適用于航空航天整體葉盤葉片內、外弧面的砂帶磨削裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種適用于航空航天整體葉盤葉片內、外弧面的砂帶磨削裝置，X軸橫向進給機構、Y軸橫向進給機構和Z軸縱向進給機構組成磨頭進給機構，A軸偏擺電機、A軸偏擺支架、B軸電機、輪系支架、C軸電機和C軸回轉支架等構成磨頭的方位調整機構。本實用新型專利技術通過合理分配磨頭進給、磨頭方位調整和工件方位角度調整，通過較短的傳動鏈實現空間六個自由度的結合，保證了磨頭機構及工件夾持機構的剛性；接觸輪及砂帶能夠切入整體葉盤兩葉片間狹小間隙內，在接觸輪高速旋轉時，能保證接觸輪與工件之間接觸穩定，在提高工作效率的同時，能夠保證復雜曲面工件加工的尺寸精度，確保了型面的質量，提高了成品合格率，降低了工人的勞動程度，降低了管理及生產成本。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于磨床
，具體地說，特別涉及一種適用于航空航天整體葉盤葉片內、外弧面的砂帶磨削裝置。
技術介紹
整體葉盤是新一代航空發動機的關鍵部件，與傳統的航空發動機葉片相比，它的應用有利于航空發動機性能的提高、結構的簡化、質量的減輕、可靠性與耐久度的提高。拋光工藝作為整體葉盤加工的最后一道工序，直接影響其表面質量和氣動性。由于整體葉盤的結構復雜，其材料也難于加工，這給整體葉盤的拋光加工帶來了很大的困難。雖然我國出 現了如電子束拋光方法、電解拋光方法等拋光方法，但其自動化程度不高。而人工操作不僅效率低下，加工精度和表面質量也都難以保證，而且容易造成葉盤的損傷。砂帶磨床是利用快速運動的砂帶作為磨具進行磨削和拋光的加工設備。隨著磨床技術的快速發展，砂帶磨床已發展成為高效率和低功耗的精加工設備。特別是在大尺度板材、棒材和復雜型面的加工，其優勢尤為明顯。砂帶磨床是由驅動輪帶動砂帶運動，張緊輪用以張緊砂帶，通過接觸輪或壓模板提供背壓產生對工件的接觸壓力和形成切削角度，完成對工件的磨削加工。近年來，數控砂帶磨床已成功的實現了對汽輪機葉片、航空發動機葉片、船用螺旋槳等一些復雜曲面零件的拋磨工作，而且砂帶對難加工材料也具有良好的加工特性。但由于整體式葉盤的葉片間隙很小，現有的砂帶磨床采用磨頭接觸加工件，受空間限制，磨頭難以伸入整體式葉盤的葉片間隙。因此，需要一種適用于整體葉盤葉片內、外弧面的砂帶磨削裝置，并針對整體葉盤的特殊結構，設計一種專用的拋光磨頭，從而在保證加工精度的同時提高拋光的工作效率，保證型面的質量，降低工人的勞動強度，降低管理及生產成本。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題在于提供一種適用于航空航天整體葉盤葉片內、外弧面的砂帶磨削裝置。本技術的技術方案如下一種適用于航空航天整體葉盤葉片內、外弧面的砂帶磨削裝置，其特征在于在床身(I)的一端可轉動地安裝工件轉臺(2)，該工件轉臺(2)的頂部裝有工件夾具(21)，在所述工件轉臺(2)的旁邊設置立柱(9)，該立柱(9)通過Y軸橫向進給機構與床身(I)連接，立柱(9)能在床身(I)上左右移動；在所述立柱(9)朝向工件轉臺(2)的表面上裝有滑板(5)，該滑板(5)通過Z軸縱向進給機構與立柱(9)連接，滑板(5)能在立柱(9)上上下移動；在所述滑板(5)朝向工件轉臺(2)的板面上通過X軸橫向進給機構安裝有磨頭支座(28