專利名稱:筒形薄壁工件多頭鏡像銑削裝置制造方法
【專利摘要】一種筒形薄壁工件多頭鏡像銑削裝置。為了克服現(xiàn)有鏡像銑削裝置多為單刀頭設(shè)置，難以滿足大型薄壁筒形工件高精度要求、工作效率低的不足，本實用新型中心立柱固定安裝在底座的圓心處，中心立柱上端部安裝有頂部定位工裝，頂部定位工裝下面安裝有頂部可調(diào)工件夾持機構(gòu)；底座上固定安裝有底部定位工裝，底部定位工裝上面安裝有底部可調(diào)工件夾持機構(gòu)；底座的圓形軌道上安裝有內(nèi)立柱，銑削電主軸總成安裝在內(nèi)立柱的外側(cè)；底座外圓軌道上安裝有外立柱，隨動頂緊總成安裝在外立柱的內(nèi)側(cè)。其有益效果是設(shè)計合理，便于低剛性薄壁筒形工件的安裝、定位、調(diào)整；能夠保證加工工件的形狀精度、位置精度、尺寸精度，大幅度提高加工效率。
【專利說明】筒形薄壁工件多頭鏡像銑削裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種鏡像銑削裝置，尤其是涉及一種筒形薄壁工件多頭鏡像銑削
目.0

【背景技術(shù)】
[0002]大型薄壁筒形工件其尺寸大，易變形，特別是當(dāng)其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形狀精度要求高時，加工制造難度更大。例如:航天航空領(lǐng)域的大型薄壁件多數(shù)與飛行器的氣動性能有關(guān)，工件周邊輪廓與其他零部件有復(fù)雜的配合關(guān)系，裝配難度也非常大。在大型薄壁筒形工件加工中，鏡像加工以其高效、綠色無污染的特點逐漸取代了傳統(tǒng)的機械加工和化學(xué)加工。鏡像加工采用立式夾持框架對被加工工件進行固定，并通過隨動支承頭對工件的被加工部位進行支承。支承頭和刀具分別位于被加工工件兩側(cè)，呈鏡像布局。目前，鏡像銑削裝置多為單刀頭設(shè)置，工作效率低，尤其是在大型薄壁筒形工件加工過程中，難以滿足高精度的設(shè)計要求。
實用新型內(nèi)容
[0003]為了克服現(xiàn)有鏡像銑削裝置為單刀頭設(shè)置，在大型薄壁筒形工件加工過程中，存在難以滿足高精度的設(shè)計要求，且工作效率低的不足，本實用新型提供一種筒形薄壁工件多頭鏡像銑削裝置，該裝置不僅適用于完整的筒形工件的加工，也適用于局部筒形工件的加工。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:筒形薄壁工件多頭鏡像銑削裝置包括底座、立柱、定位工裝、隨動頂緊總成、銑削電主軸總成，底座和定位工裝為圓形，定位工裝包括頂部定位工裝和底部定位工裝；立柱包括中心立柱、內(nèi)立柱和外立柱，中心立柱、內(nèi)立柱和外立柱都垂直于底座。
[0005]中心立柱固定安裝在底座的圓心處，中心立柱的上端部安裝有沿中心立柱軸線移動的頂部定位工裝，頂部定位工裝下面安裝有頂部可調(diào)工件夾持機構(gòu)；底座上固定安裝有底部定位工裝，底部定位工裝上面安裝有底部可調(diào)工件夾持機構(gòu)(注:本實用新型專利 申請人:就“頂部定位工裝及頂部可調(diào)工件夾持機構(gòu)”和“底部定位工裝及底部可調(diào)工件夾持機構(gòu)”相關(guān)技術(shù)方案另行申請了發(fā)明專利《一種基于壓力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的柔性筒段圓度校準(zhǔn)與夾緊裝置》，在此對相關(guān)內(nèi)容不再贅述)。
