[發明專利]一種圓周陣列曲面結構同步加工裝置

有效

• 申請號: 201310152367.0
• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號: CN103223634A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 陳志同;陳宇飛
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B24B19/14
• 分類號: B24B19/14;B24B41/04;B24B41/02;B24B47/12
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

技術領域

本發明涉及一種圓周陣列曲面結構同步加工裝置，它是一種利用同步運動控制機構同時控制多個砂輪，同步磨削加工葉輪上的多個葉片曲面的高效加工裝置。可以成倍縮短葉輪的加工時間，大幅提高加工效率。并且本設計還可以應用于不規則齒輪等曲面的加工，具有廣泛的應用性。屬于金屬切削加工技術領域。

背景技術

隨著汽車以及航天工業的發展，空間復雜曲面加工越來越成為加工行業的重點及難點。例如葉片、整體葉輪、渦輪等各類空間復雜曲面零件。這類零件大多工作在高溫、高壓。高轉速條件下，選用材料多為難切削材料，再加上葉輪、渦輪等為整體結構，帶有幾十至數百片復雜型面葉片，其加工一直為制造業中的難點。

目前對葉輪葉片的加工工藝主要是數控銑削，數控磨削加工，加工時一次只加工一個葉片，然后旋轉一個夾角再加工第二個葉片，直至加工完圓周上所有的葉片。如此方法加工時間較長，效率較低，尤其是一些大型葉輪的加工，幾百個葉片的葉輪需要連續加工數天，嚴重影響生產和裝配進度。

發明內容

1、目的：本發明的目的是提供一種圓周陣列曲面結構同步加工裝置，它是利用同步運動控制機構及其控制下的主軸電機實現葉輪等圓周陣列曲面結構的磨削加工裝置，可同時加工葉輪上多個葉片曲面，大大提高葉輪等圓周陣列曲面結構零件的生產效率。

2、技術方案：如圖2所示，本發明一種圓周陣列曲面結構同步加工裝置，它是由主軸加工單元1(見圖3)、徑向運動單元2(見圖4)、工作臺運動單元3（見圖5）、雙層主軸加工單元4（見圖6）和龍門式圓周陣列曲面結構同步加工裝置（見圖8、圖9）5部分組成.它們之間的位置連接關系是：該主軸加工單元1安裝在徑向運動單元2的底座2-1或者龍門式機床底座5的圓周上，并通過螺栓固定，用于對工件葉輪3-17的葉片曲面進行加工，它可以沿圓周方向安裝多個，每兩個主軸加工單元之間圓心角角度為葉片夾角的整數倍。該徑向運動單元2，用于控制安裝其上的主軸加工單元1沿徑向運動，該工作臺運動單元3，安裝在徑向運動單元的底座2-1或者龍門式機床底座5的中心，用于實現葉片的旋轉及上、下運動。葉片的三個運動在數控系統的控制下，共同實現葉片曲面加工。該雙層主軸加工單元（圖6）用于替換主軸加工單元安裝在底座2-1或者龍門式機床底座5的圓周上，可同時加工兩層葉輪。

所述主軸加工單元1用于實施對曲面的加工，如圖3所示，它包括10個構件：它們是刀架1-1、主軸導軌1-2、主軸電機支架1-3、Z軸鎖緊螺栓1-4、主軸電機1-5、Y軸鎖緊螺栓1-6、螺紋爪1-7、主軸滑塊1-8、移動板1-9和砂輪1-10。它們之間的位置連接關系是：主軸導軌1-2通過螺栓固定在刀架1-1的上平面上，主軸電機支架1-3、移動板1-9和主軸滑塊1-8相互連接并一起鑲崁在主軸導軌1-2上；砂輪1-10安裝在主軸電機1-5的輸出軸上，主軸電機1-5通過Y軸鎖緊螺栓1-6固定在主軸電機支架1-3上，主軸電機支架1-3安裝在移動板1-9上，螺紋爪1-7通過螺釘固定在移動板1-9的下表面。其中，該刀架1-1是扇形平面結構，與底座2-1螺栓連接，上面沿圓直徑方向安裝兩根主軸導軌1-2，用于約束移動板1-9徑向運動。該主軸導軌1-2是工字形導軌件，通過螺栓固定在刀架1-1的上平面上；該移動板1-9是矩形件，其下部安裝的四個主軸滑塊1-8與主軸導軌1-2構成滾動導軌，可約束其沿著導軌方向滑動。該主軸電機支架1-3是U形的支架結構，安裝在移動板1-9上部；該主軸電機1-5安裝在該支架左右兩側的板上，該板上有孔和軸，電機可繞軸轉動，以便調整角度，然后用Y軸鎖緊螺栓1-6鎖緊。其規格型號由孔徑和電機支架寬度確定；主軸電機1-5頭部安裝砂輪1-10用于磨削加工葉片曲面，該砂輪是按需選購的市購件。該螺紋爪1-7是倒T形件，上部有螺紋孔，用于與移動板1-9螺釘連接，并從刀架1-1的中心槽中穿出，下部有螺紋齒，可以與平面螺旋盤2-5嚙合。該主軸滑塊1-8是凹形件，其凹槽與主軸導軌1-2相配。該Z軸鎖緊螺栓1-4和Y軸鎖緊螺栓1-6是按需選購的市購件。