)，該磨頭支座(28)能在滑板(5)上前后移動；在所述磨頭支座(28)朝向工件轉臺(2)的端面上安裝有回轉軸，該回轉軸沿前后方向設置，并與A軸偏擺電機(4)的輸出軸連接,所述A軸偏擺電機(4)安裝在A軸偏擺支架(7)上，A軸偏擺支架(7)與回轉軸相固定，在所述回轉軸上套裝有第一錐齒輪，該第一錐齒輪與磨頭支座(28)上安裝的第二錐齒輪相嚙合；所述A軸偏擺支架(7)的頂部裝有C軸電機(14)，該C軸電機(14)的輸出軸豎直向下，并與C軸回轉支架(16)連接，C軸回轉支架(16)懸掛在A軸偏擺支架(7)上；在所述C軸回轉支架(16)上可轉動地連接有輪系支架(17)，該輪系支架(17)上裝有主軸電機(29)，主軸電機(29)的輸出軸上安裝驅動輪(15)，驅動輪(15)通過砂帶(31)與托輪(33)及·接觸輪(32)連接，托輪(33)和接觸輪(32)均位于砂帶(31)所圍成的閉環內，且托輪(33)和接觸輪(32)均安裝在輪系支架(17)上，在所述輪系支架(17)上還安裝有從動齒輪(18)，該從動齒輪(18)與B軸電機(30)輸出軸上的主動齒輪嚙合，B軸電機(30)安裝于C軸回轉支架(16)上。采用以上技術方案，工件夾具用于裝夾整體葉輪，工件轉臺能夠帶動工件夾具及整體葉輪旋轉，以便于選擇整體葉輪待加工的葉片。X軸橫向進給機構、Y軸橫向進給機構和Z軸縱向進給機構組成磨頭進給機構，A軸偏擺電機、A軸偏擺支架、B軸電機、輪系支架、C軸電機和C軸回轉支架等構成磨頭的方位調整機構。本技術在空間上具有六個自由度在Y軸橫向進給機構的作用下，立柱能夠在床身上左右橫向移動，即實現接觸輪的Y軸運動；在X軸橫向進給機構的作用下，磨頭支座能夠在滑板上前后橫向移動，即實現接觸輪的X軸運動；在Z軸縱向進給機構的作用下，滑板能夠在立柱上上下縱向移動，即實現接觸輪的Z軸運動；A軸偏擺電機運轉，由于第二錐齒輪固定安裝于磨頭支座上，這樣第一錐齒輪、回轉軸和A軸偏擺支架在A軸偏擺電機的作用下小范圍內擺動，即實現接觸輪的A軸運動；B軸電機運轉，通過齒輪傳動帶動輪系支架轉動，即實現接觸輪的B軸運動；C軸電機運轉，帶動C軸回轉支架轉動，即實現接觸輪的C軸運動。本技術通過接觸輪頂緊砂帶，使砂帶與接觸輪相對應的部分對整體葉盤葉片的內、外弧面進行磨削或拋光處理，由于砂帶厚度較小，能夠自由切入整體葉盤兩相鄰葉片之間的狹小間隙內，以完成相應的磨拋工作。以上六個自由度的組合，實現了砂帶在整體葉盤兩相鄰葉片狹小間隙內的運動方向自由調整，在接觸輪高速旋轉時，能保證接觸輪與工件之間接觸穩定，不僅提高了工作效率，而且能夠保證復雜曲面加工尺寸的精度，確保了型面質量，提高了成品合格率，降低了工人的勞動強度，并降低了管理及生產成本。在所述工件轉臺(2)的底部設有回轉支撐體(23)，該回轉支撐體(23)的內圈固定在床身(I)上，回轉支撐體(23)的外圈齒輪與工件轉臺(2)相固定，且外圈齒輪與工件轉臺電機(22)輸出軸上的齒輪嚙合。以上結構在工件轉臺電機運轉時，能夠通過齒輪帶動回轉支撐體的外圈齒輪，使工件轉臺按需要轉過一定角度，且工件轉臺轉動靈活；工件轉臺電機停止運轉后，在相互咬合的齒輪作用下，能夠對工件轉臺進行可靠地定位。