[0006]在底座上面設(shè)置有與底座同圓心的圓形軌道，內(nèi)立柱沿圓形軌道移動；銑削電主軸總成安裝在內(nèi)立柱的外側(cè)。沿底座的外圓周側(cè)面設(shè)置有外軌道，外立柱安裝在底座的外側(cè)且沿外軌道移動；隨動頂緊總成安裝在外立柱的內(nèi)側(cè)，與內(nèi)立柱上的銑削電主軸總成呈鏡像布置。
[0007]外立柱和內(nèi)立柱的數(shù)量分別為2個或2個以上，且沿底座的圓周分布。
[0008]內(nèi)立柱外側(cè)的下端部安裝有自動刀庫。銑削電主軸總成的滑鞍II沿內(nèi)立柱外側(cè)軸向移動，其中的銑削主軸沿銑削電主軸總成中水平設(shè)置的滑板移動。
[0009]隨動頂緊總成的滑鞍I沿外立柱內(nèi)側(cè)軸向移動，其中的頂緊裝置沿隨動頂緊總成中水平設(shè)置的滑板移動。隨動頂緊總成的前端固定安裝有激光位移傳感器；隨動頂緊總成上固定安裝有超聲波測厚裝置(注:本實用新型專利 申請人:就“隨動頂緊裝置”及相關(guān)技術(shù)方案另行申請了發(fā)明專利《具有變形跟蹤和壁厚測量功能的鏡像銑頂壓裝置》，在此對相關(guān)內(nèi)容不再贅述)。
[0010]本實用新型的有益效果是，設(shè)計合理，便于低剛性薄壁筒形工件加工的安裝、定位、調(diào)整；能夠保證加工工件的形狀精度、位置精度、尺寸精度，大幅度提高加工效率；多頭鏡像銑削實現(xiàn)了低污染、低排放、高精度的加工目的。

【附圖說明】

[0011]圖1是本實用新型筒形薄壁工件多頭鏡像銑削裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:1.底座，2.頂部定位工裝，3.中心立柱，4.底部定位工裝，5.頂部可調(diào)工件夾持機構(gòu)，6.底部可調(diào)工件夾持機構(gòu)，7.外立柱，8.內(nèi)立柱，9.銑削電主軸總成，10.隨動頂緊總成，11.滑鞍I，12.滑鞍II，13.自動刀庫，14.超聲波測厚裝置。

【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉的是，本發(fā)明不限于所列出的【具體實施方式】，只要符合本發(fā)明的精神，都應(yīng)該包括于本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0014]本實用新型主要應(yīng)用于大直徑薄壁筒形工件的銑削加工，同樣也適用于局部筒形工件的銑削加工。參見附圖1，本實用新型筒形薄壁工件多頭鏡像銑削裝置包括底座1、立柱、定位工裝、銑削電主軸總成9、隨動頂緊總成10，底座I和定位工裝均為圓形。
[0015]立柱包括中心立柱3、內(nèi)立柱8和外立柱7，中心立柱3、內(nèi)立柱8和外立柱7都垂直于底座I。定位工裝包括頂部定位工裝2和底部定位工裝4。
[0016]底座I的圓心處固定安裝有中心立柱3。中心立柱3的上端部安裝有頂部定位工裝2，頂部定位工裝2可以沿中心立柱3軸線上下移動，以滿足不同高度工件的安裝需要；頂部定位工裝2下面安裝有頂部可調(diào)工件夾持機構(gòu)5。底座I上固定安裝有底部定位工裝4，底部定位工裝4上面安裝有底部可調(diào)工件夾持機構(gòu)6。若干個頂部可調(diào)工件夾持機構(gòu)5沿頂部定位工裝2的圓周均布，且可以沿頂部定位工裝2底部的徑向?qū)к壱苿?。若干個底部工件夾持機構(gòu)6沿底部定位工裝4的圓周均布，且可以沿底部定位工裝4上面的徑向?qū)к壱苿?。頂部可調(diào)工件夾持機構(gòu)5和底部工件夾持機構(gòu)6均由氣缸、鉸鏈實現(xiàn)力的轉(zhuǎn)向，通過調(diào)整上、下工件夾持機構(gòu)可以對工件進行校圓、校平，以保證工件的圓度、平行度。
