一種銑削加工被動(dòng)減振夾具的制作方法
【專利摘要】一種銑削加工被動(dòng)減振夾具，由底座、支撐件、旋轉(zhuǎn)件、支撐調(diào)節(jié)件、工作臺(tái)、支撐塊、調(diào)節(jié)板和相應(yīng)螺釘螺母組成，底座固定在機(jī)床工作臺(tái)上，支撐件通過螺釘和底座相連，支撐塊位于支撐件之上，旋轉(zhuǎn)件在水平面內(nèi)均勻分布三個(gè)懸臂梁式支撐，其分別置于三個(gè)支撐塊上，并且由螺栓依次穿過旋轉(zhuǎn)件、支撐塊和支撐件進(jìn)行固定；該裝置的特征是根據(jù)被動(dòng)控制的原理，通過機(jī)械調(diào)整的方式實(shí)現(xiàn)本裝置三個(gè)正交方向的剛度調(diào)節(jié)，從而降低弱剛性零件數(shù)控銑削加工中的振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)高效與高精加工。該裝置各個(gè)方向的剛度調(diào)整可以獨(dú)立進(jìn)行，互不影響，且可調(diào)參數(shù)范圍大，可以適應(yīng)多種零件的加工需求。而且，本發(fā)明裝置實(shí)施簡單、易于維護(hù)，對(duì)環(huán)境無污染。
【專利說明】—種錢削加工被動(dòng)減振夾具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于弱剛性零件數(shù)控銑削加工的被動(dòng)減振夾具，具體涉及一種金屬數(shù)控銑削加工過程中的減振裝置，以實(shí)現(xiàn)弱剛性金屬零件的高性能銑削加工，提高弱剛性件的加工精度及效率。屬于機(jī)械加工領(lǐng)域的夾具裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代制造業(yè)的迅速發(fā)展，弱剛性零件在軍民品的生產(chǎn)應(yīng)用中日益廣泛，同時(shí)對(duì)其加工質(zhì)量的要求也越來越高。弱剛性零件由于剛性差，在加工過程中切削力的影響下容易產(chǎn)生變形和振動(dòng)，影響加工精度和效率。針對(duì)上述問題，人們普遍采用調(diào)整切削參數(shù)、增加輔助支撐、設(shè)計(jì)專用夾具等方式來減少加工過程中的振動(dòng)。
[0003]傳統(tǒng)的機(jī)床專用夾具可對(duì)弱剛性零件提供良好的剛性支撐，但適用范圍有限。因此，人們?cè)O(shè)計(jì)了減振夾具，能夠根據(jù)待加工零件的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行調(diào)整安裝，擴(kuò)大了使用范圍，有助于降低裝夾費(fèi)用和生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。根據(jù)控制機(jī)理的不同，減振夾具存在主動(dòng)型與被動(dòng)型之分。主動(dòng)型減振夾具一般由傳感器、智能控制單元和執(zhí)行部件組成，可以較好的適應(yīng)加工，但是由于部件較多且控制復(fù)雜，制造成本高，在實(shí)際應(yīng)用中并不多。被動(dòng)型減振夾具依據(jù)待加工零件與主振系的耦合關(guān)系，可通過調(diào)整夾具內(nèi)部結(jié)構(gòu)以改變其動(dòng)力學(xué)特性，實(shí)現(xiàn)降低切削加工振動(dòng)的目的。雖然其適應(yīng)性遜于主動(dòng)型，但是實(shí)施簡單、易于維護(hù)，可用于解決實(shí)際生產(chǎn)中弱剛性零件的高效和高精加工難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種銑削加工被動(dòng)減振夾具，減弱弱剛性零件加工中的振動(dòng)。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，減振效果明顯。
[0005]本發(fā)明一種銑削加工被動(dòng)減振夾具，它由底座1，支撐件2，旋轉(zhuǎn)件3，支撐調(diào)節(jié)件4，工作臺(tái)5，支撐塊6，調(diào)節(jié)板7和相應(yīng)螺釘和螺栓及螺母組成。它們之間的位置連接關(guān)系是:底座I固定在機(jī)床工作臺(tái)上，通過螺栓和梯形螺母進(jìn)行連接。該底座是其上均布弧形槽的圓盤狀件。其功能是為被動(dòng)減振夾具提供穩(wěn)定支撐。
[0006]支撐件2通過螺釘和底座相連，在支撐件2上水平面內(nèi)均勻分布三條槽，槽中心距離支撐件2的中心線距離連續(xù)變化。該支撐件是其上均布弧形槽和圓孔的三角形件。其功能是為Z向剛度旋轉(zhuǎn)件3提供旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，同時(shí)為其提供支撐；通過連續(xù)調(diào)節(jié)槽中心與支撐件2中心線的距離，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)Z方向剛度的功能。
