数控加工薄壁件振动识别检测加工平台及加工工艺制造技术

数控加工薄壁件振动识别检测加工平台及加工工艺，加工平台包括加工机构和至少两组振动抑制机构，加工机构位于两组振动抑制机构之间；振动抑制机构包括底座，底座上设置有两根立柱，两根立柱之间设置有移动架，移动架能够沿立柱竖直上下移动，移动架上设置有若干挤压件，挤压件下方对应设置有位于底座上的放置台，放置台与挤压件能够配合形成夹持区域，夹持区域用于夹持薄壁件，放置台上设置有振动检测单元和致动器，振动检测单元用于监测薄壁件的振动幅度，所述致动器用于向薄壁件施加反向抑制力。本发明专利技术在加工过程中，薄壁件的振幅梯度小且各处受力均匀，确保整个薄壁件在加工过程中局部受力均匀、振幅差异小，从而提高加工精度和质量。

【技术实现步骤摘要】
数控加工薄壁件振动识别检测加工平台及加工工艺
本专利技术涉及机加工领域，具体涉及数控加工薄壁件振动识别检测加工平台及加工工艺。
技术介绍
薄壁零件具有质量轻、比强度高、结构紧凑、节省材料等优点，因而被广泛应用于航空航天、汽车、能源等众多的领域。然而，薄壁零件属于弱刚性部件，其加工难点主要在于切削力作用下极易发生振动，特别是在大切削参数下振动现象更为明显、甚至发生颤振。振动现象的存在不仅损害了机床和刀具寿命、限制了加工效率，还降低了工件表面加工质量，这将严重降低生产效率，降低成品的精度，提高生产成本。现阶段，解决薄壁零件加工振动的方法主要分为被动控制法和主动控制法。其中，主动控制根据系统响应并结合适当的控制算法抑制加工振动，主要过程是根据在线测得刀具与工件间的相对振动或切削力大小，应用智能致动器来产生补偿或抵消振动的力。专利CN110153781A公开了一种薄壁零件加工振动的主要控制法，其利用振动检测单元监测薄壁件在铣削加工过程中产生的振动信号，采用弯曲型致动器作为抑制装置的执行器，在致动器末端对工件施加反向抑振力，对薄壁件加工过程产生的颤振进行主动控制。但是，此种振动抑制装置及方法仅适用于面积较小的薄壁零件，对于大型薄壁零件，致动器施加于工件上的反向抑制力会随着靠近薄壁零件中部而逐渐减小，此时若增大反向抑制力则靠近致动器部分受到的反向抑制力将过大，减小反向抑制力则靠近薄壁零件中部的反向抑制力将过小。故有必要针对大型薄壁零件设计一款振动识别检测加工平台。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供数控加工薄壁件振动识别检测加工平台及加工工艺，以解决现有技术对大型薄壁零件进行铣削加工时存在的振动幅度梯度大、各处反向抑制力不均匀、加工精度差的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：数控加工薄壁件振动识别检测加工平台，包括加工机构和至少两组振动抑制机构，所述加工机构位于两组振动抑制机构之间；所述振动抑制机构包括底座，所述底座上设置有两根立柱，两根立柱之间设置有移动架，所述移动架能够沿立柱竖直上下移动，移动架上设置有若干挤压件，所述挤压件下方对应设置有位于底座上的放置台，所述放置台与挤压件能够配合形成夹持区域，所述夹持区域用于夹持薄壁件，放置台上设置有振动检测单元和致动器，所述振动检测单元用于监测薄壁件的振动幅度，所述致动器用于向薄壁件施加反向抑制力。专利CN110153781A公开的薄壁件加工平台，虽然能够实现振动的实时检测和反馈控制，控制精度高，但是其夹具的结构设置使其在加工大型薄壁件时，一部分出现振动加剧，另一部分出现振动较小，容易导致薄壁件受力不均、振幅分布不均，最终导致加工精度差，加工质量低的问题。随着技术的发展，大型薄壁件加工将成是未来数控加工的重要研发方向。为此，本专利技术提供了一种针对大型薄壁件的加工平台和加工工艺，其通过夹具、加工机构的设计，结合整体的布置方式，将大型薄壁件区域化分隔，再对各区域进行有序的铣削加工，从而避免了局部受力不均、振幅差异大的问题，有效地提高了大型薄壁件的加工质量。具体地，本技术方案的加工平台包括加工机构和振动抑制机构，其中加工机构用于加工薄壁件，振动抑制机构用于夹持薄壁件并抑制薄壁件在加工过程中产生的振动。振动抑制机构至少有两组，两组振动抑制机构之间设置有一个加工机构。在部分实施例中，为提高加工效率，可适量增加加工机构的数量，优选地，加工机构与振动抑制机构交替设置。振动抑制机构包括底座，底座上设置的两根用于支撑并调整移动架的位置，移动架能够沿立柱竖直上下移动。