基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具及減振方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具及減振的方法。目前傳統(tǒng)加工整體葉輪夾具中，大多采用固定式配套夾具，減振效果不理想。本發(fā)明組成包括：底座，其特征是：所述的底座有中心孔（18），所述的中心孔套有磁鐵（4），所述的磁鐵纏繞有線圈（5），所述的底座底層鋪有下墊片（15），所述的下墊片上面放置有磁流變液腔體（12），所述的磁流變液腔體上面鋪有上墊片（11），所述的上墊片安裝有頂板（6），所述的頂板上面安裝著整體葉輪（1）。本發(fā)明結(jié)構(gòu)優(yōu)良、實用性強，用于一種基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具。
【專利說明】
基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具及減振方法
[0001 ] 技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及用于機械加工減振的技術(shù)領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具及減振方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
整體葉輪作為透平機械的核心部件，己經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于航空、航天及其他工業(yè)領(lǐng)域，整體葉輪是一類具有代表性且造型比較規(guī)范的、典型的通道類復雜零件，其形狀特征明顯，工作型面的設(shè)計涉及到空氣動力學、流體力學等多個學科，因此曲面加工手段，加工精度和加工表面質(zhì)量對其性能都有很大的影響。
[0003]目前傳統(tǒng)加工整體葉輪的工裝夾具中，大多采用固定式配套工裝夾具，減振效果不是很明顯，甚至沒有減振裝置。整體葉輪作為機械加工的關(guān)鍵部件，對其加工要求特別高，而葉輪的加工振動問題一直是航空工業(yè)制造技術(shù)中迫切需要解決的難題，葉輪葉片薄壁，加工流道狹窄，刀具切入切出困難，容易發(fā)生顫振，嚴重影響表面質(zhì)量，產(chǎn)生振紋，影響著相應(yīng)重要領(lǐng)域的使用，從而影響經(jīng)濟效益，所以葉輪加工減振問題就十分重要，而葉輪的五軸加工工藝非常復雜，且對工裝夾具的要求很高。
[0004]目前針對整體葉輪加工設(shè)計的減振夾具大多僅僅局限于單片葉輪的加工減振，所以每加工完一片葉輪需要重新定位安裝減振夾具，效率低下，成本相對高昂。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具及減振的方法。
[0006]上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn):
一種整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具，其組成包括:底座，所述的底座有中心孔，所述的中心孔套有磁鐵，所述的磁鐵纏繞有線圈，所述的底座底層鋪有下墊片，所述的下墊片上面放置有磁流變液腔體，所述的磁流變液腔體上面鋪有上墊片，所述的上墊片安裝有頂板，所述的頂板上面安裝著整體葉輪。
[0007]所述的磁流變液腔體內(nèi)部安裝有4個吊環(huán)，所述的吊環(huán)固定環(huán)形實心磁鐵，所述的環(huán)形實心磁鐵纏繞有線圈，所述的磁流變液腔體內(nèi)充滿有磁流變液體。
[0008]所述的磁流變液腔體由底板上的半十字固定體固定，所述的半十字固定體共計4對，環(huán)繞中心孔均勻布置，所述的頂板與底座通過普通螺紋連接，所述的頂板帶有2個盲孔，所述的底座帶有4個孔，所述的整體葉輪通過螺栓與所述的基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具連接。
[0009]—種基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具及減振的方法，該方法包括如下步驟:首先將纏繞有線圈的磁鐵套到底座的中心孔上，然后將下墊片鋪在底座上，必須保證下墊片鋪在每對半十字固體之間，鋪好下墊片后將磁流變液腔體安裝到每對半十字固體之間，使其固定住，在磁流變液腔體上面鋪好上墊片，之后將頂板通過螺紋結(jié)構(gòu)安裝到底座上。再將待加工整體葉輪放在頂板上面，通過螺栓將待加工整體葉輪安裝到基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具上。
[0010]所述的環(huán)形實心磁鐵貫穿整個磁流變液腔體，環(huán)形實心磁鐵纏繞的線圈通電可變電流以及套在底座中心孔磁鐵上纏繞的線圈通電可變電流產(chǎn)生可變磁場，磁流變液腔體內(nèi)的磁流變液體與可變磁場發(fā)生作用，產(chǎn)生強大的阻尼力，以此吸收待加工整體葉輪加工時產(chǎn)生的振動動能，使振動達到最小化，提高葉輪加工表面質(zhì)量。
[0011]有益效果:
1.本發(fā)明是一種基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具，主要針對整體葉輪加工時產(chǎn)生的振動，由磁流變液腔體內(nèi)的磁流變液體與可變電流產(chǎn)生的可變磁場發(fā)生作用，產(chǎn)生強大的阻尼力，來吸收振動能量，減小振動，提高整體葉輪的表面加工質(zhì)量。
[0012]2.本發(fā)明的磁流變液體既與套在底座中心孔磁鐵纏繞的線圈通電可變電流發(fā)生作用，又與環(huán)形實心磁鐵纏繞的線圈通電可變電流發(fā)生作用，環(huán)形實心磁鐵纏繞的線圈通電可變電流產(chǎn)生的磁場呈放射狀與環(huán)繞在周圍的磁流變液體發(fā)生作用，套在底座中心孔磁鐵纏繞的線圈通電可變電流產(chǎn)生的磁場與磁流變液體垂直發(fā)生作用，這種交互的磁場磁感線可以充分與磁流變液體發(fā)生作用，產(chǎn)生強烈的阻尼力。
[0013]3.本發(fā)明布置的雙磁鐵結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生恒定的磁感線，以此保證磁流變液體處在磁性環(huán)境下，保持磁性。
[0014]4.本發(fā)明的套在底座中心孔磁鐵纏繞的線圈以及環(huán)形實心磁鐵纏繞的線圈通電電流都可以控制改變，以此控制產(chǎn)生的阻尼力大小，所以可以根據(jù)產(chǎn)生的振動幅度調(diào)節(jié)可變電流，以此使本基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具的減振效果最好。
[0015]5.本發(fā)明的上下墊片可以很好地保護磁流變液體腔體，當壓力過緊時，可以緩沖吸收能量，免受破壞。
[0016]6.本發(fā)明的半十字固定體共計4對，環(huán)繞中心孔均勻布置，可以將磁流變腔體牢牢固定住，防止發(fā)生左右移動。
[0017]7.本發(fā)明的底座設(shè)計既可以很好地保護基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具的內(nèi)部減振結(jié)構(gòu)，又可以支撐待加工整體葉輪，通過螺栓將待加工整體葉輪卡緊到基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具上。
[0018]8.本發(fā)明的磁流變液腔體結(jié)構(gòu)，在考慮整體底座的結(jié)構(gòu)下采用矩形口，環(huán)繞底座的中心口布置，可以最大量的盛裝磁流變液體。
[0019]9.本發(fā)明的套在底座中心孔磁鐵采用槽狀結(jié)構(gòu)，可以保證纏緊的線圈不發(fā)生脫落，其次可以半包圍磁流變液腔體，最大限度地將磁力作用到磁流變液腔體上。
[0020]10.本發(fā)明的頂板可以通過螺紋連接預(yù)緊基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使其不發(fā)生上下竄動。
[0021]11.本發(fā)明頂板的2個盲孔，用來方便安裝，預(yù)緊頂板以及需要時取下頂板。
[0022]12.本發(fā)明底座上的4個孔，用來固定底座到五軸銑削加工機床上。
[0023]【附圖說明】:
附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖2是附圖1的A-A剖視圖。
[0025]附圖3是附圖1中的俯視圖。
[0026]附圖4是附圖2中的磁極4結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]附圖5是附圖2中的磁極14結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]附圖6是附圖2中的頂板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]【具體實施方式】:
實施例1:
一種基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具，其組成包括:底座2，所述的底座有中心孔18，所述的中心孔套有磁鐵4，所述的磁鐵纏繞有線圈5，所述的底座底層鋪有下墊片15，所述的下墊片上面放置有磁流變液腔體12，所述的磁流變液腔體上面鋪有上墊片11，所述的上墊片安裝有頂板6，所述的頂板上面安裝著整體葉輪I。
[0030]實施例2:
根據(jù)實施例1所述的基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具，所述的磁流變液腔體內(nèi)部安裝有4個吊環(huán)7，所述的吊環(huán)固定環(huán)形實心磁鐵14，所述的環(huán)形實心磁鐵纏繞有線圈13，所述的磁流變液腔體內(nèi)充滿有磁流變液體8。
[0031]實施例3:
根據(jù)實施例1所述的基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具，所述的磁流變液腔體由底板上的半十字固定體固定9，所述的半十字固定體共計4對，環(huán)繞中心孔均勻布置，所述的頂板與底座通過普通螺紋17連接，所述的頂板帶有2個盲孔16，所述的底座帶有4個孔10，所述的整體葉輪通過螺栓3與所述的整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具連接。