所述Y軸橫向進給機構包括Y軸電機(24)、Y軸直線導軌(25)、Y軸絲桿(26)、￥軸軸承座和Y軸絲桿螺母座，在床身(I)的上表面設置有兩根相互平行的Y軸直線導軌(25)，立柱(9)通過其底部的滑塊與Y軸直線導軌(25)滑動配合，在兩根Y軸直線導軌(25)之間設有與之平行的Y軸絲桿(26)，該Y軸絲桿(26)通過聯軸器與Y軸電機(24)連接，且Y軸絲桿(26)由Y軸軸承座支承在床身(I)上，與Y軸絲桿(26)螺紋配合的Y軸絲桿螺母座固定在立柱(9)上。以上結構中，Y軸電機運轉，同時帶動Y軸絲桿旋轉，使Y軸絲桿螺母座和立柱沿絲桿做直線運動，立柱朝著或者背向工件轉臺做左右方向直線運動，能夠在Y軸方向調整接觸輪的位置。Y軸直線導軌起導向的作用，使立柱移動順暢，并且不會發生偏移。所述Z軸縱向進給機構包括Z軸電機(11)、聯軸器(12)、Z軸絲桿(13)、Z軸直線導軌(10)、Z軸軸承座和Z軸絲桿螺母座，在立柱(9)上設置兩根相互平行的Z軸直線導軌(10)，滑板(5)通過滑塊與Z軸直線導軌(10)滑動配合，在兩根Z軸直線導軌(10)之間設有與之平行的Z軸絲桿(13)，該Z軸絲桿(13)通過聯軸器(12)與Z軸電機(11)連接，且Z軸絲桿(13)由Z軸軸承座支承在立柱(9)上，與Z軸絲桿(13)相配合的Z軸絲桿螺母座固定在滑板(5)上。以上結構中，Z軸電機運轉，同時帶動Z軸絲桿旋轉，使Z軸絲桿螺母座和滑板沿絲桿做直線運動，滑板在豎直方向做上下運動，能夠在Z軸方向調整接觸輪的位置。Z軸直線導本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種適用于航空航天整體葉盤葉片內、外弧面的砂帶磨削裝置，其特征在于：在床身(1)的一端可轉動地安裝工件轉臺(2)，該工件轉臺(2)的頂部裝有工件夾具(21)，在所述工件轉臺(2)的旁邊設置立柱(9)，該立柱(9)通過Y軸橫向進給機構與床身(1)連接，立柱(9)能在床身(1)上左右移動；在所述立柱(9)朝向工件轉臺(2)的表面上裝有滑板(5)，該滑板(5)通過Z軸縱向進給機構與立柱(9)連接，滑板(5)能在立柱(9)上上下移動；在所述滑板(5)朝向工件轉臺(2)的板面上通過X軸橫向進給機構安裝有磨頭支座(28)，該磨頭支座(28)能在滑板(5)上前后移動；在所述磨頭支座(28)朝向工件轉臺(2)的端面上安裝有回轉軸，該回轉軸沿前后方向設置，并與A軸偏擺電機(4)的輸出軸連接，所述A軸偏擺電機(4)安裝在A軸偏擺支架(7)上，A軸偏擺支架(7)與回轉軸相固定，在所述回轉軸上套裝有第一錐齒輪，該第一錐齒輪與磨頭支座(28)上安裝的第二錐齒輪相嚙合；所述A軸偏擺支架(7)的頂部裝有C軸電機(14)，該C軸電機(14)的輸出軸豎直向下，并與C軸回轉支架(16)連接，C軸回轉支架(16)懸掛在A軸偏擺支架(7)上；在所述C軸回轉支架(16)上可轉動地連接有輪系支架(17)，該輪系支架(17)上裝有主軸電機(29)，主軸電機(29)的輸出軸上安裝驅動輪(15)，驅動輪(15)通過砂帶(31)與托輪(33)及接觸輪(32)連接，托輪(33)和接觸輪(32)均位于砂帶(31)所圍成的閉環內，且托輪(33)和接觸輪(32) 均安裝在輪系支架(17)上，在所述輪系支架(17)上還安裝有從動齒輪(18)，該從動齒輪(18)與B軸電機(30)輸出軸上的主動齒輪嚙合，B軸電機(30)安裝于C軸回轉支架(16)上。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃云，楊俊峰，葉瀟瀟，柴樺，
申請(專利權)人：重慶大學，重慶三磨海達磨床有限公司，
類型：實用新型
國別省市：