[發(fā)明專利]一種擺動式機床及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911415923.2
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111037319B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 陳志同;陳帥;崔傳輝
• 申請（專利權(quán)）人: 棗莊北航機床創(chuàng)新研究院有限公司
• 主分類號: B23Q1/26
• 分類號: B23Q1/26;B23Q3/06;B23Q5/28
• 代理公司: 濟南舜昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 37249
• 代理人: 曹媛媛

本發(fā)明涉及數(shù)控機床結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，尤其涉及一種擺動式機床及其控制方法，可以提高刀具靈活度，提高曲面加工能力。一種擺動式機床，包括可以分別沿X軸、Y軸、Z軸直線移動的滑臺，以及可以繞A軸擺動的刀具座和可以繞B軸擺動的夾具座；它不需要復雜的轉(zhuǎn)臺及相關(guān)的減速器，通過控制X軸、Y軸、Z軸方向的滑臺，以及可直線運動的推桿即可實現(xiàn)對工件加工位置及角度的控制，可以增加刀具靈活度，提高曲面加工能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)控機床結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，尤其涉及一種擺動式機床及其控制方法。

背景技術(shù)

整體葉片盤是航空發(fā)動機的關(guān)鍵零件，其周邊均布著多個葉片，整體葉盤制造困難，價值高昂。近年來我國航空發(fā)動機整體葉盤獲得了越來越廣泛的應用，其制造技術(shù)已經(jīng)成為影響和決定發(fā)動機研制水平、進度的重要因素。隨著發(fā)動機性能要求的不斷提高，高性能難加工材料獲得了更加廣泛的應用，葉片形狀向著更薄、更彎、更高精度方向發(fā)展，其加工難度日益提高。例如，高壓壓氣機葉片扭轉(zhuǎn)角度達到30°～80°，最小葉型輪廓度+0.05～-0.05mm，進排氣邊輪廓度+0.02～-0.02mm，葉身及葉身轉(zhuǎn)接R粗糙度為Ra0.2，流道粗糙度為Ra0.5，最小根部轉(zhuǎn)接R為R2，部分整體葉盤的進排氣邊的最小圓角半徑小到20微米以內(nèi)，其加工難度極大。為完成整體葉盤的加工，目前國內(nèi)生產(chǎn)廠家一般采用進口高端專用五軸機床進行加工，價格極其昂貴。

高精度、高效能轉(zhuǎn)臺的制造是目前制約高精度機床機床設計、制造的難點，整體葉盤加工機床用轉(zhuǎn)臺定位精度要求達到±5角秒以內(nèi)，且要求精度穩(wěn)定性好、可滿足長時間、高效加工要求，要求精度保持性達五年之久。而因常規(guī)轉(zhuǎn)臺制造受制于齒輪、渦輪蝸桿材質(zhì)、加工精度等影響精度難以達到要求，且因后期磨損往往使用數(shù)月后便需要進行調(diào)整校正，使用及其不便。高端多軸機床采用高性能力矩電機直接驅(qū)動數(shù)控轉(zhuǎn)臺，獲得了較好的使用效果，但該類電機的成本高昂，研發(fā)困難，導致利用率較低。

公開號為CN109702945A的發(fā)明專利公開了一種主軸可擺動的機床及主軸擺動角度控制方法，實現(xiàn)了機床主軸的擺動功能，但針對葉盤等圓周結(jié)構(gòu)零件加工能力有限，無法完成復雜曲面的全方位加工。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提供一種擺動式機床及其控制方法，可以提高刀具靈活度，提高曲面加工能力。

本發(fā)明提供方案如下：

一種擺動式機床，包括刀具座與固定座，所述刀具座上部與下部分別鉸接固定座與刀座連桿的一端，所述刀座連桿的另一端鉸接水平的推桿，所述推桿與固定座水平滑動連接。通過推桿的前后滑動可以使刀具座轉(zhuǎn)動，進而實現(xiàn)刀具的擺動。此方式通過推桿的直線運動來驅(qū)動刀具擺動，而不是直接通過旋轉(zhuǎn)的方式來控制刀具擺動，刀具座上兩鉸接點的距離越長，控制精度越高。

優(yōu)選的，所述固定座可水平滑動地設置在水平滑臺上，所述水平滑臺水平滑動地設置在機座上。刀具座可以依靠可滑動的固定座與水平滑臺進行水平方向上的運動，以實現(xiàn)多種加工位置的切換。

優(yōu)選的，所述機座設置有夾具座，以及在基座上豎直滑動連接的第一豎直滑臺與第二豎直滑臺，夾具座一端與第一豎直滑臺可轉(zhuǎn)動地連接，另一端通過夾具連桿與第二豎直滑臺連接，夾具座、夾具連桿及第二豎直滑臺之間均可轉(zhuǎn)動地連接。夾具座通過第一豎直滑臺與第二豎直滑臺可以實現(xiàn)升降與擺動，配合可擺動的刀具座實現(xiàn)五軸聯(lián)動，對復雜曲面進行加工。

優(yōu)選的，所述第一豎直滑臺及第二豎直滑臺分別通過兩個平行設置的絲杠與機座連接，所述絲杠均豎直設置，所述水平滑臺的滑動方向與兩個所述絲杠的延伸方向垂直，與兩個所述絲杠的排列方向平行。第一豎直滑臺與第二豎直滑臺為Z向移動，而固定座與水平滑臺實現(xiàn)X,Y向移動，配合可擺動的刀具座與夾具座實現(xiàn)五軸聯(lián)動。