[发明专利]柔性气囊滚动支撑装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种柔性气囊滚动支撑装置，特别是一种用于薄壁件镜像加工的柔性气囊滚动支撑装置。

背景技术

大型薄壁工件由于尺寸大、形状复杂、弱刚性易变形等特点，导致加工制造难度很大。目前，镜像加工方法以其高效、经济、环保的特点，逐渐取代了传统大型薄壁零件加工采用的化学加工方法和机械加工方法。镜像加工是指在被加工工件两侧分别布置加工装置和支撑装置，支撑装置的支撑头跟随加工刀具做镜像运动，同时对工件的被加工位置进行支撑。

美国发明专利“US7682112B2”公开了一种薄壁零件镜像加工支撑装置，该支撑装置采用一个弹性材料制成的小球作为支撑元件，同时利用小球的弹性变形抑制加工中的振动。该装置采用单点支撑方式，支撑面积小，加工点和支撑点的镜像运动控制难度大。中国专利“CN104002161B”公开了一种多点柔性滚动支撑头，采用若干弹性支撑杆和若干柔性滚动部件实现镜像加工中的多点支撑。当薄壁工件加工一侧的刀具开始加工时，各个弹性支撑杆的中心与刀具镜像对称，减小薄壁工件的加工振动，增大了支撑有效面积，降低工件振动，该多点柔性滚动支撑头的结构复杂，利用弹簧减振性能不足，采用多点支撑方式难以解决大尺寸高精度薄壁工件镜像加工中的变形问题。中国专利“CN104589118A”公开了一种用于薄壁零件加工的多点阻尼支撑装置，该装置采用多个球状支撑头或标准滚轮支撑被加工工件，同时采用顶紧气缸作为阻尼，主动抑制振动，提高加工精度。该装置同样采用多点支撑方式，支撑装置与工件表面接触面积小，局部作用力大，同样难以解决大尺寸高精度薄壁工件镜像加工中的变形问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种降低工件变形和振动，提升薄壁件加工质量的柔性气囊滚动支撑装置。

为解决上述技术问题，本发明提供一种柔性气囊滚动支撑装置，包括：顶紧气缸；气囊回转机构，所述气囊回转机构设置在所述顶紧气缸的推杆上；气囊支撑机构，所述气囊支撑机构设置在所述气囊回转机构内；其中所述气囊支撑机构包括：芯轴，所述芯轴的两端设置在所述气囊回转机构内，在所述芯轴内设有充气孔；锁紧套，所述锁紧套设置在所述芯轴的外侧；气囊，所述气囊通过所述锁紧套连接在所述芯轴的外侧，所述气囊与所述充气孔连通。

优选地，在所述芯轴的侧部设有凹槽，所述气囊的位置与所述凹槽的位置相对应。

优选地，在所述芯轴内设有气道，所述气道的两端分别连通所述充气孔及所述凹槽。

优选地，在所述充气孔内设有单向阀。

优选地，在所述气囊与所述锁紧套之间设有弹性套。

优选地，所述气囊回转机构包括水平组件及垂直组件；其中所述水平组件设置在所述推杆上；所述垂直组件设置在所述水平组件上；所述气囊支撑机构设置在所述垂直组件上。

优选地，所述水平组件包括支架连接板及支架回转轴承，所述垂直组件包括气囊支架及芯轴回转轴承；其中所述支架连接板设置在所述推杆上，所述气囊支架通过所述支架回转轴承与所述支架连接板连接，所述支架回转轴承通过支架回转轴承端盖固定；所述芯轴回转轴承设置在所述气囊支架内，所述芯轴回转轴承通过芯轴回转轴承端盖固定。

优选地，所述顶紧气缸通过安装法兰连接在镜像移动机构上。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：采用可在被加工工件表面滚动的柔性气囊作为镜像支撑装置，增大了支撑有效面积，将点接触变为面接触，确保了支撑区域与刀尖点的镜像位置关系，在保证支撑力和支撑刚度的同时，提高了支撑点的阻尼，可以有效降低加工件的变形，抑制加工过程中的振动，提高薄壁件镜像加工的精度和效率。能够安装在不同的镜像移动机构或工业机器人末端，具有通用性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征目的和优点将会变得更明显。

图1为本发明柔性气囊滚动支撑装置等轴测图；

图2为本发明柔性气囊滚动支撑装置正视图；

图3为本发明柔性气囊滚动支撑装置侧视图；

图4为本发明柔性气囊滚动支撑装置俯视图；

图5为本发明柔性气囊滚动支撑装置剖面图。

图中：

1-气囊2-弹性圈3-锁紧圈

4-芯轴5-单向阀6-芯轴回转轴承

7-气囊支架8-芯轴回转轴承端盖9-支架回转轴承

10-支架连接板 11-支架回转轴承端盖 12-推杆

13-顶紧气缸本体 14-安装法兰 15-凹槽