移动架沿立柱竖直上下移动的方式有多种。在部分实施例中，移动架的两端通过销轴销孔的方式固定在立柱上的特定位置，在部分实施例中，移动架的两端可以安装滑块，并在立柱上设置滑轨，使得移动架可以固定在立柱上的任一位置。移动架上设置有挤压件，挤压件的数量可根据实际需求增加或减少，挤压件既可以相对移动架移动，也可以相对于移动架固定。移动架与其下方的放置台一一对应，两者相互配合共同形成一个夹持点用于夹持薄壁件，夹持点的个数可以根据实际需求增减。放置台上设置有振动检测单元以监测薄壁件的振动幅度。优选地，放置台上设置有L形支撑杆，所述L形支撑杆上安装有振动检测单元，振动检测单元贴附于薄壁件上。放置台上还设置有致动器，致动器位于放置台和工件之间，用于向薄壁件的下表面施加反向抑制力。致动器、振动检测单元及信号采集单元、控制计算机、功放、可编程信号发生器等信号处理、收发装置可采用现有技术中任一设计或布置，也可采用专利CN110153781A中公开的设置方式进行振动幅度的监测和抑制。加工之前，将待加工薄壁件放置于放置台上，控制移动架竖直向下移动，最终移动架上的挤压件对薄壁件施加作用力，同放置台共同形成对薄壁件的夹持，薄壁件夹持稳固且薄壁件上形成多个夹持点，四个夹持点构成矩形的夹持区域，也是最小的加工区域，相邻两个夹持点之间的距离使得远离单一夹持点的薄壁件部分不会产生较大的振幅，因此在加工过程中，夹持区域内的薄壁件不会产生较大的振幅梯度，且各处受力相对均匀，进而确保整个薄壁件在加工过程中局部受力均匀、振幅差异小，从而提高加工精度和质量。作为本专利技术的一种优选实施方式，所述立柱上设置有第一滑轨，所述第一滑轨上设置有能够沿第一滑轨移动的第一滑块，所述移动架的两端分别与两根立柱上的第一滑块连接。通过移动滑块能够将移动架固定在任何高度，以使得挤压件能够挤压不同壁厚的薄壁件。进一步地，所述挤压件为丝杆，所述丝杆能够通过旋转相对于移动架上下移动。通过上述设置，薄壁件的固定挤压分为初调和微调两步。初调时，将移动架移动至挤压件底端与薄壁件接触的位置后固定移动架的滑块在第一滑轨上的位置，此时挤压件不对薄壁件产生夹持固定。初调完成后，通过旋转挤压件实现微调，微调采用对称逐渐旋紧的方式，即先旋转最左边的第一个挤压件，再旋转最右边的第一个挤压件，之后旋转最左边的第二个挤压件，再旋转最右边的第二个挤压件，以此类推，之后重复上述步骤直至挤压力符合要求。通过上述设置，在加工时可根据薄壁件各区域不同的厚度情况调整挤压力的大小，使得不平整的薄壁件各处的受力更加均匀，进而减少加工时薄壁件的振动，提高加工精度。优选地，丝杆的顶端设置有手柄，以便于旋转丝杆。在部分实施例中，丝杆也可通过伺服电机由控制器整体控制旋紧程度。进一步地，所述丝杆的底部的直径从上至下逐渐增大。将丝杆的底部的直径设计为从上至下逐渐增大的结构，增大接触面积，降低丝杆对薄壁件表面的局部压强，有效地保护了薄壁件。同时，为了提高丝杆结构的整体稳定性，丝杆为一体式结构。进一步地，所述丝杆的底端设置有保护层。所述保护层为丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶等橡胶材质，避免丝杆在旋转过程中对薄壁件表面形成刮擦、磨损。作为本专利技术的另一个优选实施方式，所述加工机构包括第二滑轨，所述第二滑轨上设置有两个第二滑块，所述第二滑块上设置有铣刀，两个铣刀相对设置，所述铣刀用于切割薄壁件的下表面。在使用时，两个铣刀相向同步移动切削薄壁件的下表面以实现薄壁件的加工。优选地，所述铣刀由液压缸控制移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.数控加工薄壁件振动识别检测加工平台，其特征在于，包括加工机构(2)和至少两组振动抑制机构(1)，所述加工机构(2)位于两组振动抑制机构(1)之间；所述振动抑制机构(1)包括底座(3)，所述底座(3)上设置有两根立柱(4)，两根立柱(4)之间设置有移动架(11)，所述移动架(11)能够沿立柱(4)竖直上下移动，移动架(11)上设置有若干挤压件，所述挤压件下方对应设置有位于底座(3)上的放置台(5)，所述放置台(5)与挤压件能够配合形成夹持区域，所述夹持区域用于夹持薄壁件(17)，放置台(5)上设置有振动检测单元(6)和致动器(7)，所述振动检测单元(6)用于监测薄壁件(17)的振动幅度，所述致动器(7)用于向薄壁件(17)施加反向抑制力。/n

