CN216966402U - 一种镜像铣削支撑装置及镜像铣削设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于薄壁工件镜像加工技术领域，公开了一种镜像铣削支撑装置及镜像铣削设备。该镜像铣削支撑装置包括喷嘴和超声测厚组件，其中喷嘴上开设有注液口和射流口，喷嘴中央开设有连通注液口与射流口的腔室，液体从注液口流向射流口的路径为抛物线形，使得从射流口喷射出的液体射流呈现层流模式。超声测厚组件设置于喷嘴上，其探头端朝向射流口方向，超声测厚组件能检测所支撑的薄壁工件的厚度，层流模式使得超声测厚组件能够反馈更准确的厚度值。注液口能够根据超声测厚组件检测的厚度值改变进液压力。从而使得薄壁工件获得最优的支撑力，并且在加工过程中不会发生震颤。该镜像铣削设备包括该镜像铣削装置，从而获得加工质量好的薄壁工件。

Description

一种镜像铣削支撑装置及镜像铣削设备

技术领域

本实用新型属于薄壁工件镜像加工技术领域，公开了一种镜像铣削支撑装置及镜像铣削设备。

背景技术

随着科技的发展，薄壁工件应用的范围越来越广，尤其是航空航天领域，针对薄壁工件加工的传统的铣削方法具有效率低、污染大、精度低的缺点。近年发展起来的镜像铣是针对薄壁工件的加工要求开发的一种新的加工方法。镜像铣加工过程中，铣刀和支撑装置分别位于薄壁工件两侧相对布置，采用镜像支撑的方式沿薄壁工件曲面镜像对称移动，对薄壁工件始终进行点对点的支撑和铣切。因此，镜像铣的镜像支撑技术是实现镜像铣削加工的关键。

目前出现的镜像铣削支撑方式有气动支撑和液体射流支撑。气动支撑通过控制气体压力来推动支撑装置中的作动筒，使得支撑装置提供设定的支撑力，当铣削的薄壁工件为超薄壁工件时，若需要提供的支撑力较小，那么气压要小，但当压力小于一定气压时，气压控制精度较差并且当气压过小时无法推动作动筒，造成支撑力控制精度不够，当支撑力过大时导致超薄壁工件变形，支撑力不足时超薄壁工件出现震颤。液体射流支撑的方式是通过控制喷射向薄壁工件的液体的压力来达到设定的支撑力，由于液压控制相对于气压控制的精度较高，因此，液体射流支撑的方式的支撑力相较于气动支撑的方式能够更加精准的控制支撑力，使得薄壁工件在铣削加工时不会出现震颤。

由于薄壁工件在进行铣削时的厚度是逐渐改变的，因此铣削时所需的支撑力会随厚度的改变而改变，为了使得采用液体射流支撑方式的镜像铣削设备能够加工出更加质量更好的薄壁工件，能够反馈铣削过程中的薄壁工件的厚度值的超声测厚组件是液体射流支撑装置所必须的零部件。而采用超声测厚时需要一定的耦合介质才能使得超声信号进行传递，然而现有技术中的超声测厚时需要的耦合介质不能保证稳定的层流模式，因此不能保证喷射出的液体能够保证稳定的状态，因此超声测厚的准确率比较低，从而会造成薄壁工件在加工过程中的震颤，最终影响工件的加工质量。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种镜像铣削支撑装置，能够保证液体射流保持稳定的层流模式，从而能够获得更加准确的超声测厚的值，能够提供精准的支撑压力，从而保证薄壁工件的铣削质量。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种镜像铣削支撑装置，包括：

喷嘴，开设有注液口，喷嘴的一端开设有射流口，喷嘴中央开设有连通注液口与射流口的腔室，液体从注液口流向射流口的路径为抛物线形；

超声测厚组件，设置于喷嘴上，超声测厚组件的探头端朝向射流口方向，超声测厚组件被配置为检测射流口射流支撑薄壁工件的厚度，注液口能够根据超声测厚组件检测的厚度值改变进液压力。