[0007]支撐塊6位于支撐件2之上，均勻分布于支撐件2的槽上。旋轉(zhuǎn)件3在水平面內(nèi)均勻分布三個(gè)懸臂梁式支撐，其分別置于三個(gè)支撐塊6上，并且由螺栓依次穿過旋轉(zhuǎn)件3、支撐塊6和支撐件2進(jìn)行固定。通過旋轉(zhuǎn)件3的轉(zhuǎn)動(dòng)可以調(diào)節(jié)螺栓固定位置與夾具中心軸線的距離，以達(dá)到調(diào)節(jié)夾具Z方向剛度的目的。該支撐塊是圓柱環(huán)裝零件，功能是為旋轉(zhuǎn)件3提供支撐，并保證每次調(diào)整后支撐的接觸面積不變，從而保證僅改變支撐位置和夾具中心軸線距離而改變剛度的目的。[0008]支撐調(diào)節(jié)件4位于旋轉(zhuǎn)件3之上，并且可以繞支撐調(diào)節(jié)件4和旋轉(zhuǎn)件3的共同軸線進(jìn)行一定角度范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)。部件4和部件3通過螺栓進(jìn)行固定。該支撐調(diào)節(jié)件是由一個(gè)法蘭和一個(gè)圓筒件結(jié)合而成，其功能是首先為被動(dòng)減振夾具提供支撐，然后確保在旋轉(zhuǎn)件3進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)后夾具上方加工零件的位置不變，同時(shí)為機(jī)床坐標(biāo)X，Y方向的調(diào)節(jié)部件提供固定位置。
[0009]工作臺(tái)5通過螺釘和支撐調(diào)節(jié)件4的中間支撐柱相連接，并且工作臺(tái)5上開有四個(gè)沉孔，可以通過螺釘將工件固定于工作臺(tái)上。該工作臺(tái)是其上均布沉孔的圓盤狀件。其功能是用來將工件固定在被動(dòng)減振夾具上，同時(shí)提供Z方向的支撐和X，Y方向剛度調(diào)節(jié)部件的固定位置。
[0010]調(diào)節(jié)板7通過螺釘固定于工作臺(tái)上，均勻分布于工作臺(tái)的四個(gè)方向，和支撐調(diào)節(jié)件4上的調(diào)節(jié)板相對(duì)應(yīng)，并且通過螺栓和支撐調(diào)節(jié)件4相固定。通過改變不同方向的調(diào)節(jié)板上的螺栓固定位置就可以改變夾具在水平面內(nèi)不同方向上的剛度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)X和Y方向剛度的調(diào)節(jié)。該調(diào)節(jié)板是其上設(shè)置弧形槽和圓孔的條形件。其功能是為X，Y方向的剛度調(diào)節(jié)提供空間和支撐，槽為螺栓固定提供位置和限制。
[0011]其中，該裝置可以分別調(diào)節(jié)X，Y，Z三個(gè)方向的夾具剛度，從而改變其固有頻率。三個(gè)方向剛度調(diào)節(jié)相互獨(dú)立，互不影響。
[0012]其中，Z方向剛度的調(diào)節(jié)使用旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和懸臂梁式結(jié)構(gòu)，通過旋轉(zhuǎn)來調(diào)整支撐點(diǎn)和夾具中心軸線的距離來改變夾具在Z方向上的剛度，懸臂距離越長，夾具剛度在此方向上的剛度越小。
[0013]其中，支撐調(diào)節(jié)件4和旋轉(zhuǎn)件3也可以進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)，確保夾具上部在調(diào)整Z方向剛度的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)以后，任然可以保持X，Y方向的不變。
[0014]其中，該裝置的結(jié)構(gòu)剛度調(diào)節(jié)范圍可以通過更換調(diào)節(jié)板7和旋轉(zhuǎn)件3的材料進(jìn)一步擴(kuò)大。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0016]1、本發(fā)明裝置作為機(jī)械加工領(lǐng)域的減振裝置，可以改變夾具在沿機(jī)床坐標(biāo)系X，Y, Z三個(gè)方向的剛度，有效降低切削加工中的振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)零件的高效及高質(zhì)加工；
[0017]2、本裝置X，Y，Z方向剛度調(diào)節(jié)范圍廣，零件適應(yīng)性強(qiáng)，進(jìn)行簡單調(diào)節(jié)即可有效實(shí)現(xiàn)對(duì)不同零件的加工；
[0018]3、本發(fā)明裝置通過調(diào)節(jié)螺栓在調(diào)節(jié)板上的豎直方向固定位置來實(shí)現(xiàn)X，Y方向剛度調(diào)節(jié)，操作簡單易行；
