[发明专利]薄壁件加工的流体随动辅助支撑装置

说明书

本发明提供了一种抑制薄壁件加工变形和切削过程中薄壁振动的薄壁件加工用流体随动辅助支撑装置及其加工方法。针对薄壁件的加工工艺差，切削加工易产生让刀变形，加工过程中易产生薄壁振动等问题，采用流体随动辅助支撑装置形成流体支撑力作用在薄壁件加工面对称侧充当辅助支撑。切削加工时流体通过接头结构形成流体随动支撑，以减小动态切削力对工件变形的影响，同时流体的阻尼作用可抑制切削加工过程中薄壁振动。本发明具有辅助支撑随动方便、结构简单、不与刀具等发生干涉、支撑作用力易控制、具有冷却和阻尼作用等优点。

技术领域

本发明属于薄壁件切削加工辅助支撑领域，特别涉及一种薄壁件加工的流体随动辅助支撑装置。

背景技术

目前，针对抑制薄壁件切削加工变形的方法主要集中在优化刀具路径，选用合理的刀具几何参数等减小切削力和工件变形，以及采用石蜡加固、浇注低熔点合金等充当辅助支撑以提高工艺系统刚性等方面。目前采用的石蜡加固、浇注低熔点合金等方法，不仅增加工序，而且去除填充物时也会对工件变形产生影响。然而，增加流体随动辅助支撑装置，简单方便，减少了因增加辅助支撑而增加的工序，可以有效地抵消作用在薄壁件上的动态切削力，而且作用于薄壁件上的流体阻尼作用，还可有效改善薄壁振动。因此，采用流体随动辅助支撑，可以有效地解决薄壁零件易变形、薄壁振动、加工质量难以保证等难题。

发明内容

为解决现有薄壁件切削加工时辅助支撑的难题，本发明的目的在于提供一种随动、易控制支撑作用力的流体随动辅助支撑。通过支持架和多杆调节结构将流体随动辅助支撑装置固定于机床主轴箱（或刀架）上，并置于刀具相对工件的对称一侧，实现流体随动辅助支撑装置系统与刀具的同步移动，从而减弱或抵消动态切削力对工件变形的影响，实现减小薄壁件切削变形的目的，同时流体的阻尼特征具有抑制工件薄壁振动的作用，从而提高薄壁件加工质量。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

薄壁件加工的流体随动支撑装置，包括支持架、竖直长杆、竖直长杆夹座、竖直短杆、上半座、压力泵出水管、下半座、横短杆夹座、横短杆、螺套和接头，其中，支持架通过螺栓固定于机床主轴箱上；竖直长杆一端与支持架上安装孔通过螺纹连接固定；竖直长杆夹座可沿竖直长杆上下移动和转动以调整位置，并通过螺钉固定在竖直长杆上；横短杆夹座与竖直长杆夹座之间通过横短杆进行连接；横短杆与横短杆夹座之间为螺纹固定连接；横短杆可沿竖直长杆夹座安装孔移动或转动以调整位置，并通过螺钉固定；竖直短杆可沿横短杆夹座安装孔上下移动或转动以调整位置，并通过螺钉固定在横短杆夹座上；上半座与竖直短杆下端通过螺纹连接固定；压力泵出水管穿过上半座和下半座内孔，可调整伸出长度并通过螺栓固定。螺套与压力泵出水管前端通过螺纹连接；接头一端的外螺纹与螺套通过螺纹连接。

所述的接头，可以是单一小孔，也可以是阵列小孔。在车铣加工中，接头的另一端与喷管通过螺纹连接固定，喷管前端封闭并在侧壁上加工出单一小孔或阵列小孔（如图3所示），作为喷孔。

所述的接头，在车铣加工时，接头另一端通过螺纹连接喷管。

在铣削加工中，接头前端封闭并在其端面上加工出单一小孔或阵列小孔（如图4所示），作为喷孔。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

1．本发明通过调节连接杆与对应夹座的相对位置，来调整接头结构与刀具的相对位置，实现流体喷射作用面位于切削面域的对称位置，上下夹座通过螺栓固定，而长短杆、横杆与对应夹座通过螺钉进行夹紧固定，夹紧方式牢靠，结构紧凑，构件简单，安装方便，便于调整。

2．本发明的竖直长杆与支持架中安装孔之间为螺纹连接，同时支持架通过螺栓固定于机床主轴箱（或刀架）上；竖直长杆与主轴轴线平行，并可通过转动竖直长杆夹座及横杆保证喷管与工件轴线平行；支持架上安装孔中心轴线距离刀柄轴线有一定距离，使整套装置距离主轴轴线有一定距离，可以保证随动支撑装置不与刀具等发生干涉，保证切削加工安全性。