[發明專利]渦輪轉子對稱加工用雙主軸銑削加工機床

無效

• 申請號: 201210279417.7
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN102837045A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 趙巖;李文彬;劉浩然;劉彬
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00
• 代理公司: 石家莊一誠知識產權事務所 13116
• 代理人: 崔鳳英

技術領域

本發明屬于機床技術領域，涉及一種機床結構，特別是一種用于磁懸浮分子泵中最關鍵零件硬鋁合金整體渦輪轉子葉片加工的機床結構。

背景技術

隨著社會需求的不斷變化，冶金、微電子、化工以及食品等行業很多環節都需要在真空的環境下完成，能獲得清潔真空的磁懸浮分子泵則成為獲得真空的重要設備之一。硬鋁合金整體渦輪轉子是磁懸浮分子泵中最關鍵的零件。

硬鋁合金整體渦輪轉子有多層葉片，每層葉片的參數也不相同。葉片與葉片之間的間隙很小，只有幾毫米，葉片最終銑削成形，不再有其它后續加工。渦輪轉子屬于高速旋轉的回轉體零件，這就使葉片加工精度尤其是加工對稱性要求比較高。

目前，國內磁懸浮分子泵渦輪轉子葉片的加工現狀是不太理想的，最突出的問題就是加工效率低，僅銑削葉片這一道工序也需要12小時左右。為提高轉子效率，葉片應是具有空間曲面的葉形，但由于磁懸浮分子泵中硬鋁合金整體渦輪轉子具有空間曲面葉形的加工問題沒有解決，只好設計為平面形狀，用四軸機床兩軸聯動加工。這樣就會導致工件的加工工時過長，并且由于使用單刀加工時分度誤差的存在，所加工渦輪轉子的對稱性會有所降低。目前用于提高加工效率的措施如提高機床的加工能力、采用高速切削技術、優化加工工藝、優化刀具路徑及改進刀具結構等都基于單主軸加工，并沒有充分利用硬鋁合金整體渦輪轉子葉片的對稱性結構特點，因此其加工效率的提高有限。當然，對于結構不太復雜的一些空間曲面葉片，也有采用兩個主軸同時加工兩個工件的情況，但是這種情況對葉片有特殊要求，并不適合本文所提到的渦輪轉子葉片的加工。

發明內容

本發明的目的是為了克服渦輪轉子葉片加工效率低的問題，根據整體渦輪轉子的對稱性結構特點，提供一種渦輪轉子對稱加工用雙主軸銑削加工機床。該機床結構中待加工渦輪轉子采用專用夾具水平裝夾，使兩個主軸同時對一個渦輪轉子進行對稱加工。該發明的雙主軸臥式銑削加工機床加工硬鋁合金整體渦輪轉子葉片的加工效率理論上可提高近一倍，并且由于對稱加工而使其加工精度相對提高。在提高加工效率的同時由于共用Y軸而節省了一套伺服驅動系統，與購買兩臺傳統機床相比降低了設備成本，從而降低了工件的成本。

本發明解決渦輪轉子加工效率低所采用的技術方案是：

本發明的雙主軸臥式銑削加工機床包括床身、工件裝夾機構和刀具運動機構，所述床身的上端面呈水平階梯面，工件裝夾機構包括工作臺和置于工作臺上的能夠作圓周旋轉的水平裝夾夾具，工件裝夾機構的工作臺與床身的上端面通過軌道機構滑動連接，且軌道機構限定工件裝夾機構沿Y方向滑動；刀具運動機構由對稱的設在工作臺兩側的兩套能夠帶動刀具沿X方向作上下運動和沿Z方向作水平運動的刀具驅動機構構成。

所述水平裝夾夾具包括數控轉臺底座、安裝于數控轉臺底座上數控轉臺及水平設置于數控轉臺中心的夾具底座；

所述刀具運動機構的刀具驅動機構包括立柱、設在立柱上能沿X軸垂直上下移動的滑枕及安裝在滑枕上能沿Z軸水平移動的主軸箱；

在床身與工作臺之間、立柱與滑枕之間及滑枕與主軸箱之間均設有絲杠機構。

本發明的有益效果:

(1)????????使硬鋁合金整體渦輪轉子的加工效率理論上可提高近一倍；

(2)????????使其加工精度相對提高。單主軸加工時，分度誤差相對較大，使用雙主軸加工可使分度誤差減小到一半，從而提高渦輪轉子的對稱度，有利于分子泵的動平衡。同時還能降低噪音，延長壽命，提高分子泵的壓縮比；

(3)????????在提高加工效率的同時，由于共用Y軸而節省了一套伺服驅動系統，與購買兩臺傳統機床相比降低了設備成本。

?

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；其中1為機床床身；2為工作臺；3為數控轉臺；4為待加工渦輪轉子；5、為第一刀具；6、為第一主軸箱；7、為第一滑枕；8、為第一立柱；9為橫梁；10、為第二立柱；11、為第二刀具；12、為第二滑枕；13、為第二主軸箱；14為數控轉臺底座。

圖2是本發明的機床對稱加工渦輪轉子葉片的示意圖。圖中①工作臺帶動工件移動方向，②第一刀具移動方向，③第一刀具相對工件合成運動方向，④第二刀具移動方向，⑤第二刀具相對工件合成運動方向。

?

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進一步說明。