[0032]實施例4:
一種利用實施例1-3所述的基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具減振的方法，該方法包括如下步驟:首先將纏繞有線圈的磁鐵套到底座的中心孔上，然后將下墊片鋪在底座上，必須保證下墊片鋪在每對半十字固體之間，鋪好下墊片后將磁流變液腔體安裝到每對半十字固體之間，使其固定住，在磁流變液腔體上面鋪好上墊片，之后將頂板通過螺紋結(jié)構(gòu)安裝到底座上。再將待加工整體葉輪放在頂板上面，通過螺栓將待加工整體葉輪安裝到基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具上。
[0033]所述的環(huán)形實心磁鐵貫穿整個磁流變液腔體，環(huán)形實心磁鐵纏繞的線圈通電可變電流以及套在底座中心孔磁鐵上纏繞的線圈通電可變電流產(chǎn)生可變磁場，磁流變液腔體內(nèi)的磁流變液體與可變磁場發(fā)生作用，產(chǎn)生強大的阻尼力，以此吸收待加工整體葉輪加工時產(chǎn)生的振動動能，使振動達到最小化，提高葉輪加工表面質(zhì)量。
[0034]實施例5:
根據(jù)實施例1-4所述的基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具，所述的磁流變液體是一種將飽和磁感應(yīng)強度非常高但磁矯頑力卻非常小的優(yōu)質(zhì)軟磁材料均勻分布在不導磁的母液中的液體，一般情況下磁流變流體是自由流動液體，它的稠度與油相近，當磁流變流體處于磁場環(huán)境中時，它的懸浮顆粒被會被磁化，由磁中性變?yōu)閺姶判?，因而相互發(fā)生作用，形成一種“鏈”狀結(jié)構(gòu)，平行于外加磁場，從而固化了懸浮體，限制了流體的流動，磁流變液體屬可控流體，可實現(xiàn)裝置的阻尼改變和剛度改變。
[0035]工作原理:
本實施例的具體工作過程如下:本發(fā)明的基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具，加工整體葉輪時，隨著系統(tǒng)的的振動，所述的磁流變液體與套在底座中心孔磁鐵纏繞的線圈通電可變電流和環(huán)形實心磁鐵纏繞的線圈通電可變電流發(fā)生作用，流過的電流大小強度可控。可變電流產(chǎn)生磁場的改變，引起腔體內(nèi)磁流變液體的粘度和密度的變化，從而改變磁流變液體的剛度，產(chǎn)生強烈的阻尼力，吸收振動能量，以此達到抑制整體葉輪振動的效果，提高整體葉輪的表面加工質(zhì)量。
【主權(quán)項】
1.一種基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具，其組成包括:底座，其特征是:所述的底座有中心孔，所述的中心孔套有磁鐵，所述的磁鐵纏繞有線圈，所述的底座底層鋪有下墊片，所述的下墊片上面放置有磁流變液腔體，所述的磁流變液腔體上面鋪有上墊片，所述的上墊片安裝有頂板，所述的頂板上面安裝著整體葉輪。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具，其特征是:所述的磁流變液腔體內(nèi)部安裝有4個吊環(huán)，所述的吊環(huán)固定環(huán)形實心磁鐵，所述的環(huán)形實心磁鐵纏繞有線圈，所述的磁流變液腔體內(nèi)充滿有磁流變液體。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具，其特征是:所述的磁流變液腔體由底板上的半十字固定體固定，所述的半十字固定體共計4對，環(huán)繞中心孔均勻布置，所述的頂板與底座通過普通螺紋連接，所述的頂板帶有2個盲孔，所述的底座帶有4個孔，所述的整體葉輪通過螺栓與所述的基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具連接。4.一種利用權(quán)利要求1-3所述的基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具減振的方法，其特征是:該方法包括如下步驟: 首先將纏繞有線圈的磁鐵套到底座的中心孔上，然后將下墊片鋪在底座上，必須保證下墊片鋪在每對半十字固體之間，鋪好下墊片后將磁流變液腔體安裝到每對半十字固體之間，使其固定住，在磁流變液腔體上面鋪好上墊片，之后將頂板通過螺紋結(jié)構(gòu)安裝到底座上，再將待加工整體葉輪放在頂板上面，通過螺栓將待加工整體葉輪安裝到基于整體葉輪銑削加工減振式可調(diào)專用夾具上； 所述的環(huán)形實心磁鐵貫穿整個磁流變液腔體，環(huán)形實心磁鐵纏繞的線圈通電可變電流以及套在底座中心孔磁鐵上纏繞的線圈通電可變電流產(chǎn)生可變磁場，磁流變液腔體內(nèi)的磁流變液體與可變磁場發(fā)生作用，產(chǎn)生強大的阻尼力，以此吸收待加工整體葉輪加工時產(chǎn)生的振動動能，使振動達到最小化，提高葉輪加工表面質(zhì)量。
【文檔編號】B23Q3/06GK106002374SQ201610463614
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】吳石, 劉治京, 劉海瑞, 朱美文, 王洋洋
【申請人】哈爾濱理工大學