CN116604381A - 一种低刚度零件加工用工装及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低刚度零件加工用工装及其使用方法，本发明涉及低刚度零件加工领域，具体涉及一种低刚度零件加工用工装及其使用方法，包括载体，载体设置有滑腔和减震腔，滑腔和减震腔设置有朝向一致的开口，滑腔内滑动设置有用于吸附零件的磁吸体，减震腔内设置有用于与零件抵接的减震体；载体侧壁设有操作轴，操作轴端设置于滑腔内并连接有调节齿轮；磁吸体设置有与调节齿轮相匹配的条形齿；其有益效果为：利用磁吸体通电达到磁吸固定，并在此基础上保证低刚度零件基本稳定性，通过减震体在加工过程中吸收低刚度零件可能出现的振动能量，从而在实际加工过程中减少铣削刀具对零件的振动的影响，提高加工精度和零件质量。
Description
技术领域
本发明涉及低刚度零件加工领域，具体涉及一种低刚度零件加工用工装及其使用方法。
背景技术
低刚度零件加工是指加工过程中零件刚度较低的工件，例如在加工过程中常见的薄壁零件，由于零件自身的刚度较低，在进行铣削的过程中相对容易发生变形或者振动情况，从而使得工件与切削刀具的相对位置易发生变化，进而影响加工精度和加工质量。目前为了控制低刚度零件加工，主要通过降低加工过程中出现的热变形和振动影响为主要手段。
当前，为了更好的控制低刚度金属的铣削精度，其铣削程中一般选择适用的切削工具，通过优化切削工具与零件的接触方式，从而达到减少加工中的振动和变形的情况，并且还使用冷却液配合高速铣削进行辅助，已到达改善零件温度引发的形变风险。
在实际加工过程中，基于上述内容，为了更好的控制铣削精度，加工单位可能会根据实际零件进行刀具设计，并且将刀具的进给方式进行限制；甚至针对低刚度零件的铣削采用微铣削工艺，即通过减少单次铣削深度，增大铣削次数，以达到微量的递增控制的目的。但值得注意的是，这两种方式虽然有效改善了零件加工振动风险，但是刀具设计准备周期较长，不适用样品零件的加工。而微铣削工艺虽然有利于零件出现形变后补偿加工，但是频繁的加工会降低整体的加工效率。
因此，为了便于加工过程中对低刚度零件的精度进行控制，以及尽可能的减少铣削时间，需要一种低刚度零件加工用工装及其使用方法。
发明内容
本发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种低刚度零件加工用工装及其使用方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种低刚度零件加工用工装，包括载体，载体设置有滑腔和减震腔，滑腔和减震腔设置有朝向一致的开口，滑腔内滑动设置有用于吸附零件的磁吸体，减震腔内设置有用于与零件抵接的减震体；载体侧壁设有操作轴，操作轴端设置于滑腔内并连接有调节齿轮；磁吸体设置有与调节齿轮相匹配的条形齿。
进一步的，滑腔内壁设置有电磁片，磁吸体包括绝缘部和磁吸部，磁吸部对应滑腔的开口端；电磁片与磁吸部的外壁摩擦接触，电磁片用于配合磁吸体的磁吸部，条形齿设置于绝缘部。
进一步的，减震体包括橡胶柱和限位块，橡胶柱与限位块连接，限位块设置于减震腔中；减震腔内壁设置有限制限位块滑动范围的限位槽，减震腔内设置有使橡胶柱复位的弹力结构。
进一步的，弹力结构设置为弹簧，弹簧两端分别与减震腔底部和限位块相抵接。
进一步的，减震腔设置有导柱，弹簧套设于导柱上，限位块设置有与导柱相对应的收纳槽，收纳槽用于控制减震体的收拢行程。
进一步的，载体两侧分别设置有插口和与插口相匹配的第一插板，载体为多个，通过第一插板和插口配合进行拼接。
进一步的，载体设置有第二插板，第二插板上设有两个以上的通孔，第二插板用于将载体固定于支撑设备上。
进一步的，一种低刚度零件加工用工装的使用方法，包括以下步骤：
S1：将低刚度零件在三坐标设备上进行坐标系构建，形成参考数据；
S2：使用扫描设备将低刚度零件进行扫描建模得到基础坐标数据；将基础坐标数据与参考数据输入计算机进行比对；通过计算机确定优化偏差值并进行处理和渲染得到等比例的三维模型；
