本發(fā)明涉及一種柔性氣囊滾動支撐裝置，特別是一種用于薄壁件鏡像加工的柔性氣囊滾動支撐裝置。

背景技術(shù)：

大型薄壁工件由于尺寸大、形狀復(fù)雜、弱剛性易變形等特點，導(dǎo)致加工制造難度很大。目前，鏡像加工方法以其高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的特點，逐漸取代了傳統(tǒng)大型薄壁零件加工采用的化學(xué)加工方法和機械加工方法。鏡像加工是指在被加工工件兩側(cè)分別布置加工裝置和支撐裝置，支撐裝置的支撐頭跟隨加工刀具做鏡像運動，同時對工件的被加工位置進(jìn)行支撐。

美國發(fā)明專利“us7682112b2”公開了一種薄壁零件鏡像加工支撐裝置，該支撐裝置采用一個彈性材料制成的小球作為支撐元件，同時利用小球的彈性變形抑制加工中的振動。該裝置采用單點支撐方式，支撐面積小，加工點和支撐點的鏡像運動控制難度大。中國專利“cn104002161b”公開了一種多點柔性滾動支撐頭，采用若干彈性支撐桿和若干柔性滾動部件實現(xiàn)鏡像加工中的多點支撐。當(dāng)薄壁工件加工一側(cè)的刀具開始加工時，各個彈性支撐桿的中心與刀具鏡像對稱，減小薄壁工件的加工振動，增大了支撐有效面積，降低工件振動，該多點柔性滾動支撐頭的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，利用彈簧減振性能不足，采用多點支撐方式難以解決大尺寸高精度薄壁工件鏡像加工中的變形問題。中國專利“cn104589118a”公開了一種用于薄壁零件加工的多點阻尼支撐裝置，該裝置采用多個球狀支撐頭或標(biāo)準(zhǔn)滾輪支撐被加工工件，同時采用頂緊氣缸作為阻尼，主動抑制振動，提高加工精度。該裝置同樣采用多點支撐方式，支撐裝置與工件表面接觸面積小，局部作用力大，同樣難以解決大尺寸高精度薄壁工件鏡像加工中的變形問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種降低工件變形和振動，提升薄壁件加工質(zhì)量的柔性氣囊滾動支撐裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種柔性氣囊滾動支撐裝置，包括：頂緊氣缸；氣囊回轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述氣囊回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)置在所述頂緊氣缸的推桿上；氣囊支撐機構(gòu)，所述氣囊支撐機構(gòu)設(shè)置在所述氣囊回轉(zhuǎn)機構(gòu)內(nèi)；其中所述氣囊支撐機構(gòu)包括：芯軸，所述芯軸的兩端設(shè)置在所述氣囊回轉(zhuǎn)機構(gòu)內(nèi)，在所述芯軸內(nèi)設(shè)有充氣孔；鎖緊套，所述鎖緊套設(shè)置在所述芯軸的外側(cè)；氣囊，所述氣囊通過所述鎖緊套連接在所述芯軸的外側(cè)，所述氣囊與所述充氣孔連通。

優(yōu)選地，在所述芯軸的側(cè)部設(shè)有凹槽，所述氣囊的位置與所述凹槽的位置相對應(yīng)。

優(yōu)選地，在所述芯軸內(nèi)設(shè)有氣道，所述氣道的兩端分別連通所述充氣孔及所述凹槽。

優(yōu)選地，在所述充氣孔內(nèi)設(shè)有單向閥。

優(yōu)選地，在所述氣囊與所述鎖緊套之間設(shè)有彈性套。

優(yōu)選地，所述氣囊回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括水平組件及垂直組件；其中所述水平組件設(shè)置在所述推桿上；所述垂直組件設(shè)置在所述水平組件上；所述氣囊支撐機構(gòu)設(shè)置在所述垂直組件上。

優(yōu)選地，所述水平組件包括支架連接板及支架回轉(zhuǎn)軸承，所述垂直組件包括氣囊支架及芯軸回轉(zhuǎn)軸承；其中所述支架連接板設(shè)置在所述推桿上，所述氣囊支架通過所述支架回轉(zhuǎn)軸承與所述支架連接板連接，所述支架回轉(zhuǎn)軸承通過支架回轉(zhuǎn)軸承端蓋固定；所述芯軸回轉(zhuǎn)軸承設(shè)置在所述氣囊支架內(nèi)，所述芯軸回轉(zhuǎn)軸承通過芯軸回轉(zhuǎn)軸承端蓋固定。

優(yōu)選地，所述頂緊氣缸通過安裝法蘭連接在鏡像移動機構(gòu)上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：采用可在被加工工件表面滾動的柔性氣囊作為鏡像支撐裝置，增大了支撐有效面積，將點接觸變?yōu)槊娼佑|，確保了支撐區(qū)域與刀尖點的鏡像位置關(guān)系，在保證支撐力和支撐剛度的同時，提高了支撐點的阻尼，可以有效降低加工件的變形，抑制加工過程中的振動，提高薄壁件鏡像加工的精度和效率。能夠安裝在不同的鏡像移動機構(gòu)或工業(yè)機器人末端，具有通用性。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征目的和優(yōu)點將會變得更明顯。

