[发明专利]一种径向振动辅助的力位控制铣磨机床及其控制方法

说明书

本发明涉及一种径向振动辅助的力位控制铣磨机床及其控制方法，属于机械精密制造领域。纵向移动装置纵向固定安装在机床底座上侧的中间位置，第一机床立柱通过螺栓固定安装在机床底座上方的左侧位置，第二机床立柱通过螺栓固定安装在机床底座上方的右侧位置，第一机床立柱和第二机床立柱关于纵向移动装置对称分布，机床横梁的两端分别固定安装在第一机床立柱和第二机床立柱的上端，横向移动装置横向固定安装在机床横梁的前侧面上，竖向移动装置竖向固定安装在横向移动装置的溜板上，铣磨工具系统通过螺栓竖向固定安装在竖向移动装置的溜板上。优点是能加工复杂曲面，实现铣磨力的精确控制，提高加工精度和效率，降低加工成本。

技术领域

本发明属于机械精密制造领域，尤其涉及一种径向振动辅助的力位控制铣磨机床及方法。

背景技术

如今，我国的航空航天、电子、国防等诸多领域飞速发展，这对高性能复杂曲面的零件的需求也越来越多。研究复杂曲面精密加工技术，研制相关装备，对于促进国防工业和某些高新技术产业的发展具有十分重要的意义。目前，高精度复杂曲面表面在完成抛光精加工之前的工序主要采用铣削和磨削(铣磨)的半精加工艺，传统的铣磨加工主要依赖于熟练工人的手工操作，劳动强度大，效率低，质量不稳定，现有铣磨成型机床刚性大，铣磨力及铣磨刀头位置控制的耦合问题没有得到很好的解决，而且，在铣磨过程中尤其是在磨削过程中，铣磨刀头与工件之间始终保持接触，磨削液很难进入到刀头与被加工工件表面之间，使得磨削液降低切削温度，带走切屑，磨削液中的磨粒参与切削的作用大大降低，被加工工件表面质量以及加工效率难以保证，难以适应现代复杂面制造高精、高效、低成本的发展趋势。

发明内容

本发明提供一种径向振动辅助的力位控制铣磨机床及其控制方法，目的是通过对铣削加工的主轴提供径向的辅助振动，使得刀头与工件表面间歇接触，使磨削液充分进入到刀具与被加工工件表面之间，通过在铣削头上安装气压系统并将铣削系统与移动平台结合起来实现对铣削过程中铣削力和铣削刀头位置的控制，以提高加工精度和生产效率，降低加工成本。

本发明采用的技术方案是：包括铣磨工具系统、第一机床立柱、机床底座、纵向移动装置、第二机床立柱、机床横梁、横向移动装置、竖向移动装置，其中纵向移动装置纵向固定安装在机床底座上侧的中间位置，第一机床立柱通过螺栓固定安装在机床底座上方的左侧位置，第二机床立柱通过螺栓固定安装在机床底座上方的右侧位置，第一机床立柱和第二机床立柱关于纵向移动装置对称分布，机床横梁的两端分别固定安装在第一机床立柱和第二机床立柱的上端，横向移动装置横向固定安装在机床横梁的前侧面上，竖向移动装置竖向固定安装在横向移动装置的溜板上，所述铣磨工具系统通过螺栓竖向固定安装在竖向移动装置的溜板上。

所述铣磨工具系统包括移动平台组件、后固定板、竖向铣磨组件和径向铰链组件，其中移动平台组件水平固定安装在后固定板的上端、且移动平台组件的主体与后固定板垂直，所述竖向铣磨组件上端的万向节的上半部分与所述移动平台组件的万向节固定台固定连接，径向铰链组件水平固定安装在后固定板的下端，且径向铰链组件主体与后固定板垂直，竖向铣磨组件的输出长轴穿过径向铰链组件的支柱性线性滚珠衬套、且与支柱性线性滚珠衬套滑动连接。

所述移动平台组件主体所在平面与所述径向铰链组件主体所在平面平行。

所述移动平台组件包括移动平台支架、第一线性模组、万向节固定台、第三线性模组和第二线性模组，其中第一线性模组和第二线性模组分别固定安装于移动平台支架底面的左侧和右侧，第三线性模组的一端安装在第一线性模组的溜板上，另一端安装于第二线性模组的溜板上，且第三线性模组始终与第一线性模组及第二线性模组保持垂直，所述万向节固定台固定安装在第三线性模组的溜板上。