【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利涉及一种用于环形薄壁零件的内涨式变直径芯轴装置，属于航空航天复杂环形薄壁类零件加工。
技术介绍
1、环形薄壁零件具有质量轻、性能优越、环境适应能力强等优点而被广泛应用于航空发动机、火箭、导弹等航空航天领域，由于其经常处于高温、高压等极端工作环境，致使该类零件对加工质量有极高的要求，该类薄壁零件结构复杂、尺寸大、刚性弱、材料难加工、材料去除量大等原因存在，使得在加工过程中刀具和工件间动力学行为变化剧烈，致使工件-夹具系统时变动力学特性演化显著，导致加工过程振动和变形严重，最终导致零件加工精度和性能降低，严重影响零件的使用性能、安全性、可靠性。
2、当前，针对环形薄壁零件的加工，多采用不可调芯轴、石蜡、石膏等填充方法，但由于这些方法不可调的特点，环形薄壁零件在装夹、加工过程中的振动和变形仍存在，环形薄壁零件不可避免产生变形，突出表现是同轴度、圆柱度等降低，难以达到设计要求，因此，对于环形薄壁零件高质量加工而言，缺乏一套自适应可调芯轴装置。
3、为解决上述问题，提出了一种用于环形薄壁零件的内涨式变直径芯轴装置，该装置根据零件加工过程实时状态，对环形薄壁零件内部实时提供适当张紧力，以减少其振动和变形，从而提高加工精度和加工效率，该思想来源于已发表专利技术专利[西安交通大学.一种多梅花触指接触压力分布式测量装置：中国，cn202121821525.3]，其主要内容为：一种多梅花触指接触压力分布式测量装置，主要包括内部支撑装置、数据采集器和上位机，其中，内部支撑装置采用内筒或包括中心轴和伸缩杆，伸缩杆一
4、上述专利技术在零件加工时，仅能加工相同内径的零件，缺乏可调性、互换性，且在加工过程中无法实现对零件内表面夹紧力的适时调整，操作复杂，容易引起误调整、安装误差，导致零件加工精度降低，另外，对于内表面带有弧度特征情况下，该装置无法进行精准装夹，并且薄壁零件容易产生塑性变形，基于此，提出了本专利技术。
技术实现思路
1、鉴于上述专利技术方案存在的不足，本专利技术提供一种用于环形薄壁零件的内涨式变直径芯轴装置，主要由定位动力模块、水平定位支架、展开反馈模块和实时感知测量结构组成。
2、定位动力模块上的连接法兰与车床三爪卡盘连接，实现准确的装夹定位，连接法兰与滚珠丝杠连接，通过步进电机带动，实现滚珠丝杠的直线运动；水平定位支架上的u型卡槽通过螺栓固定于连接法兰上，空心矩型块安装于u型卡槽内部，并且与空心t型杆配合，而空心t型杆另一端保持水平，t型杆置于空心t型杆内部并与展开反馈模块上抬升圆弧构件连接，确保抬升圆弧构件保持水平，保证专利技术装置平稳、可靠运行；展开反馈模块上左连杆和右连杆通过半牙螺栓连接在抬升圆弧构件上，左连杆和右连杆通过滚珠丝杠的运动带动其运动，实现展开反馈模块的张开和闭合；实时感知测量结构包括压力传感器、多功能传感器、倾角传感器和薄膜传感器等，其中，压力传感器安装于连接法兰内部，多功能传感器位于滚珠丝杠内部，倾角传感器安装于左连杆和右连杆上，薄膜传感器安装于抬升圆弧构件上，整体装置通过传感器实时感知薄壁零件加工状态并进行实时调控。
3、本设计中的抬升圆弧构件可根据待加工零件的内径尺寸进行套装更换，以适应不同直径环形薄壁零件加工，显著降低加工成本且方便人工操作，此外，本专利技术具备高效率、高自动化水平和高加工精度等优点，能够有效保证环形薄壁零件的加工质量。
