一种能够补偿薄板件加工变形的装夹方法
【专利摘要】本发明具体公开了一种能够补偿薄板件加工变形的装夹方法，包括步骤（1）.工件底部采用四个支撑，每个支撑作为一个支撑点支撑工件，四个点的位置关系成矩形；（2）.在工件的上方设有四个压板，每个压板有两个压头，每个压头作为一个压紧点压紧工件；（3）.两个压紧点分布在位于纵向方向的支撑点两侧。与现有的对工件变形的补偿方法相比，使用本装夹方法装夹补偿工件变形不会降低加工效率，且可操作性强。
【专利说明】一种能够补偿薄板件加工变形的装夹方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种装夹方法，尤其涉及一种能够自动适应切削力补偿薄板件变形的装夹方法。
【背景技术】
[0002]在切削力或夹紧力的作用下,刀具、工件可能发生较大的加工变形,刀触点处实际切深大于或小于理论值，于是产生“过切”或“欠切”现象。尤其是对于薄板、薄壁类零件，“过切”或“欠切”现象严重，往往需要进行多次重复精加工，加工效率低、精度难以保证的问题比较突出。对于这种变形，现有的补偿方法主要有修改刀具走刀路径(见文献“张攀，陈蔚芳.薄壁件加工变形预测及主动补偿方法.现代制造工程，2008，3:70-72”)、优化切削参数(见文献“M.Wan, W.H.Zhang, G.H.Qin, Z.P.Wang.Strategies for error prediction anderror control in peripheral milling of thin-walled workpiece[J], InternationalJournal of Machine Tools and Manufacture, 2008, 48, (12-13): 1366-1374”)、刀具偏摆(赵威等，航空薄壁件的刀具偏摆数控补偿加工技术.机械制造与研究，2002)等，但前两种补偿方法都会降低加工效率，而第三种方法不容易实现(通常需4?5轴数控机床才能实现)且并不适用于端面铣削加工。
[0003]在对薄板件进行切削时，常采用点支撑方式装夹，但是在使用现有的普通压板时，压板与工件有较大的接触面，而由于接触面并不是绝对的平面，所以接触面上的压紧力并不均匀，因此可能造成较大的装夹变形，进而造成工件较大的加工变形。当缩小压板与工件的接触面，采用点支撑点夹紧方式装夹(见文献“刘玉梅.薄板件切削回弹变形机理及装夹优化方法研究.山东大学，2012”)时，存在以下两方面的问题:一是当夹紧点与支撑点上下正对时，则压板作用在工件上的夹紧力仅仅起到了夹紧工件的作用，并不能利用夹紧力补偿工件的加工变形。二是当夹紧点与支撑点错开时，压板作用在工件上的夹紧力只能补偿支撑点内侧或外侧的变形，并且补偿了一侧的变形后，另一侧的变形会更大。
[0004]在实际的切削过程中，切削力和夹紧力往往都在对工件的加工变形起着负面的作用。当切削参数一定时，切削力是无法被控制的，但是可以通过压板控制夹紧力。工件装夹完成之后，当夹紧力对工件变形起到的作用与切削力对工件变形起到的作用相反时，就能利用夹紧力补偿切削力引起的变形。但是未见到可以有效利用夹紧力补偿工件变形的装夹方法。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术存在的缺点，本发明具体公开了一种能够补偿薄板件加工变形的装夹方法，通过这种装夹方法利用夹紧力补偿薄板件因切削力引起的加工变形。
[0006]本发明采用的技术方案如下:
[0007]一种能够补偿薄板件加工变形的装夹方法，如下:
[0008]1.工件底部采用四个支撑，每个支撑作为一个支撑点支撑工件，四个点的位置关系成矩形；
[0009]2.在与每个支撑点相对的工件的上方设有一个压板，每个压板底部有两个压头，每个压头作为一个压紧点压紧工件；
[0010]3.两个压紧点对称的分布在与其相对的支撑点两侧。
[0011]在工件长度方向上，由于在切削过程中各个夹紧力的值不断变化，所以每个压紧点与支撑点之间的距离以及每个压块上夹紧力的大小可用有限元仿真软件仿真计算得到。以达到相对较好的补偿效果。压紧压板后，保证在对工件切削时压板不随着工件转动，以保证夹紧力能在切削过程中向着有力于补偿工件变形的趋势变化，进而保证本装夹方法对工件变形的补偿效果。
[0012]本发明的有益效果是:
[0013]与现有的对工件变形的补偿方法相比，使用本装夹方法装夹补偿工件变形不会降低加工效率，且可操作性强。
[0014]与普通的点支撑装夹方式相比，本装夹方法能通过压板利用夹紧力同时补偿支撑点内侧和外侧的变形，并且这种装夹方法能使夹紧力适应切削力的变化自动向有利于补偿工件变形的趋势变化。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1工件装夹的主视图；
[0016]图2工件装夹的侧视图；
[0017]图3工件装夹的俯视图；
[0018]图4为装夹整体实施图；
[0019]图5为压板的结构图；
[0020]图6 (a)-图6 Ce)本装夹方法下切削力在工件右侧时的受力分析图；
[0021]图7 (a)-图7 (g)本装夹方法下切削力在工件中间时的受力分析图。
[0022]图中:1支撑、2工件、3压头、4压板、5夹具底座、6定位销、7螺栓。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明进行详细说明:
[0024]一种能够补偿薄板件加工变形的装夹方法，如下:
[0025]1.工件2底部采用四个支撑，每个支撑作为一个支撑点支撑工件，四个支撑I的位置关系成矩形；
[0026]2.在工件2的上方设有四个压板4，每个压板有两个压头3，每个压头作为一个压紧点压紧工件；
[0027]3.两个压头3分布在位于纵向方向的支撑I两侧。
[0028]本方法的原理如下:
[0029]当刀具(螺旋铣刀，下同)运动到工件端部(如图6a中N位置)时，刀具对工件施加的轴向切削力F会迫使工件发生弹性变形，以过支撑点工件表面的垂线(图6a中虚直线)为分界线，靠近切削力的一侧上翘，远离切削力的一侧下凹(如图6a中虚曲线)。此时固定压块位置，D压紧点将与工件接触更加紧密，假设作用在整个压块上的夹紧力不变，则D压紧点作用在工件上的夹紧力增大，相反，C压紧点作用在工件上的夹紧力减小。将工件简化成
外伸梁如图6b，在力F的作用下，N点的挠度为
【权利要求】
1.一种能够补偿薄板件加工变形的装夹方法，其特征在于，如下: (1)工件底部采用四个支撑，每个支撑作为一个支撑点支撑工件，四个点的位置关系成矩形； (2)在与每个支撑点相对的工件的上方设有一个压板，每个压板底部有两个压头，每个压头作为一个压紧点压紧工件； (3)两个压紧点对称的分布在与其相对的支撑点两侧。
【文档编号】B23Q3/00GK103753269SQ201310719067
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】姜兆亮, 邵为宪 申请人:山东大学