[发明专利]一种叶片全特征多工序力控砂带磨抛装置

说明书

本发明属于复杂曲面制造领域，并具体公开了一种叶片全特征多工序力控砂带磨抛装置。包括机架、力控模组以及接触轮式砂带磨抛机构，力控模组包括阻抗运动模块以及设于所述阻抗运动模块一端的粗磨支架、修行支架以及精抛支架，接触轮式砂带磨抛机构包括设于机架上的驱动模块、砂带导向滚筒模块、张紧模块、导向轮模块以及砂带模块，砂带模块缠绕在驱动模块、砂带导向滚筒模块、张紧模块以及导向轮模块上，并通过张紧模块张紧，通过阻抗运动模块驱动粗磨支架、修行支架以及精抛支架的线性运动，以实现粗磨砂带、修型砂带以及精抛砂带的磨抛力的调整。本发明在有限空间内实现了砂带倍数增长，同时实现了叶片全特征磨抛以及粗磨、精磨等多工序磨抛。

技术领域

本发明属于复杂曲面制造领域，更具体地，涉及一种叶片全特征多工序力控砂带磨抛装置。

背景技术

在航空发动机、燃气轮机或汽轮机中，叶片是完成其中气体压缩和膨胀来产生强大动力的核心零件，它的表面质量和型面精度对整机气流动力性能和使用性能影响巨大。磨抛是叶片加工的最后一道工艺，决定了其最终轮廓精度和表面质量，关系到发动机最终的推力和寿命。

目前叶片的磨抛主要以人工为主，自动化磨抛装备发展处在初期阶段。相关自动化磨抛装备主要分为数控专机和机器人磨抛两类，数控专机磨抛由传统的数控加工演变而来，以多轴数控机床为载体，砂带或砂轮为主要磨抛工具；机器人磨抛是由不断发展的机器人技术催生而来，一般采用机器人夹持叶片在磨抛机上打磨，或者机器人夹持磨抛工具对固定或移动的叶片进行打磨。

目前一些欧美制造强国在复杂曲面叶片的自动化磨抛加工装备研制方面成果突出，正在加紧布局抢占相关市场。如叶片六轴联动砂带磨削机床，通过增加压力轴实现叶片的恒力磨抛，能够对复杂曲面进行高效、高精密磨抛；W518TB和W528TB磨抛加工中心，也实现了叶片型面的高精密加工；另外世界上知名的机器人结合人工智能、传感、视觉识别等技术成功研制了新一代机器人磨抛装备。我国叶片砂带磨抛研究起步较晚，针对复杂自由曲面零部件的数控加工技术还不成熟。因此国内叶片磨抛工作主要由人工完成，废品率高、粉尘危害大、工作效率低，少量数控专机磨抛灵活性差、成本高昂，无法应对种类繁多的叶片磨抛需求。机器人磨抛是当今叶片磨抛的一个重要趋势，但是其中存在磨抛工具灵活性要求高、精准力控控制难的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种叶片全特征多工序力控砂带磨抛装置，其中结合航空发动机、燃气轮机或汽轮机中叶片自身的特征及其磨抛工艺特点，相应设计了全特征多工序力控砂带磨抛装置，并对其关键组件如机架、力控模组以及接触轮式砂带磨抛机构的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的可通过并行布置三根或多根砂带的方式，实现了空间利用率的倍数增长，并且通过设置不同的砂带型号、磨削轮形状等，既可以实现叶片磨抛的粗磨、修型、精磨，又可以实现叶片全特征如叶盆、叶背、叶片边缘、叶根转角以及缘板的磨抛，真正实现了叶片全特征磨抛以及粗磨、精磨等多工序磨抛。

为实现上述目的，本发明提出了一种叶片全特征多工序力控砂带磨抛装置，包括机架、力控模组以及接触轮式砂带磨抛机构，其中，

所述力控模组固定设置在所述机架上，该力控模组包括阻抗运动模块以及设于所述阻抗运动模块一端的粗磨支架、修行支架以及精抛支架，所述粗磨支架端部设有粗磨轮，所述修行支架端部设有修行轮，所述精抛支架端部设有精抛轮；

所述接触轮式砂带磨抛机构包括设于所述机架上的驱动模块、砂带导向滚筒模块、张紧模块、导向轮模块以及砂带模块，所述砂带模块缠绕在驱动模块、砂带导向滚筒模块、张紧模块以及导向轮模块上，并通过张紧模块分别进行张紧、通过驱动模块进行运动，所述砂带模块包括粗磨砂带、修型砂带以及精抛砂带，所述粗磨砂带缠绕在所述粗磨轮上，所述修型砂带缠绕在修行轮上，所述精抛砂带缠绕在精抛轮上，通过阻抗运动模块驱动粗磨支架、修行支架以及精抛支架的线性运动，以实现粗磨砂带、修型砂带以及精抛砂带的磨抛力的调整，从而实现叶片全特征的磨抛。