S3：将三维模型进行仿真分析确定各部位可承受载荷点，选择高于平均载荷的位置作为夹持点并进行标记，选择低于平均载荷的位置作为补偿支撑点并进行标记，将局部工装分别设置到夹持点和补偿支撑点进行加持和支撑；
S4：将低刚度零件置于铣削设备中进行铣削，使用具有润滑和冷却性能的切削液实时冲淋铣刀与低刚度零件接触区域，并增大铣刀在局部工装附近加工时的转速。
进一步的，还包括步骤S5：将激光测距仪安装在铣床上方或侧面，并通过测量激光从低刚度零件表面反射回来的时间来确定切割深度；并实时监测激光测距仪读数的变化。
进一步的，扫描设备为激光器和图像传感器。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明采用简单的技术方案，此方法操作简单可行性高，通过磁吸体接触低刚度零件，利用磁吸体通电达到磁吸固定，并在此基础上保证低刚度零件基本稳定性。通过减震体在加工过程中吸收低刚度零件可能出现的振动能量，从而在实际加工过程中减少铣削刀具对零件的振动的影响，提高加工精度和零件质量。
附图说明
图1为本发明的载体分布示意图。
图2为本发明使用示意图。
图3为本发明的减震体安装示意图。
图4为本发明的滑腔轮廓示意图。
图5为本发明的载体拼接示意图。
图中标记：1-载体，2-磁吸体，3-减震体，4-滑腔，5-减震腔，6-操作轴，7-条形齿，8-插口，9-第一插板，10-第二插板，201-绝缘部，202-磁吸部，301-橡胶柱，302-限位块，401-电磁片，501-限位槽，502-弹簧，503-导柱，504-收纳槽，601-调节齿轮，11-支撑设备。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
在本实施例中，如图1所示，一种低刚度零件加工用工装，包括载体1，载体1设置有滑腔4和减震腔5，滑腔4和减震腔5设置有朝向一致的开口，滑腔4内滑动设置有用于吸附零件的磁吸体2，减震腔5内设置有用于与零件抵接的减震体3；载体1侧壁设有操作轴6，操作轴6端设置于滑腔4内并连接有调节齿轮601；磁吸体2设置有与调节齿轮601相匹配的条形齿7；由于低刚度零件在加工过程中，需要保持零件在加工时的稳定性，不产生形变，所以需要外力固定，因为低刚度零件本身的性质，需要一种既不损伤零件原本结构，也不影响加工效果的工装；上述工装在使用时，磁吸体2提供磁性吸力、减震腔5提供支撑力，载体1设置为长方体结构，中部设置滑腔4，在滑腔4两侧设置减震腔5，能够使部件在径向方向上受到均匀的支撑力；
进一步的，由于不同工件的外形不同，高度也有所不同，所以设置可以使磁吸体2沿滑腔4上下移动的操作轴6，载体1设置通孔，***操作轴6，外端留有把手方便转动调节，另一端设置有调节齿轮601，转动时用于驱动条形齿7轮，实现磁吸体2的高度调节，在使用过程中，能够根据不同的零件高度，转动操作轴6，在调节齿轮601和条形齿7的作用下，磁吸体2更够达到对应的高度；如此设置的好处在于：磁吸体2接触低刚度零件，利用磁吸体2通电达到磁吸固定，并在此基础上保证低刚度零件基本稳定性，通过减震体3在加工过程中吸收低刚度零件可能出现的振动能量，从而在实际加工过程中减少铣削刀具对零件的振动的影响，提高加工精度和零件质量。
在本实施例中，如图3所示，减震体3包括橡胶柱301和限位块302，橡胶柱301与限位块302连接，限位块302设置于减震腔5中；减震腔5内壁设置有限制限位块302滑动范围的限位槽501，减震腔5内设置有使橡胶柱301复位的弹力结构；橡胶柱301采用具有支撑力的橡胶材质，既可以保证有效的支撑，又可以确保支撑面为柔性结构，在橡胶柱301支撑待加工零件时，不会由于过硬的表面对零件表面产生挤压变形；设置限位结构，对橡胶柱301的行程进行限位，防止减震腔5对零件产生支撑不足的情况，或者支撑柱从中弹出产生危险。
进一步的，弹力结构设置为弹簧502，弹簧502两端分别与减震腔5底部和限位块302相抵接，弹簧502可提供弹力，与橡胶柱301配合，使待加工工件在径向两侧受到均匀的支撑力，该减震结构需要外部调节载体1高度，至弹簧502压缩到合适行程时，即可对零件产生支撑力。