【技术特征摘要】
1.数控加工薄壁件振动识别检测加工平台，其特征在于，包括加工机构(2)和至少两组振动抑制机构(1)，所述加工机构(2)位于两组振动抑制机构(1)之间；所述振动抑制机构(1)包括底座(3)，所述底座(3)上设置有两根立柱(4)，两根立柱(4)之间设置有移动架(11)，所述移动架(11)能够沿立柱(4)竖直上下移动，移动架(11)上设置有若干挤压件，所述挤压件下方对应设置有位于底座(3)上的放置台(5)，所述放置台(5)与挤压件能够配合形成夹持区域，所述夹持区域用于夹持薄壁件(17)，放置台(5)上设置有振动检测单元(6)和致动器(7)，所述振动检测单元(6)用于监测薄壁件(17)的振动幅度，所述致动器(7)用于向薄壁件(17)施加反向抑制力。


2.根据权利要求1所述的数控加工薄壁件振动识别检测加工平台，其特征在于，所述立柱(4)上设置有第一滑轨(8)，所述第一滑轨(8)上设置有能够沿第一滑轨(8)移动的第一滑块(9)，所述移动架(11)的两端分别与两根立柱(4)上的第一滑块(9)连接。


3.根据权利要求1所述的数控加工薄壁件振动识别检测加工平台，其特征在于，所述挤压件为丝杆(12)，所述丝杆(12)能够通过旋转相对于移动架(11)上下移动。


4.根据权利要求3所述的数控加工薄壁件振动识别检测加工平台，其特征在于，所述丝杆(12)的底部的直径从上至下逐渐增大。


5.根据权利要求3所述的数控加工薄壁件振动识别检测加工平台，其特征在于，所述丝杆(12)的底端设置有保护层。


6.根据权利要求1所述的数控加工薄壁件振动识别检测加工平台，其特征在于，所述加工机构(2)包括第二滑轨(14)，所述第二滑轨(14)上设置有两个第二滑块(15)，所述第二滑块(15)上设置有铣刀(16)，两个铣刀(16)相对设置，所述铣刀(16)...

【专利技术属性】
技术研发人员：代艳霞，黄河，阳彦雄，陈琪，严瑞强，
申请(专利权)人：宜宾职业技术学院，
类型：发明
国别省市：四川;51