[发明专利]六轴联动数控砂带磨床

说明书

技术领域

本发明涉及一种磨削装置，特别涉及一种六轴联动数控砂带磨床，以适用于诸如汽轮机叶片类的曲面形状较复杂的工件的打磨抛光。 

背景技术

目前，常用的动力装置(如燃汽轮机、汽轮机、涡轮发动机)的叶片的结构形式很多，而叶片的型面是决定动力装置效率的一个重要因素，型面质量的高低影响其能耗水平。因此大量的开发研究工作被花在型面型线设计上，以期从流体动力学上提高动力装置的效率，用更小的体积来获得更大的输出功率。这导致叶片型面由直面发展到弧面进而发展到扭曲弧面。另一方面，由于型面曲线越来越复杂，叶片加工的工艺要求也就越来越高，对设备的要求也越来越高。 

早期的叶片加工全部是由手工完成的，工人用锉刀、砂轮、砂纸等磨料在铸造成锻造成型的毛坏上一点点修出叶片的型面。后来发展到用车、铣的方法去除大部分余量，再经手工修型完成。数控机床的出现改变了这一状况，使叶片型面加工走到了铣削的路上。但无论机加工型面余量再小，最终都要经过打磨抛光的工序才能完成一只成品叶片，否则叶片表面的刀纹会增大蒸汽流或燃汽流的流道阻力，降低动力装置的效率。时至今日，提高叶片表面光洁度的工序仍是整个叶片型面加工工艺过程中的关键环节，虽然有电解抛光、精密铸造、高速铣削无余量加工抛丸处理等工艺出现，但绝大多数叶片的最后加工工序仍是由手式打磨抛光来完成的。 

但是手工打磨、抛光还存在如下问题： 

1、手工难以控制去除量，所以只能每次去降少量余量，需反复与样板作透光检查、比对，过程繁琐，效率低； 

2、手工抛磨容易造成叶片余量不均余、叶片尺寸一致性差，有时甚至造成废品； 

3、手式抛磨力量全靠人工掌握，叶片表面质量一致性差； 

4、大型叶片不易搬动、翻转，不借助工装难以进行抛磨； 

5、劳动强度大； 

6、工作环境恶劣，粉尘对工人健康损伤极大。 

总之手工打磨、抛光尺寸精度低、表面质量低、劳动强度大、效率低，满足不了动力能源发展的要求。 

20世纪中期以后，随着多轴控制技术的发展，六轴砂带磨床也应运而生，如专利号为“ZL200720188043.2”，名称为“六轴砂带磨床”的中国实用新型专利，其公布的砂带磨床结合空间的六个自由度，可以实现复杂的叶片型面的磨削处理，且能有效提高工件的打磨精度和表面质量，但是其对于满足高效高精度叶片加工要求还有相当的差距，主要表现在： 

1、单纯的强力磨削，其加工效率较低，并且不能从根本上解决叶片抛磨的尺寸精度、型面精度问题； 

2、机床床身前高后低，立柱部件高度高，其对立柱部件的要求较高； 

3、为了沿C轴布置砂带机，C轴结构采用悬臂式结构，即砂带机一端以铰接形式连接C轴，另一端悬伸。不仅结构刚性差，而且由于砂带机的宽度限制了C轴角度，在扭曲较大的曲面磨削抛光时容易产生干涉； 

4、虽然接触轮采用悬浮结构，但是砂带机上的惰轮并非随接触轮的上下移动而同时移动，也就是说，当接触轮与工件的接触压力随工件曲面的变化而变化时，砂带不能迅速、准确地将变化回馈给接触轮，从而导致磨削误差，影像工件的加工品质。 

从上可以看出，现有的磨削方式及磨削设备仍然普遍存在加工效率低、加工精度低，型面质量难以保证的不足，从而导致加工出来的汽轮机叶片型面质量不能很好地满足精度的要求。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有叶片类的曲面形状较复杂的工件的打磨抛光设备存在的不足，提供一种六轴联动数控砂带磨床，以有效提高工件的表面质量和精度。 

为达到上述目的，本发明提供的六轴联动数控砂带磨床，包括： 

床身，其上滑动设置有立柱部件和工作台，所述立柱部件、工作台与所述床身之间的相对滑动分别形成X轴方向和Y轴方向的直线运动； 

设置在所述工作台上方的A轴部件，用以夹持待加工的工件绕其轴线旋转，以形成A轴的旋转运动； 

悬臂设置于所述立柱部件上的磨削座，所述磨削座通过一箱体与所述立柱部件滑动连接，以形成Z轴方向的直线运动；所述箱体上还旋转设置一转盘，所述磨削座固定于所述转盘上随其转动，所述转盘与所述箱体之间的相对旋转形成B轴方向的旋转运动； 

设置在磨削座内与所述磨削座转动连接的砂带机，所述磨削座为中空结构，所述砂带机沿所述磨削座的中空轴线回转形成C轴方向的回转运动； 

数控系统，所述数控系统里配置有程序存储器和执行电路，以控制各轴线方向上的运动。