作为优选地，腔室连通注液口与射流口的内壁处的截面为抛物线形。

作为优选地，喷嘴的周向上对称的两侧均开设有注液口，射流口位于两个注液口的对称中线处。

作为优选地，喷嘴包括：

喷嘴本体，一端开设有射流口，喷嘴本体的周向开设有注液口；以及

端盖，旋拧于喷嘴本体远离射流口的一端，以使喷嘴本体和端盖围成腔室，超声测厚组件穿设于端盖中央。

作为优选地，超声测厚组件与端盖可拆卸连接。

作为优选地，镜像铣削支撑装置还包括：

密封圈，位于超声测厚组件与端盖之间。

作为优选地，喷嘴还包括：

防护环，中央开设有通孔，防护环套设于喷嘴本体开设有射流口的一端，防护环被配置为防止喷嘴在移动过程中划伤薄壁工件。

作为优选地，防护环由柔软的材料制成。

作为优选地，超声测厚组件的直径小于射流口的直径。

本实用新型的另一个目的在于提供一种镜像铣削设备，该设备不仅能够保证超声测厚的准确性更高，还能保证在进行薄壁工件的铣削加工时为薄壁工件提供稳定的支撑，使得薄壁工件不震颤。

一种镜像铣削设备，包括：

驱动装置；

铣刀，设置于驱动装置上；

镜像铣削设备还包括如上述的镜像铣削支撑装置，当铣削薄壁工件时，铣刀与铣削支撑装置分别位于薄壁工件的两侧，铣削支撑装置被配置为为薄壁工件提供铣削支撑。

有益效果：本实用新型提供了一种镜像铣削支撑装置及镜像铣削设备，通过设置液体从喷嘴的注液口沿喷嘴的腔室流向喷口的路径为抛物线形，从而使得从喷口喷出的液体射流始终保持稳定的层流模式，进而使得超声侧厚探头测得更加准确的薄壁工件的厚度，最终获得加工质量更好的薄壁工件。因此液体射流能够提供更精准的支撑压力，从而保证薄壁工件的铣削质量。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的镜像铣削支撑装置的剖视图；

图2是本实用新型实施例二提供的镜像铣削设备的结构示意图；

图3是本实用新型实施例二提供的超声测厚组件反馈的薄壁工件的厚度值与注入喷嘴的液体压强之间的关系图。

图中：

10、镜像铣削支撑装置；20、薄壁工件；30、铣刀；40、驱动装置；

100、喷嘴；110、注液口；120、射流口；130、腔室；140、防护环；150、端盖；160、密封圈；170、喷嘴本体；200、超声测厚组件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一：

如图1所示，本实施例提供一种镜像铣削支撑装置10，该装置包括喷嘴100和超声测厚组件200，其中喷嘴100一端开设有射流口120，超声测厚组件200设置于喷嘴100上，超声测厚组件200的探头端朝向射流口120方向，超声测厚组件200被用为检测射流口120射流支撑薄壁工件20的厚度。喷嘴100上开设有注液口110，喷嘴100中央开设有连通注液口110与射流口120的腔室130，液体从注液口110流向射流口120的路径为抛物线形，从而使得从注液口110流入并从射流口120喷射出的液体形成稳定的层流模式，进而使得超声测厚组件200发出的超声信号能够在稳定的耦合介质中得到有效的传播而获得更加准确的厚度值。注液口110能够根据超声测厚组件200检测的厚度值改变进液压力，从而使得薄壁工件20在铣削过程中得到稳定的支撑而不会发生加工震颤。

具体而言，如图1所示，腔室130连通注液口110与射流口120的内壁处的截面为抛物线形。由于液体从注液口110流入在腔室130内壁的导向作用下从射流口120流出，因此使得液体的流通路径为抛物线形，从而保证薄壁工件20铣削时能够获得更加准确的厚度值。结构简单，制造方便。

进一步地，如图1所示，喷嘴100的周向上对称的两侧均开设有注液口110，射流口120位于两个注液口110的对称中线处。液体从两个注液口110同时注入并且液体流经的路径相同，使得液体流向射流口120时的流量比较均匀，从而能够保证从射流口120喷射出的液体为稳定的层流模式。

