利用液体介质抑制加工振动的工件加工装置及加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用液体介质抑制加工振动的工件加工装置及加工方法，所述加工装置，包括刀具、工件夹具，其特征在于，还设有液体容器、液体介质以及外接的液体介质存储箱；所述工件夹具安装在液体容器的底板上，加工时通过夹持将工件的薄壁部分以竖直状态固定在所述液体容器中；所述液体容器上安装有喷射机头，并设有回流口，加工时所述喷射机头与铣削加工刀具分别位于工件薄壁部分的两侧，喷射机头的喷口朝向工件薄壁部分加工面的背面，喷射机头的进液口与液体介质存储箱的出液口连接，液体介质存储箱的进液口与所述回流口连接，形成循环回路，且连接喷射机头与液体介质存储箱出液口的管路上设有增压泵。在液体介质阻尼特性和液体冲击压力共同作用下，实施本发明专利技术的铣削加工过程其加工振动现象会有明显的抑制，本发明专利技术加工装置和加工方法能够有效的提高产品加工质量和加工精度，且易于实施，适合推广使用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
利用液体介质抑制加工振动的工件加工装置及加工方法


[0001]本专利技术涉及薄壁零件铣削加工的
，具体为一种利用液体介质抑制加工振动的工件加工装置及加工方法。

技术介绍

[0002]薄壁零件在铣削加工过程中极易产生加工振动现象，并导致工件表面产生振纹，会降低工件的表面质量，制约加工效率。选用合理的加工振动抑制方法能够提高工件的加工效率和表面质量，是机械加工领域亟待解决的问题之一。
[0003]国内外许多学者对薄壁零件的加工振动抑制方法进行了研究。其中，效果最为明显并且应用率较高的是通过降低切削用量抑制加工振动和添加主动阻尼器抑制加工振动。但降低切削用量的方法会极大程度的降低切削效率，添加主动阻尼器的方法对不同工件的添加位置难以选择，所以实施难度都很大，不能很好的解决薄壁零件的加工振动抑制问题。分析加工动力学方程可知，增大系统的刚度和阻尼都能够一定程度上抑制加工振动，其中，为质量，为阻尼，为刚度，为切削加工中的切削力，，，分别代表加速度，速度和位移。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中提及的问题，本专利技术提出了一种将薄壁工件放置于装有液体介质的容器内，通过液体介质的黏性阻尼提高工件的等效阻尼，抑制加工振动，同时，在薄壁工件一侧施加液体喷射压力，通过喷射压力提高工件的等效刚度并抵消一部分切削力。在液体介质等效阻尼和喷射压力提高等效刚度的共同作用下，使加工过程中工件的响应位移降低，而达到抑制加工振动的目的。
[0005]为实现上述目的，本专利技术设计了以下技术方案：一种利用液体介质抑制加工振动的加工装置，用于工件薄壁部分的铣削加工，包括刀具、工件夹具，其特征在于，还设有液体容器、液体介质以及外接的液体介质存储箱；所述工件夹具安装在液体容器的底板上，加工时通过夹持将工件的薄壁部分以竖直状态固定在所述液体容器中；所述液体容器上安装有喷射机头，并设有回流口，加工时所述喷射机头与铣削加工刀具分别位于工件薄壁部分的两侧，喷射机头的喷口朝向工件薄壁部分加工面的背面，喷射机头的进液口与液体介质存储箱的出液口连接，液体介质存储箱的进液口与所述回流口连接，形成循环回路，且连接喷射机头与液体介质存储箱出液口的管路上设有增压泵。
[0006]在上述方案的基础上，进一步改进或优选的方案还包括：进一步的，所述增压泵驱动电路的控制信号输入端、刀具驱动电路的控制信号输入端分别与控制单元连接，控制单元控制增压泵向工件薄壁部分的背面施加恒定的冲击力，或耦合于刀具切削力的反向冲击力。
[0007]进一步的，所述工件薄壁部分的各个面与所述液体容器侧壁的最小距离不小于200mm。
[0008]进一步的，所述述液体介质为黏性液体介质，如乳化型切削液，或添加有阻燃剂的油液等。
[0009]一种基于上述加工装置的利用液体介质抑制加工振动的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将工件固定在液体容器内的夹具上，使其薄壁部分竖立在液体容器中，且加工面的背面朝向所述喷射机头的喷口；S2.向液体容器中注入没过工件的液体介质，增加工件的等效阻尼，抑制加工振动；S3：将刀具安装到位，开展铣削加工过程，在铣削加工的过程中，利用喷射机头持续向工件薄壁部分加工面的背面喷射所述液体介质，通过向薄壁部分背面施加水平方向的冲击力，使其产生提高刚度的预应力，以抑制加工振动。
[0010]在上述方案的基础上，对喷射机头的控制有以下两种方案：其一，在铣削加工过程中，向工件薄壁部分背面施加恒定的冲击力。
[0011]其二，在喷射机头的喷射方向上，分析刀具施加在工件薄壁部分加工面的切削力，调整所述增压泵的功率，使喷射机头作用在工件薄壁部分背面上的冲击力与所述切削力大小相等，方向相反。
[0012]进一步的，本专利技术方法还包括在正式加工开始前，确定喷射机头冲击力或刀具切削力的测试步骤：在测试阶段，对完成加工的测试工件测量其薄壁部分的表面轮廓尺寸，以工件表面任意处的变形误差小于0.02mm为准，调试所述喷射机头冲击力和/或刀具的切削力。
