[发明专利]适用于整体叶盘全型面磨抛加工的砂带磨削中心

说明书

技术领域

本发明属于砂带磨削技术领域，具体涉及一种适用于整体叶盘全型面磨抛加工的砂带磨削中心。

背景技术

整体叶盘是新一代航空发动机的关键部件，与传统的航空发动机叶片相比，它的应用有利于航空发动机性能的提高、机构的简化、质量的减轻、可靠性与耐久度的提高。抛光工艺作为整体叶盘加工的最后一道工序，直接影响其表面质量和气动性。由于整体叶盘的结构复杂，其材料也难于加工，这使得加工整体叶盘的难度很大。虽然我国出现了电子束抛光、电解抛光等抛光方法，但其自动化程度不高，且人工操作效率低下，加工精度和表面质量难以保证，容易造成叶盘的损伤。

随着砂带磨削技术和装置的快速发展，砂带研磨抛光机床已经发展为一种加工效率高、适应性强、应用范围广、使用成本低、操作安全方便的精加工设备。特别是对于加工如航空发动机叶片等具有复杂曲面的薄壁结构件，小尺寸的复杂型面、面间接合部位的研磨抛光加工，其优势尤为明显。通常来讲，砂带研磨抛光机床是由驱动装置带动砂带运动，通过一定数量的张紧轮将砂带张紧，通过接触轮或支承板提供压力产生对工件的接触压力并形成切削角度，完成对工件的研磨抛光加工。

近年来，数控砂带磨床已成功实现了对汽轮机叶片、航空发动机叶片、枪夹等一些复杂曲面零件的抛磨工作。而且砂带对难加工材料也具有良好的加工特性。但是，由于整体叶盘流道型面及叶片型面均为自由曲面、叶片间通道狭窄、叶片薄、易变形、材料难加工等特点，传统的方法磨削无法解决整体叶盘全型面磨削、磨削过程中磨具与工件干涉以及磨削曲面啮合等难题，同时整体叶盘表面磨削纹路多为横向纹路，而研究表面，若叶片具有纵向纹路，其疲劳强度较传统磨削加工叶片将有很大的改善。

上述研究的成果尚未形成很好的砂带研磨抛光装置以应对以航空发动机整体叶盘为代表的复杂表面异形结构工件的研磨抛光加工，国内也尚未应用能加工此类工件的专用砂带研磨抛光磨床，对于航空发动机整体叶盘的全型面磨削、磨削干涉消除及纵向磨削从而改善其疲劳强度等力学性能的需求还无法满足。

发明内容

有鉴于现有技术的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于整体叶盘全型面磨抛加工的砂带磨削中心。

本发明技术方案如下：一种适用于整体叶盘全型面磨抛加工的砂带磨削中心，包括床身和磨头机构，其特征在于：在所述床身上表面的中部设置分度转盘支架，该分度转盘支架的顶端安装数控分度转盘，数控分度转盘的后方设置磨削机器人；

在所述分度转盘支架的左右两侧均设有Y轴滑枕，各Y轴滑枕上均可转动地支承有Y轴丝杆，左右两边的Y轴丝杆呈“八”字形分布，所述Y轴丝杆的一端通过联轴器与Y轴电机同轴连接，与Y轴丝杆螺纹配合的Y轴丝杆螺母座固定于Y轴滑鞍底面；

在所述Y轴滑鞍上可转动地支承有X轴丝杆，该X轴丝杆垂直于Y轴丝杆，X轴丝杆的一端通过联轴器与X轴电机连接，与X轴丝杆螺纹配合的X轴丝杆螺母座固定于X轴滑鞍底面；

在所述X轴滑鞍的上表面安装C轴弧形齿条，该C轴弧形齿条的圆心靠近所述数控分度转盘的轴心线，与C轴弧形齿条啮合的C轴直齿圆柱齿轮安装于C轴驱动直角减速电机的输出轴上，C轴驱动直角减速电机安装在C轴滑鞍上表面；

在所述C轴滑鞍的上表面设置立柱安装支座，该立柱安装支座的上表面固定安装有立柱，在所述立柱的侧表面可转动地支承有Z轴丝杆，该Z轴丝杆的上端通过联轴器与Z轴电机同轴连接，Z轴电机固定于立柱顶端，与Z轴丝杆螺纹配合的Z轴丝杆螺母座固定在Z轴滑鞍的背面；

在所述Z轴滑鞍的正面安装B轴弧形齿条，该B轴弧形齿条的圆心与对应磨头机构接触轮的中心重合，与B轴弧形齿条啮合的B轴直齿圆柱齿轮安装于B轴驱动直角减速电机的输出轴上，B轴驱动直角减速电机安装在B轴滑鞍的正面；

在所述B轴滑鞍的正面设置外壳，转筒通过轴承装在外壳的安装孔中，在转筒上安装磨头机构，磨头机构的接触轮朝向数控分度转盘的轴心线，所述转筒上同轴固定有一个从动同步带轮，该从动同步带轮通过同步带与主动同步带轮连接，所述主动同步带轮套装于磨头转动驱动电机的输出轴上，磨头转动驱动电机安装于B轴滑鞍上。

采用以上技术方案，数控分度转盘用于装夹整体叶盘及带动其旋转，以便于选择整体叶盘待加工的叶片。本发明由X轴进给机构、Y轴进给机构、Z轴进给机构、B轴旋转机构和C轴旋转机构组成磨头的进给机构，外壳、转筒、从动同步带轮、同步带、主动同步带轮和磨头转动驱动电机组成磨头旋转机构，磨头旋转机构实现磨头的方位调整。本发明在空间上具有六个自由度：