进一步地，两个注液口110的直径之和大于射流口120的直径，从而使得液体喷射出的压强大于液体注入时的压强，从而当只注入一个注液口110时的液体压强不能满足薄壁工件20在铣削过程中所需的支撑压力时，可以通过喷嘴100增大液体的压强，从而使得从射流口120喷射出的液体射流满足薄壁工件20的支撑要求。作为优选地，如图1所示，注液口110的直径与射流口120的直径相同，从而使得从射流口120喷射出的液体射流的压强与注液口110注入的液体的压强呈整数倍，从而方便计算和控制注入注液口110的液体的压强。

进一步地，如图1所示，超声测厚组件200的直径小于射流口120的直径。从而使得当超声测厚组件200安装于喷嘴100上时不会堵塞液体流通的通道，保证液体射流的正常压力。作为可选方案，如图1所示，喷嘴100包括喷嘴本体170和端盖150，其中喷嘴本体170一端开设有射流口120，喷嘴本体170另一端开设有开口，喷嘴本体170的周向开设有注液口110。端盖150旋拧于喷嘴本体170远离射流口120的一端，以将开口打开或者封闭。端盖150和喷嘴本体170围成连通注液口110和射流口120的腔室130，超声测厚组件200穿设于端盖150中央，使得超声测厚组件200的超声探头朝向射流口120的中央。由于从射流口120喷射出的液体射流为层流模式，处于层流模式的液体越往中央的部分流速越稳定，越有利于超声测厚组件200能够获得工件准确的厚度值。另外，通过简单的旋拧动作就可以实现端盖150与喷嘴本体170的组装和分离，从而方便超声测厚组件200的维修。

进一步地，超声测厚组件200与端盖150可拆卸连接，使得超声测厚组件200易于与端盖150分离，从而便于超声测厚组件200的安装和更换。

作为可选方案，如图1所示，镜像铣削支撑装置10还包括密封圈160，密封圈160位于超声测厚组件200与端盖150之间。具体地，密封圈160套设于超声测厚组件200的外周上，能够避免液体从超声测厚组件200和端盖150之间的缝隙溢出从而避免影响从射流口120喷射出的液体的压强，进而保证工件铣削的质量。

作为可选方案，如图1所示，喷嘴100还包括防护环140，防护环140中央开设有通孔，防护环140套设于喷嘴本体170开设有射流口120的一端，防护环140能够防止喷嘴100在移动过程中划伤薄壁工件20，从而保证工件的完好好不会出现瑕疵。

进一步地，防护环140由柔软的材料制成，使得防护环140能够具有缓冲碰撞的作用，具体地，柔软的材料可以为软质橡胶。

作为可选方案，由于铣刀30铣削薄壁工件20时的卤化液也可以作为超声探测组件在对薄壁工件20进行超声探测时的耦合剂，因此通入喷嘴100注液孔的液体与铣刀30铣削薄壁工件20时的卤化液相同，不仅能够使得卤化液可以循环利用，还能够避免铣刀30铣削薄壁工件20时的卤化液和超声探测组件对薄壁工件20进行探测所需要的耦合剂不同，在进行薄壁工件20铣削过程中出现窜液而使得二者均被污染的现象的发生。

实施例二：

本实施例提供一种镜像铣削设备，如图2所示，包括驱动装置40、铣刀30和实施例一提供的镜像铣削支撑装置10，其中铣刀30设置于驱动装置40上，驱动装置40为铣刀30提供旋转动力，当铣削薄壁工件20时，铣刀30与镜像铣削支撑装置10分别位于薄壁工件20的两侧，镜像铣削支撑装置10为工件提供铣削支撑。镜像铣削支撑装置10与铣刀30沿薄壁工件20曲面镜像对称移动，对薄壁工件20始终进行点对点的支撑和铣切。由于镜像铣削支撑装置10能够保证从射流口120一端喷射出的液体保持稳定的层流模式，从而使得超声测厚组件200能够得到比较准确的工件的厚度值，并且液压易于控制，能够提供精准的支撑压力，保证薄壁工件20的加工质量，并且在加工过程中不会发生震颤。因此，本实施例提供的镜像铣削设备也可以保证薄壁工件20的加工质量，并且在薄壁工件20加工过程中不会发生震颤。