进一步的，减震腔5设置有导柱503，弹簧502套设于导柱503上，限位块302设置有与导柱503相对应的收纳槽504，收纳槽504用于控制减震体3的收拢行程，设置导柱503，可以有效防止该工装在使用过程中，弹簧502在被反复压缩的过程中发生错位导致失去弹力，不能提供足够的支撑力，导致零件变形；设置收纳槽504的目的在于防止导柱503与限位槽501发生干涉，使减震结构失去原有的功效。
在本实施例中，如图4和图5所示，载体1两侧分别设置有插口8和与插口8相匹配的第一插板9，载体1为多个，通过第一插板9和插口8配合进行拼接，由于待加工零件形状、长度、厚度等参数均不一致，所以需要载体1能够灵活多变的进行组装，所以在各个载体1上设置插口8和第一插板9，使之能够根据需要进行不同数量的组合；载体1可以进行拼接，以便于可以根据加工的实际需要进行设置，以便于配合多种支撑设备11进行固定，从而减少配置成本，并且载体1结构在组装后能够适用于横向和纵向多种形式固定，进而通过单一结构满足多元化的固定需求，有效提高生产效率和降低专用设备购买成本。
进一步的，载体1设置有第二插板10，第二插板10上设有两个以上的通孔，第二插板10用于将载体1固定于支撑设备11上，由于待加工零件的外形高度不尽相同，所以需要不同的支撑设备11对载体1进行调高步骤，所以在载体1底部设置第二插板10用于和支撑设备11进行连接，保证整个工装的稳定性。
进一步的，一种低刚度零件加工用工装的使用方法，包括以下步骤：
S1：将低刚度零件在三坐标设备上进行坐标系构建，形成参考数据；
S2：使用扫描设备将低刚度零件进行扫描建模得到基础坐标数据；将基础坐标数据与参考数据输入计算机进行比对；通过计算机确定优化偏差值并进行处理和渲染得到等比例的三维模型；三坐标设备进行坐标系构建和参考数据的形成，使用扫描设备进行扫描建模得到基础坐标数据，通过参数比对获得三维模型，确保模型可以提高加工精度，减少误差；通过仿真分析确定各部位可承受载荷点，并选择夹持点和补偿支撑点进行标记，利用局部工装分别设置到夹持点和补偿支撑点进行加持和支撑；使得零件在铣削过程中不会变形或损坏，从而保证了零件加工的质量；
S3：将三维模型进行仿真分析确定各部位可承受载荷点，选择高于平均载荷的位置作为夹持点并进行标记，选择低于平均载荷的位置作为补偿支撑点并进行标记，将局部工装分别设置到夹持点和补偿支撑点进行加持和支撑，如图2所示，夹持部分通过设置上下两排夹持住待加工零件；
S4：将低刚度零件置于铣削设备中进行铣削，使用具有润滑和冷却性能的切削液实时冲淋铣刀与低刚度零件接触区域，并增大铣刀在局部工装附近加工时的转速，提高加工速率，本发明通过将低刚度零件置于铣削设备中进行铣削，并使用具有润滑和冷却性能的切削液实时冲淋铣刀与低刚度零件接触区域，并增大铣刀在局部工装附近加工时的转速，可提高生产效率，缩短加工时间。
进一步的，包括步骤S5：将激光测距仪安装在铣床上方或侧面，并通过测量激光从低刚度零件表面反射回来的时间来确定切割深度；并实时监测激光测距仪读数的变化。
进一步的，扫描设备为激光器和图像传感器，图像传感器设置为CCD相机，将激光器的发出的光束照射到被测的低刚度零件表面，将低刚度零件表面反射回来光经过透镜聚焦到CCD相机上形成像素点，根据光线的入射角度和反射角度以及反射点在图像中的位置信息等得到反射点在空间中的坐标，通过激光器和CCD相机之间的相对位置进行若干次变换，获得多个相对的坐标位置，通过等多个坐标位置进行降噪得到基础坐标数据。
实施例2
上述实施例1中的磁吸体2采用永磁结构，在本实施例中，如图1所示，磁吸体2采用电磁结构，在滑腔4内壁设置有电磁片401，磁吸体2包括绝缘部201和磁吸部202，磁吸部202对应滑腔4的开口端；电磁片401与磁吸部202的外壁摩擦接触，电磁片401用于配合磁吸体2的磁吸部202，条形齿7设置于绝缘部201，由于采用电磁结构，将磁吸体2分为磁吸部202和绝缘部201，在磁吸部202对应位置设置电磁片401，电磁片401通电后磁吸部202产生磁吸力，对待加工零件产生吸力，提供稳定性，在需要调整位置或者加工完毕后，停止电磁片401的供电，磁吸体2的磁力消失，能够较为容易的将零件取下，可以有效防止在取出零件时，由于过大的磁力，零件产生形变，对最终零件成型质量造成影响。
