一种变曲率环形薄壁件的局部组合式多点柔性支承装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种变曲率环形薄壁件的局部组合式多点柔性支承装置，集成支承状态感知传感器与作动执行机构，具体包括基座、升降组件、辅助支承装置、供油管、位移传感器、振动传感器、支承力传感器和液压传感器。在局部支承区域内，本发明专利技术的局部组合式多点柔性支承装置可根据环形薄壁件被支承表面的曲率尺寸，通过调控多个柔性支承点的空间位置，将各单点式支承面通过整合成为辅助支承装置曲率可控的组合式支承面，保证支承装置的支承面与工件被支承表面完全贴合；并将支承刚度、阻尼等难以直接控制的变量转变为液压等易于精确控制的可调变量，实现对薄壁工件

【技术实现步骤摘要】
一种变曲率环形薄壁件的局部组合式多点柔性支承装置


[0001]本专利技术属于机械加工制造领域，具体涉及一种变曲率环形薄壁件的局部组合式多点柔性支承装置。

技术介绍

[0002]环形薄壁件，如航空发动机机匣、气波制冷机转毂等，在高端装备中占有举足轻重的地位，其加工精度和表面质量直接影响着装备的使用寿命和服役性能。此类零件具有尺寸大、壁厚薄、刚性弱、材料难加工等特点，且薄壁件的动态特性随材料去除量、切触点位置的改变而变化，模态密集频段各异，在切削力的激励的作用下极易发生大的变形、振动、甚至自激颤振，从而严重影响加工质量与效率，引入辅助支承装置增加环形薄壁件的径向刚度是实现其高性能加工的有效途径之一。
[0003]在现有技术中，专利技术专利CN111113080A公开了一种抑制薄壁机匣切削加工震颤的辅助夹具，该夹具利用弹簧单元组和六边形框架的配合将辅助夹具固定在薄壁机匣的内壁或外壁，可有效抑制薄壁机匣加工过程中的振动；专利技术专利CN106808246A公开了一种薄壁环形件自动辅助支承装置，该装置可自动调节径向辅助支承空间位置，保证卸载后零件变形小，壁厚精度符合要求。但是需要指出，多数环形薄壁件整体结构复杂，其被支承表面曲率半径沿环形件的轴线方向连续变化，然而在局部支承区域，上述被动式/半主动式减振装置所采用的支承形式均为单体支承，其支承面曲率为定值，当支承装置跟随刀具切削位置随动支承时，在各局部支承区域，支承装置的支承表面曲率会因为与被支承表面曲率不同而无法完全贴合，支承处的接触形式由期望的“面接触”退化为“线接触”或者“点接触”，若仍以理论支承力支承环形薄壁件时，会引起局部接触力过载导致工件变形，出现过切等加工问题，影响加工质量。此外，上述支承装置主要用于控制薄壁件变形，还很少用于颤振抑制过程，且支承力和支承位置等工艺参数无法随加工状态变化而做出调整，难以适应大去除量下复杂薄壁件多阶模态的不规则显著变化等情形，导致加工工艺系统易失配，减振效果保持性差。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种变曲率环形薄壁件的局部组合式多点柔性支承装置，在局部支承区域内，通过调控多个柔性支承点的空间位置，使得各支承点近似组合成曲率可变的支承面，保证支承装置支承面与工件被支承面完全贴合，有效减小零件特定区域的加工变形，抑制薄壁零件颤振，实现针对不同曲率曲面的减振支承。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种变曲率环形薄壁件的局部组合式多点柔性支承装置，所述的变曲率环形薄壁件的局部组合式多点柔性支承装置包括基座、升降组件、辅助支承装置、振动传感器、位移传感器、支承力传感器、液压传感器和供油管；
[0007]所述基座为盘形结构，用于固定所述升降组件；所述升降组件由支承座、升降台和
升降推缸组成，所述升降推缸共有N组，N≥2，每组升降推缸底部设有安装法兰，通过螺栓固定于所述基座上；所述升降推缸顶部设有螺纹轴，与所述升降台上的螺纹孔配合连接；所述辅助支承装置通过螺纹连接安装在支承座内，支承座由螺栓固定在升降台上；所述辅助支承装置和所述支承座设有M组，M≥3，通过螺栓沿圆周方向均布安装在所述升降台上；所述供油管呈圆环状，与所述支承座通过卡套接头连接，同时为每个所述支承座内的辅助支承装置供油。当切削位置变化时，在所述升降推缸驱动下，所述辅助支承装置随着升降台沿工件轴线方向运动，进而实现支承位置的轴向调整。
[0008]所述辅助支承装置包括柱塞杆、缸体、第一复位弹簧、第一端盖、第二端盖、安装主体、可变形轴套、支承柱、密封接头、第二复位弹簧、第三端盖和密封圈。安装主体上安装设有支承柱H根，H≥3，所述支承柱顶部均为弹性橡胶材料，在局部支承区域内，各个所述支承柱的弹性橡胶层在工件被支承表面的挤压下形成单点式支承面，各单点式支承面通过组合成为辅助支承装置的支承面。柱塞杆为阶梯轴，缸体设有阶梯孔，二者通过轴孔配合，在轴孔端面之间构成一段环形空间，用于安装第一复位弹簧，柱塞杆的两端安装有密封圈，防止液压油泄露；柱塞杆在流体压强的驱动下沿缸体轴线移动时，第一复位弹簧被压缩，当撤去液压作用，第一复位弹簧积蓄的弹性势能释放促使柱塞杆回到起始位置；所述第一端盖安装在缸体进油侧，用于限制柱塞杆的移动位置，同时所述第一端盖设有主进油孔，液压油通过所述主进油孔进入所述辅助支承装置中各液压油路。
