【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机械加工，特别是涉及一种用于弱刚性零件加工的装夹装置及其使用方法。
技术介绍
1、弱刚性零件广泛应用于航空航天、汽车制造、精密机械等领域，其特点是壁厚小、刚度低、容易产生变形，在加工这类零件时，由于材料的去除会导致零件的内应力重新分布，易产生变形和振动，从而影响加工精度和表面质量；此外，这些零件往往要求高精度和良好的表面完整性，使得加工难度进一步增加。
2、现有的加工技术在加工弱刚性零件时存在诸多局限性，如难以在加工过程中动态调整装夹力，以适应零件在加工过程中的变化；在加工过程中由于弱刚性零件的刚度较低从而引起加工颤振，使得零件在加工过程中产生表面质量缺陷，这些局限性往往导致加工过程中零件的过度变形或振动，影响最终零件的质量。
3、与现有技术相比，本专利技术提出的装夹装置通过结构设计，实现了对弱刚性零件的固定装夹、浮动装夹及随动支撑，有效控制了零件的六个自由度，减少了加工过程中的变形和振动。浮动装夹区域能够根据加工过程中零件受力情况的变化自动调整装夹力，减少残余应力的影响。随动支撑区域的设计增加了零件的刚度，进一步减少了加工过程中的变形。这些创新设计显著提高了加工精度和零件质量。
4、减少弱刚性零件在加工过程中的变形对于提高零件的加工精度和表面质量至关重要。这不仅能满足航空航天、汽车制造等高端制造业对零件质量的严格要求，还能显著提高材料利用率和加工效率，减少后续的修正和加工成本。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供了一种用于
2、本专利技术的技术方案之一是：
3、一种用于弱刚性零件加工的装夹装置，其特征在于包括固定装夹区域，浮动装夹区域和随动支撑区域，所述的固定装夹区域限制零件6个自由度并锁紧零件，所述的浮动装夹区域控制零件装夹位置的夹紧状态，所述的随动支撑区域提供被动阻尼增加刚度；所述的固定装夹区域位于零件(5)的中间边缘位置，由三个固定装夹装置(1)组成；所述的浮动装夹区域位于所述零件(5)的四角，由四个浮动装夹装置(2)组成；所述的随动支撑区域选取零件(5)的加工面的镜像面作为随动支撑区域，由随动支撑装置(3)组成。
4、所述的固定装夹区域、浮动装夹区域和随动支撑区域安装在底板4上，其与底板4之间均通过螺纹连接。
5、所述的一种用于弱刚性零件加工的装夹装置，其特征在于所述的固定装夹装置(1)包括：螺纹连接孔(6)，电机支撑座(7)，导轨支撑座(8)，滑轨(9)，丝杆电机(10)，滑块(11)，丝杆螺母(12)，l型连接板(13)，定位座(14)，零件(5)，定位销(15)，压力气缸(16)，压力气缸座(17)，螺纹连接孔(18)；其中螺纹连接孔(6)和(18)用于连接底板(4)；l型连接板(13)下端连接丝杆螺母(12)，左端装有能随其在轴向一起运动的滑块(11)，上端与定位座(14)连接，在工作时，通过控制丝杆电机(10)旋转实现定位座(14)的轴向移动，从而达到调节固定装夹区域适应零件厚度；其中定位座(14)上端开有销孔，在工作时通过压力气缸(16)的压力与定位销(15)限制零件(5)的六个自由度。。
6、所述的一种用于弱刚性零件加工的装夹装置，其特征在于所述的浮动装夹装置(2)包括：螺纹连接孔(24)，电机支撑座(7)，导轨支撑座(7)，滑轨(9)，丝杆电机(10)，滑块(11)，丝杆螺母(12)，l型连接板(13)，连接柱(19)，传感器座(20)、压力传感器(21)、无头内六角螺钉(22)、十字槽盘头螺钉(23)，压力气缸(16)，压力气缸座(17)，螺纹连接孔(25)；其中螺纹连接孔(24)和(25)用于连接底板(4)；l型连接板(13)下端连接丝杆螺母(12)，左端装有能随其在轴向一起运动的滑块(11)，上端与连接柱(19)连接，连接柱(19)和传感器座(20)通过十字槽盘头螺钉(23)连接，传感器座(20)和压力传感器(21)通过无头内六角螺钉(22)连接，在工作时，通过控制丝杆电机(10)旋转实现连接柱(19)、传感器座(20)和压力传感器(21)的轴向移动；在工作时通过释放压力气缸(16)的压力并控制压力传感器(21)轴向移动，从而达到释放应力减小变形的目的。
