力反馈式圆筒形薄壁构件加工支撑装置的制作方法

本发明涉及机床夹具，具体涉及一种力反馈式圆筒形薄壁构件加工支撑装置。

背景技术：

机床夹具是机床上用于装夹工件的一种机械装置，其作用是将工件进行定位，以使工件布置在相对于机床和加工刀具的正确位置上，并且将工件可靠地夹紧。一般可分为通用夹具、专用夹具和组合夹具等。

近年来，随着工业水平的不断发展，零件加工对现代机床夹具的种类和功能提出了更高的要求，主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。其中，广泛应用于航空航天、船舶、武器装备等工业领域的圆筒形构件的加工装夹问题一直是一个亟待解决的难题，尤其，大型圆筒形薄壁构件在装夹时易于发生变形，并且传统的夹具难以针对加工条件和要求对夹具的夹持力进行调整。

技术实现要素：

为了克服背景技术中提到的问题，本发明提出一种力反馈式圆筒形薄壁构件加工支撑装置，具有结构紧凑、装夹范围灵活可调、夹持力智能可调等特点，可广泛用于装夹各种待加工的圆筒形构件。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种力反馈式圆筒形薄壁构件加工支撑装置，包括台面和装夹单元，其特征在于：所述装夹单元可以在台面的滑槽中径向滑动；所述装夹单元包含基座、楔块、丝杆、垫块、夹块、力传感器、丝杠、丝母以及长光栅，基座通过下端面上的t形块安装在台面的滑槽中，楔块固定在台面的一个平面上，垫块的下表面与楔块贴合在一起，丝杆的一端卡置于楔块的开槽中，丝杆的另一端通过螺纹与垫块进行传动连接，力传感器将夹块和丝杠连接在一起，丝母固定在基座的侧面上，丝杠与丝母通过螺纹进行传动配合，长光栅的标尺部分固定在基座的侧面上，长光栅的读数头部分与夹块固定在一起。

进一步的技术方案在于：所述丝杠连接有驱动装置。

进一步的技术方案在于：所述力传感器和长光栅连接有数显表。

进一步的技术方案在于：所述装夹单元（2）的安装数量为二～十二。

采用以上技术方案所产生的有益效果在于：通过转动丝杆来调整垫块的高度，通过驱动丝杠来改变夹块的径向位置，实现对圆筒形构件的轴向与径向定位于装夹。结合实际情况，调整装夹单元的数量和在台面上的径向安装位置，从而实现对不同直径的圆筒形构件的装夹。

所述力传感器和长光栅在工作过程中测量夹持力信号和夹块位置信号，并传送至数显表进行显示，因此可以针对加工的具体条件和要求，对装夹情况包括夹持力的大小及分布等进行智能调整，从而更加精确地满足零部件加工的变形控制要求，有助于大大提高零部件的加工精度。

所述装夹单元为模块化设计，便于批量加工制作和装置维护时的拆卸替换。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明中装夹单元的结构示意图；

图4是图3的a处或b处的剖视结构示意图；

图5是本发明力反馈式圆筒形薄壁构件加工支撑装置夹持圆筒形薄壁构件的示意图；

其中：1—台面、2—装夹单元、3—基座、4—楔块、5—丝杆、6—垫块、7—夹块、8—力传感器、9—丝杠、10—丝母、11—长光栅、12—圆筒形薄壁构件。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不收下面公开的具体实施例的限。

如图1所示，本发明公开了一种力反馈式圆筒形薄壁构件加工支撑装置，包括台面1和装夹单元2，其特征在于：所述装夹单元2可以在台面1的滑槽中径向滑动；所述装夹单元2包含基座3、楔块4、丝杆5、垫块6、夹块7、力传感器8、丝杠9、丝母10以及长光栅11，基座3通过下端面上的t形块安装在台面1的滑槽中，楔块4固定在台面1的一个平面上，垫块6的下表面与楔块4贴合在一起，丝杆5的一端卡置于楔块4的开槽中，丝杆5的另一端通过螺纹与垫块6进行传动连接，力传感器8将夹块7和丝杠9连接在一起，丝母10固定在基座3的侧面上，丝杠9与丝母10通过螺纹进行传动配合，长光栅11的标尺部分固定在基座的侧面上，长光栅11的读数头部分与夹块7固定在一起。

如图1和图2所示，所述的装夹单元圆周均布于台面上，装夹零件的过程中，可以根据机加工的实际要求对装夹单元的安装数量进行调整。针对于具有不同内壁形状的待加工零部件，可以使用具有不同外轮廓形状的夹块实施装夹。

如图3所示，在每个装夹单元的底部各装有一套由楔块、丝杆和垫块组成的调整装置，垫块下表面上的条形凸台放置于楔块斜面上的凹槽内，丝杆一端置于楔块的开槽中，并通过丝杆上固定的两个圆形挡片进行轴向定位，丝杆的另一端与垫块通过螺纹进行传动连接，当转动丝杆时，丝杆带动垫块在楔块的斜面上前后移动，移动的过程中垫块的高度将发生变化，丝杆也会在楔块的开槽中发生对应的向上或向下运动。

如图3所示，所述装夹单元安装有两套上下放置的具有相同结构形式的执行机构，执行机构的具体形式如图4所示。

如图5所示，圆筒形薄壁构件被装夹在所述的支撑装置上，其下沿端面搭放在垫块的上表面上，其内壁被夹块撑住。

工作原理：装夹圆筒形薄壁构件前，根据加工变形控制要求，推算出各夹块合理的夹持力大小及分布，以及需要的装夹单元的数量，进而将所需数量的装夹单元安装在台面上；根据构件的内壁直径，调整各装夹单元的径向安装位置。将待加工构件放置于支撑装置上，保持其轴线与台面的上表面垂直，转动丝杆使各个垫块的上表面均于构件的下沿断面贴合在一起。然后，驱动丝杠使各个夹块撑住构件的内壁，并且根据读取的力和位置信号，实时地调整夹持力，直至每个夹块的夹持力及分布达到预先推算出的最优值，然后锁紧驱动装置。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种力反馈式圆筒形薄壁构件加工支撑装置，包括台面和装夹单元。所述装夹单元由基座、楔块、丝杆、垫块、夹块、力传感器、丝杠、丝母、长光栅组成，装夹单元的基座可以在台面的滑槽中径向滑动。装夹圆筒形薄壁构件时，将构件套在装夹单元的外围，通过调节所述丝杆使构件的下沿端面搭放在所述垫块的上端面上，通过调节所述丝杠使所述夹块由内向外撑住构件的内表面。装夹过程中，所述力传感器和所述长光栅分别反馈力和位移信号，结合构件加工特点，优化调整各夹块的夹持力大小及分布情况。本发明提供了一种解决圆筒形薄壁构件难于装夹并且装夹时易变形难题的技术方案。

技术研发人员：陈照波;程明;闫牧夫
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2017.05.05
技术公布日：2017.08.29