[發(fā)明專利]用于鏡像加工設(shè)備的多點柔性滾動支撐頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410219875.0
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN104002161A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王皓;趙勇;陳根良;來新民;郝金明
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: B23Q3/02
• 分類號: B23Q3/02
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種薄板工件的加工領(lǐng)域的裝置，具體是一種用于鏡像加工設(shè)備的多點柔性滾動支撐頭。

背景技術(shù)

目前，大型薄壁構(gòu)件的加工逐漸拋棄傳統(tǒng)的化學(xué)加工和機械加工方法，轉(zhuǎn)而使用經(jīng)濟性高、不污染環(huán)境的鏡像加工方式。鏡像加工是指在加工工件的兩側(cè)對稱布置加工機構(gòu)和支撐機構(gòu)，薄壁構(gòu)件由于柔性搭，在加工過程中必然會產(chǎn)生振動，支撐機構(gòu)就是為了減輕工件的振動，提高加工精度。目前的鏡像支撐裝置采用單點剛性支撐，需要控制接觸點始終與加工點保持同步運動，實現(xiàn)難度較大，而且所能支撐的區(qū)域很小，效率較低。針對此問題，設(shè)計一種用于鏡像加工設(shè)備的柔性支撐機構(gòu)，在保證支撐剛度的同時，擴大支撐面積，降低控制難度。

經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，美國專利文獻號US7682112，記載了一種Process?and?A?Device?for?The?Machining?of?Panels(薄板件機械加工的方法和設(shè)備)，實現(xiàn)對飛機蒙皮的鏡像加工，但是該技術(shù)方案的支撐機構(gòu)為單點剛性支撐，支撐面積小，而且需要實現(xiàn)點對點的實時控制，控制難度較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種用于鏡像加工設(shè)備的多點柔性滾動支撐頭，增大了支撐有效面積，能有效的降低工件震顫，實現(xiàn)薄壁構(gòu)件的精確加工。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，包括：基座、若干彈性支撐桿和若干柔性滾動部件，其中：若干彈性支撐桿的底部設(shè)置于基座上且呈圓周陣列布置，各個彈性支撐桿的頂部分別與一個柔性滾動部件相連，當(dāng)薄壁工件加工側(cè)的刀具開始加工時，基座跟隨刀具以相同的速度和方向移動，使各個彈性支撐桿的中心與刀具鏡像對稱，減小薄壁工件的加工振動；

所述的圓周陣列布置的具體參數(shù)設(shè)置規(guī)則為：各個彈性支撐桿形成的圓周陣列的直徑為基座圓直徑的90％，各個彈性支撐桿的截面積總和為基座圓截面積的50％-60％。

所述的基座包括：底部的固定平臺、中部的連接柱體和頂部的單側(cè)開口的空心圓柱體結(jié)構(gòu)的工作部，其中：工作部的底面開有若干通孔，各個彈性支撐桿設(shè)置于各個通孔處。

所述的彈性支撐桿包括：階梯軸、彈簧和固定軸承，其中：固定軸承固定于基座，階梯軸的一端設(shè)置于固定軸承處，另一端與柔性滾動部相固定，中部套接彈簧。

所述的階梯軸的與固定軸承相接端、套接彈簧的中部以及與柔性滾動部相固定端的直徑依次遞減。

所述的柔性滾動部件包括：滾動座、兩個連接軸承、旋轉(zhuǎn)軸、滾輪和軸套，其中：滾輪套接于旋轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)軸的兩端分別由一個連接軸承設(shè)置于滾動座的兩端，滾動座的底部與彈性支撐桿相連。

本發(fā)明安裝在鏡像移動平臺上，薄壁工件加工過程中，加工刀頭與鏡像支撐機構(gòu)多個支撐點的中心關(guān)于工件對稱，當(dāng)加工刀頭在移動過程中，鏡像移動平臺根據(jù)控制系統(tǒng)的指令做出跟刀頭相同的移動軌跡，由于加工點位于多個支撐點的中心，因此薄壁工件產(chǎn)生的振動會被多個柔性滾動支撐頭吸收，同時保證加工點產(chǎn)生的變形在可接受范圍內(nèi)。為保證支撐頭滾輪可以在工件上順滑滾動，在支撐桿和基座之間使用自潤滑軸承，在滾輪軸承座和轉(zhuǎn)軸之間安裝滾動軸承。當(dāng)鏡像移動平臺的控制產(chǎn)生稍許的誤差，只要加工點在多個支撐點之間，就能較好的支撐工件并吸收工件振動，保證加工精度。本發(fā)明通過增加支撐點、使用彈簧，增大支撐有效面積，降低系統(tǒng)控制難度；同時能安裝在不同的鏡像移動平臺上，具有通用性。

附圖說明

圖1為實施例1的正等軸測圖；

圖2為實施例1的正視圖；

圖3為實施例1的左視圖；

圖4為實施例1的俯視圖；

圖5為實施例1的剖面圖。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1

如圖1至圖5所示，本實施例包括：基座1、若干彈性支撐桿10和若干柔性滾動部件11，其中：若干彈性支撐桿10的底部設(shè)置于基座1上且呈圓周陣列布置，各個彈性支撐桿10的頂部分別與一個柔性滾動部件11相連，當(dāng)薄壁工件加工側(cè)的刀具開始加工時，基座1跟隨刀具以相同的速度和方向移動，使各個彈性支撐桿10的中心與刀具鏡像對稱，減小薄壁工件的加工振動；

所述的圓周陣列布置的具體參數(shù)設(shè)置規(guī)則為：