具有磁流变阻尼功能的随动支撑头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种薄壁件镜像加工装置，主要用于在镜像加工过程中对刚度较弱的薄壁件进行变阻尼随动支撑。
【背景技术】
[0002]由于镜像加工高效、经济、环保的特点，这种加工方式已越来越多的应用于薄壁件的加工。镜像加工系统拥有对称布置于薄壁件两侧并同步运动的加工机构和支撑机构。由于薄壁件的弱刚性，在加工过程中会发生变形和颤振，支撑机构就是为了抑制颤振、提高刚度、提高加工精度。
[0003]目前，镜像加工支撑装置常采用单点刚性支撑。美国专利文献号US7682112公开了一种薄壁件机械加工的方法和设备，实现对飞机蒙皮的镜像加工。但这种技术方案需要控制支撑点与加工点保持同步运动，控制较复杂，且很难实现加工点与支撑点的完全对正。而且由于是刚性支撑，支撑机构并不能很好的抑制加工过程中的颤振现象。
[0004]此外发展了多点柔性支撑装置。中国专利申请号201510038101.2公开了一种用于镜像加工的刚柔多点随动支撑头。该发明用六组柔性支撑和一组刚性支撑对薄壁件进行支撑，实现精确定位和抑制振动。这种技术方案是被动支撑，控制简单，只适合要求不高的场合。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种改变薄壁件振动状态，有效抑制薄壁件颤振的具有磁流变阻尼功能的随动支撑头。
[0006]本发明的具有磁流变阻尼功能的随动支撑头，它包括基座，在所述的基座中间位置开有中心阶梯通孔，在所述的中心阶梯通孔周围沿同一圆周方向均匀的开有多个轴线与中心阶梯通孔轴线平行设置的圆周阶梯通孔，在多个所述的圆周阶梯通孔和中心阶梯通孔的左侧均开有内螺纹，在每一个圆周阶梯通孔内装配有磁流变阻尼器，所述的磁流变阻尼器包括活塞，所述的活塞与圆周阶梯通孔之间有间隙，在所述的活塞上开有凹槽，在所述的凹槽内缠有励磁线圈，在所述的活塞的两端分别连接有左活塞杆和右活塞杆，从圆周阶梯通孔孔内至孔外的方向上，在活塞杆上依次套有弹簧、阻磁环和密封体，在所述的密封体与圆周阶梯通孔之间以及与活塞杆之间分别套有密封圈，在所述的右活塞杆的右端连接有辅万向滚珠，无头内六角螺钉套在左活塞杆左端上并与圆周阶梯通孔左侧的内螺纹相连用于调节辅万向滚珠的初始位置，主万向滚珠通过螺母固连在所述的中心阶梯通孔的右端，所述的辅万向滚珠和主万向滚珠的滚珠侧设置在基座右端面外，在基座上开有与圆周阶梯通孔连通的注液孔，在圆周阶梯通孔内填充有磁流变液。
[0007]本发明可以通过改变励磁线圈的电流改变阻尼力，进而改变薄壁件的振动状态，达到有效抑制薄壁件颤振的效果。
【附图说明】
[0008]图1为本发明的具有磁流变阻尼功能的随动支撑头的立体图；
[0009]图2为图1所示的随动支撑头的剖面图；
[0010]图3为图1所示的随动支撑头的右视图。
【具体实施方式】
[0011]下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例方式仅用于解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
[0012]如附图所示的本发明的具有磁流变阻尼功能的随动支撑头，它包括基座1，在所述的基座中间位置开有中心阶梯通孔11，在所述的中心阶梯通孔11周围沿同一圆周方向均匀的开有多个轴线与中心阶梯通孔11轴线平行设置的圆周阶梯通孔10，在多个所述的圆周阶梯通孔和中心阶梯通孔的左侧均开有内螺纹，在每一个圆周阶梯通孔内装配有磁流变阻尼器16，所述的磁流变阻尼器16包括活塞14，所述的活塞14与圆周阶梯通孔10之间有间隙，在所述的活塞14上开有凹槽，在所述的凹槽内缠有励磁线圈13。在所述的活塞的两端分别连接有左活塞杆12和右活塞杆15，从圆周阶梯通孔10孔内至孔外的方向上，在活塞杆上依次套有弹簧9、阻磁环8和密封体6，在所述的密封体6与圆周阶梯通孔10之间以及与活塞杆之间分别套有密封圈7。在所述的右活塞杆15的右端连接有辅万向滚珠2，无头内六角螺钉5套在左活塞杆12左端上并与圆周阶梯通孔左侧的内螺纹相连用于调节辅万向滚珠2的初始位置，主万向滚珠3通过螺母4固连在所述的中心阶梯通孔11的右端，所述的辅万向滚珠2和主万向滚珠3的滚珠侧设置在基座右端面外。在基座上开有与圆周阶梯通孔10连通的注液孔17，在圆周阶梯通孔10内填充有磁流变液。