以上所述仅为发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低刚度零件加工用工装，其特征在于：包括载体（1），所述载体（1）设置有滑腔（4）和减震腔（5），所述滑腔（4）和减震腔（5）设置有朝向一致的开口，所述滑腔（4）内滑动设置有用于吸附零件的磁吸体（2），所述减震腔（5）内设置有用于与零件抵接的减震体（3）；所述载体（1）侧壁设有操作轴（6），所述操作轴（6）端设置于滑腔（4）内并连接有调节齿轮（601）；所述磁吸体（2）设置有与调节齿轮（601）相匹配的条形齿（7）。
2.根据权利要求1中所述的一种低刚度零件加工用工装，其特征在于：所述滑腔（4）内壁设置有电磁片（401），所述磁吸体（2）包括绝缘部（201）和磁吸部（202），所述磁吸部（202）对应滑腔（4）的开口端；所述电磁片（401）与磁吸部（202）的外壁摩擦接触，所述电磁片（401）用于配合磁吸体（2）的磁吸部（202），所述条形齿（7）设置于绝缘部（201）。
3.根据权利要求1中所述的一种低刚度零件加工用工装，其特征在于：所述减震体（3）包括橡胶柱（301）和限位块（302），所述橡胶柱（301）与限位块（302）连接，所述限位块（302）设置于减震腔（5）中；所述减震腔（5）内壁设置有限制限位块滑动范围的限位槽（501），所述减震腔（5）内设置有使橡胶柱复位的弹力结构。
4.根据权利要求3中所述的一种低刚度零件加工用工装，其特征在于：所述弹力结构设置为弹簧（502），所述弹簧（502）两端分别与减震腔（5）底部和限位块（302）相抵接。
5.根据权利要求4中所述的一种低刚度零件加工用工装，其特征在于：所述减震腔（5）设置有导柱（503），所述弹簧（502）套设于导柱（503）上，所述限位块（302）设置有与导柱（503）相对应的收纳槽（504），所述收纳槽（504）用于控制减震体（3）的收拢行程。
6.根据权利要求1中所述的一种低刚度零件加工用工装，其特征在于：所述载体（1）两侧分别设置有插口（8）和与插口（8）相匹配的第一插板（9），所述载体（1）为多个，通过第一插板（9）和插口（8）配合进行拼接。
7.根据权利要求1中所述的一种低刚度零件加工用工装，其特征在于：所述载体（1）设置有第二插板（10），所述第二插板（10）上设有两个以上的通孔，所述第二插板（10）用于将载体（1）固定于支撑设备上。
8.一种低刚度零件加工用工装的使用方法，应用于权利要求1-7任意一项所述的一种低刚度零件加工用工装，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将低刚度零件在三坐标设备上进行坐标系构建，形成参考数据；
S2：使用扫描设备将低刚度零件进行扫描建模得到基础坐标数据；将基础坐标数据与参考数据输入计算机进行比对；通过计算机确定优化偏差值并进行处理和渲染得到等比例的三维模型；
S3：将三维模型进行仿真分析确定各部位可承受载荷点，选择高于平均载荷的位置作为夹持点并进行标记，选择低于平均载荷的位置作为补偿支撑点并进行标记，将局部工装分别设置到夹持点和补偿支撑点进行加持和支撑；
S4：将低刚度零件置于铣削设备中进行铣削，使用具有润滑和冷却性能的切削液实时冲淋铣刀与低刚度零件接触区域，并增大铣刀在局部工装附近加工时的转速。
9.根据权利要求8中所述的一种低刚度零件加工用工装的使用方法，其特征在于：还包括步骤S5：将激光测距仪安装在铣床上方或侧面，并通过测量激光从低刚度零件表面反射回来的时间来确定切割深度；并实时监测激光测距仪读数的变化。
10.根据权利要求8中所述的一种低刚度零件加工用工装的使用方法，其特征在于：所述扫描设备为激光器和图像传感器。
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