7、所述的一种用于弱刚性零件加工的装夹装置，其特征在于所述的随动支撑区域由随动支撑装置3通过对结构件附加阻尼器增加系统阻尼，从而提高加工零件的相对刚度以减小变形；它包括：x方向丝杆滑台26，y方向丝杆滑台27，被动阻尼器28，其中被动阻尼器包括：万象球29，支撑弹簧30，阻尼座31和螺纹连接孔32；其中螺纹连接孔32用于连接被动阻尼器28和y方向丝杆滑台27；x方向丝杆滑台26与y方向丝杆滑台27通过螺纹连接。
8、本专利技术的技术方案之二是：
9、一种弱刚性零件加工的装夹方法，其特征是它包括以下步骤：
10、步骤s1：区域划分，将零件分为固定装夹区域、浮动装夹区域和随动支撑区域；
11、步骤s2：在加工开始前，固定装夹装置(1)通过调节丝杆电机(10)适应零件厚度，并由定位销(15)和下压气缸(16)锁紧零件并限制零件6个自由度；浮动装夹装置(2)通过调节丝杆电机(10)适应零件厚度，并由下压气缸(16)锁紧零件；随动支撑装置(3)的被动阻尼器(28)通过控制x方向丝杆滑台(26)和y方向丝杆滑台(27)移动到刀具的镜像区域；
12、步骤s3：在加工过程中，浮动装夹装置(2)的压力传感器(21)在加工过程中监测零件在浮动装夹位置的压力值，并根据监测压力值的实际情况，调整丝杆电机的步数δx来改变压紧力，从而在加工过程的间隙对浮动装夹区域调整装夹力；随动支撑装置(3)在加工的镜像区域跟随刀具运动；
13、步骤s4：重复步骤s3直至零件加工完成；
14、所述的区域划分包括下步骤：
15、步骤s11：所述的固定装夹区域选取所述零件的中间边缘位置作为零件的固定装夹点；
16、步骤s12：所述的浮动装夹区域选取所述零件的四角作为工件的浮动装夹点；
17、步骤s13：所述的随动支撑区域选取零件的加工面的镜像面作为工件的随动支撑区域。
18、所述的调整机制其调整的方法为：
19、步骤s31：所述的压力传感器(17)在开始加工前，需要进行校准，确保测量数据的准确性；
20、步骤s32：所述的压力传感器(17)在夹紧零件后读取初始压紧力pa，在一个工步完成后读取当前压力值pb，计算当前压力值pb与初始压力值pa之间的差值pc＝pb-pa；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.本专利技术公开了一种用于弱刚性零件加工的装夹装置，解决弱刚性零件加工精度低、稳定性差的问题；其特征在于，一种用于弱刚性零件加工的装夹装置及其使用方法包括底板、固定装夹区域，浮动装夹区域和随动支撑区域；所述的固定装夹区域限制零件6个自由度并锁紧零件，所述的浮动装夹区域控制零件装夹位置的夹紧状态，所述的随动支撑区域提供被动阻尼增加刚度；所述的固定装夹区域位于零件(5)的中间边缘位置，由三个固定装夹装置(1)组成；所述的浮动装夹区域位于所述零件(5)的四角，由四个浮动装夹装置(2)组成；所述的随动支撑区域选取零件(5)的加工面的镜像面作为随动支撑区域，由随动支撑装置(3)组成。
2.根据权利要求1所述的一种用于弱刚性零件加工的装夹装置，其特征在于所述的固定装夹装置(1)包括：螺纹连接孔(6)，电机支撑座(7)，导轨支撑座(8)，滑轨(9)，丝杆电机(10)，滑块(11)，丝杆螺母(12)，L型连接板(13)，定位座(14)，零件(5)，定位销(15)，压力气缸(16)，压力气缸座(17)，螺纹连接孔(18)；其中螺纹连接孔(6)和(18)用于连接底板(4)；L型连接板(