[0019]4、本發(fā)明裝置采用旋轉(zhuǎn)位置可以實(shí)現(xiàn)Z方向剛度的調(diào)節(jié)，占用空間小，調(diào)整便利；
[0020]5、本發(fā)明裝置將X，Y，Z方向的剛度調(diào)節(jié)相互隔離，相互之間無影響，可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)方向剛度的自由調(diào)節(jié)；
[0021]6、本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單、易于維護(hù)，對(duì)環(huán)境無污染。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明裝置在切削加工中的應(yīng)用圖；
[0023]圖2為本發(fā)明裝置等軸測(cè)視圖；
[0024]圖3為本發(fā)明裝置的正視圖；[0025]圖4為本發(fā)明裝置俯視圖；
[0026]圖中:
[0027]1-底座；2_支撐件；3_旋轉(zhuǎn)件；4_支撐調(diào)節(jié)件；5_工作臺(tái)；6_支撐塊；7_調(diào)節(jié)板?！揪唧w實(shí)施方式】
[0028]下面將結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。一種銑削加工被動(dòng)減振夾具,其加工應(yīng)用示意圖如圖1所示。該統(tǒng)削加工被動(dòng)減振夾具固定于機(jī)床工作臺(tái)上，被加工弱剛性零件固定在此夾具上，然后刀具對(duì)零件進(jìn)行切削加工。
[0029]本發(fā)明為一種用于弱剛性件銑削加工的被動(dòng)減振夾具。如圖2所示，該裝置由底座1，支撐件2，旋轉(zhuǎn)件3，支撐調(diào)節(jié)件4，工作臺(tái)5，支撐塊6，調(diào)節(jié)板7和相應(yīng)螺釘和螺栓及螺母組成。在使用該裝置的時(shí)候，首先將底座I固定到機(jī)床工作臺(tái)上，然后將支撐件2用螺釘和底座I相固定，如圖2和圖4中部件1、2位置所示。把支撐塊6放在支撐件2的三個(gè)槽的最頂端，然后把旋轉(zhuǎn)件3放到支撐塊6上，使旋轉(zhuǎn)件3的三個(gè)懸臂梁架構(gòu)上的槽中心線和支撐塊6的中心對(duì)準(zhǔn)，使用螺栓穿過旋轉(zhuǎn)件3和支撐塊6以及支撐件2，然后用螺母進(jìn)行擰緊固定，如圖3中2、3和6位置所示。將支撐調(diào)節(jié)件4和旋轉(zhuǎn)件3上的螺栓槽對(duì)齊，然后使用螺栓和螺母進(jìn)行固定。使用螺釘把零件通過工作臺(tái)5上的四個(gè)沉孔與工作臺(tái)5進(jìn)行固定。再將工作臺(tái)5使用螺釘和支撐調(diào)節(jié)件4進(jìn)行固定，然后使用螺釘將調(diào)節(jié)板7分別固定到工作臺(tái)5相應(yīng)的位置，然后使用螺栓分別把四個(gè)調(diào)節(jié)板7在側(cè)面與支撐調(diào)節(jié)件4的調(diào)節(jié)板進(jìn)行固連，如圖2和圖3中部件4、5、7的位置所示。
[0030]將固定支撐件2支撐塊6和旋轉(zhuǎn)件3的三個(gè)螺栓放松，然后將旋轉(zhuǎn)件3進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，便可以改變旋轉(zhuǎn)件3上支撐夾具上部的懸臂長度，從而夾具改變Z方向的剛度，然后再將螺栓擰緊，即完成Z向剛度調(diào)節(jié)。
[0031]將X方向的固定兩個(gè)調(diào)節(jié)板7和支撐調(diào)節(jié)件4的兩個(gè)螺栓放松，然后調(diào)節(jié)兩個(gè)螺栓在Z方向的位置，即可調(diào)節(jié)夾具在X方向上的剛度，然后再將螺栓擰緊，即完成X方向剛度調(diào)節(jié)。
[0032]將Y方向的固定兩個(gè)調(diào)節(jié)板7和支撐調(diào)節(jié)件4的兩個(gè)螺栓放松，然后調(diào)節(jié)兩個(gè)螺栓在Z方向的位置，即可調(diào)節(jié)夾具在Y方向上的剛度，然后再將螺栓擰緊，即完成Y方向剛度調(diào)節(jié)。
[0033]使用結(jié)束后，依次拆除即可。
【權(quán)利要求】
1.一種銑削加工被動(dòng)減振夾具，其特征在于:它由底座、支撐件、旋轉(zhuǎn)件、支撐調(diào)節(jié)件、工作臺(tái)、支撐塊、調(diào)節(jié)板和相應(yīng)螺釘螺母組成；底座固定在機(jī)床工作臺(tái)上，通過螺栓和梯形螺母進(jìn)行連接；該底座是其上均布弧形槽的圓盤狀件，其功能是為被動(dòng)減振夾具提供穩(wěn)定支撐；支撐件通過螺釘和底座相連，在支撐件上水平面內(nèi)均勻分布三條槽，槽中心距離支撐件的中心線距離連續(xù)變化；該支撐件是其上均布弧形槽和圓孔的三角形件，其功能是為Z向剛度旋轉(zhuǎn)件提供旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，同時(shí)為其提供支撐