[发明专利]一种提高薄壁件支撑装置加工精度的方法

摘要

本发明涉及先进制造领域，具体涉及一种薄壁件支撑装置及其提高加工精度的方法，本发明通过配合扣与环道、滑道配合可以在支撑台上完成不同空间形状的支撑姿态，能够有效的完成对薄壁件的支撑固定，利用支撑装置进行夹持能够获得更精确的模态参数，本发明在充分考虑边界限制条件（切入角、切出角和切削厚度）的情况下，利用数值积分方法进行迭代运算，通过对一定范围的主轴转速和轴向切深进行细分，得到振动位移仿真图，最终得到铣削的稳定性图，提高了模拟精度，进而提升了加工质量。

主权项

一种提高薄壁件支撑装置加工精度的方法，其包括支撑台(3)、第一环道(1)、X向滑道(5)、第一滑道(7‑1)、第二滑道(7‑2)、第三滑道(8‑1)、第四滑道(8‑2)以及用于固定支撑薄壁件的支撑机构；其特征在于该提高加工精度的方法步骤如下：①还包括第二环道(2)以及设有通孔(6)的配合扣(4)；所述第一环道(1)和第二环道(2)同心并依次设置在支撑台(3)上，所述X向滑道(5)设置在支撑台(3)上并通过第一环道(1)与第二环道(2)的圆心，所述第一滑道(7‑1)与第二滑道(7‑2)对称设置在X向滑道(5)两侧，所述第三滑道(8‑1)与第四滑道(8‑2)对称设置在X向滑道(5)两侧，所述配合扣(4)设于第一环道(1)、第二环道(2)与第一滑道(7‑1)、第二滑道(7‑2)、第三滑道(8‑1)、第四滑道(8‑2)的交汇处；所述支撑机构包括上夹板(9‑1)、下夹板(9‑2)、弹簧(10)以及支杆(11)，所述下夹板(9‑2)设置在支杆(11)上，所述上夹板(9‑1)通过弹簧(10)与上夹板(9‑1)连接，所述支杆(11)下端设有台肩，所述支杆(11)通过其下端台肩与配合扣(4)连接；将所述配合扣(4)沿着X轴设置在X向滑道(5)，通过支撑机构将薄壁件沿着X轴支撑固定，增加X方向刚度，从而X方向接受的激励对径向切削Y方向产生的影响忽略不计；②建立薄壁件逆铣过程的动态方程；动态逆铣厚度为：h(φj)＝[hst+(vj‑1‑vj)]g(φj)    (一)其中hst为静态切削厚度，hst＝fzsin(φj)；vj‑1，vj分别为前一刀齿周期和当前刀齿的动态位移，且满足vj＝‑xsin(φj)‑ycos(φj)；g(φj)为单位阶跃函数，用于确定刀齿是否处于切削中，即其中φst为切入角，φex为切出角，作用在第j齿y方向上的逆铣力可表示为：Fyj＝Ftjsin(φj)‑Frjcos(φj)    (三)其中Ftj＝Ktaph(φj)为切向切削力，Frj＝KrFtj为径向切削力，将所有刀齿y方向上的切削力相加得到y方向上总的切削力为：作用在工件上的切削力为：Fyw＝‑Fy    (五)进而得出对工件系统的动力学方程：③求y方向时域解；将(六)式变形可得：其中初始条件y0和为采用数值积分方法即可求y方向的时域解：④拟合振动位移仿真图；在给定转速n(rpm)、轴向切深ap(mm)、径向切深ae(mm)和每齿进给fz(mm)的情况下，通过所需要的加工精度选择合适的临界振幅A0，在给定每齿进给以及径向切深条件下，将一定范围的主轴转速和轴向切深进行细分，得到振动位移仿真图；⑤拟合逆铣系统的二维稳定性图；以临界振幅A0为判断条件，对给定的主轴转速得到相应的临界轴向切深，将所有的临界值拟合成曲线即可得到逆铣系统的二维稳定性图；⑥根据系统的二维稳定性图，合理选取参数，进行实际切削(逆铣)加工。