[發(fā)明專利]恒力磨削拋光工具系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310745777.6
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103786082A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王昕;曲興田;趙繼;劉歡;劉海忠;劉繼明;孫碩;陳行德;唐洪峰
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: B24B19/14
• 分類號: B24B19/14
• 代理公司: 吉林長春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種恒力磨削工具系統(tǒng)。

背景技術(shù)

葉片廣泛應(yīng)用于汽輪機(jī)、渦輪機(jī)和航空發(fā)動機(jī)等軸流葉輪機(jī)，其表面應(yīng)達(dá)到一定的粗糙度和面型精度要求，在應(yīng)用之前需葉片進(jìn)行磨削拋光處理。目前，常用的磨削工具頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理：通過作用在接觸輪上的切向力、法向力、砂帶張緊力、接觸輪包角及氣缸位移之間的數(shù)學(xué)關(guān)系解耦來實(shí)現(xiàn)法向磨削力的恒力控制。該方法主要缺點(diǎn)有：1、解耦方式結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)多。傳統(tǒng)的磨削工具采用的方法為力解耦形式，即用氣缸推動磨削輪產(chǎn)生磨削力，為了保證葉片表面加工質(zhì)量需要保持法磨削力F_n恒定，若某一時刻磨削輪向前位移浮動量△X,磨削輪的包角α?xí)l(fā)生變化，此時需要進(jìn)行力解耦來確定氣缸推出力F_a的大小，根據(jù)《一維力控機(jī)器人砂帶磨削機(jī)設(shè)計》知，F(xiàn)_a的確定需要獲得△X或α的大小，這就需要角位移傳感器或位移傳感器來測得未知量△X或α的大小。這樣不僅使機(jī)械結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，也給控制帶來困難。2、數(shù)學(xué)模型復(fù)雜。為了使葉片獲得恒定的切削力，需對氣缸的輸出力進(jìn)行控制。這就必須進(jìn)行力的解耦以獲得氣缸輸出力。力解耦是一個復(fù)雜的數(shù)學(xué)過程，需建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型。首先，根據(jù)砂帶長度不變，建立磨削輪位移浮動量△X與磨削輪包角α之間的數(shù)學(xué)關(guān)系；然后，計算砂帶緊邊拉力F_t、松邊拉力F_t'，它們是與α相關(guān)的參數(shù)；最后，根據(jù)力平衡方程建立F_n、F_a、F_t、F_t'、α之間的關(guān)系式，經(jīng)換算最后得到F_n、F_a、△X之間的關(guān)系。其中，F(xiàn)_n為設(shè)定的磨削力，F(xiàn)_a由力傳感器得到，△X由位移傳感器得到。3、對傳感器、響應(yīng)速度要求較高。以上幾點(diǎn)都會造成磨拋效果差，拋光效率低等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供恒力磨削拋光工具系統(tǒng)，以解決目前磨削拋光工具存在的機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、數(shù)學(xué)模型復(fù)雜、磨拋效果差，拋光效率低的問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

包括動力裝置、換輪磨削工具、減振裝置、導(dǎo)向裝置一和導(dǎo)向裝置二、力補(bǔ)償與檢測裝置、配重裝置，動力裝置通過螺釘與減振裝置相連、還通過梅花鍵聯(lián)軸器與換輪磨削工具的動力輸出軸相連，換輪磨削工具通過螺釘分別與減振裝置、導(dǎo)向裝置一和導(dǎo)向裝置二、力補(bǔ)償與檢測裝置固定連接，配重裝置通過螺釘與支撐板固連、通過螺釘與換輪磨削工具相連，支撐板與導(dǎo)軌滑塊固定連接，力補(bǔ)償與檢測裝置通過連接件與支撐板相連。

本發(fā)明所述動力裝置由磨削主電機(jī)與電機(jī)安裝彎板組成，并通過螺釘緊固在一起。

本發(fā)明所述換輪磨削工具的結(jié)構(gòu)是，主動輪通過漲緊套連接在動力輸出軸上；動力輸出軸通過軸承壓蓋、軸承、軸承間內(nèi)隔套和軸承間外隔套、軸承壓緊環(huán)、精密鎖緊螺母與上法蘭座連接實(shí)現(xiàn)軸向及徑向的定位；上法蘭座通過螺釘與工具板固連；惰輪通過軸承、擋圈與惰輪軸相連；惰輪軸通過螺釘與工具板固連；張緊輪通過擋圈、軸承與張緊輪軸相連；張緊輪軸通過張緊輪氣缸連接板固連在張緊氣缸上，該張緊氣缸通過螺釘固連在工具板上；換輪磨削工具還包括換輪機(jī)構(gòu)，換輪機(jī)構(gòu)主要包括刀架、四個半徑不同磨削輪、動力輸出軸、下法蘭座、換輪電機(jī)，電機(jī)通過螺釘固定在下法蘭上，電機(jī)軸通過鍵與動力輸出軸連接，動力輸出軸經(jīng)軸承壓蓋、軸承、軸承間內(nèi)隔套和軸承間外隔套、軸承壓緊環(huán)、精密鎖緊螺母與下法蘭相連實(shí)現(xiàn)軸向及徑向的定位，下法蘭通過螺釘固定在工具板上，刀架靠精密鎖緊螺母固定在動力輸出軸上，磨削輪通過輪軸、軸承、擋圈、螺母固定在輪架上。

本發(fā)明所述減振裝置由減震器和減震器安裝彎板組成，二者通過螺釘緊固在一起。

本發(fā)明所述導(dǎo)向裝置一由導(dǎo)向柱，直線軸承和上連接彎板組成，直線軸承通過螺釘與上連接彎板固連。

本發(fā)明所述反饋與檢測裝置由檢測元件支撐彎板，低摩擦副氣缸，氣缸傳感器連接件，S型承重傳感器、下連接彎板組成，其中，低摩擦副氣缸與檢測元件支撐彎板靠螺釘緊固在一起，S型承重傳感器用螺釘與下連接彎板緊固在一起，氣缸傳感器連接件與S型承重傳感器螺紋連接。

本發(fā)明所述配重裝置的結(jié)構(gòu)是，鋼絲繩一端與連接座連接、另一端經(jīng)滑輪與配重相連，滑輪通過滑輪軸、軸承、擋圈、滑輪軸承隔套、螺母與滑輪架相連，滑輪架通過螺釘與滑輪組支撐座固連。

本發(fā)明所述的導(dǎo)向裝置二由導(dǎo)向柱，直線軸承組成，直線軸承通過螺釘與下連接彎板固連，導(dǎo)向柱通過螺釘與檢測元件支撐彎板固連。