；通過連續(xù)調(diào)節(jié)槽中心與支撐件中心線的距離，實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)Z方向剛度的功能；支撐塊位于支撐件之上，均勻分布于支撐件的槽上，旋轉(zhuǎn)件在水平面內(nèi)均勻分布三個(gè)懸臂梁式支撐，其分別置于三個(gè)支撐塊上，并且由螺栓依次穿過旋轉(zhuǎn)件、支撐塊和支撐件進(jìn)行固定；通過旋轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺栓固定位置與夾具中心軸線的距離，以達(dá)到調(diào)節(jié)夾具Z方向剛度的目的；該支撐塊是圓柱環(huán)裝零件，功能是為旋轉(zhuǎn)件提供支撐，并保證每次調(diào)整后支撐的接觸面積不變，從而保證僅改變支撐位置和夾具中心軸線距離而改變剛度的目的；支撐調(diào)節(jié)件位于旋轉(zhuǎn)件之上，并且繞支撐調(diào)節(jié)件和旋轉(zhuǎn)件的共同軸線進(jìn)行預(yù)定角度范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)件和支撐調(diào)節(jié)件通過螺栓進(jìn)行固定，該支撐調(diào)節(jié)件是由一個(gè)法蘭和一個(gè)圓筒件結(jié)合而成，其功能是首先為被動(dòng)減振夾具提供支撐，然后確保在旋轉(zhuǎn)件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)后夾具上方加工零件的位置不變，同時(shí)為機(jī)床坐標(biāo)X，Y方向的調(diào)節(jié)部件提供固定位置；該工作臺(tái)通過螺釘和支撐調(diào)節(jié)件的中間支撐柱相連接，并且工作臺(tái)上開有四個(gè)沉孔，通過螺釘將工件固定于工作臺(tái)上，該工作臺(tái)是其上均布沉孔的圓盤狀件；其功能是用來將工件固定在被動(dòng)減振夾具上，同時(shí)提供Z方向的支撐和X，Y方向剛度調(diào)節(jié)部件的固定位置；該調(diào)節(jié)板通過螺釘固定于工作臺(tái)上，均勻分布于工作臺(tái)的四個(gè)方向，和支撐調(diào)節(jié)件上的調(diào)節(jié)板相對(duì)應(yīng)，并且通過螺栓和支撐調(diào)節(jié)件相固定；通過改變不同方向的調(diào)節(jié)板上的螺栓固定位置就能改變夾具在水平面內(nèi)不同方向上的剛度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)X和Y方向剛度的調(diào)節(jié)；該調(diào)節(jié)板是其上設(shè)置弧形槽和圓孔的條形件，其功能是為X，Y方向的剛度調(diào)節(jié)提供空間和支撐，槽為螺栓固定提供位置和限制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銑削加工被動(dòng)減振夾具，其特征在于:該裝置可以分別調(diào)節(jié)X，Y, Z三個(gè)方向的夾具剛度，從而改變其固有頻率，三個(gè)方向剛度調(diào)節(jié)相互獨(dú)立，互不影響。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銑削加工被動(dòng)減振夾具，其特征在于:Ζ方向剛度的調(diào)節(jié)使用旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和懸臂梁式結(jié)構(gòu)，通過旋轉(zhuǎn)來調(diào)整支撐點(diǎn)和夾具中心軸線的距離來改變夾具在Z方向上的剛度，懸臂距離越長，夾具剛度在此方向上的剛度越小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銑削加工被動(dòng)減振夾具，其特征在于:支撐調(diào)節(jié)件和旋轉(zhuǎn)件能進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)，確保夾具上部在調(diào)整Z方向剛度的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)以后，仍然保持X，Y方向的不變。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銑削加工被動(dòng)減振夾具，其特征在于:該裝置的結(jié)構(gòu)剛度調(diào)節(jié)范圍通過更換調(diào)節(jié)板和旋轉(zhuǎn)件的材料進(jìn)一步擴(kuò)大。
【文檔編號(hào)】B23Q3/06GK103831646SQ201410092772
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】楊毅青, 徐東東 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)