薄壁圆筒内撑装置、车铣复合加工装置及加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种薄壁圆筒内撑装置，包括芯轴，芯轴上套设有安装座和抵推块，安装座周侧设有多个间隔的导向件，导向件上滑设有磁流变阻尼支撑机构，磁流变阻尼支撑机构与抵推块之间铰接有连杆，芯轴的两端设有调节件，安装座和抵推块之间设有复位弹性件。还公开了一种车铣复合加工装置，包括机床，机床首尾两端分别设有卡盘机构和尾座，机床上滑设有刀架，车铣复合加工装置还包括薄壁圆筒内撑装置，尾座上设有回旋顶针。还公开了一种车铣复合加工方法，包括步骤：安装薄壁圆筒内撑装置；通电磁流变阻尼支撑机构；薄壁圆筒固定；电脉冲辅助加工。本薄壁圆筒内撑装置、车铣复合加工装置及加工方法能抑制薄壁圆筒颤振，提高加工精度和加工效率。加工效率。加工效率。

【技术实现步骤摘要】
薄壁圆筒内撑装置、车铣复合加工装置及加工方法


[0001]本专利技术涉及机械加工
，尤其涉及一种薄壁圆筒内撑装置、车铣复合加工装置及加工方法。

技术介绍

[0002]薄壁圆筒零件的高效高精度的加工就属于目前民用以及国防工业急需解决的问题。由于薄壁筒刚性极差，在切削力的作用下容易产生颤振和变形，很难获得满意的加工质量和加工精度。振动还会加剧刀具磨损，严重影响生产效率和生产成本。
[0003]薄壁圆筒零件在切削加工过程中引入的残余应力，能够引起薄壁圆筒的变形。在实际加工过程中，需要反复进行切削
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退火处理的加工工艺来降低残余应力对薄壁圆筒加工精度的硬度。为此薄壁圆筒的加工效率极低。
[0004]针对薄壁筒加工刚性差等的问题，专利(专利号CN201922058447.5)公开了一种用于加工薄壁筒的钻孔工装，该装置采用多个挤压杆环形支撑薄壁筒，每个挤压杆的端部固接有一个圆弧形板。薄壁筒加工过程中，调节推杆，从而使四根挤压杆径向扩张，使多个圆弧形板与薄壁筒相贴起到支撑的作用。但该装置采用楔形面配合推动，不能根据薄壁件加工振动的实际工况调整支撑力，影响薄壁筒的加工精度和加工质量。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够有效抑制薄壁圆筒颤振，提高加工精度和加工效率的薄壁圆筒内撑装置、车铣复合加工装置及加工方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种薄壁圆筒内撑装置，包括芯轴，所述芯轴上套设有至少一对可相对靠近和远离的安装座和抵推块，所述安装座的周侧设有多个间隔布置的导向件，各所述导向件上均滑设有用于抵撑薄壁圆筒内壁的磁流变阻尼支撑机构，所述磁流变阻尼支撑机构与相对的抵推块之间铰接有连杆，所述芯轴的两端设有用于使安装座和抵推块靠近或远离的调节件，成对的所述安装座和抵推块之间设有复位弹性件。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进：
[0009]所述磁流变阻尼支撑机构包括缸体和活塞，所述缸体滑设于导向件上，所述连杆铰接在缸体与相对的抵推块之间，所述缸体中设有励磁线圏和磁流变液，所述活塞的一端活动插设于磁流变液中，另一端伸至缸体外、并设有用于抵撑薄壁圆筒内壁的抵撑抓，所述活塞与缸体之间设有预紧弹性件。
[0010]所述缸体的两端均设有端盖，所述连杆铰接在缸体一端的端盖与相对的抵推块之间，所述活塞穿设于缸体另一端端盖的中部。
[0011]所述端盖通过螺栓安装在缸体上。
[0012]所述缸体上设有注液口。
[0013]所述安装座和抵推块设有两对，两块所述安装座一体成形并固定于芯轴的中部，
所述抵推块滑动套设于芯轴上，所述芯轴两端的调节件分别抵紧在两个抵推块的外侧。
[0014]所述调节件套设于芯轴上并与芯轴螺纹连接。
[0015]一种车铣复合加工装置，包括机床，所述机床的首尾两端分别设有卡盘机构和尾座，所述机床于卡盘机构和尾座之间滑设有刀架，所述车铣复合加工装置还包括上述的薄壁圆筒内撑装置，所述尾座上设有用于顶撑芯轴的回旋顶针。
[0016]作为上述技术方案的进一步改进：
[0017]所述机床上设有可与卡盘机构电连接的卡盘接电机构，所述尾座上设有可与回旋顶针电连接的顶针接电机构，所述卡盘接电机构和顶针接电机构与脉冲电源的正负极分别连接。
[0018]一种车铣复合加工方法，采用上述的车铣复合加工装置进行，包括如下步骤：
[0019]步骤S1、安装薄壁圆筒内撑装置：将薄壁圆筒内撑装置插入薄壁圆筒内，再通过调节件使各磁流变阻尼支撑机构抵撑于薄壁圆筒的内壁上；
[0020]步骤S2、通电磁流变阻尼支撑机构：使磁流变阻尼支撑机构通电，并调节电流的大小，使磁流变阻尼支撑机构对薄壁圆筒产生相应的阻尼力；
[0021]步骤S3、薄壁圆筒固定：将卡盘机构夹持芯轴或者薄壁圆筒的一端，回旋顶针顶撑芯轴的另一端，形成一夹一顶的固定夹持方式；