[0013]本专利技术的有益效果是：本专利技术加工装置及加工方法利用了液体介质具的黏性阻尼的特性，将工件放置其中并进行加工时，黏性阻尼液体会增加工件的等效阻尼，对加工工件的振动产生抑制作用；同时，本专利技术加工装置及加工方法通过增压泵和喷射机头的共同作用对工件的非加工侧施加冲击压力，能够提高工件的等效刚度，抑制加工振动。在液体介质阻尼特性和液体冲击压力共同作用下，实施本专利技术的铣削加工过程其加工振动现象会有明显的抑制，本专利技术能够有效的提高产品加工质量和加工精度。
附图说明
[0014]图1是本专利技术加工方法具体实施例的流程图；图2为本专利技术加工装置的俯视图；图3为本专利技术加工装置的侧视内部结构示意图；图4为图3局部结构的放大视图；图中标记名称：液体容器1、进流口2、夹具3、工件4、铣刀5、液体介质6、喷射机头7、回流口8、增压泵9、液体介质存储箱10。
具体实施方式
[0015]下面结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。
[0016]如图2至图4所示的一种利用液体介质抑制加工振动的加工装置，用于工件薄壁部分的铣削加工，包括液体容器1、工件夹具3、刀具5、液体介质6、喷射机头7、增压泵9以及外接的液体介质存储箱10等组成部分。
[0017]如图3所示，所述液体容器1的左侧壁上安装有均匀分布的多个喷射机头7（喷嘴），并在底部设有回流口8，右侧壁的顶部设有进流口2。喷射机头7的进液口与外接的液体介质存储箱10的第一出液口连接，液体介质存储箱10的进液口与所述回流口8连接，形成加工时的循环回路，液体介质存储箱10的第二出液口与所述进流口2连接，用于在加工开始前对液体容器1内注入液体介质。所述增压泵9则设置在连接喷射机头7与液体介质存储箱10出液口的管路上。
[0018]如图4所示，所述工件4呈T型，包括用于夹持连接的底座和与底座垂直的薄壁部分，所述工件夹具3固定安装在液体容器1中部的底板上，其夹口朝上，加工时通过夹持底座将工件4的薄壁部分以竖立状态固定在所述液体容器1中。一般情况下，所述工件4的薄壁部分的各个面与所述液体容器1侧壁的最小距离可控制在不小于200mm的范围内，以减少折流液体对工件的影响。
[0019]加工时所述喷射机头7与铣削加工刀具分别位于工件薄壁部分的两侧，喷射机头7的喷口水平设置，朝向工件4薄壁部分加工面的背面，所述增压泵9驱动电路的控制信号输入端、刀具驱动电路的控制信号输入端分别与控制单元连接，控制单元可控制增压泵8向工件薄壁部分的背面施加恒定的冲击力，或耦合于刀具切削力水平分量的反向冲击力。
[0020]所述液体介质优选采用黏性液体介质，如乳化型切削液，或添加有阻燃剂的切削油（以防止在加工时温度过高导致液体介质6燃烧）等。
[0021]一种基于如上所述加工装置的利用液体介质抑制加工振动的加工方法，包括以下步骤：步骤一、将待加工工件4固定在液体容器1内的夹具上，使其薄壁部分竖立在液体容器1中，且加工面的背面朝向所述喷射机头7的喷口；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用液体介质抑制加工振动的加工装置，用于工件薄壁部分的铣削加工，包括刀具、工件夹具（3），其特征在于，还设有液体容器（1）、液体介质（6）以及外接的液体介质存储箱（10）；所述工件夹具（3）安装在液体容器（1）的底板上，加工时通过夹持将工件的薄壁部分以竖直状态固定在所述液体容器（1）中；所述液体容器（1）上安装有喷射机头（7），并设有回流口（8），加工时所述喷射机头（7）与铣削加工刀具分别位于工件薄壁部分的两侧，喷射机头（7）的喷口朝向工件薄壁部分加工面的背面，喷射机头（7）的进液口与液体介质存储箱（10）的出液口连接，液体介质存储箱（10）的进液口与所述回流口（8）连接，形成循环回路，且连接喷射机头（7）与液体介质存储箱（10）出液口的管路上设有增压泵（9）。2.根据权利要求1所述的一种利用液体介质抑制加工振动的加工装置，其特征在于，所述增压泵（9）驱动电路的控制信号输入端、刀具驱动电路的控制信号输入端分别与控制单元连接，控制单元控制增压泵向工件薄壁部分的背面施加恒定的冲击力，或耦合于刀具切削力的反向冲击力。3.根据权利要求1所述的一种利用液体介质抑制加工振动的加工装置，其特征在于，所述工件薄壁部分的各个面与所述液体容器（1）侧壁的最小距离不小于200mm。4.根据权利要求1所述的一种利用液体介质抑制加工振动的加工装置，其特征在于，所述液体介质为黏性液体介质。5.根据权利要求4所述的一种利用液体介质抑制加工振动的加工装置，其特征在于，所述黏性液体介质为乳化型切削液。6.根据权利要求5所述的一种利用液体...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯军明，王保升，汪木兰，黄家才，蒋麒麟，卞荣，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：