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1.一种用于环形薄壁零件的内涨式变直径芯轴装置，其特征在于：主要包括定位动力模块、水平定位支架、展开反馈模块和实时感知测量结构，所述定位动力模块位于装置中心位置，水平定位支架位于定位动力模块最左侧，展开反馈模块位于定位动力模块四周且在水平定位支架右端，实时感知测量结构分布在装置核心部件上。
2.根据权利要求书1所述的一种用于环形薄壁零件的内涨式变直径芯轴装置，其特征在于：所述定位动力模块主要由轴连接法兰、深沟球轴承、滚珠丝杠和步进电机构成，轴连接法兰通过车床三爪卡盘固定，确保定位动力模块固定于装置中心位置，深沟球轴承安装于轴连接法兰内径上，滚珠丝杠左端通过花键与轴连接法兰相连接，右端与步进电机相连接，通过步进电机为装置提供动力。
3.根据权利要求书1或2所述的一种用于环形薄壁零件的内涨式变直径芯轴装置，其特征在于：所述水平定位支架主要由U型卡槽、空心矩形块、空心T型杆、T型杆和螺栓构成，U型卡槽通过螺栓紧固于定位动力模块的轴连接法兰上，空心矩形块安装于U型卡槽内部，空心T型杆和空心矩形块配合，T型杆左端放置于空心T型杆内部，使T型杆保持水平，右端通过螺栓连
4.根据权利要求书1或2所述的一种用于环形薄壁零件的内涨式变直径芯轴装置，其特征在于：所述展开反馈模块主要由螺母、半牙螺栓、左连杆、右连杆和抬升圆弧构件组成，左连杆和右连杆的下端通过半牙螺栓分别连接在轴连接法兰和滚珠丝杠上，上端通过六角半牙螺栓连接在抬升圆弧构件上。
5.根据权利要求书1或2所述的一种用于环形薄壁零件的内涨式变直径芯轴装置，其特征在于：所述实时感知测量结构包括压力传感器、多功能传感器、倾角传感器和薄膜传感器，压力传感器安装于轴连接法兰的内径上，通过反馈的压力值实现对轴连接法兰状态的实时监控，多功能传感器安装于滚珠丝杠的内部，能够实时测量滚珠丝杠所受的压力方向的轴向力、扭转力以及温度，从而保障滚珠丝杠的正常运作，倾角传感器安装于左右连杆上，通过反馈的左连杆和右连杆的角度值来判断左、右连杆是否正常工作，薄膜传感器安装于抬升圆弧构件顶部，通过反馈的张紧力的大小实现对零件内壁张紧力大小的精确控制。
...【技术特征摘要】
1.一种用于环形薄壁零件的内涨式变直径芯轴装置，其特征在于：主要包括定位动力模块、水平定位支架、展开反馈模块和实时感知测量结构，所述定位动力模块位于装置中心位置，水平定位支架位于定位动力模块最左侧，展开反馈模块位于定位动力模块四周且在水平定位支架右端，实时感知测量结构分布在装置核心部件上。
2.根据权利要求书1所述的一种用于环形薄壁零件的内涨式变直径芯轴装置，其特征在于：所述定位动力模块主要由轴连接法兰、深沟球轴承、滚珠丝杠和步进电机构成，轴连接法兰通过车床三爪卡盘固定，确保定位动力模块固定于装置中心位置，深沟球轴承安装于轴连接法兰内径上，滚珠丝杠左端通过花键与轴连接法兰相连接，右端与步进电机相连接，通过步进电机为装置提供动力。
3.根据权利要求书1或2所述的一种用于环形薄壁零件的内涨式变直径芯轴装置，其特征在于：所述水平定位支架主要由u型卡槽、空心矩形块、空心t型杆、t型杆和螺栓构成，u型卡槽通过螺栓紧固于定位动力模块的轴连接法兰上，空心矩形块安装于u型卡槽内部，空心t型杆和空心矩形块配合，t型杆左端放置于空心...
【专利技术属性】
技术研发人员：马俊金，蔡帅飞，焦锋，高国富，向道辉，崔晓斌，赵波，郑友益，牛赢，任磊，庞晓艳，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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