[實用新型]一種射流拋光復合機床

有效

• 申請號: 201720017823.4
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN206415885U
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 張連新;吳祉群;孫鵬飛;柯瑞;藍河;唐小會;丁穎;王亞軍;樊煒
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院機械制造工藝研究所
• 主分類號: B23P23/04
• 分類號: B23P23/04
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心51210
• 代理人: 翟長明,韓志英

技術領域

本實用新型屬于機械加工裝置領域，具體涉及一種射流拋光復合機床。

背景技術

在射流拋光機械加工曲面工件過程中，成型斑拋光加工技術需要將噴嘴的射流方向應始終與工件表面法向量方向保持一定角度，同時噴嘴圍繞主軸軸線進行旋轉運動，回轉一圈后形成一個高斯斑。主軸軸線要與工件表面加工點處法向量方向一致，通過進給移動高斯斑，進行曲面法向跟隨方式的拋光加工。在常規射流加工機床中，需要配備至少2個旋轉軸來實現噴嘴2個自由的角度調節，因此機床運動機構的體積和運動范圍都很大，機床研制成本很高，同時所造成的各軸運動控制算法變得異常復雜。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種射流拋光并聯機床構型，通過并聯機構調整旋轉噴嘴入射角度、可實現工件的自由曲面的法向跟隨加工功能。

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種射流拋光復合機床。

本實用新型的射流拋光復合機床，其特點是：所述的復合機床的機床床身為臥式加工床身，左側為工件回轉機構，右側為噴嘴姿態調整機構；工件回轉機構包括C軸和工件，C軸帶動工件旋轉；噴嘴姿態調整機構包括依次連接的噴嘴Ⅰ、回轉主軸和并聯機構和直線移動機構，并聯機構有A、B兩個旋轉運動自由度，直線移動機構有X、Y、Z三個直線運動自由度，并聯機構和直線移動機構通過回轉主軸帶動噴嘴Ⅰ運動；工件的加工面與噴嘴Ⅰ相對，噴嘴Ⅰ噴出的射流垂直噴射到工件的加工面上。

所述的噴嘴姿態調整機構中的噴嘴Ⅰ、回轉主軸和并聯機構替換為矢量噴嘴；所述的矢量噴嘴包括縱向偏轉機構和橫向偏轉機構，縱向偏轉機構包括噴嘴Ⅲ、縱向偏轉座、縱向彈性波紋管、縱向位移驅動裝置，橫向偏轉機構包括橫向偏轉座、橫向彈性波紋管、橫向位移驅動裝置和矢量噴嘴座；噴嘴Ⅲ與縱向偏轉座相連，縱向偏轉座與縱向彈性波紋管的一端相連，縱向彈性波紋管的另一端與橫向偏轉座一個側面相連，縱向位移驅動裝置的一端與橫向偏轉座相連，縱向位移驅動裝置的另一端與縱向偏轉座滑動接觸；當縱向位移驅動裝置的長度發生變化時，縱向偏轉座在縱向彈性波紋管和縱向位移驅動裝置共同作用下，噴嘴Ⅲ縱向發生偏轉；橫向偏轉座的另一個側面與橫向彈性波紋管一端相連，橫向彈性波紋管的另一端與矢量噴嘴座相連，橫向位移驅動裝置的一端與矢量噴嘴座相連，橫向位移驅動裝置的另一端與橫向偏轉座滑動接觸；當橫向位移驅動裝置的長度發生變化時，橫向偏轉座在橫向彈性波紋管和橫向位移驅動裝置共同作用下，噴嘴Ⅲ橫向發生偏轉；在縱向位移驅動裝置和橫向位移驅動裝置共同驅動下，噴嘴Ⅲ在錐角小于90°的范圍內定位。

所述的噴嘴姿態調整機構中的噴嘴Ⅰ、回轉主軸和并聯機構替換為球鉸矢量噴嘴；所述的球鉸矢量噴嘴包括縱向偏轉機構和橫向偏轉機構，縱向偏轉機構和橫向偏轉機構的結構相同，縱向位移驅動裝置和橫向位移驅動裝置呈90°方位布置在球形座和球鉸支座上；縱向偏轉機構包含噴嘴Ⅱ、球形座、球鉸支座、位移驅動裝置；噴嘴Ⅱ與球形座相連，球形座鑲嵌在球鉸支座內，沿A、B、C三個旋轉自由度轉動，位移驅動裝置支座端通過轉動鉸鏈與球鉸支座相連，位移驅動裝置改變長度，位移驅動裝置的伸縮桿端通過轉動鉸鏈與球形桿相連，球形桿球頭端鑲嵌在球形座圓槽內，在圓槽內滑動或轉動；球形座中部為圓球，兩端為圓管，中間圓孔貫通可通過流體，圓球邊緣處開有圓形槽，直徑同樣大小的球形桿在圓槽內滑動或轉動。

所述的位移驅動裝置為音圈電機、壓電陶瓷或電動缸中的一種。

所述的噴嘴Ⅰ、噴嘴Ⅱ或噴嘴Ⅲ的內部中空密封，從噴嘴Ⅰ、噴嘴Ⅱ或噴嘴Ⅲ中噴出的流體和磨料噴射到工件的加工面上進行拋光。

本實用新型所采用的技術方案是：為了便于排除拋光液，機床床身為臥式加工床身，工件垂直擺放在機床床身的左側。拋光主軸呈水平位置擺放在機床床身的右側。噴嘴與回轉主軸相連，可隨回轉主軸一起轉動；回轉主軸的安裝法蘭盤與并聯機構的安裝法蘭盤相連，噴嘴可實現3個自由度的角度調節；并聯機構固定在X軸的矩形滑塊上，X軸的矩形滑塊安裝在X軸導軌上，可沿左右方向運動；X軸導軌安裝在Z軸滑塊，Z軸滑塊安裝在Z軸導軌上，可沿上下方向運動。Z軸導軌安裝在Y軸滑塊上，Y軸滑塊安裝在Y軸導軌上，Y軸導軌安裝機床床身上，可沿前后方向運動。工件安裝在C軸上，可繞C軸做回旋進給運動。C軸安裝在機床床身的左側。回轉主軸中空可通過流體和磨料，由噴嘴噴射到工件上進行加工。

X軸滑塊有工作模式切換接口，可將并聯機構更換兩種矢量噴嘴，一種為兩維疊加矢量噴嘴結構方案，一種為球鉸矢量噴嘴結構方案。