具体而言，如图3所示，超声测厚组件200和向注液口110注入液体的水管上的调压阀分别与镜像铣削设备的控制器相连接，超声测厚组件200将探测到的薄壁工件20的厚度值传输到控制器，控制器反馈对应的压力值，驱动装置40上设有压力传感器，从出液口喷射出的液体给与薄壁工件20的支撑力能够通过铣刀30传递给压力传感器，压力传感器将压力值传递给控制器，控制器将薄壁工件20铣削所需的支撑压力值与喷嘴100给与薄壁工件20的实际压力值进行对比，若两者不一致，控制器将控制调压阀调节注入注液口110的液体的压强，直到从出液口喷射出的液体给与薄壁工件20的支撑力与薄壁工件20铣削所需的支撑压力值一致，从而获得薄壁工件20铣削时最佳的支撑力。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种镜像铣削支撑装置，其特征在于，包括：

喷嘴(100)，开设有注液口(110)，所述喷嘴(100)的一端开设有射流口(120)，所述喷嘴(100)中央开设有连通所述注液口(110)与所述射流口(120)的腔室(130)，液体从所述注液口(110)流向所述射流口(120)的路径为抛物线形；

超声测厚组件(200)，设置于所述喷嘴(100)上，所述超声测厚组件(200)的探头端朝向所述射流口(120)方向，超声测厚组件(200)被配置为检测所述射流口(120)射流支撑薄壁工件(20)的厚度，所述注液口(110)能够根据所述超声测厚组件(200)检测的厚度值改变进液压力。

2.根据权利要求1所述的镜像铣削支撑装置，其特征在于，所述腔室(130)连通所述注液口(110)与所述射流口(120)的内壁处的截面为抛物线形。

3.根据权利要求1所述的镜像铣削支撑装置，其特征在于，所述喷嘴(100)的周向上对称的两侧均开设有所述注液口(110)，所述射流口(120)位于两个所述注液口(110)的对称中线处。

4.根据权利要求1～3任一项所述的镜像铣削支撑装置，其特征在于，所述喷嘴(100)包括：

喷嘴本体(170)，一端开设有所述射流口(120)，所述喷嘴本体(170)的周向开设有所述注液口(110)；以及

端盖(150)，旋拧于所述喷嘴本体(170)远离所述射流口(120)的一端，以使所述喷嘴本体(170)和所述端盖(150)围成所述腔室(130)，所述超声测厚组件(200)穿设于所述端盖(150)中央。

5.根据权利要求4所述的镜像铣削支撑装置，其特征在于，所述超声测厚组件(200)与所述端盖(150)可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的镜像铣削支撑装置，其特征在于，所述镜像铣削支撑装置还包括：

密封圈(160)，位于所述超声测厚组件(200)与所述端盖(150)之间。

7.根据权利要求4所述的镜像铣削支撑装置，其特征在于，所述喷嘴(100)还包括：

防护环(140)，中央开设有通孔，所述防护环(140)套设于所述喷嘴本体(170)开设有射流口(120)的一端，所述防护环(140)被配置为防止所述喷嘴(100)在移动过程中划伤所述薄壁工件(20)。

8.根据权利要求7所述的镜像铣削支撑装置，其特征在于，所述防护环(140)由柔软的材料制成。

9.根据权利要求1所述的镜像铣削支撑装置，其特征在于，所述超声测厚组件(200)的直径小于所述射流口(120)的直径。

10.一种镜像铣削设备，包括：

驱动装置(40)；

铣刀(30)，设置于所述驱动装置(40)上；

其特征在于，所述镜像铣削设备还包括如权利要求1～9任一项所述的镜像铣削支撑装置，当铣削薄壁工件(20)时，所述铣刀(30)与所述镜像铣削支撑装置分别位于所述薄壁工件(20)的两侧，所述镜像铣削支撑装置被配置为为所述薄壁工件(20)提供铣削支撑。

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