一种针对大型薄壁件数控加工的柔性夹具及其夹紧力伺服控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种针对大型薄壁件数控加工的柔性夹具及基于该夹具的夹紧力伺服控制方法。
【背景技术】
[0002]大型薄壁件在镗孔加工过程中，由于夹紧力难以控制，导致工件时常受到过大的夹紧力，极易出现薄壁变形，严重影响加工精度。
【发明内容】
[0003]为了克服上述技术问题，本发明提供了一种针对大型薄壁件数控加工的柔性夹具及其夹紧力伺服控制方法，以避免工件因过大的夹紧力而影响加工精度。
[0004]本发明解决其技术问题采取的技术方案是:一种针对大型薄壁件数控加工的柔性夹具，包括伺服液压缸、立架、压盘、压头、镗孔导向装置、夹具体和定位压紧机构，其特征在于，所述夹具体固定安装于机床工作台上，所述立架布置于夹具体中部并固定安装于机床工作台上，所述伺服液压缸安装于立架上端，所述伺服液压缸的活塞杆贯穿立架并与压盘相连接，所述压头安装于压盘上，所述镗孔导向装置安装于夹具体前端处，所述定位压紧机构有若干，布置于夹具体上。
[0005]进一步地，所述夹具体为阶梯台，两端设有固定于机床工作台的安装口，阶梯下台面设有用于安装镗孔导向装置的螺纹孔，阶梯上台面设有用于安装定位压紧机构的若干螺纹孔以及定位销孔。
[0006]进一步地，所述压盘设置有用于安装压头的成十字形的四个凸缘。
[0007]一种针对大型薄壁件数控加工的柔性夹具的夹紧力伺服控制方法，其特征在于包括以下步骤:
1)将工件固定于夹具体上，通过镗孔导向装置作为纵向基准，对工件进行纵向定位；
2)根据工件形状结构，选择合适的定位销孔，将定位销穿过工件中间毛坯孔与夹具体固定作为定位基准，通过拧紧定位压紧机构上的螺栓对工件下端进行准确装夹；
3)对工件进行计算机三维建模，利用ANSYS软件对工件三维实体模型进行刚度分析，确定工件刚度的薄弱环节，优化分析其上端最佳的夹紧点所在位置并计算出上端各点的夹紧力；
4)对工件上端夹紧点附近位置安装力传感器，伺服液压缸根据计算出的夹紧力数值，通过压头施加对工件的相应压紧力；
5)工件上的力传感器获取工件的实际压力，并反馈给伺服液压缸，以实时修正工件夹紧力的大小。
[0008]本发明的有益效果:不仅结构简单，而且能够根据工件结构特性以及材料，确定出工件合适的夹紧力，避免工件因夹紧力过大影响加工精度。
【附图说明】
[0009]图1为本发明的立体结构图。
[0010]图2为本发明的主视图。
[0011]图3为本发明的俯视图。
[0012]图4为本发明左视图。
[0013]图5为本发明的装夹示意图。
[0014]图中:1伺服液压缸、2立架、3压盘、4压头、5镗孔导向装置、6夹具体、7定位压紧机构、8工件。
【具体实施方式】
[0015]参照说明书附图1至附图5对本发明作以下详细地说明。
[0016]一种针对大型薄壁件数控加工的柔性夹具，包括伺服液压缸1、立架2、压盘3、压头4、镗孔导向装置5、夹具体6和定位压紧机构7，其特征在于，所述夹具体6固定安装于机床工作台上，所述立架2布置于夹具体6中部并固定安装于机床工作台上，所述伺服液压缸I安装于立架2上端，所述伺服液压缸I的活塞杆贯穿立架2并与压盘3相连接，所述压头4安装于压盘3上，所述镗孔导向装置5安装于夹具体6前端处，所述定位压紧机构7有若干，布置于夹具体6上。
[0017]进一步地，所述夹具体6为阶梯台，两端设有固定于机床工作台的安装口，阶梯下台面设有用于安装镗孔导向装置5的螺纹孔，阶梯上台面设有用于安装定位压紧机构7的若干螺纹孔以及定位销孔。
[0018]进一步地，所述压盘3设置有用于安装压头4的成十字形的四个凸缘。
[0019]一种针对大型薄壁件数控加工的柔性夹具的夹紧力伺服控制方法，其特征在于包括以下步骤:
1)将工件8固定于夹具体6上，通过镗孔导向装置5作为纵向基准，对工件8进行纵向定位;
2)根据工件8形状结构，选择合适的定位销孔，将定位销穿过工件中间毛坯孔与夹具体6固定作为定位基准，通过拧紧定位压紧机构7上的螺栓对工件8下端进行准确装夹；
3)对工件8进行计算机三维建模，利用ANSYS软件对工件8三维实体模型进行刚度分析，确定工件8刚度的薄弱环节，优化分析其上端最佳的夹紧点所在位置并计算出上端各点的夹紧力；
4)对工件8上端夹紧点附近位置安装力传感器，伺服液压缸I根据计算出的夹紧力数值，通过压头4施加对工件8的相应压紧力；
5)工件8上的力传感器获取工件8的实际压力，并反馈给伺服液压缸1，以实时修正工件夹紧力的大小。
[0020]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的范围内，可轻易想到的变化，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种针对大型薄壁件数控加工的柔性夹具，包括伺服液压缸、立架、压盘、压头、镗孔导向装置、夹具体和定位压紧机构，其特征在于，所述夹具体固定安装于机床工作台上，所述立架布置于夹具体中部并固定安装于机床工作台上，所述伺服液压缸安装于立架上端，所述伺服液压缸的活塞杆贯穿立架并与压盘相连接，所述压头安装于压盘上，所述镗孔导向装置安装于夹具体前端处，所述定位压紧机构有若干，布置于夹具体上。
2.根据权利要求1所述的一种针对大型薄壁件数控加工的柔性夹具，其特征在于，所述夹具体为阶梯台，两端设有固定于机床工作台的安装口，阶梯下台面设有用于安装镗孔导向装置的螺纹孔，阶梯上台面设有用于安装定位压紧机构的若干螺纹孔以及定位销孔。
3.根据权利要求1所述的一种针对大型薄壁件数控加工的柔性夹具，其特征在于，所述压盘设置有用于安装压头的成十字形的四个凸缘。
4.一种基于权利要求1 一种针对大型薄壁件数控加工的柔性夹具的夹紧力伺服控制方法，其特征在于包括以下步骤: 1)将工件固定于夹具体上，通过镗孔导向装置作为纵向基准，对工件进行纵向定位； 2)根据工件形状结构，选择合适的定位销孔，将定位销穿过工件中间毛坯孔与夹具体固定作为定位基准，通过拧紧定位压紧机构上的螺栓对工件下端进行准确装夹； 3)对工件进行计算机三维建模，利用ANSYS软件对工件三维实体模型进行刚度分析，确定工件刚度的薄弱环节，优化分析其上端最佳的夹紧点所在位置并计算出上端各点的夹紧力； 4)对工件上端夹紧点附近位置安装力传感器，伺服液压缸根据计算出的夹紧力数值，通过压头施加对工件的相应压紧力； 5)工件上的力传感器获取工件的实际压力，并反馈给伺服液压缸，以实时修正工件夹紧力的大小。
【专利摘要】本发明提供了一种针对大型薄壁件数控加工的柔性夹具及其夹紧力伺服控制方法，夹具包括伺服液压缸、立架、压盘、压头、镗孔导向装置、夹具体和定位压紧机构，其特征在于，所述夹具体固定安装于机床工作台上，所述立架布置于夹具体中部并固定安装于机床工作台上，所述伺服液压缸安装于立架上端，所述伺服液压缸的活塞杆贯穿立架并与压盘相连接，所述压头安装于压盘上，所述镗孔导向装置安装于夹具体前端处，所述定位压紧机构有若干，布置于夹具体上。本发明的有益效果：不仅结构简单，而且能够根据工件结构特性以及材料，确定出工件合适的夹紧力，避免工件因夹紧力过大影响加工精度。
【IPC分类】B23Q3-08, F15B11-028
【公开号】CN104589110
【申请号】CN201410689505
【发明人】曹树坤, 张琨, 曹翀, 刘士平, 孟文静, 蒋楠, 孔强
【申请人】济南大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年11月26日