一种用于大型复杂曲面类叶片铣削的柔性夹具及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106624907A(43)申请公布日2017.05.10(21)申请号201710163784.3(22)申请日2017.03.17(71)申请人山东大学地址250061山东省济南市经十路17923号(72)发明人宋清华高建刘战强万熠史振宇(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人张勇(51)Int.Cl.B23Q3/06(2006.01)B23C3/18(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称一种用于大型复杂曲面类叶片铣削的柔性夹具及方法(57)摘要本发明公开了一种用于大型复杂曲面类叶片铣削的柔性夹具及方法，它解决了复杂曲面薄壁件加工过程中的加工振动问题，可以减小大型叶片等薄壁结构的加工变形，降低加工中的颤振，其技术方案为：包括设置于工作台的下部夹持部，下部夹持部上方配合设置柔性夹持部，所述柔性夹持部两端均与水平移动机构连接，水平移动机构端部与上下移动机构连接；所述柔性夹持部包括与叶片侧壁柔性贴合的弹性夹持体，弹性夹持体柔性夹持住叶片上部侧壁，下部夹持部夹持住叶片底部；加工过程中水平移动机构和上下移动机构带动弹性夹持体调整夹持叶片的位置，以预留出待加工区域。CN106624907ACN106624907A权利要求书1/1页1.一种用于大型复杂曲面类叶片铣削的柔性夹具，其特征是，包括设置于工作台的下部夹持部，下部夹持部上方配合设置柔性夹持部，所述柔性夹持部两端均与水平移动机构连接，水平移动机构端部与上下移动机构连接；所述柔性夹持部包括与叶片侧壁柔性贴合的弹性夹持体，弹性夹持体柔性夹持住叶片上部侧壁，下部夹持部夹持住叶片底部；加工过程中水平移动机构和上下移动机构带动弹性夹持体调整夹持叶片的位置，以预留出待加工区域。2.如权利要求1所述的柔性夹具，其特征是，所述弹性夹持体为支承气囊，支承气囊中部留有供叶片穿过的空腔，支承气囊充满状态下与叶片侧壁紧密贴合；优选的，所述支承气囊为椭圆形结构。3.如权利要求2所述的柔性夹具，其特征是，所述支承气囊侧部带有气嘴，气嘴与充气机构连通。4.如权利要求1所述的柔性夹具，其特征是，所述上下移动机构包括固设于工作上的丝杠，所述丝杠上配合设置上丝杠螺母和下丝杠螺母，所述下丝杠螺母上部支撑水平移动机构，上丝杠螺母与下丝杠螺母配合将水平移动机构夹紧。5.如权利要求4所述的柔性夹具，其特征是，所述水平移动机构包括套设于丝杠的套管结构，所述套管结构侧壁连接带长圆孔槽的竖板；所述套管结构顶部与上丝杠螺母配合，套管结构底部与下丝杠螺母配合。6.如权利要求5所述的柔性夹具，其特征是，所述弹性夹持体两端均设有连接杆，连接杆固定连接于竖板的长圆孔槽处；进一步的，所述上丝杠螺母顶部带有第一凹槽，所述下丝杠螺母底部带有第二凹槽，套管结构夹设于第一凹槽和第二凹槽之间。7.如权利要求1所述的柔性夹具，其特征是，所述下部夹持部包括虎台钳，所述虎台钳包括活动钳口体和固定钳口体，所述活动钳口体和固定钳口体顶部均固定有夹块；更进一步的，所述夹块之间的距离小于固定钳口体和活动钳口体之间的距离。8.一种用于大型复杂曲面类叶片铣削加工装置，包括如权利要求1-7任一项所述的柔性夹具。9.如权利要求1-7任一项所述的柔性夹具在装夹复杂曲面薄壁工件中的应用。10.如权利要求1-7任一项所述的柔性夹具的装夹方法，其特征是，包括以下步骤：将叶片底部固定夹持于下部夹持部，弹性夹持体柔性夹持住叶片上部侧壁；在铣削加工至临近弹性夹持体时，解除弹性夹持体对叶片的夹持力，上下移动机构带动柔性夹持部移动，预留出叶片的待加工区域供下一步铣削加工。2CN106624907A说明书1/7页一种用于大型复杂曲面类叶片铣削的柔性夹具及方法技术领域[0001]本发明涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种用于大型复杂曲面类叶片铣削的柔性夹具及方法。背景技术[0002]目前，在航天工业中，对薄壁件的切削任务是至关重要的，而薄壁件的变厚度减薄加工一直是加工制造难题。航天结构中的复杂曲面薄壁叶片的悬伸量大、刚性差，且主要以五轴铣削为主要加工方式。难加工结构和复杂加工工艺使得薄壁结构在加工中易于产生变形、回弹等现象，存在让刀、振动等问题，导致工件变形，影响工件尺寸精度、切削表面质量和加工效率。[0003]针对复杂曲面薄壁件加工过程中的加工振动问题，国内外很多学者进行了相关的研究。[0004]在优选切削参数方面，Kersting提出利用仿真，预测五轴铣削过程中的可再生切削颤振；Biemann提出了一套可以计算五轴铣削加工振动的仿真方法以及加工表面建模方法；Zhou提出了一种五轴铣削中优选切削参数抑制切削振动的方法；Arnaud给出了保证精度和表面质量的最优切削参