[0009]所述柱塞杆、所述缸体、所述第二端盖和所述安装主体内均设有液压油路，分别为第一油路、第二油路、第三油路和第四油路。当柱塞杆移动至临界位置时，液压油依次通过第一油路和第二油路进入柱塞杆液压油路中，然后通过第三油路和第四油路进入安装主体可变形轴套安装孔内，所有可变形轴套安装孔通过通孔连通；可变形轴套安装在可变形轴套安装孔中，且套在支承柱上，二者同轴安装；可变形轴套由金属轴环和硬塑轴套组合而成，所述金属轴环用于支承所述硬塑轴套，防止其在液压油作用下压溃；所述金属轴环沿圆周方向设有安装槽，硬塑轴套外表面设有环形槽，内表面设有阻力凸台，所述阻力凸台嵌套在所述安装槽内。液压油进入所述环形槽后挤压硬塑轴套，使所述阻力凸台抱紧所述支承柱，限制支承柱移动；另外，第二端盖的进油侧与柱塞杆的出油侧通过密封接头实现密封连接，第二端盖的非进油侧与安装主体的进油侧通过螺栓连接，第二端盖与安装主体中设有第二复位弹簧安装孔，第二复位弹簧被限位在安装孔中，第二复位弹簧用于各支承柱的伸出长度；第三端盖与安装主体的非进油侧通过螺栓连接，并限制可变形轴套的位置。
[0010]所述振动传感器安装在所述辅助支承装置主支承柱头部，用于监测所述辅助支承装置支承处振动信号；其余辅助支承柱头部安装所述支承力传感器，用于监测所述辅助支承装置支承处支承力的值；所述位移传感器安装在所述升降推缸内部，用于记录所述辅助支承装置的轴向位置；所述液压传感器安装在所述升降台上，用于监测局部组合式多点柔性支承装置油路的流体压强。
[0011]本专利技术具有如下优点：
[0012]1.本专利技术支承装置轴向位置和径向位置动态可调，无需更换支承头，可根据工件局部支承区域表面形状，在局部支承区域内，通过调控多个柔性支承点的空间位置，使得各支承点近似组合成曲率可变的支承面，避免因支承处接触力过载造成薄壁工件变形，保证环形薄壁件的加工精度。
[0013]2.本专利技术支承装置集成支承状态感知传感器与作动执行机构，将支承刚度、阻尼等难以直接控制的变量转变为液压等易于精确控制的可调变量，进行输出刚度、阻尼特性调控，实现对薄壁工件
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支承装置交互过程的主动顺应控制，抑制薄壁零件颤振，保证加工过程的稳定性。
附图说明
[0014]图1为本专利技术局部组合式多点柔性支承装置整体结构示意图；
[0015]图2为本专利技术局部组合式多点柔性支承装置在所属夹具位置示意图；
[0016]图3为本专利技术辅助支承装置在升降台安装布局示意图；
[0017]图4为本专利技术辅助支承装置结构剖视图；
[0018]图5为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变曲率环形薄壁件的局部组合式多点柔性支承装置，其特征在于，所述的变曲率环形薄壁件的局部组合式多点柔性支承装置包括基座、升降组件、辅助支承装置、振动传感器、位移传感器、支承力传感器、液压传感器和供油管；所述基座为盘形结构，用于固定所述升降组件；所述升降组件由支承座、升降台和升降推缸组成；其中，所述升降推缸共设有N组，N≥2，每组升降推缸底部设有安装法兰，通过螺栓固定于所述基座上；所述升降推缸顶部设有螺纹轴，与所述升降台上的螺纹孔配合连接；所述辅助支承装置通过螺纹连接安装在支承座内，支承座由螺栓固定在升降台上，所述辅助支承装置和所述支承座设有M组，M≥3，通过螺栓沿圆周方向均布安装在所述升降台上；所述供油管呈圆环状，与所述支承座通过卡套接头连接，同时为每个所述支承座内的辅助支承装置供油；当切削位置变化时，在所述升降推缸驱动下，所述辅助支承装置随着升降台沿工件轴线方向运动，进而实现支承位置的轴向调整；所述辅助支承装置包括柱塞杆、缸体、第一复位弹簧、第一端盖、第二端盖、安装主体、可变形轴套、支承柱、密封接头、第二复位弹簧、第三端盖和密封圈；安装主体上设有支承柱H个，H≥3，所述支承柱顶部均为弹性橡胶材料，在局部支承区域内，各个所述支承柱的弹性橡胶层在工件被支承表面的挤压下形成单点式支承面，各单点式支承面通过组合成为辅助支承装置的支承面；柱塞杆为阶梯轴，缸体设有阶梯孔，二者通过轴孔配合，在轴孔端面之间构成一段环形空间，用于安装第一复位弹簧，柱塞杆的两端安装有密封圈，防止液压油泄露；柱塞杆在流体压强的驱动下沿缸体轴线移动时，第一复位弹簧被压缩，当撤去液压作用，第一复位弹簧积蓄的弹性势能释放促使柱塞杆回到起始位置；所述第一端盖安装在缸体进油侧，用于限制柱塞杆的移动位置，同时所述第一端盖设有主进油孔，液压油通过所述主进油孔进入所述辅助支承装置中各液压油路；所述柱塞杆、所述缸体、所述第二端盖和所述安装主体内均设有液压油路，分别为第一油路、第二油路、第三油路和第四油路；当柱塞杆移动至临界位置时，液压油依次通过第一油路和第二油路进入柱塞杆液压油路中，然后通过第三油路和第四油路进入安装主体可变形轴套安装孔内，所有可变形轴套安装孔通过通...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙玉文，李兆亮，牛金波，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：