支撑导杆10的外径和阻尼装置的内孔径相当，前支撑导杆10可以在阻尼装置内孔1内来回移动，利用其较大的摩擦力作为摩擦阻尼，吸收被加工零件19以及前支撑导杆10发生震动时的绝大部分能量，使得切削过程保持在一个相对较稳定的状态。其中阻尼装置固定槽7上设置有若干排不同高度的阻尼装置固定螺纹孔6，进而使得阻尼装置11的高度可以上下调节，确保前支撑导杆10在合适的高度支撑被加工零件19。

后支撑导杆13包括端部130及螺杆131，其中后支撑导杆13的螺杆131旋入安装于支撑装置14的支撑装置内螺纹孔5中，且端部130位于支撑装置内螺纹孔5的后方。同时需要保持后支撑导杆13和前支撑导杆10基本在同一高度，这样才能保证较好的支撑效果。通过进一步旋转后支撑导杆13，使其与安装于前支撑导杆10尾部的螺母15接触后并继续旋转一段距离，进而使得后支撑导杆13与前支撑导杆10之间产生较强的支撑力(此支撑力由强力弹簧16的作用而引起)。同时通过旋转后支撑导杆13，调节前支撑导杆10的位置，进而调节前支撑导杆10使其将被加工零件19支撑在正确的位置。同样的，在支撑装置固定槽8上设置有若干排不同高度的支撑装置固定螺纹孔9，使得支撑装置14的高度可以上下调节，进而确保后支撑导杆13与前支撑导杆10在同一高度，使得后支撑导杆13能在正确的位置支撑前支撑导杆10。

请参照图1至图5并结合图6所示，本实用新型薄壁件铣削加工支撑减震装置的安装及工作过程如下：

将被加工零件固定于机床工作台上。

将本实用新型薄壁件铣削加工支撑减震装置底座通过螺栓12固定于机床工作台上，基本保持前支撑导杆10和后支撑导杆13与被加工零件19的被加工面相垂直。

将前支撑导杆10套进阻尼装置内孔1中，并将强力弹簧16由前支撑导杆10的尾部套入，接着将螺母15从前支撑导杆尾部螺纹4上拧入并拧紧。

将前支撑导杆10上的阻尼装置11放进阻尼装置固定槽7中，并用螺栓和阻尼装置固定螺纹孔6对阻尼装置11进行固定。

将后支撑导杆13旋入支撑装置内螺纹孔5中，将后支撑导杆13上的支撑装置14放进支撑装置固定槽8中，并用螺栓和支撑装置固定螺纹孔9对支撑装置14进行固定，同时需要保持后支撑导杆13和前支撑导杆10基本在同一高度，这样才能保证较好的支撑效果。

旋转后支撑导杆13，使其与前支撑导杆10尾部的螺母15接触后并继续旋转一段距离，使得其与前支撑导杆10之间产生较强的支撑力。

调节与前支撑导杆10配合的阻尼装置11以及与后支撑导杆13相连的支撑装置14的高度(最终两者要保持在同一高度)，使得其支撑于被加工零件19合适的高度。

继续旋转各个后支撑导杆13，使得前支撑导杆10的吸盘2能与被加工零件19紧紧接触。

打开与抽真空孔3相连的真空泵，，使得吸盘2牢牢吸住被加工零件19。

将激光位移传感器18固定于机床主轴17上，并使得机床主轴17分别沿着平行于被加工零件19的被加工面的水平线和竖直线扫过，通过电脑记录扫描的位移数据进行记录。观测最终扫描得到的一组位移数据是否为一条较平整的线，若不是，则说明前述几个前支撑导杆10和后支撑导杆13并未支撑在正确的位置，此时需要通过旋转各个后支撑导杆13进行调节，接着继续进行扫描和记录的操作。如此反复，直到得到两条较为平整的线为止，说明此时被加工零件被支撑在正确的位置。

接下来卸下安装于机床主轴17的激光位移传感器18，用安装于机床主轴的铣刀21对零件进行铣削加工。

在加工过程中，后支撑导杆13支撑着前支撑导杆10，前支撑导杆10支撑被加工零件，因此被加工零件很难发生让刀现象。在加工过程中，震动现象无法完全消除，若被加工零件在偏离支撑导杆的方向发生了震动，首先与前支撑导杆10配合的阻尼装置11会吸收绝大部分的震动能量，其次，强力弹簧16会迅速将前支撑导杆10推至正确位置，进而将被加工零件也引导至正确位置，最终能在很大程度上保证零件的加工精度和表面加工质量。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种薄壁件铣削加工支撑减震装置，其包括底座；安装于底座上的前支撑导杆(10)、后支撑导杆(13)、设有阻尼装置内孔(1)的阻尼装置(11)、设有支撑装置内螺纹孔(5)的支撑装置(14)；以及套设于前支撑导杆(10)上的强力弹簧(16)和螺母(15)，其特征在于：所述底座上形成有用来收容阻尼装置(11)的阻尼装置固定槽(7)以及用来收容支撑装置(14)的支撑装置固定槽(8)，所述阻尼装置固定槽(7)和支撑装置固定槽(8)在横向方向上相对应设置，所述阻尼装置固定槽(7)的侧壁上形成有若干排不同高度的阻尼装置固定螺纹孔(6)，所述支撑装置固定槽(8)的侧壁上形成有若干排不同高度的支撑装置固定螺纹孔(9)，所述前支撑导杆(10)包括位于其前末端的吸盘(2)、形成于其后末端的前支撑导杆尾部螺纹(4)以及位于吸盘(2)和前支撑导杆尾部螺纹(4)之间的抽真空孔(3)，所述前支撑导杆(10)穿设于所述阻尼装置内孔(1)中后且前支撑导杆尾部螺纹(4)位于所述阻尼装置(11)的后方，所述螺母(15)旋紧于前支撑导杆尾部螺纹(4)上，所述强力弹簧(16)位于所述阻尼装置(11)和螺母(15)之间，所述后支撑导杆(13)旋入安装于支撑装置内螺纹孔(5)中，且所述后支撑导杆(13)的前末端与螺母(15)相接触。

2.如权利要求1所述的薄壁件铣削加工支撑减震装置，其特征在于：所述抽真空孔(3)位于阻尼装置(11)的前方。

3.如权利要求2所述的薄壁件铣削加工支撑减震装置，其特征在于：所述阻尼装置固定槽(7)和支撑装置固定槽(8)的个数相同，且所述阻尼装置固定槽(7)和支撑装置固定槽(8)在横向方向上相一一对应排列。