3.根据权利要求1所述的一种用于弱刚性零件加工的装夹装置，其特征在于所述的浮动装夹装置(2)包括：螺纹连接孔(24)，电机支撑座(7)，导轨支撑座(7)，滑轨(9)，丝杆电机(10)，滑块(11)，丝杆螺母(12)，L型连接板(13)，连接柱(19)，传感器座(20)、压力传感器(21)、无头内六角螺钉(22)、十字槽盘头螺钉(23)，压力气缸(16)，压力气缸座(17)，螺纹连接孔(25)；其中螺纹连接孔(24)和(25)用于连接底板(4)；L型连接板(13)下端连接丝杆螺母(12)，左端装有能随滑轨(9)在轴向一起运动的滑块(11)，上端与连接柱(19)连接，连接柱(19)和传感器座(20)通过十字槽盘头螺钉(23)连接，传感器座(20)和压力传感器(21)通过无头内六角螺钉(22)连接，在工作时，通过控制丝杆电机(10)旋转实现连接柱(19)、传感器座(20)和压力传感器(21)的轴向移动；在工作时通过释放压力气缸(16)的压力并控制压力传感器(21)轴向移动，从而达到释放应力减小变形的目的。
4.根据权利要求1所述的一种用于弱刚性零件加工的装夹装置，其特征在于所述的随动支撑装置(3)包括：X方向丝杆滑台(26)，Y方向丝杆滑台(27)，被动阻尼器(28)，其中被动阻尼器(28)包括：万象球(29)，支撑弹簧(30)，阻尼座(31)和螺纹连接孔(32)；其中螺纹连接孔(32)用于连接被动阻尼器(28)和Y方向丝杆滑台(27)；X方向丝杆滑台(26)与Y方向丝杆滑台(27)通过螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于弱刚性零件加工的装夹装置的使用方法，其特征在于，包含以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种用于弱刚性零件加工的装夹装置的使用方法，其特征在于所述步骤S1包括以下步骤：
7.根据权利要求5所述的一种用于弱刚性零件加工的装夹装置的使用方法，其特征在于所述步骤S3包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.本发明公开了一种用于弱刚性零件加工的装夹装置，解决弱刚性零件加工精度低、稳定性差的问题；其特征在于，一种用于弱刚性零件加工的装夹装置及其使用方法包括底板、固定装夹区域，浮动装夹区域和随动支撑区域；所述的固定装夹区域限制零件6个自由度并锁紧零件，所述的浮动装夹区域控制零件装夹位置的夹紧状态，所述的随动支撑区域提供被动阻尼增加刚度；所述的固定装夹区域位于零件(5)的中间边缘位置，由三个固定装夹装置(1)组成；所述的浮动装夹区域位于所述零件(5)的四角，由四个浮动装夹装置(2)组成；所述的随动支撑区域选取零件(5)的加工面的镜像面作为随动支撑区域，由随动支撑装置(3)组成。
2.根据权利要求1所述的一种用于弱刚性零件加工的装夹装置，其特征在于所述的固定装夹装置(1)包括：螺纹连接孔(6)，电机支撑座(7)，导轨支撑座(8)，滑轨(9)，丝杆电机(10)，滑块(11)，丝杆螺母(12)，l型连接板(13)，定位座(14)，零件(5)，定位销(15)，压力气缸(16)，压力气缸座(17)，螺纹连接孔(18)；其中螺纹连接孔(6)和(18)用于连接底板(4)；l型连接板(13)下端连接丝杆螺母(12)，左端装有能随滑轨(9)在轴向一起运动的滑块(11)，上端与定位座(14)连接，在工作时，通过控制丝杆电机(10)旋转实现定位座(14)的轴向移动，从而达到调节固定装夹区域适应零件厚度；其中定位座(14)上端开有销孔，在工作时通过压力气缸(16)的压力与定位销(15)限制零件(5)的六个自由度。
3.根据权利要求1所述的一种用于弱刚性零件加工的装夹装置，其特征在于所述的浮动装夹装置(2)包括：螺纹连接孔(24)，电机支撑座(7)，导轨支撑座(7)，滑轨(9)，丝杆...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭锐涛，申嘉诚，陈美良，赵林峰，黄晓芳，高江雄，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：
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