[发明专利]复合材料受限空间矩形非连续内壁涂层抛光装置及方法

权利要求书

1.复合材料受限空间矩形非连续内壁涂层抛光装置，其特征在于：包括砂带机运动部件(1)、夹具(3)和床身部件(4)，所述的砂带机运动部件(1)具有X、Z轴运动机构，所述的夹具(3)用于夹持复合材料构件(2)并实现分度运动，所述的床身部件(4)用于固定夹具(3)且具有Y轴运动机构；所述的砂带机运动部件(1)安装在床身部件(4)上；

所述的砂带机运动部件(1)包括加长小型砂带机(11)、Z轴运动机构和X轴运动机构，所述的Z轴运动机构包括砂带工作台(12)、Z轴导轨滑块机构(13)、Z轴轴承座(14)、Z轴滚动轴承、Z轴联轴器(15)、Z轴机构工作台(16)、Z轴伺服电机(17)、Z轴丝杠螺母机构(18)和Z轴机构支撑台(19)，所述的X轴运动机构包括X轴机构工作台(110)、X轴丝杠螺母机构(111)、X轴导轨滑块机构(112)、X轴轴承座(113)、X轴滚动轴承、X轴联轴器(114)、减速器支撑座(115)、X轴伺服电机(116)、直角减速器(117)和X轴导轨底座(118)；

所述的加长小型砂带机(11)安装在砂带工作台(12)上，砂带工作台(12)与Z轴导轨滑块机构(13)的四个滑块固定在一起，利用Z轴丝杠螺母机构(18)将Z轴伺服电机(17)输出的转动变成砂带工作台(12)的Z轴移动，Z轴丝杠螺母机构(18)与Z轴伺服电机(17)通过Z轴联轴器(15)相连，Z轴丝杠螺母机构(18)中的丝杠穿过固定在Z轴机构工作台(16)上的Z轴轴承座(14)和Z轴滚动轴承；Z轴机构工作台(16)通过Z轴机构支撑台(19)固定在X轴机构工作台(110)上，X轴机构工作台(110)与X轴导轨滑块机构(112)的四个滑块固定在一起，利用X轴丝杠螺母机构(111)将X轴伺服电机(116)输出的转动变成Z轴机构工作台(16)的X轴移动，X轴丝杠螺母机构(111)与X轴伺服电机(116)通过X轴联轴器(114)和直角减速器(117)相连，X轴丝杠螺母机构(111)中的丝杠穿过固定在X轴导轨底座(118)上的X轴轴承座(113)和X轴滚动轴承，直角减速器(117)固定在减速器支撑座(115)上，减速器支撑座(115)和X轴导轨底座(118)均固定在床身部件(4)上；

所述的夹具(3)包括分度盘(31)、夹具安装板(32)、夹具上压板(35)和工件底部支撑座(36)；所述的复合材料构件(2)放于工件底部支撑座(36)上，工件底部支撑座(36)平放在夹具安装板(32)上，两个夹具上压板(35)置于复合材料构件(2)上方并与夹具安装板(32)固定，夹具上压板(35)内侧的左右两侧分别固定挡块(33)和螺栓压块(34)，通过螺栓使螺栓压块(34)固定在复合材料构件(2)上，夹具安装板(32)安装在分度盘(31)上，分度盘(31)固定在床身部件(4)上；

所述的床身部件(4)包括床身(41)和Y轴运动机构，所述的Y轴运动机构包括Y轴机构工作台(44)、Y轴导轨滑块机构(47)、Y轴丝杠螺母机构(43)、Y轴联轴器(45)、Y轴轴承座(42)、Y轴滚动轴承和Y轴伺服电机(46)；所述的Y轴机构工作台(44)与Y轴导轨滑块机构(47)的四个滑块固定在一起，利用Y轴丝杠螺母机构(43)将Y轴伺服电机(46)输出的转动变成Y轴机构工作台(44)的Y轴移动，Y轴丝杠螺母机构(43)与Y轴伺服电机(46)通过Y轴联轴器(45)相连，Y轴丝杠螺母机构(43)中的丝杠穿过固定在床身(41)上的Y轴轴承座(42)和Y轴滚动轴承，床身(41)底部安装有四个万向轮(48)；

所述的分度盘为360度定位的分度盘；

所述的加长小型砂带机(11)和分度盘配合X、Y、Z轴运动机构实现复合材料构件受限空间矩形非连续内壁涂层的精准加工；

所述的受限空间为高40mm×宽40mm×长220mm的矩形空间，所述的加长小型砂带机(11)的尺寸为宽10mm×高30mm×长250mm。

2.根据权利要求1所述的复合材料受限空间矩形非连续内壁涂层抛光装置，其特征在于：所述的加长小型砂带机(11)的砂带磨头的Z向刚度系数k＞(50000)N/m。

3.根据权利要求1或2任一项所述的复合材料受限空间矩形非连续内壁涂层抛光装置的抛光方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、将复合材料构件(2)安装在夹具(3)上，利用螺栓压块(34)夹紧工件；启动加长小型砂带机(11)，利用高压气驱动砂带转动；

B、利用Z轴运动机构调整磨削深度，利用X轴运动机构找到目标位置；

C、利用Y轴运动机构，使复合材料构件(2)开始轴向进给，确保复合材料构件(2)与砂带磨头按设定速度进行相对运动，实现内壁表面涂层抛光，完成一行加工任务后，砂带磨头退出复合材料构件(2)的腔体；X轴运动机构调整位置，进行下一行加工任务直至一个孔壁表面涂层抛光完成；

D、分度盘(31)转动设定角度，转步骤B直至整个复合材料构件(2)的腔体各个表面涂层抛光完成；

E、松开螺栓压块(34)，取下复合材料构件(2)。