[发明专利]一种针对于大型薄壁件的冰冻支撑装置及方法

权利要求书

1.一种针对于薄壁件的冰冻支撑装置，其特征在于，所述的冰冻支撑装置包括冰冻系统以及辅助系统；

所述的冰冻系统包括加热源(9)、冷冻源(14)、水(13)、柔性薄膜(8)以及支撑板(7)；所述的加热源(9)以及冷冻源(14)安装在支撑板(7)上，柔性薄膜(8)与支撑板(7)连接，柔性薄膜(8)与支撑板(7)形成的密闭区域里存有水(13)、加热源(9)以及冷冻源(14)；水(13)通过冷冻源(14)形成冰(10)，冰(10)通过加热源(9)融化；所述的支撑板(7)与活塞杆(15)连接；所述的支撑板(7)与大型薄壁件(12)之间的间隔大于形成冰(10)的最小厚度，冰(10)的最小厚度需要满足加工的要求，最小厚度的冰(10)所提供的支撑力大小应等于切削力；

所述的辅助系统主要包括转动装置、移动板(3)以及导轨，导轨与伺服系统连接，包括Y导轨(1)以及Z导轨(2)，用于实现支撑板(7)在X、Y、Z方向的移动；所述的转动装置由两个完全一样的A液压支柱装置(4)和B液压支柱装置(16)连接在一起构成，转动装置可以分别沿着A液压支柱装置(4)和B液压支柱装置(16)的轴线旋转；每个所述的液压支柱装置的左端连接支撑板(7)，右端与移动板(3)相连，液压支柱装置内部用于放置液压油(5)；液压油(5)左端依次设有活塞(6)、活塞杆(15)，控制器通过控制液压支柱装置中液压油(5)的进出控制活塞杆(15)的往复运动，实现支撑板(7)在Z方向上移动，进而保证支撑板(7)与刀尖点的相对位置不变；所述的移动板(3)为右侧与Y导轨(1)连接的板状结构，为转动装置提供X方向支撑。

2.一种针对于大型薄壁件的冰冻支撑方法，其特征在于，该方法的实现基于冰冻系统以及辅助系统，包括以下步骤：

第一步：未加工时，与A液压支柱装置(4)相连的支撑板(7)上的冷冻源(14)制冷，使得在A支撑板(7)和柔性薄膜(8)之间的水(13)结成冰(10)；此时结成的冰(10)起到支撑大型薄壁件(12)的作用，结冰区记为“A结冰区”；

第二步：开始加工，刀具(11)先加工“A结冰区”，此时与B液压支柱装置(16)相连的支撑板(7)上的冷冻源(14)制冷，使得在B支撑板(7)和B柔性薄膜(8)之间的水(13)结成冰(10)，记为“B结冰区”；此过程中“A结冰区”加工完成前，“B结冰区”完成水(13)的结冰；

第三步：刀具(11)加工“B结冰区”时，与A液压支柱装置(4)相连的支撑板(7)上的加热源(9)工作，使得在“A结冰区”中的部分冰(10)融化；

第四步：使得转动装置围绕B液压支柱装置(16)的轴线旋转，使得A液压支柱装置(4)至下一个待加工区域，形成下一个“A结冰区”；

第五步：控制导轨移动，使得移动板(3)处于转动装置的正中央；

第六步：刀具(11)加工至“A结冰区”时，与B液压支柱装置(16)相连的支撑板(7)上的加热源(9)工作，使得在“B结冰区”中的部分冰(10)融化；

第七步：使得转动装置围绕A液压支柱装置(4)的轴线旋转，使得B液压支柱装置(16)至下一个待加工区域，形成下一个“B结冰区”；

第八步：重复第三步至第七步，直到完成大型薄壁件(12)的加工。