[0022]步骤S4、电脉冲辅助加工：启动机床，待刀架上的刀具与薄壁圆筒的外壁开始接触时，打开脉冲电源，并调节脉冲电源参数，使薄壁圆筒表面产生电脉冲，开始对工件进行加工。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0024]本专利技术的薄壁圆筒内撑装置，使用过程：首先，将薄壁圆筒内撑装置插入薄壁圆筒内，再通过调节件使安装座和抵推块靠近，连杆在抵推块的带动作用下转动，各磁流变阻尼支撑机构在相应连杆的抵推作用下，抵撑于薄壁圆筒的内壁上；其次，使磁流变阻尼支撑机构通电，并调节电流的大小，使磁流变阻尼支撑机构对薄壁圆筒产生相应的阻尼力；然后，将机床的卡盘机构夹持芯轴或者薄壁圆筒的一端，机床的回旋顶针顶撑芯轴的另一端，形成一夹一顶的固定夹持方式；最后，启动机床，对工件进行加工。本薄壁圆筒内撑装置在加工过程中，通过各磁流变阻尼支撑机构的抵撑在薄壁圆筒的内壁上，不仅能够提高薄壁圆筒加工中的刚度，而且可以改变工件
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刀具系统中的阻尼特性，有效抑制薄壁圆筒颤振，降低薄壁圆筒表面粗糙度值，延长刀具使用寿命，有效降低加工成本，提高加工精度和加工效率。并且，可以通过改变磁流变阻尼支撑机构中电流的大小，调节阻尼力。
[0025]本专利技术的薄壁圆筒内撑装置，使用时，通过调节件使安装座和抵推块靠近，使抵撑抓与薄壁圆筒的内壁相接触并通过预紧弹性件对薄壁圆筒施加适当的预紧力，然后，励磁线圏通电，使缸体内的磁流变液变成固态，抵撑抓在预紧弹性件的预紧力和固化磁流变液的作用下，抵紧在薄壁圆筒的内壁上。反之，励磁线圏断电，使缸体内的固态磁流变液变成液态后，再通过调节件使安装座和抵推块远离，即可取下薄壁圆筒。
[0026]本专利技术的薄壁圆筒内撑装置，通过芯轴两端的调节件便能使两对安装座和抵推块都能相对靠近，从而使各磁流变阻尼支撑机构同步径向移动，以抵紧在薄壁圆筒的内壁上，提高固定效果。
[0027]本专利技术的车铣复合加工装置在加工过程中，通过各磁流变阻尼支撑机构的抵撑在
薄壁圆筒的内壁上，不仅能够提高薄壁圆筒加工中的刚度，而且可以改变工件
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刀具系统中的阻尼特性，有效抑制薄壁圆筒颤振，降低薄壁圆筒表面粗糙度值，延长刀具使用寿命，有效降低加工成本，提高加工精度和加工效率。并且，可以通过改变磁流变阻尼支撑机构中电流的大小，调节阻尼力。
[0028]本专利技术的车铣复合加工装置在加工过程中，在薄壁圆筒夹持固定完成后，启动机床，待刀架上的刀具与薄壁圆筒的外壁开始接触时，打开脉冲电源，并调节脉冲电源参数，使薄壁圆筒表面产生电脉冲，再开始对工件进行加工。通过电脉冲辅助切削不仅能够降低切削引入的残余应力，而且能够实时消除残余应力，革新了薄壁圆筒传统切削加工
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热处理工艺多道次工艺路线规程。
[0029]本专利技术的车铣复合加工方法，通过各磁流变阻尼支撑机构的抵撑在薄壁圆筒的内壁上，不仅能够提高薄壁圆筒加工中的刚度，而且可以改变工件...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄壁圆筒内撑装置，其特征在于：包括芯轴(1)，所述芯轴(1)上套设有至少一对可相对靠近和远离的安装座(2)和抵推块(3)，所述安装座(2)的周侧设有多个间隔布置的导向件(4)，各所述导向件(4)上均滑设有用于抵撑薄壁圆筒(7)内壁的磁流变阻尼支撑机构(5)，所述磁流变阻尼支撑机构(5)与相对的抵推块(3)之间铰接有连杆(6)，所述芯轴(1)的两端设有用于使安装座(2)和抵推块(3)靠近或远离的调节件(11)，成对的所述安装座(2)和抵推块(3)之间设有复位弹性件(12)。2.根据权利要求1所述的薄壁圆筒内撑装置，其特征在于：所述磁流变阻尼支撑机构(5)包括缸体(51)和活塞(52)，所述缸体(51)滑设于导向件(4)上，所述连杆(6)铰接在缸体(51)与相对的抵推块(3)之间，所述缸体(51)中设有励磁线圏(53)和磁流变液(54)，所述活塞(52)的一端活动插设于磁流变液(54)中，另一端伸至缸体(51)外、并设有用于抵撑薄壁圆筒(7)内壁的抵撑抓(55)，所述活塞(52)与缸体(51)之间设有预紧弹性件(56)。3.根据权利要求2所述的薄壁圆筒内撑装置，其特征在于：所述缸体(51)的两端均设有端盖(511)，所述连杆(6)铰接在缸体(51)一端的端盖(511)与相对的抵推块(3)之间，所述活塞(52)穿设于缸体(51)另一端端盖(511)的中部。4.根据权利要求3所述的薄壁圆筒内撑装置，其特征在于：所述端盖(511)通过螺栓安装在缸体(51)上。5.根据权利要求2所述的薄壁圆筒内撑装置，其特征在于：所述缸体(51)上设有注液口(512)。6.根据权利要求1所述的薄壁圆筒内撑装置，其特征在于：所述安装座(2)和抵推块(3)设有两对，两块所述安装座(2)一体成形并固定于芯轴(1)的中部，所述抵推块(3)滑动套设于芯轴(1)上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙富建，蒋志贤，屈盛官，肖罡，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：