[0017]在底座I上面設(shè)置有與底座同圓心的圓形軌道，通常圓形軌道的半徑小于工件的半徑，內(nèi)立柱8沿圓形軌道移動。內(nèi)立柱8的外側(cè)安裝有銑削電主軸總成9，銑削電主軸總成9的滑鞍II 12攜銑削主軸沿內(nèi)立柱8外側(cè)軸向移動，內(nèi)立柱8外側(cè)的下端部還安裝有自動刀庫13，可根據(jù)加工需要更換銑刀。銑削電主軸總成9中還設(shè)置有水平滑板，銑削主軸沿水平滑板相對于底座I做徑向移動。
[0018]沿底座I的外圓周側(cè)面設(shè)置有外軌道，外立柱7安裝在底座I的外側(cè)，且沿外軌道移動。隨動頂緊總成10安裝在外立柱7的內(nèi)側(cè)，隨動頂緊總成10中的滑鞍I 11沿外立柱7的內(nèi)側(cè)軸向移動。隨動頂緊總成10中還設(shè)置有水平滑板，頂緊裝置沿水平滑板相對于底座I做徑向移動。
[0019]安裝在外立柱7內(nèi)側(cè)的隨動頂緊總成10與安裝在內(nèi)立柱8上的銑削電主軸總成9中的銑削主軸呈鏡像布置。
[0020]外立柱7和內(nèi)立柱8的數(shù)量分別為2個或2個以上，且沿底座I的圓周分布，通常外立柱7和內(nèi)立柱8的數(shù)量均為3個。
[0021]隨動頂緊總成10選用具有多點阻尼支撐的頂緊裝置，多點阻尼支撐呈矩形陣列布置，擴大了支撐面積，降低了控制難度，能夠主動抑制振動，由氣缸提供頂緊力，可以跟隨高速銑削電主軸運動，實時提供頂緊力。
[0022]隨動頂緊總成10的前端固定安裝有激光位移傳感器，激光位移傳感器可以安裝在矩形陣列的中間位置，實時對加工過程中工件的變形進行監(jiān)控。隨動頂緊總成10的上方還可以固定安裝超聲波測厚裝置14，由超聲波測厚氣缸提供動力，對粗加工后工件的壁厚進行檢測。
[0023]采用本實用新型筒形薄壁工件多頭鏡像銑削裝置的銑削方法，步驟如下:
[0024]1、首先，將頂部可調(diào)工件夾持機構(gòu)5收縮于頂部定位工裝2內(nèi)；然后，將工件吊裝至底部工件夾持機構(gòu)6上，夾緊工件下端；
[0025]2、將頂部可調(diào)工件夾持機構(gòu)5伸出頂部定位工裝2外；
[0026]3、通過調(diào)整頂部定位工裝2高度位置，依靠頂部可調(diào)工件夾持機構(gòu)5夾緊工件上端;
[0027]4、工件安裝完畢，且滿足加工過程中的剛性要求后，調(diào)整隨動頂緊裝置、銑削電主軸徑向位置至適合加工的位置。
[0028]相對于固定位置的底座1，本實用新型通過隨動頂緊總成10和銑削電主軸總成9的徑向移動，滑鞍I 11和滑鞍II 12垂直移動，外立柱7、內(nèi)立柱8以底座I圓心為圓心的圓周移動，完成薄壁筒形工件的銑削加工。
[0029]本實用新型筒形薄壁工件多頭鏡像銑削裝置由計算機程序控制，一旦設(shè)定好數(shù)控系統(tǒng)，即可完成粗加工、激光測量補償、半精加工、超聲波測厚、精加工全過程的自動化，無需人為干預(yù)，自動化程度高；通用性強，可以應(yīng)用于不同直徑和不同高度的薄壁筒段構(gòu)件的自動化、可編程、整體銑削加工。采用數(shù)控伺服可升降定位工裝系統(tǒng)，使之適應(yīng)不同高度、不同直徑的大型筒段構(gòu)件，有效提高了設(shè)備利用率。本申請僅涉及其中的機械部分，本發(fā)明人已就有關(guān)控制部分技術(shù)方案另行申請了發(fā)明專利。