[0013]在安装使用过程中，中心阶梯通孔的内螺纹用于和支撑执行机构连接。
[0014]采用本装置的工作过程为:
[0015]当对薄壁件镜像加工时，预先调节无头内六角螺钉5使圆周方向的辅万向滚珠2比中心主万向滚珠3高出一定距离。薄壁件压缩圆周方向的辅万向滚珠2直到薄壁件接触到中心主万向滚珠3。辅万向滚珠2对薄壁件进行柔性支撑，主万向滚珠3对薄壁件进行刚性支撑。支撑头跟随薄壁件另一侧加工机构的刀具以相同的速度和方向移动。当活塞随着薄壁件进行振动时，阶梯孔内的磁流变液将被迫从活塞的一端通过活塞与圆周阶梯通孔之间的间隙进入另一端。由于流过间隙的磁流变液会随着间隙内磁场的变化而产生粘度变化，因此活塞的运动阻力也会发生相应的变化。本发明可以通过改变励磁电流改变阻尼力，进而改变薄壁件振动状态，达到有效抑制颤振的效果。
[0016]值得注意的是，尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了详细描述，但本发明并不仅仅局限于上述的【具体实施方式】，上述的实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的相关技术人员受本发明的启示，在不脱离本发明宗旨和权利要求保护范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.具有磁流变阻尼功能的随动支撑头，它包括基座，其特征在于:在所述的基座中间位置开有中心阶梯通孔，在所述的中心阶梯通孔周围沿同一圆周方向均匀的开有多个轴线与中心阶梯通孔轴线平行设置的圆周阶梯通孔，在多个所述的圆周阶梯通孔和中心阶梯通孔的左侧均开有内螺纹，在每一个圆周阶梯通孔内装配有磁流变阻尼器，所述的磁流变阻尼器包括活塞，所述的活塞与圆周阶梯通孔之间有间隙，在所述的活塞上开有凹槽，在所述的凹槽内缠有励磁线圈，在所述的活塞的两端分别连接有左活塞杆和右活塞杆，从圆周阶梯通孔孔内至孔外的方向上，在活塞杆上依次套有弹簧、阻磁环和密封体，在所述的密封体与圆周阶梯通孔之间以及与活塞杆之间分别套有密封圈，在所述的右活塞杆的右端连接有辅万向滚珠，无头内六角螺钉套在左活塞杆左端上并与圆周阶梯通孔左侧的内螺纹相连用于调节辅万向滚珠的初始位置，主万向滚珠通过螺母固连在所述的中心阶梯通孔的右端，所述的辅万向滚珠和主万向滚珠的滚珠侧设置在基座右端面外，在基座上开有与圆周阶梯通孔连通的注液孔，在圆周阶梯通孔内填充有磁流变液。
【专利摘要】本发明公开了具有磁流变阻尼功能的随动支撑头，它包括基座，在基座中间位置开有中心阶梯通孔，在中心阶梯通孔周围开有多个圆周阶梯通孔，在圆周阶梯通孔和中心阶梯通孔的左侧均开有内螺纹，在圆周阶梯通孔内装配有磁流变阻尼器，磁流变阻尼器包括活塞，活塞与圆周阶梯通孔之间有间隙，在活塞上开有凹槽，在凹槽内缠有励磁线圈，在活塞的两端分别连接有左活塞杆和右活塞杆，从圆周阶梯通孔孔内至孔外的方向上，在活塞杆上依次套有弹簧、阻磁环和密封体，在右活塞杆的右端连接有辅万向滚珠，无头内六角螺钉套在左活塞杆左端上并与圆周阶梯通孔左侧的内螺纹相连，主万向滚珠通过螺母固连在中心阶梯通孔的右端。采用本支撑头有效抑制薄壁件颤振。
【IPC分类】F16F9/53, B23Q3/00
【公开号】CN104924101
【申请号】CN201510378681
【发明人】肖聚亮, 姚永胜, 黄田, 林彬, 楫骏, 林滨, 张晓峰
【申请人】天津大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年7月1日