[發(fā)明專利]面向型面精度一致性的砂帶磨削裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610485618.0
• 申請日: 2016-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN105945691B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃云;鄒萊;楊俊峰;肖貴堅(jiān);尹佳超;張美
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué);重慶三磨海達(dá)磨床有限公司
• 主分類號(hào): B24B21/16
• 分類號(hào): B24B21/16;B24B21/20;B24B21/18;B24B27/00
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務(wù)所(普通合伙)50211
• 代理人: 方洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于柔性砂帶磨削領(lǐng)域，具體地說，特別涉及一種面向型面精度一致性的砂帶磨削裝置。

背景技術(shù)

整體葉盤、航發(fā)葉片、汽輪機(jī)葉片等薄壁構(gòu)件是飛機(jī)、船舶等的關(guān)鍵功能結(jié)構(gòu)件，這些零部件的加工制造水平直接決定了航空航天、航海等行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。一方面，這些薄壁構(gòu)件具有復(fù)雜曲面，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工；另一方面，對整體葉盤等關(guān)鍵零部件的加工精度和表面質(zhì)量要求高，要避免表面燒傷、缺陷等表面質(zhì)量問題，除此之外，還需要保證加工效率。

整體葉盤等薄壁構(gòu)件主要采用鈦合金和鎳基合金等具有高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕性能的材料制造，屬于典型整體薄壁式、難加工的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，一般先采用五軸數(shù)控銑削和線性摩擦焊等方式粗加工成型，然后進(jìn)行打磨和拋光。目前，工程實(shí)際中主要采用手工打磨的方式，這種方式加工效率低，還存在廢品率高、產(chǎn)品一致性差、經(jīng)濟(jì)效益低等諸多問題，嚴(yán)重制約了整體葉盤在航空航天領(lǐng)域的大面積推廣和應(yīng)用。

砂帶磨削以砂帶為磨具對工件表面進(jìn)行加工，是一種彈性磨削，相比砂輪磨削可以獲得更高的材料去除率、更好的表面質(zhì)量。除此之外，砂帶磨削的顯著優(yōu)點(diǎn)是其磨削靈活性和適應(yīng)性更強(qiáng)，通過改變接觸輪的尺寸可以實(shí)現(xiàn)平面，孔槽以及復(fù)雜曲面的磨削，類似整體葉盤的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件是砂輪磨削機(jī)床無法加工的，必須采用帶小直徑接觸輪的砂帶磨頭進(jìn)行磨削。鄭州磨料磨具研究所耿直等從事了砂帶磨削機(jī)理的試驗(yàn)研究，研究了接觸輪、砂帶以及磨削用量等對材料去除和表面創(chuàng)成的影響，為砂帶磨削提供了理論支持。

近年來，自動(dòng)化砂帶磨削機(jī)床發(fā)展迅速，華中科技大學(xué)鐘華珍等進(jìn)行了汽輪機(jī)葉片數(shù)控砂帶磨削的研究，多軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床以及相應(yīng)的數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)很成熟，如數(shù)控車床、銑床和加工中心，但多軸數(shù)控磨床的研究相對滯后，關(guān)鍵在于砂帶研磨拋光裝置，既要實(shí)現(xiàn)磨削力的調(diào)節(jié)，也要實(shí)現(xiàn)砂帶線速度、收放卷等的控制。在工程上，國內(nèi)尚未應(yīng)用完全滿足這些需求的研磨和拋光的磨頭，很大程度上限制了多軸數(shù)控磨削機(jī)床的推廣使用和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種面向型面精度一致性的砂帶磨削裝置。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：一種面向型面精度一致性的砂帶磨削裝置，其特征在于：支承板從內(nèi)筒體中穿過，并與內(nèi)筒體相固定，內(nèi)筒體與外筒體支架可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，在支承板的上端左右并排設(shè)置收卷輪和放卷輪，收卷輪及放卷輪由各自對應(yīng)設(shè)置的第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在所述支承板的上部左右并排設(shè)置第一過渡輪和第二過渡輪，支承板中部偏下的位置左右并排設(shè)置第一張緊輪和第二張緊輪，所述支承板的下端左右并排設(shè)置第三過渡輪和第四過渡輪，在第三過渡輪的左下方設(shè)置第五過渡輪，第三過渡輪的右下方設(shè)置第七過渡輪，所述第四過渡輪的右下方設(shè)置第六過渡輪，第四過渡輪的左下方設(shè)置第八過渡輪，在所述支承板的底端懸吊安裝接觸桿，該接觸桿的下端安裝接觸輪，砂帶的一端纏繞在收卷輪的帶槽內(nèi)，砂帶的另一端繞過第一過渡輪、第一張緊輪、第三過渡輪、第五過渡輪、第七過渡輪、接觸輪、第八過渡輪、第六過渡輪、第四過渡輪、第二張緊輪及第二過渡輪，最后纏繞在放卷輪的帶槽內(nèi)。

采用以上技術(shù)方案，驅(qū)動(dòng)收卷輪的第一伺服電機(jī)為收卷電機(jī)，驅(qū)動(dòng)放卷輪的第一伺服電機(jī)為放卷電機(jī)。伺服驅(qū)動(dòng)器控制收卷電機(jī)正轉(zhuǎn)，收卷電機(jī)將動(dòng)力傳遞給收卷輪，使收卷輪正轉(zhuǎn)進(jìn)行收卷；與此同時(shí)，放卷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器控制放卷電機(jī)正轉(zhuǎn)，放卷電機(jī)將動(dòng)力傳遞給放卷輪，使放卷輪正轉(zhuǎn)進(jìn)行放卷。磨削過程中，通過第一伺服電機(jī)的力矩控制確定砂帶張緊力的大小，保證磨削工件的精度和表面質(zhì)量，同時(shí)減少磨削過程中的斷帶等故障。卷輪的收放卷取決于第一伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)向和砂帶纏繞的方向。為了實(shí)現(xiàn)砂帶的往復(fù)磨削，到達(dá)一定位置后，收卷電機(jī)反轉(zhuǎn)帶動(dòng)收卷輪反轉(zhuǎn)，放卷電機(jī)反轉(zhuǎn)帶動(dòng)放卷輪反轉(zhuǎn)，這樣收卷輪切換成放卷，放卷輪切換成收卷。第一伺服電機(jī)的瞬時(shí)加速度取決于兩個(gè)卷輪上砂帶卷的直徑大小。內(nèi)筒體與外筒體支架可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，可同機(jī)床其他軸進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，進(jìn)行復(fù)雜曲面的磨削拋光。

以上結(jié)構(gòu)砂帶輪系空間布置合理，能夠確保砂帶運(yùn)行的可靠性。第一張緊輪和第二張緊輪主要用于砂帶往復(fù)換向時(shí)張緊砂帶，防止砂帶發(fā)生跑帶現(xiàn)象。張緊輪距離接觸輪較遠(yuǎn)，在支承板的下端也設(shè)置過渡輪，第五、第六過渡輪使砂帶保持較大幅度的張開，減少砂帶的跑帶；第七、第八過渡輪主要用于收攏砂帶，以適應(yīng)接觸輪較小的尺寸。