圖1為本發(fā)明柔性氣囊滾動支撐裝置等軸測圖；

圖2為本發(fā)明柔性氣囊滾動支撐裝置正視圖；

圖3為本發(fā)明柔性氣囊滾動支撐裝置側(cè)視圖；

圖4為本發(fā)明柔性氣囊滾動支撐裝置俯視圖；

圖5為本發(fā)明柔性氣囊滾動支撐裝置剖面圖。

圖中：

1-氣囊2-彈性圈3-鎖緊圈

4-芯軸5-單向閥6-芯軸回轉(zhuǎn)軸承

7-氣囊支架8-芯軸回轉(zhuǎn)軸承端蓋9-支架回轉(zhuǎn)軸承

10-支架連接板11-支架回轉(zhuǎn)軸承端蓋12-推桿

13-頂緊氣缸本體14-安裝法蘭15-凹槽

16-氣道17-充氣孔

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：柔性氣囊滾動支撐裝置包括括氣囊支撐機構(gòu)、氣囊回轉(zhuǎn)機構(gòu)、頂緊機構(gòu)等部件，氣囊支撐機構(gòu)與氣囊回轉(zhuǎn)機構(gòu)連接，氣囊回轉(zhuǎn)機構(gòu)后方連接頂緊機構(gòu)，頂緊機構(gòu)固定在基座上。在薄壁件鏡像加工過程中，柔性氣囊滾動支承裝置跟隨刀具在薄壁工件背面作鏡像運動，氣囊中充有高壓氣體，頂緊機構(gòu)確保氣囊與工件表面充分接觸，氣囊回轉(zhuǎn)機構(gòu)確保氣囊在工件表面自由滾動，氣囊與工件接觸部位在壓力作用下產(chǎn)生變形，同時對工件起到支撐作用。

如圖1～圖5所示，氣囊支撐機構(gòu)由氣囊1、彈性套2、鎖緊套3、芯軸4、單向閥5組成，氣囊1安裝在芯軸4上，彈性套2將氣囊1緊固在芯軸4上，鎖緊套3與芯軸4連接，并將氣囊1和彈性套2夾緊于芯軸4和鎖緊套3之間，芯軸4上設(shè)有充氣孔17，單向閥5通過芯軸4上的充氣孔17經(jīng)由氣道16與氣囊1內(nèi)部聯(lián)通，通過單向閥5經(jīng)由氣道16可以向氣囊1內(nèi)充氣，同時保持氣囊1內(nèi)的壓力。凹槽15能給予氣囊1膨脹和收縮的空間。

氣囊回轉(zhuǎn)機構(gòu)由芯軸回轉(zhuǎn)軸承6，氣囊支架7，芯軸回轉(zhuǎn)軸承端蓋8，支架回轉(zhuǎn)軸承9，支架連接板10，支架回轉(zhuǎn)軸承端蓋11組成。氣囊支撐機構(gòu)的芯軸4安裝在芯軸回轉(zhuǎn)軸承6中，芯軸回轉(zhuǎn)軸承6安裝在氣囊支架7內(nèi)，并通過芯軸回轉(zhuǎn)軸承端蓋8固定，支架連接板10與支架回轉(zhuǎn)軸承9連接，支架回轉(zhuǎn)軸承9安裝在氣囊支架7內(nèi)，并通過支架回轉(zhuǎn)軸承端蓋11固定。

頂緊機構(gòu)由頂緊氣缸推桿12，頂緊氣缸本體13，安裝法蘭14組成。頂緊氣缸推桿12與支架連接板10固定，頂緊氣缸本體13可以推動頂緊氣缸推桿12伸縮運動，帶動柔性氣囊支撐機構(gòu)整體進(jìn)行伸縮運動，頂緊氣缸本體13末端固定安裝法蘭14，通過安裝法蘭14可將柔性氣囊滾動支承裝置整體安裝到鏡像加工裝備的鏡像移動機構(gòu)上。

采用本發(fā)明薄壁件鏡像加工的柔性氣囊滾動支撐裝置，其支撐裝置和刀具分別位于被加工工件的兩側(cè)，氣囊與工件的接觸區(qū)域?qū)?zhǔn)加工刀具在工件上的加工區(qū)域，上述兩個區(qū)域的中心在工件兩側(cè)鏡像對稱，工作過程如下：首先，將支撐裝置固定安裝到鏡像加工裝備的鏡像移動機構(gòu)上；其次，通過單向閥5向氣囊1內(nèi)充氣，使其內(nèi)部壓力達(dá)到設(shè)定值；然后，將加工刀具靠近工件一側(cè)表面，同時通過鏡像移動機構(gòu)將支撐裝置頭靠近工件另一側(cè)表面；通過恒壓氣源向頂緊氣缸本體13內(nèi)加壓，使柔性氣囊與工件表面充分接觸，氣囊與工件接觸部位在壓力作用下產(chǎn)生變形，恒壓氣源壓力值決定支撐頭對工件的支撐力大小，與此同時可開始薄壁件的加工；加工過程中，鏡像移動機構(gòu)始終推動支承裝置跟隨加工刀具同步運動，氣囊在工件表面跟隨加工刀具的移動方向進(jìn)行滾動，對薄壁工件的加工區(qū)域起到支撐作用。

以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請的實施例和實施例中的特征可以任意相互組合。