[发明专利]利用液体介质抑制加工振动的工件加工装置及加工方法

权利要求书

1.一种利用液体介质抑制加工振动的工件加工方法，用于工件薄壁部分的铣削加工，其特征在于：

使用一种利用液体介质抑制加工振动的加工装置，所述加工装置包括刀具、工件夹具（3）、液体容器（1）、液体介质（6）以及外接的液体介质存储箱（10）；

所述工件夹具（3）安装在液体容器（1）的底板上，加工时通过夹持将工件的薄壁部分以竖直状态固定在所述液体容器（1）中；

所述液体容器（1）上安装有喷射机头（7），并设有回流口（8），加工时所述喷射机头（7）与铣削加工刀具分别位于工件薄壁部分的两侧，喷射机头（7）的喷口朝向工件薄壁部分加工面的背面，喷射机头（7）的进液口与液体介质存储箱（10）的出液口连接，液体介质存储箱（10）的进液口与所述回流口（8）连接，形成循环回路，且连接喷射机头（7）与液体介质存储箱（10）出液口的管路上设有增压泵（9）；

所述加工方法包括以下步骤：

S1.将工件（4）固定在液体容器（1）内的夹具上，使其薄壁部分竖立在液体容器（1）中，且加工面的背面朝向所述喷射机头（7）的喷口；

S2.向液体容器（1）中注入没过工件的液体介质，增加工件的等效阻尼，抑制加工振动；

S3.将刀具（5）安装到位，开展铣削加工过程，在铣削加工的过程中，利用喷射机头（7）持续向工件薄壁部分加工面的背面喷射所述液体介质，通过向薄壁部分背面施加水平方向的冲击力，使其产生提高刚度的预应力，以抑制加工振动。

2.根据权利要求1所述的一种利用液体介质抑制加工振动的工件加工方法，其特征在于，所述增压泵（9）驱动电路的控制信号输入端、刀具驱动电路的控制信号输入端分别与控制单元连接，控制单元控制增压泵向工件薄壁部分的背面施加恒定的冲击力，或耦合于刀具切削力的反向冲击力。

3.根据权利要求1所述的一种利用液体介质抑制加工振动的工件加工方法，其特征在于，所述工件薄壁部分的各个面与所述液体容器（1）侧壁的最小距离不小于200mm。

4.根据权利要求1所述的一种利用液体介质抑制加工振动的工件加工方法，其特征在于，所述液体介质为黏性液体介质。

5.根据权利要求4所述的一种利用液体介质抑制加工振动的工件加工方法，其特征在于，所述黏性液体介质为乳化型切削液。

6.根据权利要求5所述的一种利用液体介质抑制加工振动的工件加工方法，其特征在于，所述黏性液体介质中添加有阻燃剂。

7.根据权利要求1所述的一种利用液体介质抑制加工振动的工件加工方法，其特征在于：

铣削加工过程中，向工件薄壁部分背面施加恒定的冲击力。

8.根据权利要求1所述的一种利用液体介质抑制加工振动的工件加工方法，其特征在于：

分析在喷射机头（7）的喷射方向上，刀具施加在工件薄壁部分加工面的切削力，调整所述增压泵（9）的功率，使喷射机头（7）作用在工件薄壁部分背面上的冲击力与所述切削力大小相等，方向相反。

9.根据权利要求7或8所述的一种利用液体介质抑制加工振动的工件加工方法，其特征在于，还包括确定喷射机头（7）冲击力和/或刀具切削力的测试步骤：

在测试阶段，对完成加工的测试工件测量其薄壁部分的表面轮廓尺寸，以工件表面任意处的变形误差小于0.02mm为准，调试所述喷射机头（7）冲击力和/或刀具的切削力。