[0030]本實用新型考慮了加工過程中工件的剛性要求，設(shè)置了隨動頂緊測量系統(tǒng)，用于提高工件在加工區(qū)域局部剛性，減小工件變形，以滿足工件的形狀精度、位置精度要求；設(shè)計激光位移傳感器，用于監(jiān)測加工過程中工件的局部變形，作為加工補償?shù)囊罁?jù)。
[0031]應(yīng)該注意的是上述實施例是示例而非限制本實用新型，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計很多替代實施例而不脫離本專利的權(quán)利要求范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種筒形薄壁工件多頭鏡像銑削裝置，包括底座、立柱、定位工裝、隨動頂緊總成、銑削電主軸總成，底座和定位工裝為圓形，其特征是: 所述定位工裝包括頂部定位工裝(2)和底部定位工裝(4);所述立柱包括中心立柱(3)、內(nèi)立柱⑶和外立柱(7)，中心立柱(3)、內(nèi)立柱⑶和外立柱(7)都垂直于底座⑴；所述中心立柱(3)固定安裝在底座(I)的圓心處，中心立柱(3)的上端部安裝有沿中心立柱(3)軸線移動的頂部定位工裝(2)，頂部定位工裝(2)下面安裝有頂部可調(diào)工件夾持機構(gòu)(5);底座(I)上固定安裝有底部定位工裝(4)，底部定位工裝(4)上面安裝有底部可調(diào)工件夾持機構(gòu)(6)； 在所述底座(I)上面設(shè)置有與底座同圓心的圓形軌道，內(nèi)立柱(8)沿圓形軌道移動；所述銑削電主軸總成(9)安裝在內(nèi)立柱⑶的外側(cè)； 沿所述底座⑴的外圓周側(cè)面設(shè)置有外軌道，所述外立柱(7)安裝在底座⑴的外側(cè)且沿外軌道移動，所述隨動頂緊裝置(10)安裝在外立柱(7)的內(nèi)側(cè)，與內(nèi)立柱(8)上的銑削電主軸總成(9)呈鏡像布置； 所述外立柱(7)和內(nèi)立柱⑶的數(shù)量分別為2個或2個以上，且沿底座⑴的圓周分布。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述筒形薄壁工件多頭鏡像銑削裝置，其特征是:所述內(nèi)立柱(8)外側(cè)的下端部安裝有自動刀庫(13);所述銑削電主軸總成(9)的滑鞍II (12)沿內(nèi)立柱(8)外側(cè)軸向移動，其中的銑削主軸沿銑削電主軸總成(9)中水平設(shè)置的滑板移動。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述筒形薄壁工件多頭鏡像銑削裝置，其特征是:所述隨動頂緊總成(10)的滑鞍I (11)沿外立柱(7)內(nèi)側(cè)軸向移動，其中的頂緊裝置沿隨動頂緊總成(10)中水平設(shè)置的滑板移動。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述筒形薄壁工件多頭鏡像銑削裝置，其特征是:所述隨動頂緊總成(10)的前端固定安裝有激光位移傳感器；所述隨動頂緊總成(10)上固定安裝有超聲波測厚裝置(14) ο
【文檔編號】B23Q1-01GK204295027SQ201420712594
【發(fā)明者】王國慶, 王宇晗, 丁鵬飛, 畢慶貞, 孫秀京, 劉鋼, 陳文婷 [申請人]首都航天機械公司, 上海拓璞數(shù)控科技有限公司, 中國運載火箭技術(shù)研究院